Pin LiPo 3S so với 4S so với 6S: Cấu hình máy bay không người lái nào phù hợp?

Chọn cấu hình pin LiPo chính xác là một trong những quyết định quan trọng nhất trong thiết kế hệ thống năng lượng của máy bay không người lái. Pin 3S, 4S hoặc 6S thay đổi điện áp cung cấp cho động cơ và bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC), ảnh hưởng đến nhu cầu hiện tại, tốc độ động cơ, lựa chọn cánh quạt, hệ thống dây điện, nhiệt và hành vi bay.

Cấu hình tốt nhất không được quyết định chỉ bởi dung lượng pin. Pin điện áp cao hơn có thể giảm dòng điện đối với yêu cầu năng lượng nhất định, nhưng nó cũng có thể tăng tốc độ động cơ, thay đổi hiệu suất đẩy và yêu cầu ESC hoặc cánh quạt khác. Hệ thống điện áp thấp hơn có thể dễ dàng tích hợp hơn nhưng nó có thể yêu cầu dòng điện cao hơn và dây dẫn lớn hơn.

Hướng dẫn này so sánh cấu hình pin LiPo 3S, 4S và 6S cho máy bay không người lái FPV, giải trí, nông nghiệp và công nghiệp. Nó tập trung vào việc lựa chọn cấu hình. Để biết các định nghĩa điện áp cơ bản, hãy xem hướng dẫn điện áp pin drone.

Trả lời nhanh

• Pin LiPo 3S phù hợp với các hệ thống điện áp thấp hơn, máy bay không người lái hạng nhẹ và hệ thống động cơ đẩy được thiết kế ở mức điện áp danh định khoảng 11,1V.

• Pin LiPo 4S cung cấp sự cân bằng chung giữa điện áp, dòng điện, kích thước và hiệu suất cho nhiều máy bay không người lái FPV và công suất trung bình.

• Pin LiPo 6S phù hợp với các hệ thống có công suất cao hơn được thiết kế ở mức điện áp danh nghĩa khoảng 22,2V và có thể xử lý khoảng 25,2V khi sạc đầy.

• Không có cấu hình nào trong số này là tốt nhất trên toàn cầu.

• Pin được chọn phải phù hợp với động cơ, ESC, cánh quạt, bộ sạc, hệ thống dây điện, tải trọng và cấu hình chuyến bay.

3S, 4S hay 6S có nghĩa là gì?

Con số cho biết có bao nhiêu ô được kết nối thành chuỗi. 'S' có nghĩa là chuỗi.

Sử dụng điện áp di động danh nghĩa điển hình khoảng 3,7V:

• 3S = 3 × 3,7V = 11,1V;

• 4S = 4 × 3,7V = 14,8V;

• 6S = 6 × 3,7V = 22,2V.

Khi sạc đầy, một tế bào LiPo thông thường đạt khoảng 4,2V:

• 3S = 12,6V;

• 4S = 16,8V;

• 6S = 25,2V.

Xếp hạng S không mô tả dung lượng, xếp hạng C, trọng lượng pin hoặc thời gian bay. Gói 4S 2.200mAh và gói 4S 6.000mAh có cùng điện áp danh định nhưng năng lượng, trọng lượng và khả năng dòng điện rất khác nhau.

Pin LiPo 3S: Ưu điểm và hạn chế

Pin LiPo 3S được thiết kế cho hệ thống đẩy có điện áp thấp hơn.

Ưu điểm tiềm năng

• điện áp thấp hơn có thể phù hợp với động cơ và thiết bị điện tử nhỏ hơn;

• hữu ích cho các nền tảng máy bay không người lái hạng nhẹ;

• có thể đơn giản hóa việc tích hợp cho một hệ thống được thiết kế xung quanh 3S;

• có thể giảm căng thẳng điện áp trên các thiết bị điện tử tương thích;

• thích hợp cho một số máy bay không người lái và máy bay không người lái giải trí nhỏ.

Hạn chế tiềm ẩn

• dòng điện cao hơn có thể được yêu cầu cho cùng một công suất đầu ra;

• có thể cần dây hoặc đầu nối lớn hơn;

• tổn thất dòng điện cao có thể trở nên đáng kể hơn;

• nó có thể không cung cấp đủ điện áp cho một chiếc máy bay lớn hơn hoặc nặng hơn;

• gói 3S không thể được thay thế thành hệ thống 4S hoặc 6S nếu không xác nhận khả năng tương thích hoàn toàn với động cơ đẩy.

Cấu hình 3S có thể phù hợp khi máy bay có trọng lượng nhẹ và tổ hợp động cơ-cánh quạt được thiết kế đặc biệt cho dải điện áp của nó.

Pin LiPo 4S: Ưu điểm và hạn chế

Pin LiPo 4S cung cấp khoảng 14,8V danh định và 16,8V khi sạc đầy.

Ưu điểm tiềm năng

• được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống máy bay không người lái FPV và công suất trung bình;

• cung cấp sự cân bằng thực tế giữa điện áp và dòng điện;

• có thể hỗ trợ khả năng tăng tốc mạnh mẽ khi kết hợp với động cơ tương thích;

• có thể giảm dòng điện so với hệ thống 3S tương đương;

• thường có sẵn ở nhiều mức dung lượng và kiểu dáng khác nhau.

Hạn chế tiềm ẩn

• yêu cầu ESC và động cơ được định mức cho điện áp sạc đầy;

• có thể tăng tốc độ động cơ so với 3S;

• có thể yêu cầu lựa chọn cánh quạt khác nhau;

• không tự động cung cấp thời gian bay dài hơn;

• có thể không phù hợp với hệ thống đẩy được thiết kế chỉ cho 3S.

Hệ thống 4S thường là điểm khởi đầu thực tế để phát triển FPV nói chung, nhưng khả năng tương thích phải được xác nhận thông qua thử nghiệm động cơ và cánh quạt thực tế.

Pin LiPo 6S: Ưu điểm và hạn chế

Pin LiPo 6S cung cấp khoảng 22,2V danh nghĩa và 25,2V khi sạc đầy.

Ưu điểm tiềm năng

• có thể giảm dòng điện cho một yêu cầu năng lượng nhất định;

• có thể giảm tổn thất điện trở trong hệ thống công suất cao;

• có thể hỗ trợ các nền tảng động cơ đẩy đòi hỏi khắt khe;

• có thể cải thiện hiệu suất của hệ thống điện khi động cơ và cánh quạt được kết hợp chính xác;

• phù hợp với một số kiểu dáng công nghiệp và FPV hiệu suất cao.

Hạn chế tiềm ẩn

• yêu cầu động cơ điện áp cao hơn, ESC và điện tử công suất;

• có thể tăng tốc độ động cơ vượt quá giới hạn thiết kế;

• có thể yêu cầu các cài đặt cánh quạt và bộ điều khiển chuyến bay khác nhau;

• có thể làm tăng chi phí hệ thống và độ phức tạp tích hợp;

• không đảm bảo thời gian bay dài hơn;

• gói 6S không bao giờ được kết nối với thiết bị điện tử không thể chịu được điện áp sạc đầy của nó.

6S là một sự lựa chọn hệ thống, không chỉ đơn giản là một cục pin lớn hơn. Nó chỉ nên được chọn sau khi kiểm tra toàn bộ chuỗi động cơ đẩy.

So sánh 3S với 4S và 6S

Mối quan hệ hiện tại có thể được minh họa bằng:

Công suất (W) = Điện áp (V) × Dòng điện (A)

Đối với yêu cầu minh họa 740W:

Đây là những giá trị đơn giản hóa. Dòng điện thực tế phụ thuộc vào hiệu suất động cơ, tải cánh quạt, điện áp pin khi tải, chế độ bay, tải trọng và nhiệt độ.

Cấu hình ảnh hưởng đến thời gian bay như thế nào

Pin có điện áp cao hơn không tự động cung cấp thời gian bay dài hơn. Thời gian bay phụ thuộc vào tổng năng lượng và nhu cầu năng lượng của máy bay.

Năng lượng pin (Wh) = điện áp danh định (V) × dung lượng (Ah)

Ví dụ:

• 3S 5Ah: 11,1V × 5Ah = 55,5Wh;

• 4S 5Ah: 14,8V × 5Ah = 74Wh;

• 6S 5Ah: 22,2V × 5Ah = 111Wh.

Tuy nhiên, gói điện áp cao hơn có thể có công suất, trọng lượng, hiệu suất động cơ và nhu cầu điện năng khác nhau. Kết quả chuyến bay thực tế phụ thuộc vào toàn bộ hệ thống.

Để tính toán thời gian chạy hoàn chỉnh, hãy xem hướng dẫn sử dụng pin máy bay không người lái kéo dài bao lâu.

Khả năng tương thích động cơ, ESC và cánh quạt

Trước khi chọn cấu hình, hãy xác minh những điều sau:

Động cơ

Động cơ phải hỗ trợ điện áp đã chọn và tốc độ quay dự kiến. Sử dụng gói điện áp cao hơn có thể làm tăng tốc độ động cơ và nhiệt.

THOÁT

ESC phải chịu được điện áp sạc đầy của pin. Hệ thống 6S thường có điện áp 22,2V nhưng có thể đạt xấp xỉ 25,2V khi được sạc đầy.

Cánh quạt

Việc thay đổi từ 3S lên 4S hoặc 6S có thể thay đổi lực đẩy, RPM và dòng điện. Cánh quạt phải được lựa chọn cùng với động cơ và pin là một hệ thống hoàn chỉnh.

Bộ điều khiển chuyến bay và phụ kiện

Máy ảnh, máy phát, cảm biến, bộ điều chỉnh điện áp và mô-đun nguồn có thể yêu cầu đầu vào được điều chỉnh. Xác nhận giới hạn điện áp của chúng trước khi thay đổi cấu hình.

Bộ sạc

Bộ sạc phải hỗ trợ số lượng tế bào đã chọn và chế độ sạc LiPo. Không nên sử dụng cài đặt bộ sạc cho 4S cho gói 6S.

Cấu hình nào phù hợp với các ứng dụng Drone khác nhau?

Bảng này là điểm khởi đầu chứ không phải là một khuyến nghị chung. Cấu hình thực tế phải được kiểm tra với động cơ, ESC, cánh quạt và tải trọng dự kiến.

Xếp hạng C thay đổi quyết định như thế nào

Lựa chọn điện áp và xếp hạng C nên được đánh giá cùng nhau.

Cấu hình điện áp cao hơn có thể làm giảm dòng điện cần thiết cho một công suất đầu ra cụ thể, nhưng pin vẫn cần đủ khả năng xả liên tục và xả liên tục.

Ôn tập:

• dòng điện trung bình;

• dòng điện cực đại;

• thời gian bùng nổ;

• sụt áp;

• nhiệt độ pin;

• giới hạn kết nối;

• máy đo dây;

• tải trọng;

• chế độ bay.

Để biết thêm thông tin, xem hướng dẫn xếp hạng pin drone.

Những sai lầm lựa chọn phổ biến

Giả sử 6S luôn tốt hơn

6S có thể có lợi trong hệ thống công suất cao tương thích, nhưng nó có thể làm hỏng thiết bị điện tử hoặc tạo ra tốc độ động cơ quá mức nếu nền tảng được thiết kế cho 3S hoặc 4S.

So sánh công suất mà không so sánh điện áp

Dung lượng tính bằng mAh không tự hiển thị tổng năng lượng. So sánh watt-giờ và trọng lượng gói.

Bỏ qua điện áp sạc đầy

Luôn thiết kế cho điện áp sạc đầy, không chỉ điện áp danh định.

Chọn Ắc quy trước động cơ

Động cơ, ESC và cánh quạt cần được đánh giá trước tiên. Pin phải hỗ trợ các yêu cầu về dòng điện và điện áp.

Coi điện áp như một sự đảm bảo về thời gian bay

Thời gian bay phụ thuộc vào năng lượng, tải trọng, trọng lượng, hiệu suất, gió, nhiệt độ và hành vi vận hành.

Người mua OEM nên cung cấp những gì

Khi yêu cầu cấu hình pin máy bay không người lái tùy chỉnh, hãy cung cấp:

• điện áp mục tiêu hoặc số lượng tế bào;

• dung tích;

• dòng điện trung bình và cực đại;

• thông số kỹ thuật của động cơ và ESC;

• thông tin cánh quạt;

• tải trọng;

• thời gian bay mục tiêu;

• kích thước gói tối đa;

• trọng lượng tối đa;

• yêu cầu về đầu nối và cáp;

• phương pháp sạc;

• nhiệt độ hoạt động;

• Yêu cầu BMS hoặc PCM;

• nhu cầu kiểm tra và tài liệu.

của ZERNE dịch vụ pin tùy chỉnh có thể hỗ trợ thảo luận về cấu hình tế bào, kích thước, đầu nối, thành phần bảo vệ và điều kiện ứng dụng.

Câu hỏi thường gặp

4S có tốt hơn 3S đối với máy bay không người lái không?

Không phải lúc nào cũng vậy. 4S có thể cung cấp nhiều điện áp hơn và dòng điện thấp hơn cho một yêu cầu công suất nhất định, nhưng động cơ, ESC và cánh quạt phải tương thích.

6S có tốt hơn 4S không?

6S có thể phù hợp với các hệ thống công suất cao, nhưng về tổng thể thì nó không tốt hơn. Nó đòi hỏi thiết bị điện tử tương thích, tốc độ động cơ, lựa chọn cánh quạt và thiết bị sạc.

6S có cung cấp thời gian bay dài hơn 4S không?

Không tự động. Thời gian bay phụ thuộc vào năng lượng pin, trọng lượng, nhu cầu năng lượng, hiệu suất động cơ, tải trọng và thời tiết.

Tôi có thể sử dụng pin 4S trên máy bay không người lái 6S không?

Chỉ khi hệ thống đẩy hoàn chỉnh được thiết kế để vận hành an toàn với cả hai cấu hình. Trước tiên, hãy xác nhận các yêu cầu về động cơ, ESC, cánh quạt và hệ thống điều khiển.

Điện áp của pin LiPo 3S, 4S và 6S là bao nhiêu?

Điện áp danh định điển hình là 11,1V cho 3S, 14,8V cho 4S và 22,2V cho 6S. Điện áp sạc đầy là khoảng 12,6V, 16,8V và 25,2V.

Cấu hình nào là tốt nhất cho đua xe FPV?

Nhiều hệ thống đua FPV sử dụng 4S hoặc 6S, nhưng lựa chọn chính xác phụ thuộc vào động cơ KV, cánh quạt, trọng lượng, nhu cầu hiện tại và mục tiêu hiệu suất của phi công.

Nhà sản xuất pin cần thông tin gì?

Cung cấp các yêu cầu về điện áp, công suất, dòng điện, động cơ, ESC, cánh quạt, tải trọng, kích thước, trọng lượng, đầu nối và sạc.

Phần kết luận

Việc lựa chọn giữa pin LiPo 3S, 4S và 6S phải dựa trên hệ thống năng lượng hoàn chỉnh của máy bay không người lái.

3S có thể phù hợp với nền tảng nhẹ, điện áp thấp hơn. 4S mang lại sự cân bằng thiết thực cho nhiều hệ thống FPV và công suất trung bình. 6S có thể giảm dòng điện trong các ứng dụng công suất cao nhưng cũng yêu cầu khả năng tương thích điện áp cao hơn và kết hợp động cơ đẩy cẩn thận.

Cấu hình chính xác là cấu hình đáp ứng các yêu cầu về điện áp, công suất, dòng điện, trọng lượng, an toàn và thời gian bay của máy bay không người lái mà không vượt quá giới hạn của động cơ, ESC, cánh quạt hoặc bộ sạc.

Cần trợ giúp chọn cấu hình pin 3S, 4S hoặc 6S tương thích? Liên hệ với ZERNE để đánh giá pin máy bay không người lái tùy chỉnh.