Warum verwenden Drohnen Li-Po statt Li-Ion? [geschlossen]

Laut jeder Quelle, die ich gefunden habe, ist der einzige Vorteil von Li-Po ihre Form, aber sie sind teurer, haben eine geringere Energiedichte und sind gefährlicher als Li-Ion.

Warum verwenden Drohnen Li-Po-Akkus anstelle von Li-Ion-Akkus, z. B. 3s2p 18650 Li-Ion mit 40-A-Schutzschaltung.

Ist Li-Ion nicht die Familie der Batterien und Lithium-Polymer ein Mitglied der Li-Ion-Familie? Außerdem sind die Ströme ziemlich hoch, ich weiß nicht, ob viele 18650 es schaffen können (selbst wenn Sie sie parallel betreiben).
Lithium-Polymer ist eine Art Lithium-Ionen, daher ergibt die ganze Prämisse hinter der Frage keinen Sinn.
Schau dieses Video an. Es erwähnt ihre Vorteile, zum Beispiel höhere Stromentnahmen: youtube.com/watch?v=jsqJn-3iDLI

Antworten (5)

Für diese Antwort werde ich LiPo als Flatpacks und Li-Ions als 18650er definieren. Die Realität ist noch chaotischer, aber ich glaube, dass diese Art der Definition der Begriffe dazu beitragen wird, Ihre Frage so zu beantworten, wie Sie es anscheinend beabsichtigt haben.

Traditionell unterstützten 18650er keine Hochstromanwendungen, ein Dauerstrom von 5 A wurde als hoch angesehen. 18650er, die 20 A Dauerstrom unterstützen, waren mehr oder weniger unbekannt, bis Hochleistungszellen wie die Sony VTC3 auf den Markt kamen.

(In der Regel werden 18650er, die behaupten, auch heute noch mehr als 30 A Dauerstrom zu unterstützen, einfach überbewertet. Es gibt auch einen Kompromiss zwischen Kapazität und Dauerstromfähigkeit; zum Beispiel hat der 30 A Sony VTC4 "nur" 2100 mAh. )

Aus diesem Grund sind viele der Gründe, warum Drohnen Lipos verwenden, wahrscheinlich Tradition.

Wenn Sie sagen, dass LiPos eine geringere Energiedichte haben, meinen Sie ein geringeres Verhältnis von Energie zu Volumen, richtig? Ich bin mir ziemlich sicher, dass sie ein höheres oder mindestens genauso hohes Verhältnis von Energie zu Gewicht haben wie Li-Ionen. 18650 Li-Ionen haben ein Metallgehäuse. Das ist unnötiges Gewicht.

Der flache Formfaktor vieler LiPos hilft wahrscheinlich auch bei der Kühlung.

Ich denke, die in RC-Drohnen verwendeten Batterien haben möglicherweise eine schlechtere volumetrische Kapazität als 18650er, da sie größere Kupferbleche enthalten, um diese Hochstromfähigkeiten aufrechtzuerhalten und den ESR zu senken. Ich habe zwar keine Zahlen verglichen, es könnte also sein, dass sie tatsächlich besser sind, aber das ist, was ich als Grund dafür gehört habe.
Ja, der Hauptgrund sind die aktuellen Fähigkeiten. Die in Drohnen verwendeten Batterien können sich mit Raten im Bereich von 10–40 °C (vollständige Entladung in 1,5–6 Minuten) entladen, während eine Rate von mehr als 1–2 °C bei einem normalen Li-Ion die Zykluslebensdauer negativ beeinflusst.
Ja. Um zu wiederholen, was Redja gesagt hat, der Hauptunterschied zwischen RC-Luftfahrtbatterien und anderen Lithiumbatterien (ob Lipo oder Li-Ion) ist die höhere C-Bewertung. Egal wie Sie 10C-Batterien parallel oder in Reihe stapeln, Sie werden sie nicht schneller als 6 Minuten entladen können, und die für Manöver verfügbare Burst-Leistung kann diese Grenze auch nicht überschreiten. Drohnen verwenden also normalerweise höhere C-Batterien. Aus welchen Gründen auch immer sind sehr hohe C-Akkus nicht in Li-Ion-Technologie oder 18650-Formfaktor erhältlich.
@mkeith das mag vor ein paar Jahren wahr gewesen sein, aber Li-Ion verbessern sich. Das LG HB6 (PINK) hat 1500 mAh, ist mit 30 A Dauerstrom bewertet und tatsächlich haben Testbenchmarks auf der Batterie kein Problem mit der Ausgabe von 32 A, mit 4 Zellen, die 128 A oder 128.000 mAh sind, was die meisten Setups übersteigt. 4x LG HD2 2000mah 100A, 4x Samsung 25R 2500mah 80A, das sind kontinuierliche Raten und die meisten können problemlos Bursts von 5-10A EXTRA pro Zelle verarbeiten. Das Gewicht eines hochwertigen 18650 beträgt etwa 40-50 g, was insgesamt etwa dem Gewicht eines anständigen LiPO entspricht.
@Dampmaskin Weder LG, Panasonic, Samsung noch Sony haben jemals einen Lithium 18650 mit falschen kontinuierlichen Raten verkauft, warum? Stellen Sie sich all die Klagen mit explodierenden Laptops vor. 18650er, die unterdurchschnittlich sind, sind entweder gefälscht oder eine beschissene Herstellung wie Ultrafire, Efest usw. Siehe: i.imgur.com/O2ByACd.jpg
Das Problem mit 18650 ist, dass sie leicht gefälscht werden können, weil die Batterien neu verpackt werden können ... zum Beispiel Verpackung für Ultrafire und Panasonic
@ SimonHayter 30 A für eine 1,5-Ah-Batterie sind immer noch nur 20 ° C. Das ist beeindruckend für einen 18650, aber LiPo ist immer noch höher. 30C Packs sind für LiPo erhältlich. Und der wichtigste Punkt, den ich machen wollte, ist, dass die C-Bewertung der Zelle und die C-Bewertung des Packs immer gleich sind. Das parallele Hinzufügen weiterer Zellen erhöht die Packkapazität, erhöht jedoch nicht die C-Bewertung. Die C-Bewertung ist wichtig für Anwendungen, bei denen die Batterielebensdauer nur wenige Minuten beträgt.
@mkeith "Das parallele Hinzufügen weiterer Zellen erhöht die Packkapazität, erhöht jedoch nicht die C-Bewertung." Das stimmt nicht, sonst würden sich die Tesla-Autos keinen Zentimeter bewegen; Sie verwenden Packungen mit 18650-Batterien in Reihe und parallel. Der Vorteil von LIPO gegenüber LI-ION ist die C-Bewertung gegenüber der Masse, LIPO bietet eine höhere C-Bewertung bei einer geringeren Masse als LI-ION, ansonsten sind sie in Kapazität / Masse ziemlich gleich.
Ich würde nicht sagen, dass C das Maß für die Leistungsdichte ist, die Dichte ist die Amperestunden über der Masse, C ist das Maß für die Leistungsabgabe und manchmal nicht, das ist genau das, was die C-Bewertung bedeutet, es ist ein Amp / Hrs-Multiplikator für wie viel Strom "sicher" fließen kann. Sie können die gleiche C-Bewertung von LI-Ion erhalten, aber die Masse (oder das Gewicht in der Schwerkraft der Erde) wäre zu viel für Drohnen oder die meisten anderen RC.
Wir verwenden 18650 als Beispiel, das ist eine standardisierte Größe, der alle 18650 folgen "sollten", es gibt keine Standardpaketgröße für LIPO, obwohl es möglich wäre. Außerhalb der Größe 18650 gibt es LI-Ion-Akkupacks, die die gleiche Spannung und C-Bewertung haben, aber Monster in vergleichbarer Größe sind. Sie haben jedoch mehr Ampere/Stunde, aber auch hier wäre das Gewicht für Drohnen nicht praktikabel oder gar möglich.
C-Rating ist aus Verbrauchersicht ohnehin eine klobige und unpraktische Einheit, da es auf die Kapazität ankommt. Der maximale Dauerentladestrom pro Zelle oder für die gesamte Batterie ist einfacher zu bestimmen. Genauso wie Ah eine unpraktische Einheit ist, wenn die Batterie mit einem Abwärts- und/oder Aufwärtsregler verwendet wird, insbesondere wenn Sie mehrere Batterien in Reihe betreiben, ist Wh der richtige Weg. Wandeln Sie einfach die antiquierten Einheiten lieber früher als später in brauchbarere um und ersparen Sie sich etwas Kummer.
@mkeith Das ist der Punkt, Sie beziehen sich auf eine bestimmte Batterie, LIPO hat keine bestimmte Größe, um mehr Ampere oder C zu erhalten, machen sie die Zellen größer, LI-Ion hat die gleiche Fähigkeit. Es gibt nicht nur den 18650-Akku, er ist am gebräuchlichsten und für Verbraucher am einfachsten, eine Standardgröße herzustellen, aber es gibt andere LI-Ion-Akkugrößen und andere könnten hergestellt werden, wenn ein praktischer Bedarf besteht. Ehrlich gesagt denke ich, dass wir von der Frage des OP abgekommen sind. Unter dem Strich hat LIPO im Vergleich zu Li_Ion das beste Verhältnis von Amp / h und Leistung zu Masse für Drohnen.
@mkeith Wenn Sie 1 Zelle mit einer Entladerate von 2 C nehmen, was bei 3400 mAh 6,8 Ampere Stromfluss wäre, wenn Sie 2 dieser Batterien parallel nehmen, wären es 2 x 3400 mAh oder 6800 mAh x 2 C sind 13,6 Ampere Durchfluss . In einer anderen Perspektive haben Batterien einen Innenwiderstand, Strom durch Widerstand erzeugt Wärme, weshalb der Strom begrenzt werden muss. Was passiert mit dem Widerstand, wenn Sie Widerstände parallel schalten? Was passiert mit dem Strom, wenn Sie Widerstände parallel schalten? Gleiches gilt übrigens für Batterien und Zellen.
Also in beiden Fällen 2C. Das Hinzufügen einer parallelen Zelle hatte also keine Auswirkung auf die C-Rate. Danke, dass Sie meinen Standpunkt bewiesen haben.
@mkeith Ich habe Ihren Punkt falsch verstanden, wenn Sie richtig sein wollen, dass sich "C-Bewertung" bei parallelen Batterien der gleichen C-Bewertung nicht ändert, also nicht ganz sicher, wie hilfreich es ist, aber die C-Bewertung ist kein Maß für Leistungsdichte. Allerdings multiplizieren die gleichen C-Rating-Batterien parallel den Strom, was eine hilfreichere Information ist und warum ich Dampmaskin zustimme, dass die C-Rating klobig ist, weil sie sich nicht ändert, obwohl sich der Ausgangsstrom ändert und irreführend ist.
Die C-Bewertung ist sehr eng mit der Leistungsdichte verbunden. Ich nehme an, es wäre besser, Watt/kg anzugeben. Aber C ist ein anständiger Ersatz dafür, aus dem einfachen Grund, dass beim Vergleich ähnlicher Batterietypen die Energiedichte relativ konstant ist. Also noch einmal, speziell für Drohnen ist das C-Rating sehr wichtig und sehr relevant. Wenn Sie mehr reden möchten, können wir uns unterhalten. Ich werde wahrscheinlich die meisten dieser Kommentare bald löschen. Ich hätte eine so lange Kommentarzeichenfolge gar nicht erst zulassen sollen.

Gewicht und Größe spielen ebenfalls eine Rolle. LiPo-Packs haben kein Metallgehäuse (=geringeres Gewicht) und benötigen aufgrund ihrer Bauweise viel weniger Platz im Vergleich zu 18650-Zellen.

Der Grund, warum Menschen 18650 nicht als Stromquelle für Drohnen verwenden, ist das C-Rate-Problem oder der Entladestrom.

Für die meisten 18650-Akkupacks ist eine 5-C-Rate für die meisten kleinen Hersteller in China manchmal schwer zu erreichen, ganz zu schweigen von 10 C oder 20 C (Technologie ist ein Problem, die Preisgestaltung ist ein weiteres Problem, wenn mehr chinesische Unternehmen Batterien herstellen können, die 20 C erreichen, Der Preis sollte niedriger sein.)

Bei Lipo-Akkus sieht es jedoch ganz anders aus, 30C sind bei den meisten Herstellern üblich

Also noch einmal, Lipo sind billiger und ausgereifter für Anwendungen mit hoher Entladerate.

Wir können Li-Ion nicht für Drohnen verwenden. Zumindest habe ich 2 18650er 5800mAh parallel getestet: Wenn Sie diese an Motoren ohne Bordbatterien anschließen, werden sie sehr schnell heiß und die Geschwindigkeit der Motoren sinkt. aber über Li-Poly-Motoren funktionieren sie wirklich besser.

„ Ich habe 2 18650er 5800mAh parallel getestet “ FYI beachten Sie, dass es derzeit (im Jahr 2018) keine 5800mAh 18650-Batterie gibt. Die Original-18650-Akkus mit der größten Kapazität liegen bei etwa 3000 mAh (oder etwas mehr) von den großen Herstellern – mit begrenzter Verfügbarkeit auf dem Einzelhandelsmarkt. Daher waren die Batterien, die Sie zu verwenden versuchten, Fälschungen und hätten jede echte Kapazität haben können, und waren wahrscheinlich von schlechter Qualität. :-( Sie sollten nach gefälschten 18650-Batterien suchen. Ein Beispiel für Testergebnisse von gefälschten 18650-Batterien finden Sie hier: danyk.cz/test18650_en.html

Entladung ist überhaupt kein Problem. sanyo L ncR 20700b 6612 Li-Ion Zellen haben eine 15c Entladung, & parallell 4x bekommt man 60c. diese Praxis ist auch bei Lipo-Akkus keine Seltenheit. und NEIN - das Problem ist nicht Größe vs. Wattstunden. Die Leistungsdichte eines 20700 ist fast doppelt so hoch wie die des stärksten Lipo, inklusive Koffer. Der einzige Vergleich, der zählt, ist die Leistungsdichte. und für 20700 sind dies 106 Wh pro Pfund. Wenn Sie sehen möchten, wie sich das im Vergleich zu Lipo schlägt, schauen Sie sich online die Gewichte / Spezifikationen der Batterien an und rechnen Sie nach. Sie werden feststellen, dass Lipo etwa 60 Wh pro Lb hat ... ABER - Sie müssen Ihr eigenes Pack bauen und dem Risiko ohne Entladungsschutz trotzen (es sei denn, Sie kennen jemanden, der die Schaltung für Sie maßschneidern kann).

Das Parallelschalten von Zellen erhöht den maximalen Entladestrom, gemessen in Ampere. Die maximale Entladung wird jedoch nicht erhöht, wenn sie in C gemessen wird. Wenn Sie eine 1-Ah-Zelle haben, die für eine Entladung von 10 A ausgelegt ist, sind das 10 ° C. Wenn Sie parallel ein zweites hinzufügen, haben Sie ein 2Ah-Paket, das für 20A ausgelegt ist, was immer noch 10C sind.
Grundsätzlich wird sich ein Pack aus 20C-Zellen immer schneller entladen können als ein Pack aus 10C-Zellen. Die 20C-Zellen haben eine höhere Leistungsdichte (im Gegensatz zur Energiedichte).
@jeff: Dies ist aufgrund fehlender Großschreibung und zufälliger und fehlender Interpunktion nicht lesbar. -1.
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