Domanda:
Alternative alle batterie LiPo
TheSimpliFire
2020-04-16 00:37:43 UTC
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LiPo è spesso la prima scelta di batterie grazie al suo alto tasso di scarica e all'elevata energia specifica (100-265 Wh / kg), definita come la sua energia per unità di massa.

In termini di questi due caratteristiche, che tipo di batterie sono le prossime migliori alternative al LiPo?

Non hai completamente ragione sui motivi per cui le batterie LiPo sono la prima scelta e su come vengono misurate le caratteristiche chiave. Non sono del tutto sicuro di come dovrebbe essere risolto, poiché non credo che il testo di questa domanda così com'è si adatterà alla comunità, ma il punto principale della domanda stessa (ad esempio discutere i vari tipi di batterie per aerei RC ) è buono, quindi non dovrebbe essere chiuso. L'avrei modificato ma penso che potrebbe essere scortese con te come autore. Forse possiamo lavorare insieme per riformularlo in modo che sia una buona domanda di riferimento per drones.SE in futuro?
@FlashCactus Va bene, anche se non capisco perché è chiuso perché è basato sull'opinione. Ho scelto le caratteristiche di peso / durata in modo che i confronti possano essere effettuati * quantitativamente * e non soggettivamente.
Non è ancora chiuso (o di nuovo; non so se la domanda è stata chiusa e riaperta.) Il motivo per cui penso che tu abbia scelto le caratteristiche sbagliate è che il peso dipende principalmente dalla capacità della batteria (quindi _densità di energia_, cioè quanto l'energia che una cellula immagazzina per grammo è più rilevante) e la durata della vita dipende da un'enorme quantità di fattori. Inoltre, il motivo principale per scegliere i lipos è che tra tutti i tipi di cellule (principalmente a base di litio) con alta densità di energia hanno la più alta corrente di drenaggio utilizzabile e gli aerei elettrici sono __molto__ affamati di corrente.
Quindi "densità di energia" e "profondità di scarica" ​​sarebbero rispettivamente più adatte?
Densità di energia e _rate_ di scarica, ma sì.
Ci scusiamo per averti confuso, il termine corretto per energia-massa è _energia specifica_, mentre la densità di energia è il rapporto tra energia e volume. L'ho imparato mentre cercavo la risposta :)
Grazie per le informazioni @FlashCactus
Tre risposte:
#1
+7
Drones and Whatnot
2020-04-16 00:42:17 UTC
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Molte persone scelgono di utilizzare batterie agli ioni di litio su build a lungo raggio.

Hanno una capacità molto grande e le ho viste dare più di 20 minuti di volo su un quadricottero.

Il motivo per cui non vengono spesso utilizzate per altri scopi è che la loro corrente in uscita è inferiore a quella delle batterie LiPo.

Ciò significa che, sebbene siano buone per il volo a lungo raggio, non hanno la potenza per acrobazia e corse.

#2
+4
McCoy Pauley
2020-04-16 14:14:24 UTC
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Dai un'occhiata anche alle batterie chimiche LiFePO / LiFe.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery

Alcuni vantaggi sono:

  • Più capacità per grammo, il che significa un peso inferiore
  • 1.500 - 2.000 cicli
  • Chimica più stabile, ancora pericolosa ma meno volatile del Li- Po
  • Quasi nessuna "autoscarica", pronta per funzionare anche settimane dopo la ricarica
  • Prestazioni di tensione superiori sotto carico
  • Tempo di ricarica leggermente più veloce

Svantaggi:

  • Più difficile da trovare e nelle dimensioni desiderate
  • Più costoso
  • È richiesto un caricabatterie compatibile con LiFePo
#3
+3
mcenno
2020-04-16 14:39:40 UTC
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Le batterie agli ioni di litio sono problematiche perché non forniscono le correnti necessarie per il volo FPV. Dai un'occhiata a questo diagramma: https://batteryuniversity.com/learn/article/discharge_characteristics_li

Ti dice che la specifica cella da 3000 mAh testata perde circa il 30% del suo capacità quando scaricata a 2C, che corrisponde a circa 6A, che non è molto in termini di volo FPV. Se attiri più corrente, la perdita sarà ancora maggiore. Questo vale anche per le batterie LiPo, ma sono fatte per decine di ampere di scarica e l'effetto rilevante si manifesterà in modo evidente solo a velocità di scarica, diciamo, 30C.

Detto questo, puoi scaricare gli ioni di litio a tensioni molto inferiori rispetto a LiPo, in genere leggermente inferiori a 3 V invece dei tipici 3,5 V per i lipos (supponendo che non si voglia danneggiare le celle o accettare una perdita di capacità). Quindi dovresti regolare gli avvisi / i segnali acustici del tuo elicottero di conseguenza. Le schede tecniche e i grafici di scarica disponibili su https://lygte-info.dk e https://batteryuniversity.com suggeriscono principalmente di non scendere al di sotto di 2,5 V - 2,7 V, se si vuole raggiungere la durata della cella.

Allora il peso è un problema. Un tipico LiPo 4S 1800 mAh pesa circa 200 g, quindi ottieni 9 mAh / g. Una moderna cella 18650 Li-Ion ad alta corrente come la Sony US18650VTC5A con 2600 mAh pesa 48 g, quindi ottieni 2600 mAh / (4 * 48 g) = 13,5 mAh / g. Ora, se prendi in considerazione una piccola perdita di capacità perché stai scaricando gli ioni di litio a 10A ~ 4C (volando con molta attenzione!), Probabilmente ti ritroverai con 2200 mAh o 11,5 mAh / g.

Una potenziale via d'uscita è, ovviamente, utilizzare più 18650 celle per creare un pacco 4S2p, che dimezzerebbe la velocità di scarica per cella e quindi ti darebbe non solo più capacità in totale (2 x 2600 mAh = 5200 mAh), ma ti avvicinerai anche alla capacità nominale della cella perché i 10 A a cui stai scaricando sono ~ 2C e non ~ 4C come per un pacco 4S1p. Ma poi di nuovo porteresti in giro una batteria da 8 x 48 g = 384 g, che probabilmente sembrerebbe notevolmente più lenta di una batteria da 200 g.

Il Samsung INR 21700-40T (questo non è un 18650, ma è leggermente più grande!) ha una capacità di 4000 mAh, può erogare 40 A e pesa 70 g, risultando in 4000 mAh / 280 g = 14,3 mAh / g se assemblato in una confezione 4S1p. Scaricando questo a 20 A a 3 V si ottiene una capacità di 3300 mAh o 11,8 mAh / g. Questa potrebbe essere un'opzione praticabile per un elicottero a lungo raggio.

Quindi, sebbene le batterie agli ioni di litio siano probabilmente la prossima migliore opzione rispetto alle LiPo, non possono competere in corse o acrobazie, ma potrebbero superare le prestazioni LiPos in situazioni a lungo raggio.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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