بطارية LiPo 3S و4S و6S: ما هي تكوينات الطائرة بدون طيار المناسبة؟

يعد اختيار التكوين الصحيح لبطارية LiPo أحد أهم القرارات في تصميم نظام الطاقة للطائرة بدون طيار. تعمل بطارية 3S أو 4S أو 6S على تغيير الجهد الكهربي المزود للمحرك وجهاز التحكم الإلكتروني في السرعة (ESC)، مما يؤثر على الطلب الحالي وسرعة المحرك واختيار المروحة والأسلاك والحرارة وسلوك الطيران.

لا يتم تحديد التكوين الأفضل من خلال سعة البطارية وحدها. قد تؤدي البطارية ذات الجهد العالي إلى تقليل التيار لمتطلبات طاقة معينة، ولكنها يمكنها أيضًا زيادة سرعة المحرك وتغيير كفاءة الدفع وتتطلب ESC أو مروحة مختلفة. قد يكون دمج نظام الجهد المنخفض أسهل، ولكنه قد يتطلب تيارًا أعلى وموصلات أكبر.

يقارن هذا الدليل تكوينات بطاريات LiPo 3S و4S و6S لطائرات بدون طيار FPV والطائرات بدون طيار الترفيهية والزراعية والصناعية. وهو يركز على اختيار التكوين. للحصول على تعريفات الجهد الأساسية، راجع دليل جهد بطارية الطائرة بدون طيار.

إجابة سريعة

• تناسب بطاريات 3S LiPo أنظمة الجهد المنخفض والطائرات بدون طيار خفيفة الوزن وأنظمة الدفع المصممة بحوالي 11.1 فولت اسمي.

• توفر بطاريات LiPo 4S توازنًا مشتركًا بين الجهد والتيار والحجم والأداء للعديد من طائرات FPV والطائرات بدون طيار متوسطة الطاقة.

• تناسب بطاريات 6S LiPo أنظمة الطاقة العالية التي تم تصميمها لحوالي 22.2 فولت اسمي ويمكنها التعامل مع 25.2 فولت تقريبًا عند الشحن الكامل.

• لا يعد أي من هذه التكوينات هو الأفضل عالميًا.

• يجب أن تتطابق البطارية المحددة مع المحرك وESC والمروحة والشاحن والأسلاك والحمولة وملف الطيران.

ماذا يعني 3S أو 4S أو 6S؟

يشير الرقم إلى عدد الخلايا المتصلة في السلسلة. 'S' تعني سلسلة.

باستخدام جهد الخلية الاسمي النموذجي الذي يبلغ حوالي 3.7 فولت:

• 3S = 3 × 3.7 فولت = 11.1 فولت؛

• 4S = 4 × 3.7 فولت = 14.8 فولت؛

• 6S = 6 × 3.7 فولت = 22.2 فولت.

عند الشحن الكامل، يصل جهد خلية LiPo النموذجية إلى 4.2 فولت تقريبًا:

• 3S = 12.6 فولت؛

• 4S = 16.8 فولت؛

• 6S = 25.2 فولت.

لا يصف تصنيف S السعة أو تصنيف C أو وزن البطارية أو زمن الرحلة. تتمتع حزمة 4S بسعة 2200 مللي أمبير في الساعة وحزمة 4S بسعة 6000 مللي أمبير في الساعة بنفس الجهد الاسمي ولكن طاقة ووزن وقدرة تيار مختلفة تمامًا.

بطارية ليبو 3S: المزايا والقيود

تم تصميم بطارية 3S LiPo لنظام دفع منخفض الجهد.

المزايا المحتملة

• يمكن أن يناسب الجهد المنخفض المحركات والإلكترونيات الأصغر حجمًا؛

• مفيد لمنصات الطائرات بدون طيار خفيفة الوزن؛

• قد يبسط التكامل لنظام مصمم حول 3S؛

• يمكن أن يقلل من ضغط الجهد على الإلكترونيات المتوافقة؛

• مناسبة لبعض طائرات FPV الصغيرة والطائرات الترفيهية.

القيود المحتملة

• قد يكون هناك حاجة إلى تيار أعلى لنفس خرج الطاقة؛

• قد تكون هناك حاجة إلى أسلاك أو موصلات أكبر؛

• يمكن أن تصبح الخسائر الحالية العالية أكثر أهمية؛

• وقد لا يوفر الجهد الكهربي الكافي لطائرة أكبر أو أثقل؛

• لا يمكن استبدال حزمة 3S بنظام 4S أو 6S دون التأكد من التوافق الكامل مع نظام الدفع.

قد يكون تكوين 3S مناسبًا عندما تكون الطائرة خفيفة الوزن وتكون مجموعة المحرك والمروحة مصممة خصيصًا لنطاق الجهد الخاص بها.

بطارية ليبو 4S: المزايا والقيود

توفر بطارية 4S LiPo ما يقرب من 14.8 فولت اسميًا و16.8 فولت عند الشحن الكامل.

المزايا المحتملة

• تستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطائرات بدون طيار FPV ومتوسطة الطاقة؛

• يوفر توازنًا عمليًا بين الجهد والتيار؛

• يمكن أن يدعم التسارع القوي عند إقرانه بمحركات متوافقة؛

• قد يقلل التيار مقارنة بنظام 3S المكافئ؛

• متاحة عادة في قدرات متعددة وعوامل الشكل.

القيود المحتملة

• يتطلب ESC ومحركًا مُصنفًا لجهد الشحن الكامل؛

• قد يزيد من سرعة المحرك مقارنة بـ 3S؛

• قد يتطلب اختيارًا مختلفًا للمروحة؛

• لا يوفر تلقائيًا وقت طيران أطول؛

• قد يكون غير مناسب لنظام الدفع المصمم لـ 3S فقط.

غالبًا ما يكون نظام 4S نقطة بداية عملية لتطوير FPV بشكل عام، ولكن يجب تأكيد التوافق من خلال الاختبار الفعلي للمحرك والمروحة.

بطارية ليبو 6S: المزايا والقيود

توفر بطارية 6S LiPo ما يقرب من 22.2 فولت اسميًا و25.2 فولت عند الشحن الكامل.

المزايا المحتملة

• يمكن أن يقلل التيار لمتطلبات طاقة معينة؛

• قد يقلل من خسائر المقاومة في الأنظمة عالية الطاقة؛

• يمكن أن تدعم منصات الدفع الصعبة؛

• قد يحسن كفاءة نظام الطاقة عندما يتم مطابقة المحرك والمروحة بشكل صحيح؛

• مناسب لبعض التصميمات الصناعية وFPV عالية الأداء.

القيود المحتملة

• يتطلب محركًا عالي الجهد وESC وإلكترونيات الطاقة؛

• قد يزيد من سرعة المحرك بما يتجاوز الحد التصميمي؛

• يمكن أن تتطلب مراوح مختلفة وإعدادات للتحكم في الطيران؛

• قد يزيد من تكلفة النظام وتعقيد التكامل؛

• لا يضمن زمن طيران أطول؛

• يجب ألا يتم توصيل حزمة 6S أبدًا بالإلكترونيات التي لا يمكنها تحمل جهد الشحن الكامل.

6S هو خيار النظام، وليس مجرد بطارية أكبر. يجب أن يتم اختياره فقط بعد التحقق من سلسلة الدفع الكاملة.

مقارنة 3S مقابل 4S مقابل 6S

ويمكن توضيح العلاقة الحالية من خلال:

الطاقة (W) = الجهد (V) × التيار (A)

للحصول على متطلبات توضيحية تبلغ 740 واط:

هذه هي القيم المبسطة. يعتمد التيار الفعلي على كفاءة المحرك، وحمل المروحة، وجهد البطارية تحت الحمل، ووضع الطيران، والحمولة الصافية ودرجة الحرارة.

كيف يؤثر التكوين على وقت الرحلة

لا توفر البطارية ذات الجهد العالي وقتًا أطول للطيران تلقائيًا. يعتمد وقت الرحلة على إجمالي الطاقة والطلب على طاقة الطائرات.

طاقة البطارية (Wh) = الجهد الاسمي (V) × السعة (Ah)

على سبيل المثال:

• 3S 5Ah: 11.1 فولت × 5 أمبير = 55.5 وات في الساعة؛

• 4S 5Ah: 14.8 فولت × 5 أمبير = 74 وات في الساعة؛

• 6S 5Ah: 22.2 فولت × 5 أمبير = 111 وات في الساعة.

ومع ذلك، قد يكون لمجموعة الجهد العالي سعة ووزن وكفاءة محرك مختلفة وطلب الطاقة. تعتمد نتيجة الرحلة الفعلية على النظام بأكمله.

للحصول على حساب كامل لوقت التشغيل، راجع كم من الوقت تدوم بطارية الطائرة بدون طيار.

توافق المحرك وESC والمروحة

قبل اختيار التكوين، تحقق مما يلي:

محرك

يجب أن يدعم المحرك الجهد المحدد وسرعة الدوران المتوقعة. قد يؤدي استخدام حزمة الجهد العالي إلى زيادة سرعة المحرك والحرارة.

خروج

يجب أن يتحمل ESC جهد الشحن الكامل للبطارية. يبلغ جهد نظام 6S اسميًا 22.2 فولت ولكن يمكن أن يصل إلى 25.2 فولت تقريبًا عند شحنه بالكامل.

المروحة

يمكن أن يؤدي التغيير من 3S إلى 4S أو 6S إلى تغيير الدفع وعدد الدورات في الدقيقة والتيار. يجب اختيار المروحة مع المحرك والبطارية كنظام كامل.

وحدة تحكم الطيران وملحقاتها

قد تتطلب الكاميرات وأجهزة الإرسال وأجهزة الاستشعار ومنظمات الجهد ووحدات الطاقة مدخلات منظمة. تأكد من حدود الجهد الخاص بها قبل تغيير التكوينات.

شاحن

يجب أن يدعم الشاحن عدد الخلايا المحدد ووضع شحن LiPo. لا ينبغي استخدام إعداد الشاحن لـ 4S لحزمة 6S.

ما هو التكوين الذي يناسب تطبيقات الطائرات بدون طيار المختلفة؟

يعد هذا الجدول نقطة بداية وليس توصية عالمية. يجب اختبار التكوين الفعلي باستخدام المحرك المقصود وESC والمروحة والحمولة.

كيف يغير التصنيف C القرار

يجب تقييم اختيار الجهد وتصنيف C معًا.

قد يؤدي تكوين الجهد العالي إلى تقليل التيار المطلوب لإخراج طاقة معين، لكن البطارية لا تزال بحاجة إلى قدرة تفريغ مستمرة ومتدفقة كافية.

مراجعة:

• متوسط ​​التيار

• الذروة الحالية

• مدة الانفجار

• تبلد الجهد

• درجة حرارة البطارية

• حدود الموصل؛

• مقياس الأسلاك

• الحمولة؛

• وضع الطيران.

لمزيد من المعلومات، راجع دليل تصنيف C لبطارية الطائرة بدون طيار.

أخطاء الاختيار الشائعة

بافتراض أن 6S هو الأفضل دائمًا

يمكن أن يكون 6S مفيدًا في نظام متوافق عالي الطاقة، ولكنه قد يؤدي إلى تلف الأجهزة الإلكترونية أو إنشاء سرعة زائدة للمحرك إذا تم تصميم النظام الأساسي لـ 3S أو 4S.

مقارنة السعة دون مقارنة الجهد

لا تظهر السعة بالملي أمبير الطاقة الإجمالية في حد ذاتها. قارن واط ساعة ووزن الحزمة.

تجاهل جهد الشحن الكامل

صمم دائمًا لجهد الشحن الكامل، وليس فقط الجهد الاسمي.

اختيار البطارية قبل المحرك

يجب تقييم المحرك وESC والمروحة أولاً. يجب أن تدعم البطارية متطلبات التيار والجهد الناتجة.

التعامل مع الجهد الكهربي كضمان لوقت الرحلة

يعتمد وقت الرحلة على الطاقة والحمل والوزن والكفاءة والرياح ودرجة الحرارة وسلوك التشغيل.

ما يجب على مشتري OEM تقديمه

عند طلب تكوين مخصص لبطارية الطائرة بدون طيار، قم بتوفير ما يلي:

• الجهد المستهدف أو عدد الخلايا؛

• سعة؛

• متوسط ​​وذروة التيار.

• مواصفات المحرك وESC؛

• معلومات المروحة؛

• الحمولة؛

• وقت الرحلة المستهدف؛

• الحد الأقصى لأبعاد العبوة؛

• الحد الأقصى للوزن

• متطلبات الموصل والكابلات؛

• طريقة الشحن

• درجة حرارة التشغيل

• متطلبات BMS أو PCM؛

• احتياجات الاختبار والتوثيق.

زيرن يمكن أن تدعم خدمة البطارية المخصصة مناقشة تكوين الخلية والأبعاد والموصلات ومكونات الحماية وشروط التطبيق.

الأسئلة المتداولة

هل 4S أفضل من 3S بالنسبة للطائرة بدون طيار؟

ليس دائما. قد يوفر 4S جهدًا أكبر وتيارًا أقل لمتطلبات طاقة معينة، ولكن يجب أن يكون المحرك وESC والمروحة متوافقين.

هل 6S أفضل من 4S؟

يمكن أن يناسب 6S الأنظمة عالية الطاقة، لكنه ليس الأفضل عالميًا. فهو يتطلب إلكترونيات متوافقة وسرعة المحرك واختيار المروحة ومعدات الشحن.

هل يوفر 6S وقت طيران أطول من 4S؟

ليس تلقائيا. يعتمد وقت الرحلة على طاقة البطارية والوزن والطلب على الطاقة وكفاءة الدفع والحمولة والطقس.

هل يمكنني استخدام بطارية 4S على طائرة بدون طيار 6S؟

فقط إذا كان نظام الدفع الكامل مصممًا للعمل بأمان مع كلا التكوينين. قم بتأكيد متطلبات المحرك وESC والمروحة ونظام التحكم أولاً.

ما هو جهد بطارية LiPo 3S و4S و6S؟

الفولتية الاسمية النموذجية هي 11.1 فولت لـ 3S، 14.8 فولت لـ 4S و22.2 فولت لـ 6S. تبلغ جهود الشحن الكامل حوالي 12.6 فولت و16.8 فولت و25.2 فولت.

ما هو التكوين الأفضل لسباقات FPV؟

تستخدم العديد من أنظمة سباقات FPV 4S أو 6S، لكن الخيار الصحيح يعتمد على محرك KV والمروحة والوزن والطلب الحالي وهدف أداء الطيار.

ما هي المعلومات التي تحتاجها الشركة المصنعة للبطارية؟

توفير متطلبات الجهد والسعة والتيار والمحرك وESC والمروحة والحمولة والأبعاد والوزن والموصل ومتطلبات الشحن.

خاتمة

يجب أن يعتمد الاختيار بين بطارية 3S و4S و6S LiPo على نظام الطاقة الكامل للطائرة بدون طيار.

يمكن أن يناسب 3S المنصات خفيفة الوزن ذات الجهد المنخفض. يوفر 4S توازنًا عمليًا للعديد من أنظمة FPV وأنظمة الطاقة المتوسطة. يمكن لـ 6S تقليل التيار في التطبيقات عالية الطاقة، ولكنه يتطلب أيضًا توافقًا مع الجهد العالي ومطابقة الدفع الدقيقة.

التكوين الصحيح هو الذي يلبي متطلبات الجهد والطاقة والتيار والوزن والسلامة ووقت الطيران للطائرة دون تجاوز حدود المحرك أو ESC أو المروحة أو الشاحن.

هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار تكوين بطارية متوافق 3S أو 4S أو 6S؟ اتصل بـ ZERNE لتقييم بطارية الطائرة بدون طيار المخصصة.