Application des piles au lithium-polymère dans Drones FPV

Recommandations concernant les piles

Lorsque vous choisissez une batterie LiPo, optez pour des marques réputées afin de garantir la performance et la qualité. Pour un drone plus léger et plus agile, choisissez une batterie plus petite. Si la durée du vol est une priorité par rapport à la maniabilité, optez pour une batterie plus grande. Notez que les batteries plus grandes fournissent des courants plus élevés mais ajoutent un peu de poids, ce qui nécessite un compromis.

Drones de freestyle et de course de 5 pouces

Les batteries LiPo les plus courantes pour les drones FPV de 5 pouces (utilisés en freestyle et en course) sont des configurations 4S et 6S. Si vous êtes indécis, 6S est recommandé comme le standard de l'industrie en 2025. Les capacités typiques sont d'environ 1500mAh pour les 4S et de 1000mAh à 1300mAh pour les 6S.

Les piles LiPo sont-elles sûres ?

Lorsqu'elles sont manipulées correctement, les piles LiPo sont absolument sûres. Cependant, une mauvaise utilisation ou des dommages physiques peuvent provoquer des incendies. Il est essentiel de les manipuler avec précaution et de les stocker/charger dans un endroit à l'abri du feu pour minimiser les risques.

Comprendre les bases de la batterie LiPo

Les batteries LiPo offrent un rapport poids/puissance exceptionnel, ce qui les rend idéales pour les drones FPV. Il est essentiel d'apprendre à lire les étiquettes et de comprendre les termes clés pour choisir la bonne batterie, comme nous l'expliquons ci-dessous.

Tension de la batterie LiPo

Les batteries LiPo sont constituées d'éléments individuels, chacun étant conçu pour fonctionner dans une plage de tension spécifique :

  • Chargement complet à 4,2 V par cellule.

  • Entièrement déchargée à 3,0 V par cellule. Un LiPo "vide" ne signifie pas 0V ! Une décharge inférieure à 3,0 V peut entraîner une perte de performance irréversible ou des dommages. Une surcharge supérieure à 4,2 V par élément est extrêmement dangereuse et peut provoquer des incendies.

Pour prolonger la durée de vie de la batterie, arrêtez de voler et atterrissez lorsque la tension par élément atteint environ 3,5V. Il existe des exceptions, comme avec les batteries 1S Tiny Whoop, où les pilotes peuvent décharger jusqu'à 3,2V pour maximiser le temps de vol en raison des coûts de remplacement plus faibles.

Nombre de cellules

Les batteries LiPo peuvent contenir plusieurs éléments. L'indice "S" indique le nombre d'éléments connectés en série, ce qui augmente la tension totale. Chaque cellule a une tension nominale de 3,7 V, ce qui signifie que vous pouvez voir :

  • 1S = 1 cellule = 3,7V

  • 2S = 2 cellules = 7,4V

  • 3S = 3 cellules = 11,1V

  • 4S = 4 cellules = 14,8V

  • 5S = 5 cellules = 18,5V

  • 6S = 6 cellules = 22,2V

Par exemple :

  • Une batterie 4S a une tension nominale de 14,8 V (4 × 3,7 V), un minimum de 12,0 V et un maximum de 16,8 V (4 × 4,2 V).

  • Une batterie 6S a une tension nominale de 22,2V, un minimum de 18,0V et un maximum de 25,2V.

Un plus grand nombre de cellules augmente la vitesse de rotation du moteur et la puissance du drone (si elle est supportée), mais elles sont plus lourdes et plus chères.

Faits amusants: La connexion de deux batteries identiques en série double la tension tout en conservant la même capacité (par exemple, deux batteries 2S 1000mAh en série deviennent une 4S 1000mAh). En parallèle, la capacité double alors que la tension reste la même (par exemple, un pack 2S 2000mAh). Les étiquettes peuvent comporter la mention "P" (par exemple, 4S2P ou 6S2P), où "P" indique des groupes en parallèle. 6S1P signifie 6 cellules en série, 1 groupe en parallèle (souvent omis car "1P" est standard), tandis que 6S2P signifie 6 cellules en série, 2 groupes en parallèle (soit un total de 12 cellules).

Capacité

La capacité, mesurée en mAh (milliampères-heure), indique le courant qu'une batterie peut fournir en continu pendant une heure jusqu'à ce qu'elle soit épuisée. (1000mAh = 1Ah.) Pour une batterie LiPo de 1300mAh (1,3Ah) :

  • À 1,3 A, elle dure une heure.

  • À 2,6 A, elle dure 30 minutes.

  • À 39A, elle dure 2 minutes (1,3/39 = 1/30 heure).

Une plus grande capacité prolonge le temps de vol mais augmente le poids et l'encombrement. L'équilibre entre la capacité et le poids est essentiel pour optimiser l'efficacité et les performances des vols.

C Classement

L'indice C indique la consommation maximale de courant sans risque de dommage, calculée comme suit :

  • Courant maximal = Capacité × C nominal.

Le dépassement de cette valeur peut entraîner une surchauffe de la batterie, une augmentation de la résistance interne au fil du temps, une réduction de la durée de vie ou un emballement thermique (incendie). Les batteries de classe C supérieure (même à capacité égale) sont souvent plus lourdes. Elles conviennent parfaitement aux drones de grande puissance, mais peuvent s'avérer excessives pour les engins de croisière de faible puissance, pour lesquels le poids supplémentaire pourrait réduire le temps de vol. Les indices C sont utiles au sein d'une même marque, mais peuvent être exagérés à des fins de marketing ; il convient donc de se fier aux recommandations plutôt qu'aux comparaisons.

Résistance interne (IR)

Tous les appareils électroniques, y compris les batteries, ont une résistance. La résistance interne de la batterie (IR) mesure l'opposition au flux de courant. Une IR plus faible signifie une alimentation plus efficace pour les drones FPV. La surveillance de la résistance interne permet d'évaluer la santé de la batterie et de déterminer le moment de son remplacement, car elle augmente naturellement avec l'utilisation et l'âge. Les mauvaises pratiques telles que la surdécharge, la surcharge, les appels de courant élevés ou la surchauffe accélèrent le vieillissement.

Un IR élevé provoque un affaissement de la tension (chute sous charge), ce qui réduit le régime, la puissance et la réactivité du moteur. Les batteries conçues pour des applications à faible courant (par exemple, les radios ou les lunettes FPV) ont un IR plus élevé, tout comme les batteries Li-ion 18650 par rapport aux batteries LiPos typiques.

Connecteurs de batterie

Toutes les batteries LiPo (sauf 1S) ont deux connecteurs : un connecteur de décharge principal et un connecteur d'équilibrage. Le fil de décharge (fils rouge et noir plus épais) alimente le drone. Le fil d'équilibrage (fils fins reliés à un connecteur blanc) contrôle la tension des éléments, le nombre de fils correspondant au nombre d'éléments plus un :

  • 2S = 3 fils

  • 3S = 4 fils

  • 4S = 5 fils

  • 5S = 6 fils

  • 6S = 7 fils

Les connecteurs de décharge courants comprennent le XT60 (pour les drones de 5 pouces et plus) et le XT30 (pour les drones plus petits), qui diffèrent par leur taille et leur intensité. Les connecteurs d'équilibrage (JST-XH) se connectent au chargeur pour équilibrer la tension pendant la charge.

Cellules mortes

Si une cellule n'affiche aucune tension lors des vérifications, il se peut qu'elle soit déchargée. Utilisez un multimètre pour confirmer - évitez d'utiliser une batterie défectueuse.

Combien de paquets pour les débutants ?

Commencez avec 4 packs de batteries pour le vol FPV, offrant 40 minutes d'autonomie de vol (5-10 minutes par vol, y compris l'installation et les crashs). La recharge sur le terrain permet d'augmenter cette durée.

Poids

Le poids de la batterie doit correspondre à environ la moitié du poids à sec du drone (sans batterie ni GoPro). Pour un drone de 600g, une batterie de 300g convient à un vol agile et freestyle. Pour un vol cinématographique ou lent, un ratio de 1:1 peut convenir. Des batteries plus grandes maximisent le temps de vol pour les drones à longue portée ou cinématographiques où la puissance et la réactivité sont moins critiques.

Détermination de la consommation de courant du drone

Après avoir sélectionné les tailles de moteur et d'hélice, vérifiez les données de poussée et la consommation de courant (par exemple, un moteur avec une hélice 5040×3 à plein régime consomme 36,74 A). Pour un quad avec quatre moteurs, la consommation maximale totale est de 36,74 × 4 = 146,96A. Réduisez ce chiffre de 30-40% pour une utilisation réelle (par exemple, un accélérateur de 40-60%, un courant plus faible en raison de la circulation de l'air), en ignorant les consommations mineures des autres composants.

Choisir la meilleure capacité de batterie

La capacité doit correspondre à la taille du drone et à la catégorie C. Lignes directrices générales pour les drones de freestyle/de course :

  • 4S LiPoCapacité de stockage : 7″ (1500-2200mAh), 5″ (1300-1800mAh), 4″ (850-1300mAh), 3″ (650-1000mAh)

  • 6S LiPoCapacité : 7″ (1200-1500mAh), 5″ (900-1300mAh), 4″ (550-900mAh), 3″ (400-650mAh)

Calculer l'indice C : Cote C = consommation de courant / capacité. Une bonne règle est de choisir une batterie pesant la moitié du poids du drone, bien que cela puisse varier en fonction de la configuration.

Vitesse de charge : à quelle vitesse devez-vous charger ?

Chargez à 1C ou moins pour minimiser le stress (par exemple, 1,5A pour une batterie de 1500mAh, 0,9A pour une batterie de 900mAh), ce qui prend environ une heure. Certaines batteries prennent en charge la charge rapide 3C ou 5C. Vérifiez les spécifications avant de les utiliser, car des taux plus élevés risquent de provoquer une surchauffe ou un incendie. Arrêtez la charge si la batterie est chaude, ce qui indique une vitesse excessive ou un défaut.

Quand atterrir

Atterrir lorsque la tension de la batterie atteint 3,5 à 3,6 V par cellule. Voler plus bas sollicite la batterie et réduit sa durée de vie, car les cellules chauffent et se dégradent. La tension chute plus rapidement en dessous de 3,5 V, ce qui risque d'entraîner une surdécharge avant un atterrissage en toute sécurité. Le maintien d'une tension supérieure à 3,5 V minimise le déséquilibre et l'endommagement des cellules.