3S vs. 4S vs. 6S LiPo バッテリー: どのドローン構成が適合しますか?

正しい LiPo バッテリー構成を選択することは、ドローンの電源システム設計において最も重要な決定事項の 1 つです。 3S、4S、または 6S バッテリーはモーターと電子速度コントローラー (ESC) に供給される電圧を変化させ、電流需要、モーター速度、プロペラの選択、配線、熱、飛行挙動に影響を与えます。

最適な構成はバッテリー容量だけでは決まりません。バッテリーの電圧が高くなると、所定の電力要件に対して電流が減少する可能性がありますが、モーター速度が増加し、推進効率が変化し、別の ESC またはプロペラが必要になる場合もあります。低電圧システムは統合が容易ですが、より大きな電流とより大きな導体が必要になる場合があります。

このガイドでは、FPV、娯楽用、農業用、産業用ドローンの 3S、4S、6S の LiPo バッテリー構成を比較します。構成の選択に重点を置いています。基本的な電圧の定義については、「 ドローンのバッテリー電圧ガイド.

簡単な回答

• 3S LiPo バッテリーは、 公称約 11.1V を中心に設計された低電圧システム、軽量ドローン、推進システムに適しています。

• 4S LiPo バッテリーは、 多くの FPV および中出力ドローンに電圧、電流、サイズ、性能の間の共通のバランスを提供します。

• 6S LiPo バッテリーは、 公称約 22.2V 向けに設計され、フル充電時に約 25.2V を処理できる高出力システムに適しています。

• これらの構成はどれも普遍的に最適というわけではありません。

• 選択したバッテリーは、モーター、ESC、プロペラ、充電器、配線、ペイロード、飛行プロファイルと一致する必要があります。

3S、4S、6S とは何を意味しますか?

数字は、直列に接続されているセルの数を示します。 「S」はシリーズを意味します。

約 3.7V の典型的な公称セル電圧を使用すると、次のようになります。

• 3S = 3 × 3.7V = 11.1V;

• 4S = 4 × 3.7V = 14.8V;

• 6S = 6 × 3.7V = 22.2V。

フル充電では、一般的な LiPo セルは約 4.2V に達します。

• 3S = 12.6V;

• 4S = 16.8V;

• 6S = 25.2V。

S 評価には、容量、C 評価、バッテリー重量、飛行時間は記載されていません。 4S 2,200mAh パックと 4S 6,000mAh パックの公称電圧は同じですが、エネルギー、重量、電流能力が大きく異なります。

3S LiPo バッテリー: 利点と制限

3S LiPo バッテリーは、低電圧推進システム用に設計されています。

潜在的な利点

• 電圧が低いほど小型のモーターや電子機器に適します。

• 軽量のドローンプラットフォームに役立ちます。

• 3S を中心に設計されたシステムの統合が簡素化される可能性があります。

• 互換性のある電子機器への電圧ストレスを軽減できます。

• 特定の小型 FPV およびレクリエーション用ドローンに適しています。

潜在的な制限

• 同じ電力出力に対してより大きな電流が必要になる場合があります。

• より大きなワイヤまたはコネクタが必要になる場合があります。

• 高電流損失はさらに重大になる可能性があります。

• 大型または重量のある航空機には十分な電圧を供給できない可能性があります。

• 推進力の完全な互換性を確認することなく、3S パックを 4S または 6S システムに置き換えることはできません。

3S 構成は、航空機が軽量で、モーターとプロペラの組み合わせがその電圧範囲に合わせて特別に設計されている場合に適している可能性があります。

4S LiPo バッテリー: 利点と制限

4S LiPo バッテリーは公称約 14.8V、フル充電で約 16.8V を供給します。

潜在的な利点

• FPVおよび中出力ドローンシステムで広く使用されています。

• 電圧と電流の間の実用的なバランスを提供します。

• 互換性のあるモーターと組み合わせると強力な加速をサポートできます。

• 同等の 3S システムと比較して電流を削減できる可能性があります。

• 通常、複数の容量とフォームファクターで入手可能です。

潜在的な制限

• フル充電電圧に対応した定格の ESC とモーターが必要です。

• 3S と比較してモーター速度が向上する可能性があります。

• 異なるプロペラの選択が必要になる場合があります。

• 自動的に飛行時間が長くなるわけではありません。

• 3S専用の推進システムには不向きな場合があります。

多くの場合、4S システムは一般的な FPV 開発の実際的な開始点となりますが、互換性は実際のモーターとプロペラのテストを通じて確認する必要があります。

6S LiPo バッテリー: 利点と制限

6S LiPo バッテリーは公称約 22.2V、フル充電で約 25.2V を供給します。

潜在的な利点

• 所定の電力要件に対して電流を削減できます。

• 高電力システムの抵抗損失を削減できる可能性があります。

• 要求の厳しい推進プラットフォームをサポートできます。

• モーターとプロペラが正しく適合している場合、電力システムの効率が向上する可能性があります。

• 一部の高性能 FPV および工業デザインに適しています。

潜在的な制限

• 高電圧モーター、ESC、パワーエレクトロニクスが必要です。

• モーター速度が設計限界を超えて増加する可能性があります。

• 異なるプロペラとフライトコントローラーの設定が必要になる場合があります。

• システムのコストと統合の複雑さが増加する可能性があります。

• より長い飛行時間を保証するものではありません。

• 6S パックは、フル充電電圧に耐えられない電子機器に決して接続しないでください。

6S はシステムの選択であり、単にバッテリーが大きいということではありません。推進チェーン全体を確認した後にのみ選択してください。

3S 対 4S 対 6S の比較

現在の関係は次のように表すことができます。

電力 (W) = 電圧 (V) × 電流 (A)

740W 要件の例:

これらは簡略化された値です。実際の電流は、モーター効率、プロペラ負荷、負荷時のバッテリー電圧、飛行モード、ペイロード、温度によって異なります。

設定が飛行時間に与える影響

バッテリーの電圧が高くても、自動的に飛行時間が長くなるわけではありません。飛行時間は総エネルギーと航空機の電力需要によって異なります。

電池エネルギー (Wh) = 公称電圧 (V) × 容量 (Ah)

例えば：

• 3S 5Ah: 11.1V × 5Ah = 55.5Wh;

• 4S 5Ah: 14.8V × 5Ah = 74Wh;

• 6S 5Ah: 22.2V × 5Ah = 111Wh。

ただし、高電圧パックでは、容量、重量、モーター効率、電力需要が異なる場合があります。実際の飛行結果はシステム全体に依存します。

完全な実行時間の計算については、を参照してください。 ドローンのバッテリー持続時間の目安はどれくらいですか.

モーター、ESC、プロペラの互換性

構成を選択する前に、次のことを確認してください。

モーター

モーターは、選択した電圧と予想される回転速度をサポートする必要があります。高電圧パックを使用すると、モーターの速度が上昇し、発熱する可能性があります。

ESC

ESC はバッテリーのフル充電電圧に耐える必要があります。 6S システムは公称 22.2V ですが、完全に充電すると約 25.2V に達します。

プロペラ

3S から 4S または 6S に変更すると、推力、回転数、電流が変化します。プロペラは、モーターとバッテリーを備えた完全なシステムとして選択する必要があります。

フライトコントローラーとアクセサリ

カメラ、送信機、センサー、電圧レギュレーター、電源モジュールには、調整された入力が必要な場合があります。構成を変更する前に、電圧制限を確認してください。

充電器

充電器は、選択したセル数と LiPo 充電モードをサポートする必要があります。 4S の充電器設定は 6S パックには使用しないでください。

さまざまなドローン アプリケーションに適合する構成はどれですか?

この表は、普遍的な推奨事項ではなく出発点です。実際の構成は、対象のモーター、ESC、プロペラ、ペイロードを使用してテストする必要があります。

C 評価が決定をどのように変えるか

電圧の選択と C 定格は一緒に評価する必要があります。

より高い電圧構成では、特定の電力出力に必要な電流が削減される可能性がありますが、それでもバッテリーには十分な連続放電およびバースト放電能力が必要です。

レビュー：

• 平均電流。

• ピーク電流。

• バースト持続時間。

• 電圧低下。

• バッテリー温度。

• コネクタの制限。

• ワイヤーゲージ;

• ペイロード;

• フライトモード。

詳細については、「 ドローンバッテリーのC定格ガイド.

よくある選択の間違い

6S が常に優れていると仮定する

6S は、互換性のある高出力システムでは有利ですが、プラットフォームが 3S または 4S 用に設計されている場合、電子機器が損傷したり、過剰なモーター速度が発生したりする可能性があります。

電圧を比較せずに容量を比較する

mAh 単位の容量は、それ自体で総エネルギーを示すものではありません。ワット時とパックの重量を比較します。

満充電電圧の無視

公称電圧だけでなく、常にフル充電電圧を考慮して設計してください。

モーターの前にバッテリーを選択する

モーター、ESC、プロペラを最初に評価する必要があります。バッテリーは、結果として生じる電流と電圧の要件をサポートする必要があります。

電圧を飛行時間保証として扱う

飛行時間は、エネルギー、荷重、重量、効率、風、温度​​、動作動作によって異なります。

OEMバイヤーが提供すべきもの

カスタム ドローン バッテリー構成をリクエストする場合は、次の情報を提供します。

• 目標電圧またはセル数。

• 容量;

• 平均電流とピーク電流。

• モーターとESCの仕様。

• プロペラ情報。

• ペイロード;

• 目標飛行時間。

• 最大パック寸法。

• 最大重量。

• コネクタとケーブルの要件。

• 充電方法。

• 動作温度。

• BMS または PCM の要件。

• テストと文書の必要性。

ゼルネさん カスタム バッテリー サービスは、 セル構成、寸法、コネクタ、保護コンポーネント、およびアプリケーション条件の議論をサポートできます。

よくある質問

ドローンにとっては 3S よりも 4S の方が優れていますか?

いつもではありません。 4S は、特定の電力要件に対してより高い電圧とより低い電流を提供できますが、モーター、ESC、およびプロペラは互換性がある必要があります。

6Sは4Sより優れていますか？

6S は高出力システムに適していますが、普遍的に優れているわけではありません。互換性のある電子機器、モーター速度、プロペラの選択、充電装置が必要です。

6S は 4S よりも長い飛行時間を提供しますか?

自動的ではありません。飛行時間は、バッテリーのエネルギー、重量、電力需要、推進効率、積載量、天候によって異なります。

6S ドローンで 4S バッテリーを使用できますか?

完全な推進システムが両方の構成で安全に動作するように設計されている場合に限ります。最初にモーター、ESC、プロペラ、制御システムの要件を確認します。

3S、4S、6S LiPo バッテリーの電圧はどれくらいですか?

一般的な公称電圧は、3S で 11.1V、4S で 14.8V、6S で 22.2V です。フル充電電圧は約 12.6V、16.8V、25.2V です。

FPV レースに最適な構成はどれですか?

多くの FPV レーシング システムでは 4S または 6S が使用されますが、正しいオプションはモーターの KV、プロペラ、重量、現在の需要、パイロットのパフォーマンス目標によって異なります。

電池メーカーはどのような情報を必要としていますか?

電圧、容量、電流、モーター、ESC、プロペラ、ペイロード、寸法、重量、コネクター、充電要件を提供します。

結論

3S、4S、6S LiPo バッテリーの選択は、完全なドローン電源システムに基づいて行う必要があります。

3S は軽量で低電圧のプラットフォームに適しています。 4S は、多くの FPV および中出力システムに実用的なバランスを提供します。 6S は高出力アプリケーションで電流を削減できますが、高電圧の互換性と慎重な推進力のマッチングも必要になります。

正しい構成とは、モーター、ESC、プロペラ、または充電器の制限を超えることなく、ドローンの電圧、電力、電流、重量、安全性、飛行時間の要件を満たす構成です。

互換性のある 3S、4S、または 6S バッテリー構成の選択にサポートが必要ですか?カスタムドローンバッテリーの評価については、ZERNE にお問い合わせください。