FPV-Drohnenrennen: 4s- vs. 6s-Akkus

Drohnenrennen: 4-Zellen- versus 6-Zellen-Lipos, was ist das große Thema, was ist der Unterschied?

Lass es uns herausfinden.

Zunächst einmal, was ist Drohnenrennen? Drohnenrennen beinhaltet das Fliegen von Fluggeräten wie diesem hier, die Geschwindigkeiten von über 8200 Meilen pro Stunde erreichen. Piloten tragen eine Brille, um eine First-Person-Perspektive vom Fluggerät zu sehen, und verwenden Funkgeräte wie dieses hier, um sie zu steuern.

Ein typisches Rennformat besteht darin, einen Kurs mit Toren und Flaggen für zwei Minuten zu fliegen. Am Ende dieser zwei Minuten dürfen die Piloten ihre letzte Runde beenden, das größte Problem ist jedoch, dieses 2 bis 2,5 Minuten lange Rennen zu beenden. Die Batterietechnologie ist derzeit der begrenzendste Faktor im Drohnenrennen, das bedeutet, dass Lithium-Polymer-Batterien wie diese hier die einzige Option sind, die wir haben. Es bedeutet auch, dass die Energiedichte bei allen Setups relativ konstant gehalten werden muss. Das hat viele Piloten dazu gezwungen, nach effizienteren Setups zu suchen, oft mit höherer Spannung und Motoren mit niedrigerem KV-Wert. Sam von Future ist hier, um KV zu erklären, es ist einfach die theoretische Drehzahl (RPM) eines unbelasteten Motors pro Volt. Das ergibt Sinn, wenn man die Gleichung p gleich IV verwendet, können wir die Leistung relativ konstant halten, indem wir die Spannung erhöhen und den Stromverbrauch senken. Wir sehen auch, dass 4-Zellen-Setups mit 16,8 Volt in Kombination mit 2600 KV-Motoren relativ ähnliche theoretische Drehzahlen liefern wie ein 6-Zellen-Setup mit 25,2 Volt und 1750 KV-Motoren.

Weitere Vorteile von 6-Zellen-Akkus sind eine gleichmäßigere Leistung während des gesamten Fluges, mehr Drehmoment an den Motoren, was den Flug verbessert, und auch eine geringere Belastung der Elektronik, was bedeutet, dass weniger Energie als Wärme verloren geht. Wir können den 1,05 Amperestunden 6-Zellen-Akku mit dem 1,55 Amperestunden 4-Zellen-Akku vergleichen und sehen, dass sie sehr ähnliche Wattstundenwerte haben. Das bedeutet, dass sie auch ein sehr ähnliches Gewicht haben, wodurch beide Flugzeuge für Testzwecke sehr ähnlich fliegen. Bevor wir einen direkteren Vergleich von 4-Zellen- gegen 6-Zellen-Akkus anstellen, halte ich es für wichtig, über das kürzlich in Kalifornien stattgefundene Open Grove-Rennen zu sprechen. Achten Sie besonders auf die beiden Piloten rechts, diese fliegen 4-Zellen-Setups, die vier links hingegen fliegen 6-Zellen-Setups. Bevor wir also einen direkteren Vergleich von 4-Zellen- versus 6-Zellen-Akkus anstellen, müssen wir zuerst über das kürzlich in Kalifornien stattgefundene Open Grove-Rennen sprechen. Dies ist bedeutsam, da es das erste Rennen seit der Regeländerung war, die Hochvolt-Setups erlaubt. Es nahmen viele Top-Piloten aus den USA teil und der Kurs war gasintensiv, was einige Unterschiede zwischen 4-Zellen- und 6-Zellen-Setups zeigte. Dieser Kurs zwang viele Piloten, die sowohl 4-Zellen- als auch 6-Zellen-Akkus flogen, ihre Batterien zu überladen. Überladen ist die unsichere Praxis, Batterien über die vom Hersteller empfohlenen Grenzen hinaus zu laden. Lithium-Polymer-Akkus sollten nur bis 4,2 Volt pro Zelle geladen werden. Standardmäßiges Überladen lädt vielleicht bis zu 4,35 Volt pro Zelle oder sogar 4,4 Volt pro Zelle. Die meisten Piloten bei diesem Rennen, die 6-Zellen-Akkus flogen, luden bis zu diesen Grenzen. Einige Piloten wie Vanover, der Pilot oben rechts, luden sogar ihre 4-Zellen-Akkus bis zu 4,75 Volt pro Zelle. Dies führte zu einem Batteriebrand beim Rennen und zeigt den Vorteil der effizienteren 6-Zellen-Setups. Piloten mit 4-Zellen-Akkus mussten Dinge tun wie ihre Leistung begrenzen und engere Linien fliegen, während Piloten mit höher spannenden 6-Zellen-Setups einen größeren Fehlerbereich hatten und ihre Setups etwas mehr pushen konnten als die mit 4-Zellen. Am Ende des Rennens wurden einige Dinge deutlich, am bemerkenswertesten der Wettbewerbsvorteil, den 6-Zellen bieten. Piloten mit 6-Zellen konnten die meisten ihrer Rennen beenden, während Piloten mit 4-Zellen Opfer bringen mussten. Free Fall unten rechts flog einige der effizientesten 4-Zellen-Motoren, die verfügbar sind; diese Motoren sind auch weniger leistungsstark als traditionelle Setups, was bedeutet, dass engere Linien entscheidend sind. Vanover oben rechts ist seitdem offener für 6-Zellen-Setups geworden, angesichts seiner Probleme beim Laden von 4-Zellen-Akkus auf 6-Zellen-Spannung.

Als Nächstes betrachten wir einen direkten Vergleich zwischen einem 4-Zellen- und einem 6-Zellen-Setup. Beide hier geflogenen Quads sind für einen nahezu idealen Vergleich gebaut, sie verwenden exakt dieselben Komponenten außer Motoren und Batterien und wiegen ungefähr gleich. Am Steuer sitzt der professionelle Pilot Zachary Thayer, der konstant Rundenzeiten von 19 bis 22 Sekunden fliegt. Am Ende des Fluges können wir seine Erfahrung und die auf dem Bildschirm angezeigten Daten nutzen, um eine genaue Vorstellung von den realen Unterschieden zwischen 4-Zellen- und 6-Zellen-Setups zu bekommen.

Lassen Sie uns direkt zum Ende des Videos springen, um seine Gedanken zu den Flügen zu hören und die aufgezeichneten Daten anzusehen.

Hier sind wir am Ende beider Flüge. Zuerst sehen wir auf dem Hauptbildschirm, wie der Vierzellen-Quad landet, während der Sechszellen-Quad oben links länger fliegen kann und eine weitere Runde absolviert. Die Flugdaten zeigen uns, dass das Fluggerät insgesamt 2 Minuten und 39 Sekunden aktiviert war, einen maximalen Strom von 114 Ampere zog und 16 Milliamperestunden aus der Batterie entnahm. Im Vergleich dazu flog der Sechszellen-Quad länger, zog maximal 64 Ampere und verbrauchte nur 170 Milliamperestunden aus der Batterie, was die erhöhte Effizienz des Sechszellen-Setups zeigt, da es länger fliegen konnte und einen kleineren Prozentsatz der Batteriekapazität nutzte.

Nun hören wir, was der Pilot über den Flug und seine Gedanken zum 6scel zu sagen hatte: Für mich waren die zwei auffälligsten Teile der Vollgas-Ausbruch bis zur Gabelung, da es schwieriger war, sich zu erholen und diesen wirklich flachen Winkel zu treffen, den du erwähnt hast, wo ich herunterkomme und gerade treffe – das war schwieriger. Ich denke, wenn du es ansiehst, wirst du sehen, dass es etwas wackelt, und dann die Haarnadelkurve direkt danach durch das Tor, es wurde immer schwieriger, aus dieser Kurve herauszukommen. Diese länger anhaltende Leistung am Ende der Batterie ist eines der bemerkenswertesten Merkmale von 6-Zellen-Quads. Es ist auch konsistent mit dem niedrigeren Amperestrom bei den Batterien und führt zu größerer Konstanz, wie ein Anfänger als Nächstes besprechen wird.

Der größte Unterschied, den ich sagen würde, ist, dass 6s aufgrund seiner Konstanz viel einfacher zu fliegen war. Das ist etwas, das schwer herauszubringen ist, wenn wir versuchen, wissenschaftliche Tests durchzuführen, weil du dich sicherer fühlst. Leute werden sagen, das sei subjektiv. Rennen sind subjektiv, es ist ein mentales Spiel zusätzlich zum Ausrüstungs-Spiel. Also würde ich sagen, mein größter Unterschied war, als wir mit dem 6s Vollgas gegeben haben, fühlte ich mich immer noch schnell, während ich hier bei der Konstanz mit dem 4s, was kein Vollgas war, gegen Ende Schwierigkeiten hatte, durchzuhalten.

Konstanz während des gesamten Fluges ist eine der wichtigsten Dinge für Piloten, da kleine Veränderungen im Handling gegen Ende des Fluges zu Abstürzen führen können.

Wenn die Batterie bei 4s absackt, ist das Auffälligste, dass dein Setup tatsächlich lockerer wird, es ist, als würdest du jetzt mit 3s fliegen. Mit dem 6s 1300mah Lipo zum Beispiel konnte ich meine Linien aufgrund dessen immer noch leicht treffen. Das war etwas, das mir gerade in den Sinn kam: Mit dem 6s, da deine niedrigste Spannung tatsächlich höher ist im Vergleich zur niedrigsten Spannung bei 4s, fühlt es sich viel konstanter an. Dein Quad fliegt tatsächlich, denke ich, konstanter.

Fassen wir zusammen: Ich denke, dass 6cm wirklich die Zukunft des Rennsports ist, da die Pilotenfähigkeiten weiterhin zunehmen.

Und da die Rennen immer wettbewerbsfähiger werden, müssen wir die Grenzen der Technologie weiter verschieben.

um längere Flugzeiten und konstantere Flüge zu erreichen. Aber wie hängt das alles mit Physik zusammen?

Nun, es ist eine spannende neue Anwendung einer Theorie, die darauf abzielt, die Leistung aufrechtzuerhalten und gleichzeitig den Stromverbrauch zum Wohle unserer Batterien zu verringern. FPV-Rennen sind wirklich das F1 des kleinen Mannes, bei dem die Verbraucher die verfügbare Technologie weiterhin vorantreiben müssen, um die Leistung zu maximieren. Ich habe keinen Zweifel daran, dass die Zukunft des Drohnenrennens Hochspannung beinhaltet. Es ist aufregend, Theorien wie diese in Verbindung mit realen Tests zu sehen, die den Sport, wie wir ihn kennen, wirklich verändern.