Quadcopter liPo电池重量/容量的权衡


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我试图找出相对于四轴飞行器增加的重量而言,额外的电池容量变得毫无价值的地方。目前使用5500 mAh电池(11.1V),我可以获得12分钟到12:30的飞行时间。那么,我的问题是吗?在四边形提升能力范围内,有没有办法找出较大电池(或更多电池)的增加重量在哪里抵消了飞行时间的改善?显然,它不需要两次单独的飞行,即降落和交换电池。我只是想尽量增加连续的播放时间。我试图找出线的位置(如果我已经越过线的话),将更大的电池加到四边形上,看到收益递减。谢谢!

(再次,现在假设四核足够坚固,可以提起你扔给它的任何东西。一枚5500mAh,约470克,我的最大油门约为70%)

Answers:


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对于四轴飞行器设计,通常希望推力重量比约为2:1 。也就是说,在100%油门的情况下,您希望组合螺旋桨推力能够举升两倍于飞机的重量。

然后,您需要确定电动机产生该推力所需的功率量(通常在数据表中给出)。有了足够的电量后,您就可以轻松计算出电池的续航时间。

有关Quadcopter性能的页面提供了一个很好的示例:

从电动机性能图表中的数据来看,电动机可以支持的绝对最大重量为560磅,即2240克。这是当电动机以95.2瓦的功率工作在100%时,这意味着在11.1伏特时约为8.6安。

从飞行重量与功率及电池寿命的图表中查看数据,直升机似乎不应超过61盎司(1700克)。在这种重量下,使用的功率为61瓦,在11.1伏时为5.5安。

飞行重量vs电源和电池寿命

该图还显示,一盎司的飞行重量需要一瓦的功率,并且两者是线性相关的。假设飞行器为60盎司,则需要60瓦的功率。

不过,这句话有点误导。原始作者的结论中缺少“每电机”一词。230W / 4电机= 57.5瓦 那就是他们得出的“ 60盎司需要60瓦(每个电动机)”的结论。但是,绘制性能的通用方法有助于回答该问题。

如果增加最大推力重量比,则可以降低油门,降低功率并在空中停留更长时间。因此,您可以增加推力或减轻重量以获得更长的飞行时间。

为了更简洁地回答您的问题,当电池增加的额外重量使您的推力重量比在低端低于1.5:1时,收益递减点就来了。

其他要考虑的是电池技术的能量密度。电池每单位重量有多少电量。从价格到性能的角度,您可能使用的锂离子电池可能是最好的。但是,如果您确实想在不增加重量的情况下延长飞行时间,则可以考虑使用其中一些更深奥(且价格更高)的技术。

电池特定能源清单

劲量锌空气电池比较

值得一提的是,即使在锂离子电池类别中,并非所有电池都是一样的。

离子比较


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电池的重量应与机身上所有其他部件的重量大致相同。

对于给定的飞机-除了电池质量以外的所有已知信息-绝对最大飞行时间发生在电池重量是机身上其他所有物体总重量的两倍时。但是,还有许多其他特性-达到海拔高度的时间,响应能力,避免失速等-在减轻电池重量的情况下效果更好,因此更好的经验法则是电池的重量大致与其他重量相同(一倍)结合。参考:Andres2011。最佳电池容量。通过Heino R. Pull

这条经验法则适用于所有由电池供电的飞机-固定翼,四旋翼直升机,直升机等。

(请原谅我将我对移动机器人有效性与质量的回答重复使用)。

编辑:修正了一个自相矛盾的句子-谢谢,古斯塔夫。


这使我感到困惑weight of the batteries is twice as much as the weight of everything else。这是否意味着电池应该是容器的2/3?
古斯塔夫

@Gustav:您是否考虑过看图1和我链接的Andres的论文的最后一部分?(a)优化绝对最大飞行时间时,是的,电池的重量应约为其他所有物体总重量的两倍。但是,(b)许多其他特征-达到高度所需的时间,响应能力,避免失速等-在电池重量更轻的情况下效果更好,因此更好的经验法则是电池重量大致相同(一倍)所有其他一切结合在一起。我该如何说得更清楚?
大卫·卡里

谢谢!在这两种情况之间进行区分将使其更加清晰。您没有在答案中写出来。
古斯塔夫


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并进行一些实验呢?

我会拿我能找到的最轻的电池,然后尝试增加重量。对于每个重量,我将测量飞行时间,绘制“飞行时间/ mAh”与“起飞重量”图,并拟合数据点上的曲线。然后,我将开始业余爱好,并为每个电池组使用新的神奇图表计算飞行时间。找到最大值,您就可以完成:-)

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