Tại Sao Drone Sử Dụng Pin Lipo

I. Tổng Quan Về Pin Lithium-ion Và Pin Lithium Polymer

1.1 Pin Lithium-ion (Li-ion) Là Gì?

• Cấu Trúc Và Mật Độ Năng Lượng
Pin lithium-ion thường sử dụng vỏ kim loại hình trụ hoặc hình chữ nhật, chứa đầy chất điện phân dạng lỏng. Các đặc điểm của chúng bao gồm:
Mật độ năng lượng theo thể tích tốt (Wh/kg)
Độ mạnh cấu trúc cao và độ ổn định
Trọng lượng hơi nặng hơn
Khả năng xả thấp hơn so với pin LiPo
Do mật độ năng lượng cao, pin lithium-ion được sử dụng rộng rãi trong:
Máy tính xách tay
Xe điện
Máy bay không người lái chụp ảnh trên không
Các nền tảng hoạt động lâu dài

• Tính năng chính của pin Li-ion
Mật độ năng lượng cao, cho phép thời gian bay lâu hơn
Tuổi thọ chu kỳ dài (~300–500 chu kỳ)
Kinh tế hơn cho cùng một dung lượng
Hóa học ổn định hơn, an toàn hơn khi vận hành
Tốc độ xả thấp hơn, dòng điện tức thời bị giới hạn
Lý tưởng cho:
Drone chụp ảnh trên không, drone FPV tầm xa, drone khảo sát, drone cánh cố định.

1.2 Pin Lithium Polymer (LiPo) Là Gì?

• Cấu trúc và Độ linh hoạt
Pin LiPo sử dụng chất điện phân polymer dạng gel và bao bì mềm kiểu pouch, mang lại các ưu điểm chính sau:
Siêu nhẹ
Kích thước linh hoạt / dễ dàng tùy chỉnh
Điện trở trong thấp hơn
Tốc độ xả rất cao (25C–150C)
Do đó, pin LiPo thống trị:
Máy bay không người lái đua fpv
Drone tự do
Máy bay điều khiển từ xa

• Các tính năng chính của LiPo
Khả năng xả cực mạnh
Điện trở trong thấp với độ ổn định điện áp xuất sắc
Nhẹ, kiểu dáng linh hoạt
Mật độ năng lượng thấp hơn
Tuổi thọ ngắn hơn và dễ bị phồng
Lý tưởng cho:
Ứng dụng cho drone hiệu suất cao, phản ứng nhanh.

1.3 Những điểm khác biệt chính giữa pin Li-ion và LiPo

• So sánh mật độ năng lượng và trọng lượng
Bảng 1 — Tổng quan về Li-ion so với LiPo

Li-ion = “bay lâu hơn”
LiPo = “bay mạnh hơn và nhanh hơn”
• Tốc độ xả và hiệu suất bay
Bảng 2 — So sánh tốc độ xả

Khả năng xả cực cao của pin LiPo là lý do chính khiến các drone đua không thể sử dụng pin Li-ion.

II. Tuổi thọ của pin Li-ion và pin LiPo

2.1 So sánh chu kỳ sạc và xả

• Hiệu suất tuổi thọ pin Li-ion
300–500 chu kỳ
Khả năng chống suy giảm khi lưu trữ tốt
Hiếm khi phồng rộp
Mất dung lượng chậm ở mức xả thấp/vừa
Tuổi thọ tổng thể dài hơn LiPo

• Hiệu suất Tuổi thọ Pin LiPo
150–300 chu kỳ (thay đổi tùy theo cường độ sử dụng)
Xả dòng cao làm lão hóa nhanh hơn
Dễ bị phồng rộp
Yêu cầu sạc/lưu trữ nghiêm ngặt
Hiệu suất cao → tuổi thọ ngắn hơn.

2.2 Các Yếu tố Chính Ảnh hưởng đến Tuổi thọ Pin

• Thói quen sạc và xả điện
Tránh sạc quá mức (tối đa 4,2V/tế bào)
Tránh xả sâu (không dưới 3,3V/tế bào)
Sạc cân bằng là yếu tố thiết yếu
Điện áp lưu trữ 3,75–3,85V/tế bào
Xả sâu đặc biệt có hại cho pin LiPo.

• Điều kiện môi trường
Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ lão hóa/phồng pin
Nhiệt độ thấp làm giảm khả năng xả điện
Giữ sạc đầy hoặc xả cạn trong thời gian dài làm tăng mức độ suy giảm
Pin LiPo nhạy cảm hơn với điều kiện môi trường.

III. Các yếu tố liên quan đến hiệu suất máy bay không người lái

3.1 Mật độ năng lượng và thời gian bay

• Ảnh hưởng đến khả năng hoạt động
Mật độ năng lượng cao → thời gian bay dài hơn
Li-ion: Thời gian hoạt động tốt nhất
LiPo: Công suất cao nhưng thời gian sử dụng ngắn hơn
Do đó, các máy bay không người lái tầm xa thường chọn pin Li-ion.

• Loại pin nào mang lại thời gian bay dài hơn?
Người chiến thắng: Pin lithium-ion
Phù hợp nhất cho:
Chụp ảnh trên không
Điều tra
FPV khoảng cách xa
Drone cánh cố định
Pin LiPo phù hợp với các chuyến bay ngắn nhưng công suất cao.

3.2 Khả năng xả và Công suất đầu ra

• Nhu cầu bay hiệu suất cao
Drone đua đòi hỏi:
Tăng tốc nhanh
Lăn, xoay, rẽ gấp
Các pha lao tốc độ cao
Phản hồi bướm ga tức thì
Pin LiPo cung cấp dòng điện tức thời mạnh.

• So sánh Li-ion và LiPo trong Drone đua
Bảng 3 — So sánh hiệu suất đua

Drone đua phải sử dụng pin LiPo.

3.3 Ảnh hưởng của trọng lượng và kích thước

• Trọng lượng và hiệu suất bay
Các thiết bị bay không người lái nhẹ hơn được hưởng lợi từ:
Tăng tốc nhanh hơn
Khả năng cơ động cao hơn
Hiệu suất động cơ tốt hơn
Thiết kế pin dạng mềm của LiPo → lý tưởng cho các thiết bị bay không người lái nhạy cảm với trọng lượng.

• Ưu điểm cho thiết bị bay không người lái cỡ nhỏ
LiPo có thể được tạo thành:
Túi mỏng
Các ô vuông/chữ nhật
Kích thước tùy chỉnh
Bất kỳ cấu hình nối tiếp/song song nào
Lý tưởng cho drone cỡ nhỏ và các thiết bị bay FPV nhỏ gọn.

IV. An toàn của pin Li-ion và LiPo

4.1 Phân tích rủi ro phổ biến

• Rủi ro từ pin Li-ion
Ngắn mạch nội bộ
Mất kiểm soát nhiệt độ
Tiếp xúc với nhiệt độ cao
Thiệt hại vật lý
Sạc không đúng cách

• Vỏ kim loại → tăng độ bảo vệ.

• Rủi ro từ pin LiPo
Túi mềm của pin LiPo dễ vỡ hơn:
Dễ bị phồng
Nhạy cảm với nén/đâm thủng
Sạc quá mức = nguy cơ cháy
Nguy cơ mất ổn định nhiệt cao hơn
Pin LiPo đòi hỏi thao tác cẩn thận hơn.

4.2 Biện Pháp An Toàn

• Sạc & Bảo Quản Đúng Cách
Sử dụng bộ sạc cân bằng
Không vượt quá 4,2V/tế bào
Điện áp bảo quản ~3,8V
Sử dụng túi chống cháy cho pin LiPo
Không bao giờ sạc pin khi không có người trông coi

• Bảo trì hàng ngày
Kiểm tra hiện tượng phồng trước mỗi lần bay
Tránh làm rơi/nén ép
Để pin nguội trước khi sạc
Ngừng sử dụng nếu bị hư hỏng
Cả pin Li-ion và LiPo đều có thể an toàn nếu sử dụng đúng cách.

V. Cách chọn pin phù hợp cho thiết bị bay của bạn

5.1 Tốt nhất cho thiết bị bay đua — Vì sao LiPo chiếm ưu thế

Drone đua đòi hỏi:
Công suất xả cực cao
Phản ứng điện áp nhanh
Trọng lượng cực nhẹ
Hình dạng linh hoạt
LiPo đáp ứng mọi yêu cầu → tiêu chuẩn công nghiệp cho FPV.

5.2 Tốt nhất cho Nhiếp ảnh Hàng không — Vì sao Li-ion là lý tưởng

Quay phim trên không đòi hỏi:
Thời gian bay dài
Điện áp đầu ra ổn định
Dòng điện liên tục thấp hơn
Li-ion cung cấp:
Thời gian hoạt động lâu hơn
Tuổi thọ tốt hơn
Hiệu suất ổn định hơn
Nhiều drone chuyên nghiệp (ví dụ: DJI) sử dụng hệ thống Li-ion hoặc hybrid LiPo-HV.

5.3 Cân bằng giữa Hiệu suất và Tuổi thọ

Chọn LiPo nếu bạn cần:
Công suất đầu ra cao
Phản ứng ga nhanh
Khả năng cơ động tối đa
Đua hoặc bay tự do
Chọn Li-ion nếu bạn cần:
Thời gian bay dài hơn
Lướt xa
Hoạt động hiệu quả ở công suất thấp
Nhiếp ảnh hàng không / nhiệm vụ công nghiệp

Kết luận cuối cùng: Vì sao pin LiPo thường được sử dụng trong drone?
Pin LiPo thống trị các ứng dụng drone vì:
Tốc độ xả cực cao
Cấu trúc Nhẹ
Điện Trở Trong Thấp
Công suất burst mạnh
Phù hợp với chuyến bay có độ cơ động cao
Các bộ pin Li-ion cung cấp thời gian hoạt động lâu hơn và tuổi thọ dài hơn, nhưng chúng không thể cung cấp dòng điện tức thời cần thiết cho các chuyến bay đua và bay tự do, khiến pin LiPo trở nên không thể thay thế đối với các drone FPV.

Mô tả： Các thiết bị bay không người lái sử dụng pin LiPo vì chúng nhẹ, cung cấp tốc độ xả cực cao và đưa ra công suất xung mạnh để tăng tốc nhanh và khả năng cơ động tốt. Các tế bào LiPo có điện trở trong thấp và phản ứng điện áp nhanh, làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng đua FPV và thiết bị bay không người lái hiệu suất cao.