Proč drony používají LiPo baterie

I. Přehled lithiových iontových a lithiově polymerových baterií

1.1 Co jsou lithiové iontové baterie (Li-ion)?

• Stavba a energetická hustota
Lithiové iontové baterie obvykle používají válcové nebo obdélníkové kovové pouzdro naplněné kapalným elektrolytem. Mezi jejich vlastnosti patří:
Vynikající objemová energetická hustota (Wh/kg)
Vysoká konstrukční síla a stabilita
Mírně vyšší hmotnost
Nižší vybíjecí schopnost ve srovnání s LiPo bateriemi
Díky své vysoké energetické hustotě se lithiové iontové baterie široce používají v:
Notebooky
Elektrická vozidla
Drony pro leteckou fotografii
Platformách s dlouhou výdrží

• Klíčové vlastnosti lithiových iontových baterií
Vysoká hustota energie, umožňující delší dobu letu
Dlouhá životnost cyklu (~300–500 cyklů)
Výhodnější cena při stejné kapacitě
Stabilnější chemie, bezpečnější provoz
Nižší rychlost vybíjení, omezený okamžitý proud
Ideální pro:
Drony pro leteckou fotografii, dlouhého dosahu FPV, průzkumné drony, drony s pevným křídlem.

1.2 Co jsou lithiové polymerové baterie (LiPo)?

• Stavba a pružnost
LiPo baterie používají gelový polymerní elektrolyt a měkké pouzdro, což přináší hlavní výhody:
Ultra lehký
Průběžná velikost / snadno přizpůsobitelné
Nižší vnitřní odpor
Velmi vysoké výbojové proudy (25C–150C)
Proto baterie LiPo dominují:
FPV závodní drony
Freestyle drony
RC letadla

• Klíčové vlastnosti LiPo
Extrémně silná výbojová schopnost
Nízký vnitřní odpor s vynikající stabilitou napětí
Lehké, flexibilní tvarové provedení
Nižší hustota energie
Kratší životnost a náchylnost k bobtnání
Ideální pro:
Aplikace pro výkonné drony s rychlou odezvou.

1.3 Klíčové rozdíly mezi Li-ion a LiPo bateriemi

• Porovnání hustoty energie a hmotnosti
Tabulka 1 — Přehled Li-ion vs LiPo

Li-ion = „létá déle“
LiPo = „létá silněji a rychleji“
• Vybíjecí proud a výkon letu
Tabulka 2 — Porovnání vybíjecího proudu

Nadstandardně vysoká vybíjecí schopnost LiPo je hlavním důvodem, proč závodní drony nemohou používat Li-ion baterie.

II. Životnost Li-ion a LiPo baterií

2.1 Porovnání nabíjecích a vybíjecích cyklů

• Výkon životnosti Li-ion
300–500 cyklů
Silná odolnost proti degradaci při skladování
Zřídka bobtná
Pomalá ztráta kapacity při nízkém/středním vybíjení
Celkově delší životnost než u LiPo

• Výkon životnosti LiPo
150–300 cyklů (liší se podle intenzity používání)
Vysoce proudové vybíjení urychluje stárnutí
Náchylné k bobtnání
Přísné požadavky na nabíjení/skladování
Vysoký výkon → kratší životnost.

2.2 Klíčové faktory ovlivňující životnost baterie

• Návyky při nabíjení a vybíjení
Vyhněte se přebíjení (max. 4,2 V/buňku)
Vyhněte se hlubokému vybíjení (níže než 3,3 V/buňku)
Vyvážené nabíjení je nezbytné
Napětí při skladování 3,75–3,85 V/buňku
Hluboké vybíjení je obzvláště škodlivé pro LiPo.

• Provozní podmínky
Vysoká teplota urychluje stárnutí/nadouvání
Nízká teplota snižuje výkon při vybíjení
Dlouhodobé plné nabití nebo úplné vybití zvyšuje degradaci
LiPo baterie jsou citlivější na podmínky prostředí.

III. Faktory související s výkonem dronu

3.1 Hustota energie a doba letu

• Dopad vytrvalosti
Vyšší hustota energie → delší doba letu
Li-ion: Nejlepší vytrvalost
LiPo: Vysoký výkon, ale kratší doba provozu
Proto dlouhé vzdálenosti obvykle volí Li-ion.

• Která baterie nabízí delší dobu letu?
Vítěz: Lithium-iontové baterie
Nejvhodnější pro:
Letecká fotografie
Zeměměřictví
Dlouhé FPV lety
Droney s pevným křídlem
LiPo baterie jsou vhodné pro krátké, ale výkonné lety.

3.2 Vybíjecí schopnost a výstupní výkon

• Vysoký výkon pro let
Závodní drony vyžadují:
Rychlé zrychlení
Kulky, překlapy, ostré zatáčky
Rychlé potápění
Okamžitá odezva plynu
LiPo baterie dodávají silný okamžitý proud.

• Li-ion vs. LiPo u závodních dronů
Tabulka 3 — Porovnání závodního výkonu

Závodní drony musí používat LiPo baterie.

3.3 Vliv hmotnosti a rozměrů

• Hmotnost a letecký výkon
Lehčí drony profitují z:
Rychlejšího zrychlení
Vyšší obratnosti
Lepší účinnosti motoru
LiPo měkký pouzdro → ideální pro drony citlivé na hmotnost.

• Výhody pro malé drony
LiPo lze vyrobit ve tvaru:
Tenkých pouzder
Čtvercových/obdélníkových článků
Vlastní velikosti
Libovolné sériové/paralelní konfigurace
Ideální pro mikro drony a kompaktní FPV sestavy.

IV. Bezpečnost lithiových a LiPo baterií

4.1 Běžná analýza rizik

• Rizika lithiových baterií
Vnitřní zkrat
Nekontrolované tepelné ztráty
Vystavení vysoké teplotě
Fyzické poškození
Nesprávné nabíjení

• Kovové pouzdro → zvyšuje ochranu.

• Rizika LiPo baterií
Měkký pytlík LiPo je křehčí:
Snadné natečení
Citlivý na stlačení/proražení
Přebíjení = nebezpečí požáru
Vyšší riziko tepelného úniku
LiPo vyžaduje opatrnější zacházení.

4.2 Bezpečnostní opatření

• Správné nabíjení a skladování
Používejte vyvažovací nabíječku
Nenabíjejte nad 4,2 V/buňku
Skladovací napětí cca 3,8 V
Používejte nehořlavé LiPo tašky
Nikdy nenabíjejte bez dozoru

• Denní údržba
Před každým letovým provozem zkontrolujte nateklé místo
Vyhněte se pádu/rozmačkání
Než začnete nabíjet, nechte baterii vychladnout
Používání ukončete, pokud je poškozena
Li-ion i LiPo mohou být při správném zacházení bezpečné.

V. Jak vybrat správnou baterii pro váš dron

5.1 Nejlepší pro závodní drony — Proč vyhrává LiPo

Závodní drony vyžadují:
Extrémně vysoký špičkový výkon
Rychlá odezva napětí
Ultra nízká hmotnost
Průhybné tvary
LiPo splňuje všechny požadavky → průmyslový standard pro FPV.

5.2 Nejlepší pro leteckou fotografii — Proč je Li-ion ideální

Letecké natáčení vyžaduje:
Dlouhou dobu letu
Stabilní výstupní napětí
Nižší trvalý proud
Li-ion poskytuje:
Delší výdrž
Delší životnost
Stabilnější výkon
Mnoho profesionálních dronů (např. DJI) používá Li-ion nebo hybridní LiPo-HV systémy.

5.3 Vyvážení výkonu a životnosti

Vyberte LiPo, pokud potřebujete:
Vysoký výkon
Rychlou odezvu plynu
Maximální ovladatelnost
Závodění nebo freestyle
Vyberte Li-ion, pokud potřebujete:
Delší doba letu
Dlouhé cestování
Efektivní provoz při nízké spotřebě
Letecká fotografie / průmyslové mise

Závěrečný závěr: Proč se v dronách běžně používají lithiové polymerní baterie?
Lithiové polymerní baterie dominují v aplikacích dronů díky:
Velmi vysokému vybíjecímu proudu
Lehká konstrukce
Nízký vnitřní odpor
Silnému špičkovému výkonu
Vhodnosti pro let s vysokou manévrovatelností
Li-ion akumulátory nabízejí delší výdrž a delší životnost, ale nemohou poskytnout okamžitý proud potřebný pro závodění a volný let, což činí LiPo baterie nenahraditelnými pro FPV drony.

Popis: Drony používají LiPo baterie, protože jsou lehké, nabízejí extrémně vysoké výbojové proudy a poskytují silný špičkový výkon pro rychlé zrychlení a obratnost. LiPo články mají nízký vnitřní odpor a rychlou odezvu napětí, což je činí ideálními pro závody FPV a náročné aplikace dronů.