Toepassing van lithium-polymeerbatterijen in FPV-drones

Batterij aanbevelingen

Kies bij het selecteren van een LiPo batterij voor gerenommeerde merken om prestaties en kwaliteit te garanderen. Voor een lichtere, wendbaardere drone kies je een kleinere accu. Als de duur van de vlucht belangrijker is dan de wendbaarheid, kies dan voor een grotere accu. Houd er rekening mee dat grotere accu's een hogere stroom leveren, maar ook iets zwaarder zijn.

5-inch freestyle en racedrones

De meest gebruikte LiPo batterijen voor 5-inch FPV drones (gebruikt in freestyle en races) zijn 4S en 6S configuraties. Als je twijfelt, wordt 6S aanbevolen als de industriestandaard in 2025. Typische capaciteiten zijn ongeveer 1500mAh voor 4S en 1000mAh tot 1300mAh voor 6S.

Zijn LiPo-batterijen veilig?

Als LiPo-batterijen op de juiste manier worden gebruikt, zijn ze absoluut veilig. Onjuist gebruik of fysieke schade kan echter leiden tot brand. Zorgvuldige behandeling en opslag/opladen op een brandveilige locatie zijn essentieel om de risico's te minimaliseren.

Inzicht in de basisprincipes van LiPo-batterijen

LiPo batterijen bieden een uitzonderlijke vermogen-gewichtsverhouding, waardoor ze ideaal zijn voor FPV drones. Het leren lezen van de labels en het begrijpen van de belangrijkste termen is cruciaal voor het selecteren van de juiste batterij, zoals hieronder wordt uitgelegd.

LiPo batterijspanning

LiPo-batterijen bestaan uit afzonderlijke cellen, elk ontworpen om binnen een specifiek spanningsbereik te werken:

  • Volledig opgeladen bij 4,2 V per cel.

  • Volledig ontladen bij 3,0V per cel. Een "lege" LiPo betekent niet 0V! Ontladen onder 3,0V kan onomkeerbaar prestatieverlies of schade veroorzaken. Overladen boven 4,2V per cel is extreem gevaarlijk en kan brand veroorzaken.

Om de levensduur van de batterij te verlengen, moet je stoppen met vliegen en landen wanneer de spanning per cel ongeveer 3,5V bereikt. Er zijn uitzonderingen, zoals met 1S Tiny Whoop batterijen, waar piloten kunnen ontladen tot 3,2V om de vliegtijd te maximaliseren vanwege lagere vervangingskosten.

Celtelling

LiPo-batterijen kunnen meerdere cellen bevatten. De "S"-classificatie geeft het aantal cellen aan dat in serie is aangesloten, waardoor de totale spanning toeneemt. Elke cel heeft een nominale spanning van 3,7V, dus je zou kunnen zien:

  • 1S = 1 cel = 3,7V

  • 2S = 2 cellen = 7,4V

  • 3S = 3 cellen = 11,1V

  • 4S = 4 cellen = 14,8V

  • 5S = 5 cellen = 18,5V

  • 6S = 6 cellen = 22,2V

Bijvoorbeeld:

  • Een 4S-accu heeft een nominale spanning van 14,8V (4 × 3,7V), een minimum van 12,0V en een maximum van 16,8V (4 × 4,2V).

  • Een 6S-batterij heeft een nominale spanning van 22,2V, een minimum van 18,0V en een maximum van 25,2V.

Hogere celtellingen verhogen het motortoerental en het dronevermogen (indien ondersteund), maar ze zijn zwaarder en duurder.

Leuk weetje: Door twee identieke accu's in serie te verbinden verdubbelt de spanning maar blijft de capaciteit hetzelfde (bv. twee 2S 1000mAh accu's in serie worden één 4S 1000mAh). In parallel verdubbelt de capaciteit terwijl de spanning hetzelfde blijft (bijv. één 2S 2000mAh pack). Labels kunnen "P" bevatten (bijv. 4S2P of 6S2P), waarbij "P" parallelle groepen aangeeft. 6S1P betekent 6 cellen in serie, 1 groep parallel (vaak weggelaten omdat "1P" standaard is), terwijl 6S2P betekent 6 cellen in serie, 2 groepen parallel (in totaal 12 cellen).

Capaciteit

Capaciteit, gemeten in mAh (milliampère-uur), geeft de stroom aan die een batterij een uur lang onafgebroken kan leveren tot ze leeg is. (1000mAh = 1Ah.) Voor een 1300mAh (1,3Ah) LiPo:

  • Bij 1,3 A gaat hij een uur mee.

  • Met 2,6 A gaat hij 30 minuten mee.

  • Bij 39A duurt het 2 minuten (1,3/39 = 1/30 uur).

Een hogere capaciteit verlengt de vliegtijd, maar verhoogt het gewicht en de omvang. Het in evenwicht brengen van capaciteit en gewicht is de sleutel tot het optimaliseren van vluchtefficiëntie en prestaties.

C Waardering

De C-waarde geeft de maximale veilige stroomafname zonder schade aan, berekend als:

  • Maximale stroom = capaciteit × C-waarde.

Als deze waarde wordt overschreden, kan de batterij oververhit raken, de interne weerstand na verloop van tijd toenemen, de levensduur verkorten of thermische runaway (brand) veroorzaken. Accu's met een hogere C-classificatie (zelfs met dezelfde capaciteit) zijn vaak zwaarder. Ze blinken uit in drones met een hoog vermogen, maar kunnen overkill zijn voor cruisers met een laag vermogen, waar het extra gewicht de vliegtijd kan verkorten. C-classificaties zijn nuttig binnen hetzelfde merk, maar kunnen worden overdreven voor marketing, dus vertrouw op aanbevelingen in plaats van vergelijkingen.

Interne weerstand (IR)

Alle elektronica, inclusief batterijen, hebben weerstand. De interne weerstand (IR) van batterijen meet de weerstand tegen de stroomdoorgang. Een lagere IR betekent een efficiëntere stroomtoevoer voor FPV drones. Het monitoren van de IR helpt bij het beoordelen van de gezondheid van de batterij en het bepalen van het moment van vervanging, omdat de IR natuurlijk toeneemt met het gebruik en de leeftijd. Slechte praktijken zoals overmatig ontladen, overladen, hoge stroomafname of oververhitting versnellen de veroudering.

Een hoge IR veroorzaakt spanningsverlies (daalt onder belasting), waardoor het toerental, het vermogen en de reactiesnelheid van de motor afnemen. Batterijen die zijn ontworpen voor toepassingen met lage stroomsterkte (bijv. radio's of FPV-brillen) hebben een hogere IR, net als 18650 Li-ion batterijen in vergelijking met typische LiPo's.

Batterij aansluitingen

Alle LiPo accu's (behalve 1S) hebben twee connectoren: een hoofdontladingsconnector en een balansconnector. De ontlaadkabel (dikkere rode en zwarte draden) voorziet de drone van stroom. De balanskabel (dunne draden naar een witte connector) controleert de celspanningen, waarbij het aantal draden overeenkomt met het aantal cellen plus één:

  • 2S = 3 draden

  • 3S = 4 draden

  • 4S = 5 draden

  • 5S = 6 draden

  • 6S = 7 draden

Gangbare ontlaadconnectoren zijn XT60 (voor drones van 5 inch of meer) en XT30 (voor kleinere drones), die verschillen in grootte en stroomsterkte. Balanceeraansluitingen (JST-XH) worden aangesloten op de lader voor spanningsbalancering tijdens het opladen.

Dode cellen

Als een cel tijdens het controleren geen spanning vertoont, kan deze leeg zijn. Gebruik een multimeter om dit te bevestigen - vermijd het gebruik van een defecte batterij.

Hoeveel pakketten voor beginners?

Begin met 4 batterijpacks voor FPV-vliegen, goed voor 40 minuten vliegtijd (5-10 minuten per vlucht, inclusief opzetten en neerstorten). Opladen in het veld kan dit nog verlengen.

Gewicht

Het gewicht van de batterij moet ongeveer de helft zijn van het droge gewicht van de drone (zonder batterij of GoPro). Voor een drone van 600 gram is een batterij van 300 gram geschikt voor behendig freestyle vliegen. Voor filmische of langzame vluchten kan een verhouding van 1:1 werken. Grotere accu's maximaliseren de vliegtijd voor drones die lange afstanden vliegen of voor filmische doeleinden waarbij kracht en reactievermogen minder belangrijk zijn.

Stroomverbruik van de drone bepalen

Controleer na het selecteren van de motor- en propellergrootte de stuwkrachtgegevens en stroomafname (bijvoorbeeld, een motor met een 5040×3 propeller trekt bij volgas 36,74A). Voor een quad met vier motoren is de totale maximale stroomopname 36,74 × 4 = 146,96 A. Verminder dit met 30-40% voor echt gebruik (bijv. 40-60% gashendel, lagere stroom door luchtstroming), en negeer kleine trek van andere componenten.

De beste batterijcapaciteit kiezen

Stem de capaciteit af op de grootte van de drone en de C-classificatie. Algemene richtlijnen voor freestyle/racing drones:

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

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

Bereken de C-waarde: C-waarde = stroomafname / capaciteit. Een goede regel is een accu die de helft weegt van het gewicht van de drone, hoewel dit per configuratie kan verschillen.

Oplaadsnelheid: hoe snel moet je opladen?

Laad op bij 1C of lager om stress te minimaliseren (bijv. 1,5A voor een 1500mAh batterij, 0,9A voor een 900mAh batterij), wat ongeveer een uur duurt. Sommige batterijen ondersteunen 3C of 5C snelladen - controleer de specificaties voor gebruik, want bij hogere snelheden bestaat het risico op oververhitting of brand. Stop met opladen als de batterij heet aanvoelt, wat duidt op te hoge snelheid of een defect.

Wanneer landen

Land wanneer de accuspanning 3,5V tot 3,6V per cel bereikt. Lager vliegen belast de batterij en verkort de levensduur, omdat de cellen warm worden en afbreken. Het voltage daalt sneller onder de 3,5V, waardoor het risico op overontlading voor een veilige landing bestaat. Als je de spanning boven de 3,5V houdt, worden de cellen minder uit balans gebracht en beschadigd.