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2017-12-23

リポバッテリーの内部抵抗計測

リポバッテリーの性能はわかりにくい

いちおう、容量やC値が性能の指標になっているが、容量はともかくC値はうその数値を書いているのか何なのか、あまりあてにならないことが多い。また、ドローン用途では急速放電するため、短時間で電圧降下が起こり実用上問題のあるリポバッテリーも多い。
ここでは、リポバッテリーの内部抵抗に注目してみる。
シンプルにバッテリー(BT1)直結でモーター(M1)を動かす回路を考えてみると、内部抵抗はR1で示される、バッテリーに直列で入る抵抗と解釈できる。抵抗が大きくなるとそれだけ電圧が下がる原因になるはずだ。

内部抵抗の計測

SkyRC B6 miniにはリポバッテリーの内部抵抗を計測する機能がついているので、それで手持ちのバッテリーを比較してみる。B6 miniでは、セルごとの内部抵抗も計測できるが、比較しにくいのですべて直接状態の内部抵抗を計測した。

内部抵抗に影響する要素

電池そのものの抵抗以外に、計測される内部抵抗には下記が影響する。
  • 銅線:電線により寄生抵抗に差があるかもしれない。
  • コネクターの形式:大電流を流せて、ゴールドコンタクトを採用しているものほど抵抗が低いと考えられる。今回のテストではXT30とJST-RCYでは、XT30のほうが良いのでは?という結果になった。
  • 劣化:使っているとだんだん内部抵抗が増えるという話がある。このため、新品とそうでないものでは差異があるかもしれない。
  • 充電状態:放電すればするほど内部抵抗は上昇すると考えられる。今回はいずれもストレージモード充放電した後のリポで統一した。

ZOP Power 11.1V 550mAh 80C

性能が悪いことで有名(?)なバッテリー。飛ばしていると電圧降下が著しい。内部抵抗も非常に高い。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
3XT3021571.67使用頻度高い
2インチ級で使う限りでは、電圧降下も少なく性能がいいと実感できるバッテリー。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
3XT30151
50.33
使用頻度高い

Gaoneng GNB 11.1V 550mAh 80C

未使用なので詳細不明だが、YouTubeのレビュー動画等では評判が良いバッテリー。XT30とJST-RCY、両方のコネクタがついているため、それぞれ計測した。内部抵抗は非常に低い。
結果としては、同じバッテリーでもJST-RCYコネクタのほうが内部抵抗が大きい結果になった。おそらく、コネクターに起因する抵抗増加と思われる。接触面積が足りないのか、表面処理の違いか...
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
3JST-RCY7023.33新品、JST-RCYコネクタ使用時
3XT304414.67新品、XT30コネクタ使用時

XF Power 11.1V 850mAh 70C

こちらも2インチ用に使っているバッテリー。実用の感想としては、電圧降下がひどいとは感じないが、性能がいいという感じもしない。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
3XT306321.00使用頻度高い

Flytown 450mAh 14.8V 65C

3インチ機用に購入したもの。Nano-techなどと書かれているので、TurnigyのリポのOEMなのでは?とも思っている。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
4XT3013132.75新品

Gaoneng GNB 14.8V 450mAh 80C

3インチ機用に購入したもの。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
4XT6012330.75新品

JJPRO 11.1V 850mAh 30C

JJRC JJPRO-P130 Battlerに付属していたもの。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
3XT6018461.33使用頻度低い

ZOP Power 11.1V 1500mAh 40C

5インチ用に購入したが、U199に集中すると決めて以降ほとんど使用していない。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
3XT6016856.00使用頻度低い

ZOP Power 14.8V 1800mAh 65C

買ったが未使用のもの。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
4XT6018947.25新品

Walkera 7.4V 610mAh

X4 Desire H502S用。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
2JST-RCY19497.00使用頻度低い

XF Power 11.1V 600mAh 30C

2インチ機用に購入したものだが、XT30コネクタではない。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
3JST-RCY17759.00使用頻度高い

Flytown 2100mAh 6.6V 20C LiFePo4 

送信機用のLiFePo4なので、参考データ。もともとXT30コネクタはついていないが、DIYで付け替えた。
セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
2XT303819.00新品、LiFePoの送信機用バッテリー

まとめ

こちらのスプレッドシートを参照。自由に比較したい方はこちらを参照してほしい。

XT30-3Sの比較

バッテリー名称セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
Gaoneng GNB 11.1V 550mAh 80C(XT30)3XT304414.67新品、XT30コネクタ使用時
XF Power 11.1V 850mAh 70C3XT306321.00使用頻度高い
Eachine Lizard95付属 11.1V 550mAh3XT3015150.33使用頻度高い
ZOP Power 11.1V 550mAh 80C3XT3021571.67使用頻度高い

4Sの比較

バッテリー名称セル数コネクタ内部抵抗
(合計/mAh)
内部抵抗
(セル当たり/mAh)
備考
Gaoneng GNB 14.8V 450mAh 80C4XT6012330.75新品
Flytown 450mAh 14.8V 65C4XT3013132.75新品
ZOP Power 14.8V 1800mAh 65C4XT6018947.25新品

参考リンク

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