A batteria LiPo ad alta tariffa-è una batteria ai polimeri di litio- progettata per fornire una corrente relativamente elevata rispetto alla capacità nominale. La tariffa in sé-non indica quanti ampere può fornire una batteria; capacità e tariffa-devono essere considerati insieme. Ad esempio, una batteria da 5 Ah con temperatura nominale di 20 °C rappresenta una corrente di scarica teorica di 100 A, mentre la stessa potenza nominale di 20 °C su una batteria da 2 Ah rappresenta 40 A.

Le batterie LiPo ad alta c-velocità sono comunemente prese in considerazione per UAV, droni FPV, piattaforme RC e altre apparecchiature con elevata domanda di potenza continua o di picco. Tuttavia, selezionare la classificazione C-più alta disponibile solitamente non è l'approccio tecnico corretto. Gli acquirenti OEM devono calcolare la corrente di carico reale, distinguere la scarica continua da quella di picco, valutare l'abbassamento di tensione e la temperatura e verificare la batteria sotto il profilo operativo effettivo.

Cosa significa C-Rate su una batteria LiPo?

La tariffa-esprime la corrente della batteria rispetto alla sua capacità nominale.

La relazione fondamentale è:

Corrente (A)=Capacità della batteria (Ah) × C-tasso

Per esempio:

Questi calcoli spiegano il sistema di classificazione, ma non dovrebbero essere trattati automaticamente come corrente utilizzabile garantita.

Le prestazioni reali dipendono anche dalla chimica della cella, dalla resistenza interna, dalla struttura del pacco, dal cablaggio, dai connettori, dalla temperatura e dalle condizioni di test del produttore.

Cosa significa questo per un acquirente OEM?

Non inviare a un fornitore solo una richiesta del tipo:

"Serve una batteria da 30C."

Un requisito più utile è:

"Abbiamo bisogno di una batteria in grado di fornire continuamente X ampere e resistere a Y ampere per Z secondi sotto questo intervallo di temperature."

Ciò fornisce al produttore della batteria informazioni sufficienti per valutare se la cella, le linguette, i cavi, i connettori e il pacchetto completo possono supportare il carico.

Cosa rende una batteria LiPo una batteria ad alta c-rate?

Non esiste un'unica classificazione C-che definisca automaticamente una batteria come "ad alta velocità" per ogni applicazione.

Una batteria 10C potrebbe già rappresentare un design ad alta-potenza in un'applicazione, mentre una piattaforma FPV potrebbe richiedere una capacità di scarica molto più elevata.

Le attuali informazioni sulla soluzione UAV di Greatech, ad esempio, descrivonocelle con tariffa-elevatacome parte della sua offerta di batterie FPV/UAV ed elenca un'ampia gamma di requisiti di velocità a seconda dell'applicazione.

La domanda corretta quindi non è:

"Sono 30°C alti?"

È:

"Questa batteria può fornire in modo affidabile la corrente richiesta dal mio sistema?"

Velocità C-continua e velocità C-burst

Una delle distinzioni più importanti per un acquirente OEM è la scarica continua rispetto a quella a scoppio.

Scarico continuosi riferisce alla corrente che la batteria è progettata per sostenere per un periodo di funzionamento definito in condizioni specificate.

Scarica improvvisa o di piccosi riferisce ad una corrente più elevata che può essere accettabile solo per un breve periodo.

Un sistema di propulsione può assorbire corrente moderata durante la navigazione ma sostanzialmente più corrente durante:

decollare

rapida accelerazione

manovra aggressiva

cambiamenti improvvisi di carico

operazione di accelerazione-massima

Se un OEM progetta solo una classificazione C-di burst, la batteria potrebbe surriscaldarsi o riscontrare un eccessivo calo di tensione durante il funzionamento prolungato.

Perché la resistenza interna è importante

Ogni batteria ha una resistenza interna. All’aumentare della corrente, questa resistenza contribuisce a:

caduta di tensione

generazione di calore

perdita di efficienza

Una relazione semplificata per la caduta di tensione è:

Caduta di tensione ≈ Corrente × Resistenza interna

Questo è uno dei motivi per cui due batterie con capacità simile e classificazione C- pubblicizzata potrebbero comportarsi diversamente sotto lo stesso carico.

Quando hai effettivamente bisogno di una batteria LiPo ad alta c-rate?

Una batteria con un tasso di C- elevato diventa rilevante quando la domanda attuale dell'applicazione è elevata rispetto alla capacità della batteria.

FPV e droni da corsa

Le piattaforme FPV spesso combinano pacchi batteria relativamente piccoli con motori che possono richiedere una corrente notevole durante l'accelerazione e il funzionamento-a tutto gas.

Ciò crea un elevato requisito di potenza-rapporto-peso.

Una batteria con capacità di scarica insufficiente potrebbe presentare:

abbassamento di tensione eccessivo

spinta ridotta

aumento del calore

tempo di volo utilizzabile più breve sotto carico pesante

Per queste applicazioni, la chimica LiPo ad alta- velocità e la progettazione del pacco possono essere utili perché l'obiettivo non è solo immagazzinare energia, ma anche fornire una potenza sostanziale con una massa limitata.

UAV industriali con carichi di punta elevati

Gli UAV commerciali possono avere requisiti molto diversi dai droni da corsa.

Il peso del carico utile, i motori, la durata del volo e il profilo della missione possono creare corrente elevata durante:

decollo con carico utile

arrampicata

compensazione del vento

accelerazioni ripetute

manovre di emergenza

Per un progetto OEM, la batteria dovrebbe quindi essere selezionata in base al profilo di carico effettivo della missione piuttosto che solo al peso del drone.

Veicoli RC

Anche le auto, le barche e gli aerei RC possono creare picchi di corrente brevi ma significativi.

I parametri rilevanti includono:

potenza del motore

Limiti dell'ESC

profilo di accelerazione

destinazione del tempo di esecuzione

volume disponibile della batteria

Robotica e apparecchiature portatili-ad alta potenza

Le celle ad alta-velocità possono essere prese in considerazione anche in apparecchiature in cui un pacco relativamente piccolo deve supportare motori, attuatori o altri carichi intermittenti ad alta-potenza.

Il processo di progettazione è lo stesso:

calcolare prima il carico, quindi selezionare la batteria.

Batteria LiPo 20C vs 30C vs 45C: cosa cambia?

Assumere la stessa capacità di 5 Ah.

La corrente teorica calcolata dall'etichetta sarebbe:

Ciò non significa che la batteria 45C sia automaticamente la scelta migliore.

Il design con valutazione-più elevata può essere utile quando il sistema necessita veramente di una maggiore capacità di corrente o di un margine di corrente maggiore, ma gli ingegneri OEM devono comunque valutare:

curve di scarica

tensione sotto carico

temperatura delle cellule

peso del pacco

capacità utilizzabile

prestazione del ciclo

costo

dimensioni fisiche

Greatech attualmente elenca prodotti Batteria per droni con specifiche di velocità diverse-ad esempio, un prodotto da 8000 mAh con classificazioni 20C/35C e un prodotto da 5200 mAh con classificazioni 45C/75C. Questi esempi illustrano perché la selezione della tariffa varia in base al prodotto piuttosto che essere una specifica UAV universale.

Come calcolare la tariffa-di cui ha bisogno la tua applicazione

Passaggio 1: determinare la corrente continua massima

Iniziare dal carico effettivo dell'attrezzatura.

Per un UAV, questo dovrebbe idealmente provenire da:

misurazioni del motore e dell'ESC

dati sui test del sistema di propulsione-

registri di volo

prova al banco

Supponiamo che il tuo sistema richiedaCorrente continua 80A.

Passaggio 2: determinare la corrente di picco

Ora determina il carico di breve-durata più elevato.

Supponiamo che il sistema possa raggiungere120A per diversi secondidurante il decollo o l'accelerazione.

La batteria deve essere valutata rispetto ad entrambe le condizioni.

Passaggio 3: converti la corrente richiesta in C-Rate

Supponiamo che la capacità della batteria selezionata sia 5 Ah.

Per corrente continua 80A:

80A ÷ 5Ah=16C

Per corrente di picco di 120 A:

120A ÷ 5Ah=24C

Una batteria progettata solo per la scarica continua a 15°C non soddisferebbe pertanto il requisito di continuità in questo esempio semplificato.

Passaggio 4: aggiungere margine tecnico

Evitare di progettare la batteria in modo tale che il funzionamento normale corrisponda direttamente alla potenza massima dichiarata.

Le condizioni effettive possono variare a causa di:

temperatura

invecchiamento della batteria

tolleranza di fabbricazione

carico utile

efficienza del motore

flusso d'aria

ciclo di lavoro

Il margine appropriato deve essere determinato in base ai requisiti tecnici del prodotto e ai test di verifica.

Passaggio 5: verificare il pacco sotto il profilo di carico reale

Un calcolo è solo il punto di partenza.

I test sui campioni dovrebbero verificare:

abbassamento di tensione

aumento della temperatura

capacità utilizzabile

temperatura del connettore

temperatura del cavo

equilibrio cellulare

condizione post-test

Per un programma OEM, il pacchetto completo conta-non solo la classificazione pubblicata della cella-.

Altre specifiche da verificare oltre al-tasso

Voltaggio e conteggio delle celle

I pacchi LiPo sono comunemente descritti utilizzando configurazioni come 4S o 6S.

Il conteggio delle celle determina la piattaforma di tensione del pacco e deve corrispondere al controller del motore, all'ESC e al sistema di ricarica.

La categoria Drone Battery di Greatech comprende attualmente sezioni di prodotti LiPo 3S, 4S e 6S, mentre le informazioni sulla soluzione UAV fanno riferimento a diverse configurazioni di tensione utilizzate nelle applicazioni con droni.

Capacità e Watt-ora

La capacità influisce sia sul tempo di esecuzione che sulla corrente rappresentata da un determinato tasso di C-.

L'energia viene comunemente calcolata come:

Wh=Voltaggio nominale × Ah

Due batterie possono avere la stessa classificazione C-e allo stesso tempo fornire capacità di corrente molto diverse perché le loro capacità differiscono.

Peso e densità energetica

La scelta della batteria dell'UAV comporta sempre un compromesso-off.

Una maggiore capacità della batteria può fornire più energia immagazzinata, ma una massa aggiuntiva della batteria può anche aumentare la domanda di propulsione.

Per un OEM, quindi, la batteria migliore non può essere selezionata solo tra gli Ah.

Resistenza interna e abbassamento di tensione

Chiedere al fornitore come si comporta la batteria sotto carico.

Prove ingegneristiche utili includono:

curve di scarica

curve di tensione-rispetto-tempo

dati sulla temperatura

misurazioni della resistenza interna

Classificazione di connettori e cavi

Una batteria in grado di erogare corrente elevata necessita comunque di un percorso di corrente in grado di trasportarla in sicurezza.

Controllo:

tipo di connettore

capacità di corrente del connettore

calibro del cavo

lunghezza del cavo

qualità della saldatura/saldatura

scarico della tensione

Questo argomento può anche collegarsi internamente alla guida del connettore della batteria al litio esistente.

Temperatura operativa

Le prestazioni della batteria cambiano con la temperatura.

Gli acquirenti OEM dovrebbero specificare l'ambiente operativo effettivo anziché dare per scontato che le prestazioni del test della temperatura ambiente-si applichino ovunque.

Tasso di ricarica

Non dare per scontato che una velocità di scarica elevata- significhi automaticamente che la stessa batteria dovrebbe essere caricata a una velocità altrettanto elevata.

I valori di carica e scarica sono specifiche separate.

 

Invia la tensione richiesta, la capacità, la corrente continua, la corrente di picco, le dimensioni, il peso target e il volume dell'ordine previsto. Il nostro team può valutare una configurazione di batteria LiPo adatta per la tua applicazione UAV o OEM.

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LiPo ad alta-velocità vs Li-ad alta-potenza: quale scegliere?

Nessuno dei due formati di chimica è universalmente migliore.

Per le applicazioni che privilegiano l'erogazione di corrente molto elevata e un rapporto-peso- favorevole, vengono spesso presi in considerazione i design LiPo.

Per le applicazioni che privilegiano una maggiore durata, formato meccanico, densità di energia o altri requisiti di sistema, possono essere valutate anche celle agli ioni di litio cilindriche ad alta-potenza-.

Un confronto OEM dovrebbe considerare:

Non scegliere esclusivamente dal nome della chimica della batteria.

Scegli tra prestazioni a livello di pacchetto verificato-.