2019年9月19日 星期四

[空拍] 電池保養注意事項

空拍機電池的狀態是否良好悠關著空拍機是否它可以安全返航的關鍵因素之一。而 DJI 空拍機使用的動力電池跟一般航模是一樣的鋰聚合物電池 (Lithium polymer battery),以下簡稱 Lipo。這類型的電池,雖然輸出電流大,可提供空拍機有足夠動力長時間滯空,但它不能長期充飽放著,或者是過度放電到一定電壓以下。平時保存又要把電壓維持在一定保存電壓,對於一般人而言在照顧上較麻煩,但這也是飛空拍機時必學的一門課程。

本篇主要以 Mini 以外之 DJI 空拍機使用之鋰聚合物電池為主來說門,文末最後有 Mini 電池保養注意事項。



 

一. 電池電壓計算與壓差

 

一個 Lipo 電池一般充飽時在 4.2V,而 DJI 空拍機使用的 Lipo 是 Lipo HV 也就是高壓 Lipo 電池,充飽在 4.35V。而在動力供應上,則視要推動的馬達則視搭配上須要多少伏特才能達到所要的轉速,因為以 DJI 空拍機是以無刷馬達做為動力,而無刷馬達的轉速是以 KV 為單位。1 KV 表示輸入 1 伏特時轉速為1RPM。所以如是 1200KV 的馬達,輸入10V 時,則轉速為12,000RPM。 

所以在實作上會,會考量轉速及搭配的槳所能產生的浮力,把數個 Lipo 做串聯的設計。以 DJI Mavic 2 Pro 為例,一個 Lipo電池稱做 1S,它在設計上要 4 個 Lipo 串聯來供電,也就是4S。所以 Lipo HV 充飽是 4.35V,4S (串聯)的電壓就等於 4.35x4=17.4。所以在電池上有標明充電電壓最高不能超過17.6V,而所謂的標稱電壓,即為平時保存用的保存電壓。一個 Lipo 的保存電壓為 3.85V,4S 的保存電壓為 3.85Vx4=15.4V。

 

  
而 Lipo 電池大多在中大型遙控航模上,都至少是 2 個到 6 個 Lipo 串聯供電,也就是 2S~6S。這時在充電時要用特製的平衡式充電器來充電。也就是主電力充電時,因為各個 Lipo 狀況不同,電壓也會有所不同,這時平衡式充電器會針對電壓較高的 Lipo 進行放電,所以充飽時原則上各個 Lipo 的電壓會相等。

如下方所示,不過下方電池是充飽後又用了一陣子。但這時你可以看到 Mavic 2 4 顆 Lipo 電壓未必相等,有的 4.32V,有的4.31V。這各顆 Lipo 電壓之間的差異,就形成所謂的 "壓差"。不過,DJI 電池資訊的精準度只到小數以下第二位,其誤差都在10mv 左右。一般較好的平衡式充電器都可以量到小數以下第三位的電壓,以 1mv 為最小誤差單位。


不過,一般人空拍機入門,未必有航模的經驗。對於平衡式充電器也不一定了解。所以 DJI 在設計電力系統時,把充電過程中控制電力及平衡電路直接做在電池裡,同時電池在飛行過程中,也會回傳電池電壓狀況,又稱為智能電池。如此一來,一般使用者只要把它當一般 3C 產品一樣來充電即可。
 

二.電池C

一般 Lipo 電池還要看出力,是幾
C,例如 Lipo 標明 50C,表示最大出力可以輸出容量的 50 倍,以 3800mHA x 50 = 190A, 而這還要看機子的電機在驅動時,100%出力要多少電流,而電變/電調本身的規格是否一樣,所以從電池,線徑,電變到馬達/電機都要考量,外面一般行動電源容量大,但瞬間出力不足。

6S/1500/60C,表示最大出力在 1.5A x 60 = 90A。而上面也標明最大充電電流為 6C,也就是最大可以用 1.5A x 6=9A 用力灌

 
DJI 電池只標明容量,其他沒有標明。因為它是封閉系統,從電池、電力線徑、電變/電調到馬達/電機都有計算搭配好。但可以從電池上背面的規格可以看出,Mavic 2 Pro 的電池容量只標明了3850mAH,而沒有標明充/放電的最大C數。

 

三. 空拍機電池的使用及保存


1.飛行前充電


基本上在要飛行的前一晚或一早再充電,不過原廠的充電器搭配電池管家都是一顆一顆充,可以選擇副廠一拖三的充電器。建議充電電流不要超過 1C。這樣原則上在一小時內可以完成每台充電器完成三顆電池的充電。
 

 

2.飛行時


Lipo 電池基本上小弟最低底限都在 30% 以前降落,大約在 3.70v 左右。但大部分在 50% 左右就準備回航,而在 40%-45% 左右降落。或者必要時視距離而定,在 40% 回程,30% 以前落地。Mavic 2 Pro 在平地沒有飛行狀況下,平時電池活性好時, 3.86v 約在 49-50%。但如果 50% 的電壓有下降狀況,如在 3.8v 或低於3.8v,表示電池活性開始降低,這時就要小心飛行。

另外也隨時注意各 cell 壓差是否有變大的趨勢,而壓差如到一定程度以上,DJI 會提出電池異常警告。不過不同機型,電池狀況不同。手上的 P4Pv2,在飛行時有負載狀況下 3.77v 時約52%,所以都以電壓為基準來決定降落時間。如果多次在3.7v以下降落則會影響到電池壽命,同時也可能在在電池後段壓降速度也會較快,供參考。

另外也有人用行動電源在戶外充電,例如小樹。但建議電池要回溫至少 20-30 分鐘,或用電風扇吹冷了才能再充電。如尚未回冷就充電,對電池壽命也會有影響。

3.平時保存


而飛行回來後等到電池溫度降回室溫時再補電至 3.86v 保存而如樓上的電池的規格裡標稱電壓所說明是3.85v。而考量電池在保存數天後還是會有壓降,所以習慣上都補電至3.86v。要飛的前一天晚上或當天一早再充飽如果當天沒有飛, 最好當天放掉,而放電方式有很多種,例如,

4.當行動電源





5.用放電器放電至 3.86V保存



6.找一室內場地,昇空停懸放電



7.電池收納

 

最後收納時是收在電池防爆箱,雖然 DJI 電池穩定度相當不錯,少有聽到自燃問題,但保險起見,平時還是收納在電池防爆箱裡。而飛行完當天補完電後,置入電池防爆箱裡時,會先把箱子打開放在書房用除濕機除濕 4-5 小時後,再把箱子蓋上。這樣可以防止電池有餘熱在箱子裡凝結成水氣,可以讓電池電力接點氧化速度減緩。
 


出門時才把電池放在外出收納箱裡。
 


萬一,電池開始老化。在空中飛行溫度上升時電池會略微鼓鼓,冷了就變平的話,那就要觀察小心,必要時提早換下來,例如當行動電源。如在這狀況 Mavic 2 仍要用來飛行,建議束帶,以防在空中熱時變鼓而頂開,接著就空中斷電。




四.Mavic Mini 電池保養注意事項


以下資訊因為手上沒有 mini,感謝飛友強哥及阿家提供資訊。因為 Mini 是使用鋰離子 (Li-ion) 電池, 工作電壓在 3.3V-4.15/4.2V 之間。原則上雖可充飽存放多天,但仍建議平時未飛行時保存在 50% 左右電力。要飛行前一天充飽,在飛行時如看百分比,則建議在 40% 或 3.5v 左右落地,最低不要超過 30%-35% 約 3.3v。而回溫後則補電至 50% 保存。下圖感謝空拍高手攝影強哥提供 mini 電池畫面,其電量約在 54% 左右。



最後再用一首打油詩,總結電池的保養注意事項。

電池要保養
飽電不長放

熱天不長飛
少開運動飛
電力不過放
三七前降落

萬一如變胖
昇空上束帶   




媽祖佑台灣  XD

2 則留言:

Unknown 提到...

大川老師好,我想請問,御2電池在使用完後,如果只剩20%-30%,低於百分之五十儲放建議質值,請問是否當晚要衝充回百分之五十的電量來存放?
若隔天還會飛,需要如此充電嗎。懇請指導,謝謝您。

大川的布落格 提到...

隔天如還會飛可當晚或隔天早上直接充飽,而不用先補電至50%