【なぜ膨らむ?】ドローンのリポバッテリー知識が怪しいので超詳しい人に聞いてきた!

ドローンのリポバッテリーが分からなすぎる!

みなさん、はじめまして!

2018年3月からFPVのドローン沼(ドロ沼)にハマってしまったカタオカと申します。ハマりすぎてマイクロドローン入門サイトを運営しています。

2019年7月現在、ドロ沼に投じた累計額は60万円を突破・・・

主に1セル機を飛ばしているのですが、最近は2セル3セル対応機が出てきたり、はたまた5インチという危険な世界に旅立っていく方も増えてきてました。なので私も旅支度しなきゃいけないような気がしてきて非常に困って?います。

困ることの代表格がバッテリ&充電器!

手持ちの1セル充電器。

1セル機ならエネループ感覚で使えるのですが、2セル・3セル以上になるとバッテリから変な線が出てたり、充電器の種類・構造もバラバラでワケワカメ!

しかも2セル以上の世界に入ると途端にバッテリーと充電器の価格が跳ね上がってくるので適当に買えない!

出典:banggood マイクロドローン高級機買えるお値段・・・

ん、待てよ。そもそも私リポバッテリーのことほとんど知らないぞ。なんとなく雰囲気で使ってるけど、すぐ膨らんじゃう。燃えた話をする人もいるし・・・。けどネットでいくら検索してもリポバッテリーのまとまった知識って載ってないんだよなぁ・・・。

リポバッテリーに詳しい人を訪ねてみた

そんな時トライアローさんよりこんな提案が!

カタオカさん、江戸川区にリポバッテリーに超詳しい人がいるんですよ。ちょっと話を聞いてきませんか?

その噂の人物の名は「高橋 亨(タカハシ トオル)さん」

約10年前に電動ヘリを開始。運営していたブログ伝手で愛好家と交流し飛行技術を磨く。 5年前にドローンの世界へ。高い技量を活かし棟梁検査やハイレベルFPV撮影業務などをこなすスゴイ人。

・5インチドローンレースJDLを運営。
Hitec Multiplex Japan サポートフライヤー

というわけでトオルさんが経営される江戸川区の会社に行ってきました!

大量に並ぶリポ充電器たち

やあ、はじめまして。
今日はリポバッテリー・充電池の事が知りたいって聞いてたから、主要なもの全部引っ張り出してきたよ!

ヤバイ、正直どれがどれか全く見分けがつかない・・・!

とりあえず今回はリポバッテリーの基本知識をトオルさんに聞いてみます!

リポバッテリーのコネクタが及ぼす影響

まずですね、バッテリーのコネクタの違いが謎なんですよ。下記3種類あることは調べてわかったんですが、じゃあそれで何が変わるのか?
規格バラバラだと管理面倒だからみんなPH2.0で良くない?
って思っちゃうんです。

最大電流量が変わってくるんだよ。
ケーブルの太さもあるけど一番重要なのはコネクタ。
XT30の方がプラグ端子の接地面積が大きい分多くの電流を流せるんだ。
だから高出力が要求される2セル以上のドローンにはXT30が多く採用されてるワケ!

なるほど。
以前 1セルリポ×2本 でHD機飛ばそうとしたら途中で電源落ちたのは、PH2.0がボトルネックで電流不足になってたのか!

何故リポバッテリはすぐ膨らむのか?

トオルさん、リポバッテリーてなんですぐ膨らんじゃうんですかね?
業界では「バッテリーが妊娠した」と表現されるんですが、私妊娠させすぎな気がしてます・・・。
早いと1ヶ月も経たないうちに膨らんじゃうのでお金がどんどん流出してくんです涙

数えたら30個くらい妊娠させてました・・・子沢山

リポバッテリーが膨らむ原因は「過充電」と「過放電」。
バッテリー内部にガスが溜まっちゃうの。それぞれの意味は下記の通り。
【過充電】許容電圧以上に充電してしまう事
【過放電】 残量がほとんどない状態まで使い切ってしまう事。最悪充電不可能に。

リポバッテリーは使い切ってはいけない

また、リポバッテリの減り方はS字カーブに近いんだ。
途中まで電圧維持されるんだけど、残量少なくなると電圧が急低下する。
そのまま使い続けると充電不可能になっちゃうから、 毎回バッテリ残量は20%位残すのが良いね。

マジすか・・・
長時間飛行したいので、毎回使い切ってました・・・。
エネループ感覚で使ってるとあっという間に寿命を迎えてしまうんですね(汗)

気温変化で電圧は変動する

あと気温変化でも電圧は変動するんだ。
例えばリポバッテリーを充電した場所(保管場所)より暑い場所に持ってくと電圧が上がり、逆に寒い場所だと下がっちゃう。

意図せず過充電・過放電になるリスクがあるんですね。満充電のまま数日放置しちゃダメというのはこれが理由だったのか。

リポバッテリーの寿命を伸ばすストレージモード

じゃあ一体どうすれば虎の子リポバッテリーを長く使えるんでしょうか?

まず毎回20%以上は残しておくこと。
次に長期保管する場合は気温差マージンも考慮し残量40%-60%状態にしておくべし。

充電器によっては自動的に残量40-60%に充放電してくれる「ストレージモード」機能を備えたものもあるよ。

ちなみに僕は時間基準でバッテリ消費量を計算してる(何分で残量◯%使うか)

OSD(FPV映像)に表示されるバッテリ消費値はFCが自動計算してるんだけど、実測値と乖離してる場合があるからね!

レース出場時のバッテリ管理

レース出場時のバッテリ管理のコツってありますか?

事前にちゃんと使えるバッテリを選抜しておくといいね。
レース当日は飛ばす回数が多いわけではないので闇雲に大量に持ち込むとかえって混乱しちゃうからさ。

あと新しいリポバッテリーほど元気がある。
個体ごとのパフォーマンス差に翻弄されないために、レースで使うバッテリーは状態を揃えておくほうがいいよ。
バッテリー管理からレースははじまってるのだ。

膨らんだリポバッテリーの処分方法

膨らんでしまったリポバッテリーの処分方法をネットで調べたら「塩水に漬ける」って出てきたんですけどコレで合ってますかね?

それで問題なし!完全放電されたら各自治体の定めた方法で捨てよう。

膨らんだリポバッテリーの再活用方法

とはいえ30個位ダメにしちゃったので、全部捨てるのもモッタイナイ気がしてまして・・・。
なんか良い再活用方法ありませんかね?

電流消費がドローンほど激しくないものが良いのでは?
膨らんでいても破裂しないような配慮がされていれば安全ではあるよ。
例えばミニ液晶モニターの電源とか?

アドバイスを元にLEDテープ電源にしてみました。めちゃくちゃ光る!コース用途にいいかも

充電時の電流値 (A)は高いほうが良い?

充電器で電流値(A)って変えられるじゃないですか?
高いほうが短時間で充電できるからいつも最大値にしておけばいいんですかね?

1セル充電器にある電流値切替スイッチ(0.2A⇔0.6A)
よく使われてる1-2セル充電器。0.1A単位で最大1Aまで上げられる。

リポバッテリーの容量表記を知る

まずリポバッテリーの容量について押さえておこう。
たとえば1セル300mAhのリポを図解するとこうなる。

ペットボトルのml感覚で使ってたんですが、分解すると時間軸が出てくるんですね・・・。

1C充電を心がける

この1時間流し続けられる電流値で充電するのがいいんだ。これを1C充電という。

CはCapacityの頭文字

電流値を上げれば短時間で充電できるけど、バッテリー負荷が高まるので寿命が縮むね。

急いで充電したい時でも2C充電(下図の場合0.6A)までが限界かな。

この場合3C充電していることになる。

愛用してる1セル 260mahバッテリ、今まで0.6Aで充電してましたぁぁぁ。
そりゃバッテリ傷みますわな・・・

セル数が変わった場合

ちなみにセル数が変わった場合、1Cの値も変わります?

セル数は関係ないよ!
リポバッテリーの容量だけ気にしていればOK

ハイボルテージについて

あと1セル充電器の場合、アンペア数とは別に変なツマミがあります。コレは何の意味があるんでしょうか?

これはハイボルテージ(HV)切替スイッチのことだね。
通常のリポバッテリーは1セル4.2Vまでしか入らないんだけど、最近4.35Vまで入るタイプが出てきたんだ。
通常よりも高い電圧まで充電できるから高パワーが維持できるんだけど、そのタイプを充電する時に切換えるんだ。

なるほど!手持ちのリポバッテリーはちょうどHVと書かれてあったから4.35Vまで充電できるぅ!

30C / 60Cって表記は一体何?

リポバッテリーをよく観察すると「30C/60C」とか「80C/160C」って書かれてます。
コレってどんな意味なんでしょうか?

1セルバッテリの表記
2セルバッテリの表記

このCは充放電能力を表す単位。語源はCapacity(容量)。
さっき充電の話で出てきたCと同じだね。大きいほどパワーを出せる。

この値と1C値をかけ合わせたものが最大電流量になるんだ。具体的には下記の通り

なぜ30C / 60Cのように2種類表記されているんですか?

ノーマル時と短時間限定(数秒)で出せるバースト値を示しているんだ。たとえば瞬間的に急上昇した時はバースト値が適用される感じ。

つまりこのC値が高いほど性能が良いリポバッテリーということですか?

そうだね。
だけどたまにスペックよく見せるため、バースト値しか記載せずノーマル値と誤認させてる場合もあるから要注意だ!

良いリポバッテリーを選ぶ基準は?

スペックが同じでも製造元によってはパフォーマンスが変わる事もありえそうなんですが、選ぶ基準ってありますか?

たしかにバッテリーメーカー毎に特色があるね。
例えば
・TATTU(タトゥー)はパンチ力あるけど短寿命
・Hyperion(ハイペリオン)はパンチないけど長寿命。膨らんでも使える笑
みたいにね。老舗メーカーほどノウハウがある。

トオルさんはTATTUを愛用。3個で16,500円!

あとOEM供給を受けてるブランドよりも、OEM供給元のオリジナルブランドの方が品質が高い場合がある。
自社の最高技術をOEM供給先にすべて出してるとは限らなそうだからね。

モーター・ESCが燃えるってどゆこと?

ツイッターのタイムラインを眺めてると、5インチやってる方達が「モーターやESCを燃やしたぁ~!」って楽しそうに?UPされてるんですが、あれは一体何が起こってるんでしょうか??

まずモーター燃えるのは、墜落後プロペラが何かに引っかかってるのに無理やり起き上がろうとした時によく起こるね。
モーターが回転してないのに電流がどんどん流れた結果燃えちゃうの。
だから僕は墜落してすぐに起き上がれなさそうだったら素直に諦めちゃう。壊すよりマシだからね!

5インチレース機が墜落して仰向けになってる図

ESCが燃えるのは、リポバッテリーの電流量をESC側で受け止めきれなくなった時に起こるね。つまりバッテリーとESCの組み合わせが間違っているって事。

同じ燃えでも原因は違うんだ。

リポバッテリーの身近な事故事例

リポバッテリー舐めてたらイカンなと思ったんですが、トオルさんの身近であった燃えた事例ってありますか?

うーん知り合いだと4~5件くらいあるかなぁ。
大丈夫と思った頃にやっちゃうんだよね。

けっこうヤバイなぁ・・・。
もし家や車が燃えたら、ドロ沼に投じた金額なんてかすむ位の損害額だ・・・

リポバッテリーの持ち運び・保管

なんか大量の爆弾を所有しているような気分になってしまいました・・・。持ち運びや保管時の注意点ってありますか?

リポバッテリーは一度燃えると次々に飛び火して延焼してしまうから、不燃性 or 金属製 のケースに入れて持ち運ぶのがBESTだね。

あとケース内に余計なものを入れてはダメ。プラグと接触しショートする可能性があるから。

また充電中は目を離さない事。昔は土鍋に入れて充電してたよ。

リポから目を離す時は土鍋充電くらいの気持ちで

充電したまま寝ることもあったから気をつけなければ・・・
リポバッテリーはエネループと全く違うんですね~!

まとめ

なんとなーく使ってたリポバッテリーですが、基本情報を押さえたことでかなりスッキリしました!

次回は急に難しくなる2セル以上のバッテリーについて疑問点をぶつけてみます!

1セルと違いケーブルが2本出てる複数セルバッテリー

今日の一句

”扱いを ミスると燃える 小爆弾”

※次回記事は8月中旬公開予定です!

8/28 公開しました!

この記事を書いた人 -片岡 勧-

2019年7月時点でマイクロドローン沼に60万円以上投じてしまった男、カタオカ。難解な専門用語・知識に苦労した経験を元に備忘録として「ドロ沼くんの⌘マイクロドローンFPV入門」というサイトを運営中。

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