LiPo аккумуляторы в FPV дронах: Руководство для начинающих 2025

LiPo аккумуляторы в FPV дронах: Руководство для начинающих

Литий-полимерные (LiPo) батареи - идеальный источник питания для FPV дронов, обеспечивающий исключительное накопление и доставку энергии. Однако неправильное обращение с ними может представлять опасность. В этом руководстве рассматриваются основы использования LiPo аккумуляторов для FPV дронов, включая безопасную зарядку и правильные методы хранения, когда они не используются.

5-дюймовые дроны для фристайла и гонок

Наиболее распространенными LiPo аккумуляторами для 5-дюймовых фристайловых и гоночных FPV дронов являются конфигурации 4S и 6S. Если вы не уверены, я рекомендую 6S - это практически промышленный стандарт в 2025 году. Типичная емкость 4S для 5-дюймовых дронов составляет около 1500 мАч, в то время как 6S колеблется от 1000 мАч до 1300 мАч.

Безопасны ли LiPo аккумуляторы?

При правильном обращении LiPo аккумуляторы совершенно безопасны. Однако неправильное использование или физическое повреждение может привести к пожару. Обращайтесь с батареями осторожно и всегда храните и заряжайте их в огнестойких местах, чтобы свести риск к минимуму.

Основы работы с LiPo аккумуляторами

Литий-полимерные (LiPo) батареи отличаются превосходным соотношением мощности и веса, что делает их идеальными для FPV дронов. Чтобы выбрать правильный LiPo, научитесь читать этикетку и понимать ключевую терминологию - об этом рассказано в следующих разделах.

Напряжение батареи LiPo

LiPo аккумуляторы состоят из отдельных элементов, каждый из которых работает в определенном диапазоне напряжений:

Полностью заряжен: 4,2 В на ячейку
Полностью разряжен: 3,0 В на ячейку

“Пустой” делает не 0 В! Разрядка ниже 3,0 В может привести к необратимому снижению производительности или повреждению. Перезарядка свыше 4,2 В на элемент крайне опасна и может привести к возгоранию.

Чтобы продлить срок службы батареи, садитесь, когда напряжение элементов достигает ~3,5 В. Существуют исключения - например, пилоты 1S иногда разряжают аккумулятор ниже 3,2 В, чтобы максимально продлить время полета, поскольку стоимость замены невелика.

Количество клеток

Аккумуляторы LiPo могут содержать несколько элементов. Обозначение “S” указывает на элементы в серия, увеличивая общее напряжение. Номинальное напряжение каждого элемента составляет 3,7 В, поэтому на этикетках указано общее номинальное напряжение:

1S = 1 ячейка = 3,7 В
2S = 2 ячейки = 7,4 В
3S = 3 ячейки = 11,1 В
4S = 4 ячейки = 14,8 В
5S = 5 ячеек = 18,5 В
6S = 6 ячеек = 22,2 В

Примеры:

A аккумулятор 4S имеет номинальное напряжение 14,8 В (4 × 3,7 В), с минимальным напряжением 12,0 В и максимальным напряжением 16,8 В (4 × 4,2 В)
A аккумулятор 6S Номинальное напряжение составляет 22,2 В, минимальное - 18,0 В, максимальное - 25,2 В.

Более высокое количество элементов увеличивает число оборотов двигателя и мощность дрона.если дрон поддерживает напряжение. Однако пакеты с более высоким уровнем S тяжелее и дороже.

Забавный факт:

Для расчета энергоемкости необходимо учитывать как напряжение, так и мощность.
Серия: Два одинаковых аккумулятора, соединенных последовательно, удваивают напряжение, емкость остается прежней (например, два 2S 1000mAh → один 4S 1000mAh).
Параллель: Емкость удваивается, напряжение остается прежним (→ один 2S 2000mAh).

Маркировка может включать “P” (например, 4S2P или 6S2P), где “P” означает параллельные группы ячеек. 6S1P = “6 ячеек последовательно, 1 группа параллельно” (обычно обозначается просто 6S). 6S2P = всего 12 ячеек.

Вместимость

Мощность измеряется в мАч (миллиампер-часы), показывает, какой ток может выдать батарея в течение часа до полного разряда. Примечание: 1000 мАч = 1 Ач.

Пример: Аккумулятор емкостью 1300 мАч (1,3 А/ч) при постоянном токе 1,3 А работает 1 час. При 2,6A он работает 30 минут. При 39A - только 2 минуты (1,3/39 = 1/30 часа).

Большая емкость увеличивает время полета, но увеличивает вес и размер. Вес значительно влияет на время полета и маневренность, поэтому для достижения оптимальной эффективности и производительности сбалансируйте емкость и вес.

Аккумуляторы большей емкости могут также обеспечивать более высокие токи разряда.

Рейтинг C

Номинал C определяет максимальный безопасный ток, потребляемый без повреждения. Теоретически: Максимальный ток = Мощность × номинал C

Превышение значения C чревато перегревом, увеличением внутреннего сопротивления, сокращением срока службы или тепловым ударом (возгоранием).

Даже при одинаковой емкости аккумуляторы с более высоким рейтингом C часто тяжелее и крупнее. Например, два аккумулятора 4S 650mAh с разными C-рейтингами отличаются по весу и размеру.

Аккумуляторы с более высоким рейтингом C лучше работают в мощных дронах, но могут оказаться излишними для маломощных круизных - дополнительный вес может сократить время полета. Выбирайте, исходя из своих потребностей; универсального варианта нет.

Примечание: Рейтинги C стали утяжеляться маркетингом. Бренды могут завышать характеристики, что делает межбрендовые сравнения ненадежными. В пределах одного бренда он полезен. Для рекомендованных нами аккумуляторов рейтинг C не должен быть главным фактором.

Внутреннее сопротивление (IR)

Все электронные устройства имеют сопротивление; в батареях оно внутреннее сопротивление (IR)-Мера противодействия протеканию тока. Более низкий IR означает более эффективную подачу энергии на ваш FPV-беспилотник.

Мониторинг IR помогает оценить состояние батареи и понять, когда ее нужно выводить из эксплуатации. IR медленно увеличивается с возрастом и использованием - это необратимый процесс. К ускоряющим факторам относятся:

Переразряд/перезаряд
Длительное потребление большого тока
Перегрев

Высокий уровень инфракрасного излучения приводит к увеличению просадка напряжения под дроссельной заслонкой, снижая обороты двигателя, мощность и отзывчивость.

Некоторые аккумуляторы (например, для радиоприемников или очков) рассчитаны на низкий ток и, естественно, имеют более высокий ИК-излучение - это нормально. Литий-ионные элементы 18650 также имеют более высокий ИК, чем типичные LiPos.

Разъемы для аккумуляторов

Все LiPo аккумуляторы (кроме 1S) имеют два разъема:

Главный разгрузочный разъем
Балансировочный разъем

Разрядные провода: Два толстых красно-черных провода для питания дрона. Балансовые провода: Маленькие провода к белому разъему - количество проводов зависит от количества ячеек.

Общие разгрузочные разъемы:

XT60: Стандарт для FPV дронов с диагональю 5 дюймов и более
XT30: Уменьшенная версия для микро-дронов (та же форма, меньший ток)

Балансовый разъем

Многоячеечные LiPos включают в себя JST-XH балансировочный разъем для контроля и выравнивания напряжений элементов во время зарядки.

Количество проводов = количество ячеек + 1:

2S → 3 провода
3S → 4 провода
4S → 5 проводов
5S → 6 проводов
6S → 7 проводов

Длинные балансировочные провода можно связать резиновой лентой, чтобы уменьшить вибрацию.

Держите батареи в сбалансированном состоянии

Перед использованием убедитесь, что напряжения на элементах близки. Несбалансированные комплекты рискуют переразрядить более слабые элементы. Постоянный дисбаланс может указывать на высокий IR в одной ячейке - внимательно проверьте.

Мертвая клетка

Если один элемент показывает 0 В, значит, батарея разряжена. Убедитесь в этом с помощью мультиметра.не используйте.

Типы аккумуляторов

Литий-полимер (LiPo)

Стандарт для гоночных и фристайл FPV дронов. Полный заряд: 4,2 В/элемент. Хранение: ~3,85 В/элемент.

Литий-ионный (Li-Ion)

Большая емкость на вес, чем у LiPo- идеальное решение для дальних перелетов. Более низкая производительность разряда; не подходит для полетов с высокой интенсивностью.

Сколько упаковок нужно купить новичку?

Четыре упаковки идеально подходят для новичков. При 5-10-минутных полетах (включая извлечение из-под земли, настройку и перерывы) четыре упаковки обеспечивают ~40 минут полета. Зарядка в полевых условиях значительно увеличивает это время.

Вес

Вес батареи должен составлять ~половина сухого веса дрона (без аккумулятора/ГоПро). Пример: 600-граммовый дрон → 300-граммовый аккумулятор для маневренного фристайла. Для кинематографического/медленного полета допустимо соотношение 1:1.

Для дальнего/кинематографического FPV большие аккумуляторы максимально увеличивают время полета, а вес может быть равен или превышать вес дрона, если отзывчивость не является приоритетом.

Определите потребляемый дроном ток

Выбрав двигатели и стойки, найдите данные о тяге и потребляемом токе. Пример: Один мотор + пропеллер 5040×3 на полном газу = 36,74 А. Максимальное потребление Quad (4 мотора) = 36,74 × 4 = 146.96A.

Для безопасности уменьшите на 30-40%:

Редко полный газ > несколько секунд
В полете расход топлива ниже, чем при статических стендовых испытаниях

Другие компоненты потребляют незначительный ток.

Выберите оптимальную емкость аккумулятора

Общие рекомендации по фристайл/гонки дроны:

4S LiPo:

7-дюймовый: 1500-2200 мАч
5-дюймовый: 1300-1800 мАч
4-дюймовый: 850-1300 мАч
3-дюймовый: 650-1000 мАч

6S LiPo:

7-дюймовый: 1200-1500 мАч
5-дюймовый: 900-1300 мАч
4-дюймовый: 550-900 мАч
3-дюймовый: 400-650 мАч

Формула для рейтинга C: Номинал C = потребляемый ток / мощность

Правило: Вес батареи ≈ половине веса дрона. Не идеально, но подходит для большинства установок.

Важность балансовой зарядки

Всегда подключайте балансировочный провод перед зарядкой. Зарядное устройство контролирует и балансирует каждый элемент.

Клетки имеют немного разный ИК-спектр; после полета некоторые из них могут быть выше, чем другие. В пределах разумного это нормально. При зарядке без баланса есть риск перезарядить некоторые элементы (>4,2 В), в то время как другие останутся недозаряженными.опасно.

Большинство современных зарядных устройств требуют балансировочных проводов для обеспечения безопасности. Если в вашем нет...выбросить и купите умное зарядное устройство.

Скорость зарядки: как быстро вы должны заряжаться?

Зарядка на 1С или медленнее чтобы свести стресс к минимуму. 1С = ток заряда = емкость аккумулятора

1500 мАч → 1,5 А
900 мАч → 0,9 А

Забавный факт: 1С зарядка занимает ~1 час от пустого до полного заряда, независимо от размера упаковки.

Некоторые новые аккумуляторы поддерживают быструю зарядку 3C или 5C.проверка спецификаций. Если есть сомнения, используйте 1С. Более быстрая зарядка увеличивает риск нагрева/пожара.

Батареи должны не согреться во время зарядки. Немедленно остановитесь - это может свидетельствовать о быстрой зарядке или неисправности аккумулятора.

Выберите безопасное место для зарядки

Заряжайте вдали от легковоспламеняющихся материалов. В помещении: рядом с окном/дверью для быстрого извлечения в случае пожара.

Никогда не оставляйте заряжающиеся литий-ионные аккумуляторы без присмотра

Оставайтесь в номере. Многие возгорания LiPo происходят из-за зарядки без присмотра. Регулярно следите за температурой. Остановитесь, если батареи нагреваются или вздуваются - это может свидетельствовать о неисправности, перезаряде или чрезмерной скорости.

Как безопасно использовать LiPo аккумуляторы

Плата за хранение

Если не использовать в течение >2 недель:

Зарядка/разрядка до 3,80-3,85 В на ячейку (~40-50% мощность)
Хранить в огнеупорный контейнер (Сумка для LiPo, контейнер для патронов)
Держите в комнатная температура-Сильный холод/тепло вредит сроку службы и безопасности

Это наиболее стабильное состояние. Новые батареи поставляются с напряжением хранения. Большинство зарядных устройств имеют режим “Хранение”.

Как долго можно хранить полностью заряженные литий-ионные аккумуляторы?

Зарядка за день до полета - это нормально. Лично я возвращаюсь к напряжению хранения (3,8 В/элемент), если не летаю несколько дней.

Избегайте длительного хранения в переполненном или пустом состоянии. Большинство считает, что несколько дней вполне приемлемы. Для недель без полетов используйте режим хранения. Большинство зарядных устройств легко справляются с этим (разрядка происходит медленнее).

Рабочая температура

Липовые аккумуляторы работают лучше всего при От 30°C до 60°C. Холодная погода увеличивает просадку напряжения и сокращает время полета.

Когда приземляться

Земля в 3,5-3,6 В на ячейку. Полет на более низкой высоте приводит к нагрузке на батарею, выделению тепла и сокращению срока службы. Напряжение быстрее падает ниже 3,5 В - риск переразряда до безопасной посадки.

Исключение: Батареи 1S Whoop часто садятся на 3,2 или 3,0 В из-за экстремального проседания (падения напряжения после полета). Максимальное время полета; 1S аккумуляторы дешевы.

Как долго служат LiPo аккумуляторы?

Срок годности не ограничен. При бережном отношении они служат годами. У меня есть 6-7-летние упаковки, которые все еще работают. Производительность снижается со временем - большинство заменяет их каждые 2-3 года для достижения максимальной производительности.

Резюме:

Постепенное снижение: Без срока годности
Потеря производительности: ~3,8% за первые 100 циклов (5,4% для LiHV)
Замена: Я заменяю каждые 200-300 циклов или 2-3 года
Расширенное использование: Безопасно продолжать, но более высокий IR → больше провисание, меньше грузоподъемность, короче полеты

Когда выводить из эксплуатации LiPo аккумулятор

Ограниченный срок службы - один полный заряд/разряд = один цикл. Хорошо обслуживаемые RC LiPos служат >300 циклов. Физические повреждения часто заканчиваются раньше.

Строгого правила нет, но повышение IR уменьшает перфорацию и емкость. Выбросьте, если на них есть вмятины или они надуты, как воздушный шар.

Вопросы и ответы

В: Опасны ли слоеные LiPos?

О: Да - небезопасно для использования и хранения.

В: Что вызывает затяжку?

О: Скопление газа внутри. Естественное со временем; ускоряется при повреждении, перегреве, переразряде.

В: Можно ли починить сломанный LiPo?

О: Нет. Утилизируйте немедленно.

В: Как предотвратить затяжки?

Избегайте чрезмерного разряда (используйте сигнализацию напряжения)
Избегайте перегрева (отсутствие солнца/источников тепла, отсутствие перегрузок)
Никогда не перезаряжайте (правильные настройки зарядного устройства, контроль)
Храните правильно (как указано выше)

В: Нужна ли новым батареям разминка?

О: Спорный вопрос. Некоторые выступают за медленные циклы заряда/разряда. Я пробовал - никакой заметной разницы.

Технические термины

Напряжение отключения: Напряжение полной разрядки; 3,0 В для LiPo
Срок службы цикла: Общее количество циклов заряда/разряда до наступления значительной деградации
Состояние заряда: Уровень энергии 0-100%
Рейтинг Burst C: Максимальный разряд для коротких серий (~10 сек)

Newbettercell

Newbettercell