Руководство по аккумуляторам LiPo 4S: 14.8V, 16.8V при полном заряде и применение в высокопроизводительных радиоуправляемых моделях

LiPo-аккумулятор 4S состоит из четырёх последовательно соединённых литий-полимерных ячеек. Номинальное напряжение стандартного LiPo 4S составляет 14,8 В, а при полном заряде оно достигает примерно 16,8 В. Это один из самых универсальных форматов высокопроизводительных аккумуляторов для радиоуправляемых моделей, который часто используют в FPV-дронах, самолётах, радиоуправляемых автомобилях, катерах и вертолётах.

По сравнению с 3S аккумулятор 4S обеспечивает систему питания более высоким напряжением. В правильно подобранной конфигурации это может дать более резкое ускорение, повысить потенциальные обороты двигателя или увеличить мощность без необходимости полагаться исключительно на более высокий ток. Но 4S не всегда является улучшением. Регулятор скорости, двигатель, передаточное отношение, пропеллер, вентилятор, трансмиссия и другие электронные компоненты должны быть рассчитаны на это напряжение.

Краткая справка об аккумуляторах LiPo 4S

Что означает «4S» на LiPo-аккумуляторе?

Буква S означает последовательное соединение. Поэтому LiPo 4S состоит из четырёх групп ячеек, соединённых последовательно.

Номинальное напряжение стандартных ячеек LiPo обычно составляет около 3,7 В:

При полном заряде напряжение стандартной ячейки LiPo составляет около 4,20 В:

Поэтому обозначения LiPo 4S и LiPo-аккумулятор 14,8 В обычно указывают на один и тот же стандартный класс напряжения.

Чтобы узнать, какое место 4S занимает в общей шкале напряжений, прочитайте Руководство по напряжению LiPo-аккумуляторов: объяснение классов от 1S до 8S для радиоуправляемых моделей.

Напряжение LiPo 4S: объяснение

Во время работы модели напряжение постоянно меняется и может проседать при высокой нагрузке. Степень просадки зависит от потребляемого тока, состояния аккумулятора, внутреннего сопротивления, температуры и всей системы питания.

Для чего используют LiPo-аккумулятор 4S?

4S - один из самых распространённых классов высокопроизводительных LiPo-аккумуляторов в радиоуправляемом хобби. Он занимает промежуточное положение между привычным 3S и более тяжёлым и требовательным классом 6S, что делает его практичным выбором для многих моделей.

FPV-дроны

4S уже давно остаётся важной платформой по напряжению для FPV, особенно для 5-дюймовых фристайл- и гоночных квадрокоптеров, рассчитанных на двигатели и электронику 4S.

По сравнению с аналогичной конфигурацией 6S аккумулятор 4S часто легче и может обеспечить квадрокоптеру резкий, энергичный отклик на газ. Что лучше ощущается — 4S или 6S — зависит от KV двигателя, выбора пропеллера, веса аккумулятора и желаемой реакции квадрокоптера на управление.

Ёмкость небольших аккумуляторов 4S для FPV обычно составляет около 650–1800 мА·ч, а аккумуляторы большей ёмкости используют для полётов на большие расстояния или на специализированных платформах.

Радиоуправляемые самолёты

4S также очень распространён в самолётах с неподвижным крылом, когда 3S уже не обеспечивает достаточной мощности, а 6S добавил бы ненужный вес или напряжение аккумулятора.

К типичным моделям относятся:

• Спортивные самолёты
• Самолёты времён Второй мировой войны
• Масштабные копии самолётов
• Самолёты для короткого взлёта и посадки
• Планеры
• Некоторые модели с EDF и толкающим винтом

Вес и физические размеры аккумулятора особенно важны для самолётов, поскольку его расположение напрямую влияет на центр тяжести.

Радиоуправляемые автомобили и грузовики

4S — распространённый уровень мощности для крупных радиоуправляемых автомобилей и грузовиков. Такая конфигурация может обеспечить значительно больше мощности, чем 2S или 3S, и при этом её проще разместить, чем многие системы 6S или 8S.

К типичным наземным моделям с конфигурацией 4S относятся:

• Багги 1/8
• Трагги
• Монстр-траки
• Модели для экстремальной езды
• Сборки для скоростной езды
• Крупные шорт-корс-модели и внедорожники для езды по пустыне

Жёсткий корпус часто используют, когда аккумулятор подвержен ударам, попаданию мусора или смещению в шасси.

Радиоуправляемые лодки

В скоростных лодках часто используют 4S, поскольку эта конфигурация обеспечивает хороший баланс между напряжением, весом аккумулятора и потребляемым током.

По мере увеличения размера лодки и требований к мощности многие переходят на 6S или конфигурацию с двумя аккумуляторами, однако 4S остаётся важным решением для спортивных лодок среднего размера.

Радиоуправляемые вертолёты

Аккумуляторы 4S также используют в электровертолётах, особенно если модель и двигатель изначально рассчитаны на этот класс напряжения.

При выборе аккумулятора для вертолёта особенно важно учитывать:

• Вес аккумуляторного блока
• Центр тяжести
• КV двигателя
• Целевая частота вращения ротора
• Потребляемый ток
• Размеры аккумулятора

Если ваша модель уже рассчитана на 4S, ознакомьтесь с коллекцией литиевых полимерных аккумуляторов CNHL 14.8V 4S, чтобы сравнить ёмкость, токоотдачу, типы корпуса и варианты разъёмов.

Почему 4S — такой популярный оптимум для высокой производительности

Напряжения 4S достаточно для действительно высокопроизводительных радиоуправляемых моделей, при этом можно избежать дополнительного веса аккумулятора и сложности системы, связанных с 6S и 8S.

Для многих любителей это делает 4S подходящим вариантом на долгий срок, а не просто промежуточным этапом.

Хорошо подобранная конфигурация 4S может обеспечить:

• Мощное ускорение
• Высокие потенциальные обороты двигателя
• Разумный вес аккумулятора
• Широкая совместимость с зарядными устройствами
• Большой выбор аккумуляторов
• Гибкость размещения

Важная формулировка — хорошо согласованы. Правильно спроектированная система 4S может работать лучше, чем плохо согласованная система 6S, хотя аккумулятор 6S имеет более высокое значение напряжения.

Аккумуляторы LiPo 4S в жёстком и мягком корпусе

Ни один из вариантов не является безусловно лучшим с электротехнической точки зрения. Конструкцию корпуса следует выбирать с учётом физических нагрузок на модель.

Какую ёмкость выбрать для LiPo 4S?

У аккумулятора 4S нет единственного подходящего значения ёмкости, поскольку этот класс напряжения охватывает всё: от лёгких дронов FPV до больших машин RC.

Примеры распространённых значений ёмкости:

• 850 мА·ч
• 1300 мА·ч
• 1500 мА·ч
• 2200 мА·ч
• 4000 мА·ч
• 5000 мА·ч
• 6000 мА·ч
• 8000 мА·ч и выше

Ёмкость определяет, сколько энергии хранит аккумулятор, но более ёмкие аккумуляторы обычно также тяжелее и крупнее.

Примерный запас энергии

Энергию аккумулятора можно оценить по номинальному напряжению:

Больше энергии может увеличить потенциальное время работы, но более тяжёлый аккумулятор также может повлиять на управляемость, ускорение, центровку самолёта и общую эффективность. Поэтому ёмкость следует выбирать с учётом практических ограничений модели по размеру и весу.

Что означает рейтинг C у LiPo 4S?

Рейтинг C не определяет, является ли аккумулятор 4S.

Эти характеристики описывают разные параметры:

• 4S: класс напряжения
• мА·ч: ёмкость
• Рейтинг C: указанная производителем способность к разряду относительно ёмкости

Оба аккумулятора могут быть 4S 5000 мА·ч, но при этом значительно различаться по токоотдаче, внутреннему сопротивлению, сечению проводов, разъёму, габаритам, конструкции корпуса и весу.

Более высокий рейтинг C не повышает напряжение аккумулятора с 14,8 В до более высокого класса.

4S LiPo и 4S LiHV: в чём разница?

Это различие становится всё важнее, поскольку многие современные линейки аккумуляторов для FPV, самолётов и скоростных моделей включают как обычные LiPo, так и LiHV.

Не заряжайте стандартный LiPo 14,8 В до 17,4 В. Зарядку LiHV следует использовать только для аккумуляторов, специально рассчитанных и маркированных для более высокого напряжения.

Модель RC также должна выдерживать более высокое напряжение полностью заряженного аккумулятора LiHV.

Как зарядить LiPo-аккумулятор 4S?

Обычный LiPo-аккумулятор 4S следует заряжать балансировочным зарядным устройством, подключив и основной силовой провод, и балансировочный разъём.

1. Проверьте аккумулятор на вздутие, повреждения и чрезмерный нагрев.
2. Выберите правильный режим для химического состава LiPo.
3. Выберите режим балансировочной зарядки.
4. Настройте зарядное устройство на 4S.
5. Выберите подходящий ток зарядки.
6. Подключите основной силовой провод, соблюдая полярность.
7. Подключите балансировочный разъём 4S.
8. Убедитесь, что зарядное устройство распознало четыре элемента.
9. Не отходите от аккумулятора во время зарядки.

Ток зарядки при 1C (прибл.)

Если для аккумулятора не указан другой допустимый ток зарядки, безопасной отправной точкой обычно служит ток около 1C.

Полное описание процесса см. в руководстве по зарядке LiPo-аккумуляторов.

Сколько ватт нужно для зарядки LiPo 4S?

Для 4S мощность зарядного устройства становится гораздо важнее, особенно при зарядке аккумуляторов большой ёмкости для радиоуправляемых машин и лодок.

Для зарядки аккумулятора 4S ёмкостью 2200 мА·ч при токе около 1C требуется напряжение, близкое к максимальному:

Для аккумулятора 4S ёмкостью 5000 мА·ч при токе около 1C требуется:

Для аккумулятора 4S ёмкостью 6000 мА·ч при токе около 1C требуется:

Это означает, что зарядное устройство, которое кажется мощным при зарядке небольших FPV-аккумуляторов, может достигнуть предела мощности при зарядке большого аккумулятора 4S для машины или лодки.

Подробный расчёт см. в статье Сколько ватт нужно для зарядного устройства LiPo?.

Какие разъёмы используются в LiPo-аккумуляторах 4S?

Универсального разъёма для 4S не существует.

К распространённым вариантам относятся:

• XT30
• XT60
• XT90
• EC3 / IC3
• EC5 / IC5
• Deans / T-Plug
• Пулевые разъёмы
• Другие силовые разъёмы для конкретных применений

В небольших FPV-аккумуляторах могут использоваться сравнительно компактные разъёмы, тогда как для аккумуляторов 4S большой ёмкости для машин или лодок могут потребоваться разъёмы покрупнее и провода потолще.

Разъём следует выбирать с учётом всей системы, а не только напряжения.

LiPo 3S и 4S: что меняется?

Переход с 3S на 4S повышает стандартное номинальное напряжение с 11.1 В до 14.8 В, а напряжение при полном заряде — с 12.6 В до 16.8 В.

Дополнительный элемент не просто повышает номинальное напряжение на 3.7 В. Он может изменить обороты двигателя, нагрев, ток и общее поведение модели.

Подробное сравнение читайте в статье 3S или 4S? Как выбрать подходящий аккумулятор и не вывести оборудование из строя.

LiPo 4S или 6S: какой вариант выбрать?

Переход с 4S на 6S — более серьёзный скачок:

• 4S: номинальное напряжение 14,8 В / 16,8 В при полной зарядке
• 6S: номинальное напряжение 22,2 В / 25,2 В при полной зарядке

6S обеспечивает больший запас по напряжению и при заданной мощности может позволить системе выдавать её с меньшим током. Это может быть полезно для крупных самолётов, EDF-реактивных моделей, мощных радиоуправляемых автомобилей и требовательных FPV-сборок.

Однако аккумуляторы 6S обычно тяжелее, а поддерживающая электроника должна быть рассчитана на более высокое напряжение.

Если модель уже хорошо работает с 4S, установка аккумулятора 6S не обязательно улучшит её характеристики, даже если он физически помещается.

Полный разбор выбора читайте в статье LiPo-аккумулятор 4S или 6S: что лучше для моделей на радиоуправлении?.

Можно ли использовать 4S вместо 3S?

Только если вся система питания рассчитана на поддержку 4S.

Полностью заряженный аккумулятор 3S обеспечивает напряжение около 12,6 В, а полностью заряженный аккумулятор 4S — около 16,8 В. Это существенная разница.

Регулятор скорости, двигатель или другой компонент, рассчитанный только на 3S, может выйти из строя при напряжении 4S.

Совместимость разъёма не подтверждает совместимость по напряжению.

Можно ли использовать 4S вместо 6S?

Иногда, если модель и электроника поддерживают оба уровня напряжения.

По сравнению с 6S аккумулятор 4S может снизить максимальные обороты двигателя и потенциальную производительность. При этом он может быть легче и лучше помещаться в отсек.

Практическая польза такой конфигурации зависит от следующих факторов:

• КV двигателя
• Рабочий диапазон регулятора скорости
• Нагрузка от пропеллера или вентилятора
• Передаточное отношение трансмиссии
• Вес модели
• Требуемая производительность

Платформа, специально рассчитанная на 6S, может казаться недостаточно мощной при использовании 4S, даже если электроника технически работает при более низком напряжении.

Что означает 4S1P?

Аккумулятор с маркировкой 4S1P содержит четыре последовательно соединённые группы ячеек с одним параллельным путём.

• 4S: четыре группы ячеек, соединённые последовательно
• 1P: один параллельный путь

Аккумулятор 4S2P может иметь другое расположение ячеек и большую общую ёмкость, но его напряжение по-прежнему соответствует системе 4S, поскольку последовательно соединены всё те же четыре группы ячеек.

Как выбрать подходящий LiPo-аккумулятор 4S

Поэтому лучший аккумулятор 4S — не обязательно аккумулятор с наибольшей ёмкостью или максимальным C-рейтингом. Это аккумулятор, у которого напряжение, размер, вес, разъём и электрические характеристики подходят конкретной модели.

Убедившись, что ваша модель рассчитана на 4S, загляните в каталог аккумуляторов LiPo 4S, чтобы сравнить подходящую ёмкость, разъёмы, типы корпуса и варианты токоотдачи.

Распространённые ошибки при использовании аккумуляторов LiPo 4S

• Убеждение, что 4S означает 4 ампера: S обозначает количество последовательно соединённых ячеек, а не ток зарядки или разрядки.
• Установка аккумулятора 4S в модель, рассчитанную только на 3S: Дополнительное напряжение может превышать допустимые пределы регулятора скорости или двигателя.
• Убеждение, что любой аккумулятор 4S подходит к любой модели 4S: Размеры и вес аккумуляторов могут значительно различаться.
• Выбор аккумулятора только по ёмкости в мА·ч: Аккумулятор большей ёмкости может оказаться слишком тяжёлым или габаритным.
• Игнорирование мощности зарядного устройства: Большие аккумуляторы 4S могут превышать возможности небольших зарядных устройств.
• Путаница между LiPo и LiHV: Максимальное напряжение зарядки у стандартных 4S и 4S LiHV различается.
• Выбор разъёма только потому, что он подходит по размеру: Важно учитывать и допустимую токовую нагрузку разъёма.
• Убеждение, что 6S всегда лучше: Повышенное напряжение полезно, только если оно подходит модели.
• Игнорирование центра тяжести: Вес и расположение аккумулятора могут существенно повлиять на управляемость самолёта или вертолёта.
• Длительное хранение полностью заряженного аккумулятора: Если аккумулятор не понадобится в ближайшее время, используйте режим хранения.

Часто задаваемые вопросы об аккумуляторах LiPo 4S

Что означает 4S на LiPo-аккумуляторе?

4S означает, что аккумулятор состоит из четырёх групп литий-полимерных ячеек, соединённых последовательно.

Какое напряжение у аккумулятора LiPo 4S?

Номинальное напряжение стандартного LiPo-аккумулятора 4S составляет 14,8 В, а при полной зарядке оно достигает примерно 16,8 В.

LiPo-аккумулятор 4S — это 14,8 В или 16,8 В?

Оба значения описывают один и тот же стандартный аккумулятор при разном уровне заряда. 14,8 В — номинальное напряжение, а примерно 16,8 В — напряжение полностью заряженного аккумулятора.

Какое напряжение хранения у LiPo-аккумулятора 4S?

Во многих зарядных устройствах используется напряжение примерно 3,8–3,85 В на элемент, поэтому типичный диапазон напряжения хранения для 4S составляет около 15,2–15,4 В.

Для чего используется LiPo-аккумулятор 4S?

Аккумуляторы 4S широко используются в FPV-дронах, радиоуправляемых самолётах, мощных радиоуправляемых автомобилях, лодках и электрических вертолётах.

Подходит ли 4S для FPV?

Да. 4S по-прежнему остается важной платформой для FPV, особенно для квадрокоптеров, рассчитанных на моторы с соответствующим KV и вес аккумулятора 4S.

Нужно ли заряжать LiPo 4S в балансировочном режиме?

Да. Обычный аккумулятор 4S состоит из четырех последовательно соединенных групп ячеек, поэтому режим балансировочной зарядки позволяет зарядному устройству контролировать и выравнивать напряжение каждой из четырех ячеек.

Какой ток зарядки выбрать для аккумулятора 4S 2200mAh?

При токе около 1C зарядный ток составляет 2.2A.

Какой ток зарядки выбрать для аккумулятора 4S 5000mAh?

При токе около 1C зарядный ток составляет 5A.

Сколько ватт нужно для зарядки аккумулятора 4S 5000mAh при токе 1C?

При почти полном напряжении для зарядки потребуется примерно 16.8V × 5A = 84W идеальной мощности со стороны аккумулятора.

Чем отличаются LiPo 4S и LiHV 4S?

Стандартный LiPo 4S обычно имеет номинальное напряжение 14.8V и напряжение 16.8V при полной зарядке. Номинальное напряжение LiHV 4S обычно составляет около 15.2V, а заряжать его можно примерно до 17.4V, если это допускают характеристики аккумулятора.

Можно ли использовать 4S вместо 3S?

Только если вся система питания явно поддерживает напряжение 4S.

6S лучше, чем 4S?

Не обязательно. 6S обеспечивает более высокое напряжение и больший запас мощности, тогда как 4S часто легче, проще устанавливается и предъявляет менее строгие требования к системе. Правильный выбор зависит от платформы.

Какую емкость аккумулятора 4S выбрать?

Выбирайте емкость с учетом батарейного отсека модели, допустимого веса, потребляемого тока и желаемого времени работы. Чем больше значение мА·ч, тем лучше аккумулятор не становится автоматически.

Итоговая рекомендация

Стандартный аккумулятор LiPo 4S состоит из четырех последовательно соединенных групп ячеек, имеет номинальное напряжение 14.8V и достигает примерно 16.8V при полной зарядке.

Главное преимущество 4S — универсальность. Такие аккумуляторы подходят для всего: от компактных FPV-дронов и радиоуправляемых самолетов до скоростных автомобилей, лодок и вертолетов. Но универсальность не означает, что любой аккумулятор 4S можно использовать вместо другого.

Сначала убедитесь, что модель действительно поддерживает 4S. Затем подберите емкость, габариты, вес, разъем, конструкцию корпуса и возможности разряда под конкретные задачи.

Если вы решаете, стоит ли перейти с 3S на более высокий вариант, прочитайте 3S или 4S? Как выбрать подходящий аккумулятор и не сжечь аппаратуру. Если вы подумываете перейти на вариант выше 4S, продолжите с Аккумулятор LiPo 4S или 6S: что лучше подходит для моделей RC?.

Чтобы получить полное представление о напряжении, вернитесь к руководству по напряжению аккумуляторов LiPo: от 1S до 8S для моделей RC.