ドローンはどのバッテリーを使用していますか？おそらくLiPoバッテリーです。これらのバッテリーは、おもちゃ、ドローン、RC、さらには模型飛行機や電車で最も一般的に使用されています。このタイプのバッテリーが最も一般的な選択肢であるのはなぜですか？
Lipoバッテリーは、サイズが小さく容量が大きいため、ドローンコミュニティやその他のおもちゃや趣味のコミュニティでこれまでに起こった中で最高のものです。これらの品質は、飛行時間を長くするために不可欠です。ただし、適切に取り扱わないと、火災の危険が生じる可能性があります。
ドローンバッテリーを最大限に活用するには、ドローンバッテリーの詳細を知ることが重要です。そのため、LiPoバッテリーについて知っておく必要のあるすべてのことについて説明します。これには、安全に保管し、入手した場合に廃棄する方法も含まれます。破損しています。
LiPoバッテリーとは何ですか？
LiPoはリチウムポリマーまたはリチウムイオンポリマーの略で、ポリマー電解質で作られた充電式電池です。簡単に言えば、LiPoバッテリーは、液体の電解質を使用する代わりに、ポリマーを使用します。ポリマーは、電荷を蓄積し、必要に応じてデバイスに電力を送信する「シート」です。
LiPoバッテリーは、ハードシェルを備えたイオンバッテリーとは異なり、ソフトシェルケーシングを備えています。ポリマーとそれをソフトカバーで囲む機能により、これらのバッテリーは、ハードシェルとは異なり、さまざまな形状に成形できるため、RCに適しています。
それでは、LiPoバッテリーを構成するいくつかの主要な概念を見てみましょう。記事全体を通して以下の画像を参照します。
電圧（公称電圧）
公称電圧は、「名前付き」電圧、または静止時のバッテリーの電圧です。定格電圧や動作電圧と混同しないでください。たとえば、ほとんどのLiPoバッテリーの公称電圧は3.7 Vですが、完全に充電されると、LiPoバッテリーの電圧は4.2になります。そして、それらを最小限に放電したとき、それらは3.0の電圧を持っているはずです。
これにより、ラベリングが行われます。ほとんどのバッテリーには、2S、3S、4S、または6Sのラベルが付いています。これらの数字は、直列に配置されたバッテリーのセルの数を示しています。つまり、Sはシリーズの略です。
バッテリーにはCで示されている番号もあります。上の画像では、50℃です。しかし、それは「細胞」を意味するものではありません。これは放電定格を意味します。これについては後で説明します。
合計電圧を取得するには、各セルの電圧を加算します。たとえば、2Sバッテリーには2つのセルがあるため、合計電圧は7.4Vになり、3Sバッテリーは上の画像のように 11.1 V、4Sバッテリーは14.8などになります…
2S2Pというラベルの付いた古いバッテリーに出くわす可能性があります。これは、4つのセルがあることを意味します。直列配置で2つ、並列構造で2つ。しかし、そのようなバッテリーは段階的に廃止され、新しいモデルに置き換えられました。
それで、電圧を知ることの重要性は何ですか？これは、モーターがどれだけ速く回転できるかを意味し、それがドローンの出力と速度に変換されます。 kVというラベルの付いたモーターを備えたクワッドコプターに出くわしたことがあるかもしれません。最初、私は、kVはキロボルトを表すと思いましたが、一部のユーザーもそうしました。そうではありません。
kVは、実際にはすべてのボルトのRPM（1分あたりの回転数）を表します。 したがって、クワッドコプターの3000 kVの場合、それをバッテリーの電圧で乗算する必要があります。たとえば、2Sバッテリーは22,200RPMを生成します。バッテリーの電圧が高いほど、モーターの回転が速くなり、ドローンの出力が大きくなります。
容量
容量を理解するために、一般的な水タンクの例えを使用してみましょう。今説明した電圧はタンクの圧力です。簡単に言えば、タンクの圧力/力が大きいほど、水をより強力に排出します。これで、容量はタンクが一度に保持できる水の量になります。つまり、バッテリーと言えば、それはそれが保持できる充電量を意味し、それはバッテリーがどれだけ長く続くことができるかを意味します。
バッテリーの静電容量は、ミリアンペア時（mAh）で測定されます。上記のバッテリーの容量は5200mAhですが、容量が12,000mAhのバッテリーと、5000mAh未満のバッテリーがあります。また、1000mAh、1Ah（アンペア時）にします。
ドローンをより長く使用できるようになるため、容量の大きいバッテリーは良い考えのように思えますが、ドローンのシステム全体への影響も考慮する必要があります。
一つには、容量が増えると重量が増えることを意味し、ほとんどのドローンは重すぎると機能しなくなります。第二に、モーターが冷却されずに長時間作動すると、発火したり、ドローン全体に損傷を与えたりする可能性があります。
放電定格（C）
「C」定格とも呼ばれる放電定格は、バッテリーを損傷することなくバッテリーから継続的に排出できる充電/負荷の量です。一度により多くの電荷を消費するデバイスを使用すると、バッテリーが損傷する可能性があります。
現在、バッテリーの放電定格は50Cです。これは、50にアンペア単位のバッテリー容量を掛けることを意味します。
つまり、バッテリーの容量は5200mAhです。アンペアでは、5.2Ahです。
50 * 5.2 =260A。
したがって、このバッテリーから継続的に260Aを引き出すことができます。これが継続的な評価です。
バーストレーティングもあります。これは、10秒のバースト内で引き出すことができる最大の電荷量です。上記のバッテリーのバーストレートは100Cです。つまり、520Aの爆発に耐えることができます。これはドローンの加速中の可能性があり、ほとんどの場合、連続定格を超えます。
予備のバッテリーを購入するときは、ドローンに必要な電力と、ドローンを何に使用するかを知っていることを確認してください。レーシングドローンには、より高い放電定格のバッテリーが必要になる場合があります。
内部抵抗
内部抵抗はバッテリー設計の一部ではありませんが、言及することが不可欠です。水タンクの例えを使用すると、ホースで抵抗を最もよく説明できます。ホースは水がスムーズに流れるようにするためのものです。ただし、ホースにねじれがあると、水の流れが制限されます。ねじれが大きいか深いほど、水の流れは不十分になります。
同じケースがLiPoバッテリーやその他の電子機器にも当てはまります。抵抗が高いほど、ドローンの重要なコンポーネントに到達する電荷は少なくなります。彼らが抵抗を示すことができない理由は、それが時間とともに蓄積するからです。
バッテリーを使用すればするほど、Liと呼ばれる残留物が発生します O（酸化リチウム）が堆積し、バッテリーが使用できなくなるまで内部抵抗が増加します。 エネルギーが必要なコンポーネントに到達できない場合、熱に変換されます。次に、熱によってバッテリー内の酸素の蓄積が増え、酸化リチウムが蓄積し、バッテリーが膨張します。バッテリーが膨らんでいるのを確認したら、使用を中止してください。
膨張したバッテリーを使用すると、さらに多くの熱が発生し、熱暴走と呼ばれるプロセスが発生します。最終的に、酸化リチウムの蓄積、酸素、熱、湿度が組み合わさって爆発し、火事になります。
抵抗の標準的な測定値はオーム（Ω）です。
1ミリオーム（mΩ）=1オーム。
バッテリーの抵抗レベルをチェックし続けて、バッテリーがまだ使用可能であることを確認することが重要です。最新の充電器は、1つのセルを個別に、またはすべてのセルをまとめて内部抵抗を測定するのに役立ちます。
一般的に、抵抗が0〜12オームの範囲のバッテリーを使用するのが安全です。それ以上のことは、電池の交換を検討する必要があることを意味します。
ドローンがLiPoバッテリーを使用するのはなぜですか？
LiPoバッテリーは小型で、1つのセル（3.7 V〜4.2V）で大量の電荷を運ぶことができるため、ドローン業界に多くのメリットがあります。 これにより、ドローンを重くしすぎることなく、さまざまなアプリケーション向けに大容量または高電圧のバッテリーを構築できます。
LiPoバッテリーを充電するには？
LiPoバッテリーはかなり敏感です。充電器だけを使用することはできません。それらを過充電すると、損傷や火災につながる可能性があります。他のバッテリーとは異なり、LiPoバッテリーはCC / CVシステムを使用します。これは、定充電/定電圧を意味します。
前述のように、最大4.2 Vを保持できます。したがって、バッテリーの充電ごとに4.2 Vがある場合、電流パルスを継続的に流すのではなく、その電圧を維持します。
充電器
LiPoバッテリーは、バランシングチャージャーと呼ばれるものを使用します。これらは、バッテリー内の各セルが十分に充電されるようにするための充電です。バランス充電器または内蔵のバランス調整を備えた充電器はかなり高価になる可能性がありますが、バッテリーを長持ちさせたい場合は価値があります。さらに、充電が不均衡なバッテリー（充電量が多いセルもあります）は、バッテリーを損傷したり、火災を引き起こしたりするリスクを高めます。
現在
LiPoバッテリーを充電するときに考慮すべきもう1つの側面は、電流の量です。一部のデバイスでは、高速充電器が標準であり、大量の電流（アンペア）を送り、短時間で大きなバッテリーを充電します。 LiPoバッテリーではそれはできません。 LiPoバッテリーには、放電率と同じように、充電できる速度があります。
さて、上記のバッテリーの充電率は2Cです。放電率を計算したように、充電率に容量を掛けます。この場合、バッテリーの容量は5.2Ahまたは（5200mAh）です。
5.2 * 2 =10.4A。
したがって、このバッテリーは常に10.4アンペアで充電する必要があります。常にバッテリーをチェックして、適切な充電率を特定してください。 1Cレートなど、より低いレートで充電できますが、バッテリーのラベルに記載されている値を超えることはありません 。
コネクタ
最後に、使用している充電器に、バッテリーのコネクタと互換性のあるコネクタがあることを確認する必要があります。上記のバッテリーでわかるように、各Lipoバッテリーには2つのコネクターがあります。黄色のもの（主にXT-60）はドローンに行き、白いプラグはバランス充電器に行きます。最も重要なことは、高電圧とアンペア数を扱っているため、ワイヤは太くする必要があります。
ドローンに必要なLiPoバッテリーの数は？
ドローンには2〜3個のバッテリーが最適です。より多くのバッテリーを使用して長時間飛行することは可能ですが、特にローターを冷却せずに長時間実行すると、ローターに損傷を与えるリスクがあります。
LiPoバッテリーの保管方法
LiPoバッテリーは、完全に充電された状態で保管しないでください。また、3.0 V未満の場合は保管しないでください。これを行うと、完全に損傷する可能性があります。たとえば、フル充電で保管すると、バッテリーは自動的に放電し、電圧が3V未満になる可能性があります。
最適な保管電圧は3.8Vです。保管する前に、必ずバッテリーの電圧を確認してください。ありがたいことに、ほとんどの高度な充電器では電圧を確認できるため、3.0 V未満の場合は充電し、3.8Vを超える場合は放電します。
また、保管中の火災を防ぐために、LiPoバッテリーは常に下の写真のような耐火性の袋に入れて保管してください。
弾薬バッグや銃器の金庫などの他の保管場所は、耐火性がある限り引き続き機能します。
LiPoバッテリーを持って旅行する方法
旅行中にドローンを持ち歩く予定の場合は、2〜3個のLiPoバッテリーを安全に持参できます。 ただし、LiPoバッテリーは火災の危険があるため、貨物室への持ち込みは許可されていません。他の機内持ち込み手荷物と一緒に運ぶ必要があります。
バッテリーを梱包する前に、バッテリーが損傷していないことを確認してください。バッテリーは、耐火バッグまたはバッテリー用のコンパートメントを備えたドローン運搬ボックスに入れることができます。また、ドローンとバッテリーの持ち運びに関する航空会社のガイドラインを必ず確認してください。
LiPoバッテリーの寿命はどれくらいですか？
LiPoバッテリーは、すべてが完璧な場合、少なくとも300〜500サイクル持続するように設計されています。つまり、それらを正しい電圧で保管し、適切な温度で保管し、過度の湿度を避け、穴を開けないようにし、正しい充電器を使用して充電します。
ただし、これらすべての条件を維持できるとは限りません。そのため、ほとんどのLiPoバッテリーの平均は150〜250サイクルです。ドローンの使用頻度にもよりますが、1年から3年の間です。
LiPoバッテリーの廃棄方法
ある時点で、LiPoバッテリーを廃棄する必要がありますが、これは非常に慎重に行う必要があります。その理由は次のとおりです。前述のように、酸化リチウムと酸素の蓄積により、バッテリーが膨張します。また、使用を続けると電池が破損し、火災の原因となる可能性があります。
ただし、バッテリーを使用していない場合でも、パンクすると火災が発生する可能性があります。特にバッテリーがまだ充電されている場合は、熱暴走プロセスが発生する可能性があります。
<マーク>注：一部の企業は、バッテリーの保証を提供しています。したがって、以下のプロセスを試す前に、それを確認してください。
電池が切れているか膨らんでいるかにかかわらず、LiPo電池を廃棄する前に次のことを行ってください。
電圧を確認することから始めます。 バッテリーを廃棄するための理想的な電圧は0.0Vである必要があります。バッテリーにある程度の充電がある場合は、次のいずれかの手順で放電します。
廃棄する前に、完全に排出されていることを確認してください。 これを行うにはいくつかの方法があります。
- バランス充電器を使用して放電したり、充電がなくなるまでドローンで使用したりできます。ドローンに火をつける可能性があるため、後者のプロセスは危険です。
- それを排出する別の方法は、塩水浴を使用することです。トレイに温水を加え、塩が溶けなくなるまで塩で飽和させます。次に、電池を塩水に浸します。
- バッテリーを砂に浸した状態でLEDライトに接続して排水することもできます。低電圧によりLEDが暗くなったり消えたりした場合は、LEDを外し、バッテリーのプラス線とマイナス線を接続して短絡させます。
無料であることが確認できたら、通常のゴミ箱に捨てることができます または、地域のバッテリー廃棄サービスを探してください。
安全上の注意
以下は、いくつかの安全上の注意事項と、LiPoバッテリーの寿命を延ばす方法の概要です。
- 常に近くに消火器を置いてください 。 LiPoバッテリーは高温ではうまく機能せず、火災を引き起こすことがよくあります。消火器は、LiPoバッテリーのような化学反応には最適ではありませんが、消火器を封じ込めるのに役立ちます。
- 充電中は常にバッテリーを注意深く監視してください 。これらのバッテリーが爆発するのに、間違った温度の数秒しかかかりません。ですから、彼らを離れて店に行ったり、近所を走り回ったりすると、家全体が燃えているのを見つけるために戻ってくるかもしれません。
- 保管場所が室温になっていることを確認してください。 もう一度強調しておきますが、LiPoバッテリーと高温は敵の誓いです。
- バッテリーは常に乾燥した場所に保管してください 、そして水が火を引き起こす化学反応を促進するので、それらが水に接触しないことを確認してください。
- 電池は常に清潔に保ってください 。柔らかい毛のブラシを使用して、ドローン、コネクタ、およびドローンのバッテリーコンパートメントを掃除します。
- 電圧は常に3.0V〜4.2 Vに保ち、3.7Vで保存してください。
- 高品質のバランス充電器を使用してください。
- プラスとマイナスをつなぐ可能性のある金属製の物体の使用は避けてください 、短絡を引き起こします。これは、はんだ付けプロセス中にペンチを使用する場合である可能性があります。
結論
そして、あなたはそれを持っています。うまくいけば、ドローン用のLiPoバッテリーについて知っておくべきことをすべて網羅しました。それらは他の種類のバッテリーよりも多くの利点を提供しますが、潜在的な危険を防ぐために慎重に取り扱う必要があります。
確立したとおり、適切な電圧に維持し、適切な充電器を使用し、高温または低温を避け、電池の膨張を避け、放置しないでください。電池を廃棄する前に、電池が放電していることを確認してください。
あなたはリスクを真剣に受け止めるべきですが、これらのバッテリーはあなたを怖がらせるものではありません。適切に取り扱われると、緊急事態に直面する必要はありません。そして、ドローンを飛ばすときは、楽しむことを忘れないでください。