關(guān)于無(wú)人機(jī)的電池的探討（容量、成本、質(zhì)量等）？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-19 23:03
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以大疆精靈3（暫時(shí)只找到這款的參數(shù)）為例，其電池參數(shù)如下：
尺寸：130MMX75MMX45MM
容量：4480mAh
電壓：15.2V
續(xù)航：20分鐘
重量：365g
價(jià)格：800元以上
其使用的的是大放電電流電池，根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算，放電電流大約是14A。
同時(shí)，網(wǎng)上（例如大疆的BBS上）可以看到很多因?yàn)?a href="http://www.pdszhhs.com">電池原因造成的炸雞、落水等等的記錄。并且，這貨貌似保養(yǎng)很麻煩，得以一定容量來(lái)保存，非常麻煩。 那么，我們來(lái)探討一下無(wú)人機(jī)的電池技術(shù)問題。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)。以如下幾個(gè)方面進(jìn)行探討：
1、容量：大問題，涉及續(xù)航。
2、可靠性：重要性就不說了。
3、電壓：高電壓好些。
4、重量和體積：一個(gè)很重要的參數(shù)。
先說一下動(dòng)力電池吧，這貨是上上上一代小型無(wú)人機(jī)專用的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)只能用單節(jié)的電池，并且要大電流放電（10C以上），所以才有了這種類型的電池。這種電池雖然放電電流大，但是其體積、質(zhì)量、充放電次數(shù)等參數(shù)相對(duì)傳統(tǒng)電池都不太好。當(dāng)時(shí)（上上上代）基于航模的需求，不得不用這種電池。
但是，現(xiàn)在，無(wú)人機(jī)帶載能力已經(jīng)提升很多。以大疆精靈3為例，電池重量350g左右，屬于大尺寸、大體積電池。我認(rèn)為有更好的辦法解決現(xiàn)在遇到的問題。
基于以上探討，我們是否可以使用動(dòng)力型18650電池代替專用電池呢？
我們進(jìn)行以下計(jì)算：
松下動(dòng)力18650參數(shù)如下
電壓：3.6V
容量：2900mAh
重量：44.5g.
放電電流：10A
那么，我們用4節(jié)并聯(lián)，然后4組串聯(lián)的方式來(lái)計(jì)算，得到如下參數(shù)：
電壓：14.4V
容量：11600mAh
重量：712g
成本：256元（16節(jié)X16元/節(jié)）
放電電流：40A（最大）
從上面的參數(shù)看來(lái)，重量大了1倍，其他基本完勝。
那我們將電池?cái)?shù)量縮減到一半后，容量變?yōu)?800mAh，依然完勝。體積上，卻小了很多：72X36X65（毫米，理論值，實(shí)際使用需要增加控制部分）
我們每組再增加一節(jié)電池，得到如下參數(shù)：
電壓：14.4V
容量：8700mAh
重量：534g.
放電電流：30A（最大）
續(xù)航時(shí)間：39分鐘（約）
成本：200元以內(nèi)！
體積：72X54X65（精靈3電池體積一半不到，未考慮電池控制器，我認(rèn)為可以集成到無(wú)人機(jī)中）
上面這些參數(shù)，相信是無(wú)人機(jī)使用可以接受的。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
重要的一點(diǎn)，關(guān)于電池原因的炸機(jī)
大疆的電池組是單4節(jié)串聯(lián)（需要確認(rèn)，貌似是這樣）？
我認(rèn)為原因之一可能是其電池組中的一節(jié)失效，或者控制器以為電池失效直接斷電處理。
那么，我們使用3節(jié)并聯(lián)后再進(jìn)行4組串聯(lián)的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)了：即使其中1組的一節(jié)電池徹底失效。我們還有其余2組可用，不會(huì)炸機(jī)。
當(dāng)然，這樣的電池組，對(duì)于單節(jié)電池的控制是非常重要的，我們需要重新設(shè)計(jì)電池控制器。但是我們相信這不是問題，電池控制技術(shù)有很成熟的解決方案。
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那么，問題來(lái)了：
1、松下18650 動(dòng)力鋰電池真的能10A大電流放電么？
2、以上述參數(shù)計(jì)算，單節(jié)電池的放電電流大約是4.6A。這樣的電流，其電池是否可以放出2900mAh的電量呢？
3、一直大電流（5A左右）放電，是否影響這種電池的壽命？
4、是否有其他的替代方案呢？
尺寸：130MMX75MMX45MM
容量：4480mAh
電壓：15.2V
續(xù)航：20分鐘
重量：365g
價(jià)格：800元以上
其使用的的是大放電電流電池，根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算，放電電流大約是14A。
同時(shí)，網(wǎng)上（例如大疆的BBS上）可以看到很多因?yàn)?a href="http://www.pdszhhs.com">電池原因造成的炸雞、落水等等的記錄。并且，這貨貌似保養(yǎng)很麻煩，得以一定容量來(lái)保存，非常麻煩。 那么，我們來(lái)探討一下無(wú)人機(jī)的電池技術(shù)問題。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)。以如下幾個(gè)方面進(jìn)行探討：
1、容量：大問題，涉及續(xù)航。
2、可靠性：重要性就不說了。
3、電壓：高電壓好些。
4、重量和體積：一個(gè)很重要的參數(shù)。
先說一下動(dòng)力電池吧，這貨是上上上一代小型無(wú)人機(jī)專用的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)只能用單節(jié)的電池，并且要大電流放電（10C以上），所以才有了這種類型的電池。這種電池雖然放電電流大，但是其體積、質(zhì)量、充放電次數(shù)等參數(shù)相對(duì)傳統(tǒng)電池都不太好。當(dāng)時(shí)（上上上代）基于航模的需求，不得不用這種電池。
但是，現(xiàn)在，無(wú)人機(jī)帶載能力已經(jīng)提升很多。以大疆精靈3為例，電池重量350g左右，屬于大尺寸、大體積電池。我認(rèn)為有更好的辦法解決現(xiàn)在遇到的問題。
基于以上探討，我們是否可以使用動(dòng)力型18650電池代替專用電池呢？
我們進(jìn)行以下計(jì)算：
松下動(dòng)力18650參數(shù)如下
電壓：3.6V
容量：2900mAh
重量：44.5g.
放電電流：10A
那么，我們用4節(jié)并聯(lián)，然后4組串聯(lián)的方式來(lái)計(jì)算，得到如下參數(shù)：
電壓：14.4V
容量：11600mAh
重量：712g
成本：256元（16節(jié)X16元/節(jié)）
放電電流：40A（最大）
從上面的參數(shù)看來(lái)，重量大了1倍，其他基本完勝。
那我們將電池?cái)?shù)量縮減到一半后，容量變?yōu)?800mAh，依然完勝。體積上，卻小了很多：72X36X65（毫米，理論值，實(shí)際使用需要增加控制部分）
我們每組再增加一節(jié)電池，得到如下參數(shù)：
電壓：14.4V
容量：8700mAh
重量：534g.
放電電流：30A（最大）
續(xù)航時(shí)間：39分鐘（約）
成本：200元以內(nèi)！
體積：72X54X65（精靈3電池體積一半不到，未考慮電池控制器，我認(rèn)為可以集成到無(wú)人機(jī)中）
上面這些參數(shù)，相信是無(wú)人機(jī)使用可以接受的。
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重要的一點(diǎn)，關(guān)于電池原因的炸機(jī)
大疆的電池組是單4節(jié)串聯(lián)（需要確認(rèn)，貌似是這樣）？
我認(rèn)為原因之一可能是其電池組中的一節(jié)失效，或者控制器以為電池失效直接斷電處理。
那么，我們使用3節(jié)并聯(lián)后再進(jìn)行4組串聯(lián)的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)了：即使其中1組的一節(jié)電池徹底失效。我們還有其余2組可用，不會(huì)炸機(jī)。
當(dāng)然，這樣的電池組，對(duì)于單節(jié)電池的控制是非常重要的，我們需要重新設(shè)計(jì)電池控制器。但是我們相信這不是問題，電池控制技術(shù)有很成熟的解決方案。
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那么，問題來(lái)了：
1、松下18650 動(dòng)力鋰電池真的能10A大電流放電么？
2、以上述參數(shù)計(jì)算，單節(jié)電池的放電電流大約是4.6A。這樣的電流，其電池是否可以放出2900mAh的電量呢？
3、一直大電流（5A左右）放電，是否影響這種電池的壽命？
4、是否有其他的替代方案呢？
“無(wú)人機(jī)”這三個(gè)字大家聽起來(lái)是不是特別高大上呀！盡管如此，隨著今天我們國(guó)家科技的發(fā)展，無(wú)人機(jī)現(xiàn)在也漸漸地出現(xiàn)在我們的生活中了，現(xiàn)在的民用無(wú)人機(jī)一般都用在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、電力、安防等這幾個(gè)領(lǐng)域上面。還有玩具無(wú)人機(jī)，和專業(yè)的無(wú)人機(jī)性質(zhì)是一樣的，不過質(zhì)量是差遠(yuǎn)了。但這無(wú)論無(wú)人機(jī)的等級(jí)高低，這些無(wú)人機(jī)都存在一個(gè)明顯的問題：升空飛行時(shí)間非常有限。然而影響飛行時(shí)間的原因是無(wú)人機(jī)鋰電池。 目前無(wú)人機(jī)主要采用的是軟包裝的聚合物鋰電池。給無(wú)人機(jī)提供能量飛行時(shí)間一般在20分鐘至30分鐘之間。在鋰電池開發(fā)技術(shù)方面有高低不同的原因，大部分無(wú)人機(jī)飛行續(xù)航時(shí)間都是在45分鐘以內(nèi)。由于無(wú)人機(jī)本身設(shè)計(jì)的重量就非常輕，所以不能夠使用太重的大容量鋰電池，質(zhì)量一般般無(wú)人機(jī)在飛行續(xù)航十幾分鐘到二十分鐘后，就必須換鋰電池。這是無(wú)人機(jī)最大的一個(gè)缺點(diǎn)，很大程度上限制了無(wú)人機(jī)行業(yè)的發(fā)展，，如果解決了這個(gè)關(guān)鍵性問題，那就突破了無(wú)人機(jī)鋰電池技術(shù)研究的瓶頸。雖然說現(xiàn)在無(wú)人機(jī)鋰電池技術(shù)還處在一個(gè)瓶頸期，但是它的價(jià)格依然是那么的貴，對(duì)于一般的普通無(wú)人機(jī)愛好者玩家來(lái)說，一架無(wú)人機(jī)再備上好幾塊高價(jià)格的鋰電池，確實(shí)是要花很大本錢的。那么無(wú)人機(jī)鋰電池價(jià)格為什么那么貴？
1、無(wú)人機(jī)上面用的是體積小重量輕的聚合物鋰電池，它的價(jià)格要貴很多是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)對(duì)電池的要求比一些智能數(shù)碼產(chǎn)品的要求更為嚴(yán)格，所以價(jià)格居高。
2、性能要求非常高，無(wú)人機(jī)在升空的時(shí)候就要客服自身的重力，對(duì)鋰電池的容量也要求比較高，但是容量越大，鋰電池體積和重量就越大越重。
3、無(wú)人機(jī)鋰電池屬于倍率電池，所謂倍率電池就是能瞬間釋放好幾倍的電流。無(wú)人機(jī)對(duì)于電池的功率的要求特別高，當(dāng)從懸停狀態(tài)迅速提高油門到最高速度，電池功率會(huì)迅速提高。從性能上來(lái)判斷，只有聚合物鋰電池（高倍率電池）才能達(dá)到無(wú)人機(jī)使用的要求，普通的像18650電池就無(wú)法使用了，就算可以倍率放電，但是他的體積和重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了無(wú)人機(jī)載重范圍。
4、高倍率聚合物鋰電池它本身的生產(chǎn)技術(shù)成本是要比普通電池要高出很多。使用的電極材料和制造工藝也有所不同，要求高。
