Особенности LiHV-аккумуляторов: Лучше ли они подходят для FPV-дронов, чем литий-полимерные батареи?

Любой пилот FPV-дрона всегда ищет способы, как улучшить полетные качества своего аппарата. Поэтому появление на рынке батарей LiHV сразу стало предметом обсуждения в сообществе энтузиастов FPV. В данной статье мы рассмотрим, что такое LiHV-аккумуляторы и почему они приобрели широкую популярность. Мы также сравним их с традиционными литий-полимерными (LiPo) батареями и выявим преимущества и недостатки при их использовании.

Что такое аккумулятор LiHV?

LiHV – это сокращенный вариант фразы Lithium High Voltage (литиевый аккумулятор высокого напряжения). Эти источники питания представляют собой разновидность традиционных литий-полимерных (LiPo) батарей. Ключевое отличие заключается в химическом составе и напряжении этих аккумуляторов. В то время как стандартные литий-полимерные элементы имеют максимальный заряд 4,2 В на ячейку, LiHV-элементы могут иметь напряжение до 4,35 В на ячейку. Повышенное напряжение обеспечивает ряд преимуществ в производительности, что делает аккумуляторы LiHV более привлекательным выбором для FPV-дронов определенного типа.

Основные отличия батарей LiHV и LiPo

Напряжение

Главное отличие между батареями LiHV и LiPo заключается в максимальном напряжении. LiHV-аккумуляторы заряжаются до 4,35 В (против 4,2 В у литий-полимерных батарей). У двигателей FPV-дронов максимальное число оборотов в минуту (RPM) пропорционально приложенному напряжению. LiHV-элементы обеспечивают более высокое напряжение, благодаря чему достигается более сильная тяга и более высокая скорость. Для гоночных и высокопроизводительных акробатических дронов это может стать существенным преимуществом, поскольку вы получаете более быстрое время отклика и лучшую маневренность, необходимую для совершения трюков

Вес и емкость

Батареи LiHV, как правило, обладают более высокой плотностью энергии. Это означает, что они обеспечивают большую мощность без значительного увеличения веса или размера по сравнению с эквивалентными литий-полимерными аккумуляторами, в итоге потенциально увеличивается время полета. Кроме того, из-за более высокого напряжения батареи LiHV имеют более высокий рейтинг C, чем у элементов LiPo идентичного размера.

Совместимость

Несмотря на разницу в максимальном напряжении, LiHV-аккумуляторы, как правило, совместимы с большинством FPV-дронов, которые используют литий-полимерные батареи, что значительно упрощает переход на элементы LiHV, без необходимости апгрейда оборудования.

Требования к зарядке

Для зарядки LiHV-аккумуляторов требуется зарядное устройство, поддерживающее более высокое конечное напряжение. Хотя многие современные зарядные устройства имеют такую поддержку, важно удостовериться в этом, прежде чем пытаться зарядить батарею LiHV. Вы можете безопасно заряжать LiHV с настройками LiPo, но в этом случае вы не сможете использовать весь потенциал аккумулятора LiHV.

Тестирование батарей LiHV

Для нашего первого теста мы выбрали аккумуляторы LiHV и LiPo с очень похожими параметрами, чтобы сфокусироваться на разнице в этих типах батарей.

• GNB 2S, 550 мАч, 90C (LiPo);
• GNB 2S, 550 мАч, 100C (LiHV).

Производительность при разрядке

Итак, как ведет себя LiHV-батарея по сравнению с литий-полимерным аккумулятором с точки зрения производительности во время разрядки?

В ходе нашего тестирования батарея показала превосходную производительность с точки зрения скорости разрядки и меньшую просадку напряжения при нагрузке, особенно на первой стадии процесса. Однако ближе ко второй половине разрядки это преимущество стало менее заметным. Еще один интересный факт заключается в следующем: при одинаковом весе аккумулятор LiHV предлагает более высокую емкость, то есть имеет более высокую плотность энергии, чем обычная литий-полимерная батарея.

GNB 2S, 550 мАч, 90C (LiPo):

• Вес – 30,2 грамма.
• Измеренная емкость – 525 мАч.

GNB 2S, 550 мАч, 100C (LiHV):

• Вес – 29,3 грамма.
• Измеренная емкость – 558 мАч.

Эти результаты показывают, что LiHV-аккумуляторы не только обеспечивают более высокую исходную производительность, но также вмещают больше энергии при одинаковом весе весе.

Сравнение по долговечности

Имеет ли аккумулятор LiHV более короткий срок службы, чем литий-полимерная батарея?

В другом тесте мы полностью заряжали батареи LiHV и LiPo до максимального напряжения, затем разряжали их до значения 3,3 В на ячейку. Действуя таким образом, мы прошли 100 циклов. В ходе тестирования выяснилось, что аккумулятор LiHV быстрее теряет способность держать заряд, чем литий-полимерный элемент. После 100 циклов, LiHV-батарея потеряла около 5,4% своей начальной емкости, в то время как LiPo-батарея утратила лишь 3,8%.

Когда речь идет о производительности во время разрядки, разница между этими типами аккумуляторов гораздо меньше, как можно видеть на графиках ниже. Основное ухудшение, по-видимому, связано с тем, сколько заряда могут удерживать эти батареи: их емкость уменьшается по мере использования.                

Производительность LiPo при разрядке (от 0 до 100 циклов):

Производительность LiHV при разрядке (от 0 до 100 циклов):

Нам еще предстоит проверить, как на производительность этих батарей влияет время, когда они не используются. По нашему мнению, батареи LiHV и LiPo со временем теряют свою производительность естественным образом, но использование определенно ускоряет этот процесс. Однако использование, похоже, не слишком сильно влияет на их производительность при разрядке. Просадка напряжения не меняется после 100 циклов зарядки, зато наблюдается уменьшение заряда, который могут держать батареи.

Вывод: не беспокойтесь слишком сильно о зарядке и разрядке аккумуляторов. Пока они хранятся в вашем ящике и ничего не делают, их производительность все равно постепенно снижается. Вы должны использовать их как можно чаще, чтобы извлечь из них максимальную пользу. Поэтому рекомендуем чаще летать и получать удовольствие.

Можно зарядить литий-полимерную батарею до 4,35 В?

Категорически НЕТ. Никогда не следует заряжать стандартную LiPo-батарею до 4,35 В на ячейку. Традиционные литий-полимерные аккумуляторы рассчитаны на зарядку максимум до 4,20 В на ячейку. Зарядка выше этого значения может привести к ряду серьезных проблем, включая перегрев, разбухание или даже возгорание. Чрезмерная зарядка также сокращает срок службы аккумулятора и может привести к необратимым повреждениям.

Можно зарядить батарею LiHV до 4,20 В?

Да, это совершенно безопасно заряжать LiHV-аккумулятор до 4,20 В на ячейку, поскольку максимальное напряжение, до которого вы можете его зарядить, составляет 4,35 В на ячейку. Но следует иметь в виду, что при этом вы используете лишь 90% емкости элемента.

LiHV подойдет не всем пользователям

Существует одно опасение по поводу срока жизни LiHV-батареи – ее производительность снижается быстрее, чем у обычного литий-полимерного аккумулятора. Кроме того, по мере увеличения числа ячеек менее очевидным становится преимущество в виде более высокого напряжения. Поэтому LiHV-аккумуляторы в основном популярны среди любителей микродронов, в которых используются батарейки с небольшим числом ячеек. В качестве примера можно привести дроны Tiny Whoop и «зубочистки» (Toothpicks) с батареями 2S, где более высокое напряжение может иметь существенное значение.

Финальные мысли

Аккумуляторы LiHV приобрели широкую популярность в сообществе FPV-дронов, поскольку они способны обеспечить более продолжительное время полета и лучшую производительность, особенно при использовании в микродронах. Хотя они имеют ряд преимуществ над традиционными литий-полимерными батареями, важно учитывать требования к зарядке и принимать во внимание возможные проблемы, связанные с долговечностью. Любителям дронов, стремящимся расширить границы своего полетного опыта, определенно стоит обратить внимание на аккумуляторы LiHV.

Всегда помните: при работе с высокопроизводительными батареями на первом месте должна стоять безопасность. Убедитесь, что вы используете совместимые зарядные устройства. Также соблюдайте рекомендации по уходу за аккумуляторами, чтобы пользоваться преимуществами аккумуляторов LiHV, при этом не причиняя вреда себе и своему оборудованию.