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電池知識(shí)

高容量 18650電池,為何航模界用的很少?

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-05-14 18:17    點(diǎn)擊量:
松下量產(chǎn)的的18650,單體容量3400mah,重量45g左右,放電平臺(tái)3.7v,3C倍率持續(xù)放電,放電電流10A左右,分配到單只電機(jī)的話,2.5A,Tmotor 100%油門(mén)的電流為3.7A,已經(jīng)非常接近了。航模3s、3500mah的電池都在250g左右,同樣用松下18650的話,重量可控制在150g左右,為何極少有消費(fèi)機(jī)無(wú)人機(jī)采用這個(gè)方案呢?

補(bǔ)充1 :
上述是,Tmotor2212的數(shù)據(jù),這里僅對(duì)消費(fèi)機(jī)飛機(jī)的電機(jī)做個(gè)對(duì)比。
有人說(shuō)放電倍率的問(wèn)題,我覺(jué)得意義不大,ACE 20C的電池,我們實(shí)測(cè)持續(xù)放電最大也就到7C,再高線就燙的不行沒(méi)法用了。
我們需要考慮的就是,日韓系的高容量 18650,為何航模界用的很少?

先說(shuō)一下力效問(wèn)題。即1W的功率能提供多少拉力。一般來(lái)說(shuō),低轉(zhuǎn)速大槳的效率高。但真正實(shí)用環(huán)境下,飛行器重量固定,大家都沒(méi)法工作在最佳力效區(qū)間。一般力效的范圍是3-20g/W。

我做的第一架四軸,軸距450。電機(jī)是朗宇A(yù)2212 KV980。有次不帶電池,地面接開(kāi)關(guān)電源拖線起飛。15V10A只能離地不到0.5米,更高則因?yàn)槭サ孛嫘?yīng)而飛不上去。此時(shí)飛機(jī)大概800克的重量。整機(jī)力效是5多一點(diǎn)點(diǎn)。而且這功率還不能算正常飛行。估計(jì)正常起飛要200W,力效4g/W。

題主所用Tmotor效率會(huì)高一些,但可以放心的是裝到飛機(jī)上實(shí)際運(yùn)行時(shí)肯定到不了宣稱的20左右。地面測(cè)試就是個(gè)騙子。我用N20有刷電機(jī)加一級(jí)減速6寸槳,地面測(cè)試都跑出過(guò)11g/W。然并卵,空中體積有限沒(méi)法用大槳,重量那么大由不得你低速。

題主所說(shuō)的3.7A我不清楚到底是什么環(huán)境測(cè)出來(lái)的。不帶槳的空轉(zhuǎn)電流一般沒(méi)這么大,而帶個(gè)匹配的槳又不可能這么小。真格的12寸槳100%油門(mén),30A甚至50A以上是不難的。

假設(shè)題主跟我一樣是450軸距的四軸,一般起飛重量1000克,且Tmotor可以達(dá)到6的實(shí)際力效。3S電池11.1V穩(wěn)如泰山。那么飛行功率是167W,電流15A。對(duì)常見(jiàn)的2200mAh電池,已經(jīng)相當(dāng)于是6.8C了。顯然18650是不夠的。

18650是個(gè)尺寸規(guī)格,一般是鋰離子電池或鋰聚合物電池。面向高能量密度的鋰電池一般內(nèi)阻也較高。這兩者是矛盾的??梢韵胍?jiàn)大電流輸出時(shí)電壓會(huì)掉的有多慘。3.7V別指望,能保住3.0V都難。內(nèi)阻高的另一個(gè)缺點(diǎn)就是大電流放電時(shí)的效率低,發(fā)熱嚴(yán)重。因?yàn)榇罅康墓β时幌脑诹穗姵貎?nèi)部。我平時(shí)25C的電池幾分鐘飛下來(lái)都是溫?zé)岬?,估?jì)不會(huì)低于50度。至于18650不知會(huì)不會(huì)凌空爆炸。

再一個(gè)電線會(huì)燙這個(gè)就更有意思了。不知道你用什么導(dǎo)線,以及型號(hào)。如果選導(dǎo)線都這么不專業(yè),接插件估計(jì)也會(huì)很神奇。建議先去摸一下接插件看看。反正我這里動(dòng)力線最細(xì)的是16AWG,動(dòng)力接插件都是XT60,無(wú)刷電機(jī)早期用3.5mm香蕉頭,后期都直接焊電調(diào)上(朗宇V2216的線確實(shí)長(zhǎng)的驚人,估計(jì)有40cm左右)。


高能量密度,低放電功率,也許在功率不大的固定翼上有用處,但多旋翼上真不是個(gè)好的選擇。

--- 補(bǔ)充分割線 ---
補(bǔ)充一點(diǎn),擔(dān)心有人問(wèn)電流不夠就并聯(lián)之類的。

大功率電源是不能并聯(lián)的。主要是兩者電壓不同,一旦并聯(lián)就會(huì)造成高電壓的給低電壓的那個(gè)充電,平白浪費(fèi)電能。

同時(shí)電池的串聯(lián)也有講究,內(nèi)阻不同導(dǎo)致了每個(gè)單元放電能力的區(qū)別。內(nèi)阻最大的那個(gè)成為整個(gè)電池組的瓶頸,發(fā)熱最嚴(yán)重。

因此常見(jiàn)的大功率電池組都是選擇一致性非常好的電池芯串聯(lián)而成。不會(huì)容忍并聯(lián)放電。而串聯(lián)就只能相信科學(xué)了,好在不像并聯(lián)那么嚴(yán)重。再者就是用平衡充來(lái)避免每個(gè)電池芯的充電電壓不同。

我還擔(dān)心有中二少年問(wèn)我電池芯都串聯(lián)二極管來(lái)避免互相充電問(wèn)題。常見(jiàn)硅二極管的導(dǎo)通電壓是0.6-0.9V。這就導(dǎo)致了有大量的電能會(huì)被浪費(fèi)在二極管上。10A電流就會(huì)消耗6-9W。更嚴(yán)重的是導(dǎo)通電流能達(dá)到10A的二極管本身也是夠粗大的了,并不是很好買(mǎi)。肖特基二極管的導(dǎo)通壓降略低0.4V左右,但仍然是個(gè)不容忽視的大問(wèn)題。

18650自組3s2500mah重量148g。
2,電池并聯(lián)會(huì)不會(huì)有問(wèn)題
好一點(diǎn)的18650電池一致性相當(dāng)好,壓差在0.5都少見(jiàn),另外,特斯拉不也是一底盤(pán)的18650,有并聯(lián)有串聯(lián),那并聯(lián)數(shù)不會(huì)比這個(gè)少,同樣的部分電動(dòng)車,滑板車,獨(dú)輪車之類的也是
3,電池內(nèi)阻問(wèn)題
航模鋰電池電芯內(nèi)阻一般在2mΩ,3s就是6mΩ,我們假設(shè)100A放電,內(nèi)阻熱功率100x100x6÷1000=60w,烙鐵頭20w起步,60w算熱的挺快的,這么小塊電池內(nèi)阻熱功率60w得爆炸,所以說(shuō)根本不會(huì)有如此大功率放電
18650內(nèi)阻問(wèn)題,上述LG HE4電池內(nèi)阻約為18mΩ,電流10A放電內(nèi)阻熱功率1.8w x 6 =10.8w還行,說(shuō)明飛機(jī)正常懸停電池發(fā)熱還好,如果采用更多并聯(lián)應(yīng)該會(huì)更好。
當(dāng)然,同放電電流下,航模鋰電池內(nèi)阻低,發(fā)熱少
4,安全問(wèn)題
航模存在炸雞,一般是摔下來(lái)或者飛走了,飛走了我們不管,炸雞了電池就很容易受損,航模電池一般不太耐沖擊,擠壓,摔下來(lái)很多時(shí)候電池就廢了不敢用了
18650好處在比較耐摔,摔壞單顆可以替換單顆


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