FPV-drönarracing: 4s vs 6s batterier

Drönarracing med 4-cells kontra 6-cells lipos, vad är grejen, vad är skillnaden?

Låt oss ta reda på det.

Först och främst, vad är drönarracing? Drönarracing innebär att flyga flygplan som detta, det kan nå hastigheter över 8200 miles per timme, piloter bär glasögon för att se ett förstapersonsperspektiv från flygplanet och använder radioapparater som denna för att styra dem.

Ett typiskt racformat innebär att flyga en bana med portar och flaggor i två minuter. I slutet av dessa två minuter får piloterna avsluta sitt sista varv, den största utmaningen är dock att klara av det 2 till 2 och en halv minuters långa racet. Batteriteknologin är för närvarande den mest begränsande faktorn inom drönarracing, vilket innebär att litium-polymerbatterier som detta är ungefär det enda alternativet vi har, det betyder också att energitätheten måste hållas relativt konstant över alla konfigurationer. Det har tvingat många piloter att leta efter mer effektiva uppsättningar, ofta med högre spänning och motorer med lägre KV. Sam från a future är här för att förklara KV, det är helt enkelt den teoretiska varvtalet (RPM) för en obelastad motor per volt. Detta är logiskt med ekvationen p lika med IV, vi kan hålla effekten relativt konstant genom att öka spänningen och minska strömstyrkan. Vi kan också se att 4-cellsuppsättningar på 16,8 volt ihop med 2600 KV-motorer ger relativt liknande teoretiska varvtal som en 25,2 volts 6-cellsuppsättning med 1750 KV-motorer.

Andra fördelar med 6 cell inkluderar mer konsekvens under hela flygningen, mer vridmoment vid motorerna vilket gör att den flyger bättre och även mindre påfrestning på elektroniken, vilket betyder att mindre energi förloras som värme. Vi kan jämföra 1,05 ampere-timmars 6 cell-batteriet och 1,55 ampere 4 cell-batteriet och se att de har mycket liknande watt-timmarsbetyg. Det betyder att de också har mycket liknande vikter, vilket gör att båda flygplanen flyger mycket lika för teständamål. Innan vi gör en mer direkt jämförelse mellan 4 cell och 6 cell, tycker jag det är viktigt att diskutera det senaste Open Grove-racet som hölls i Kalifornien, lägg särskild vikt vid de två piloterna till höger, dessa piloter flyger 4 cell-konfigurationer, medan de fyra till vänster flyger 6 cell-konfigurationer. Innan vi går in på en mer direkt jämförelse mellan 4 cell och 6 cell måste vi först diskutera det senaste Open Grove-racet som hölls i Kalifornien. Detta är betydelsefullt eftersom det var det första racet som hölls sedan regeländringen som tillåter högspänningskonfigurationer. Det hade också många toppiloter från hela USA och hade en gasintensiv bana, vilket visade några av skillnaderna mellan 4 cell och 6 cell-konfigurationer. Denna bana tvingade också många piloter som flög både 4 cell och 6 cell att överladda sina batterier. Överladdning är den osäkra praxis att ladda batterier bortom tillverkarens rekommenderade gränser. Litium-polymerbatterier bör endast laddas till 4,2 volt per cell. Standard överladdning laddar kanske till 4,35 volt per cell eller till och med 4,4 volt per cell. De flesta piloter i detta race som flög sex cell laddade till dessa gränser. Även om vissa piloter som Vanover, piloten längst upp till höger, till och med laddade sina 4 cell-batterier upp till 4,75 volt per cell. Detta ledde till en batteribrand under racet och visar fördelen med de mer effektiva 6 cell-konfigurationerna. Piloter som flög 4 cell var tvungna att göra saker som att begränsa sin kraft och ta snävare linjer, piloter som flög högspännings 6 cell-konfigurationer hade en större marginal för fel och kunde pressa sina konfigurationer lite mer än de som flög 4 cell. I slutet av racet blev några saker uppenbara, mest anmärkningsvärt är den konkurrensfördel som 6 cell ger. Piloter som flög 6 cell kunde avsluta de flesta av sina lopp, medan piloter som flög 4 cell var tvungna att göra uppoffringar. Free fall längst ner till höger flög några av de mest effektiva 4 cell-motorerna som finns tillgängliga, dessa motorer är också mindre kraftfulla än traditionella konfigurationer, vilket betyder att det är avgörande att ta snävare linjer. Vanover längst upp till höger har sedan dess blivit mer öppen för 6 cell-konfigurationer, med tanke på hans problem med att ladda 4 cell-batterier till 6s spänning.

Nästa, låt oss titta på en sida vid sida-jämförelse av en 4-cells och 6-cells setup. Båda quads som flygs här är byggda för en nästan idealisk jämförelse, de använder exakt samma komponenter förutom motorer och batterier och väger ungefär lika mycket. Bakom spakarna har vi professionella piloten Zachary Thayer, som konsekvent flyger varvtider på 19 till 22 sekunder. I slutet av flygningen kan vi använda hans erfarenhet och datan på skärmen för att få en exakt uppfattning om de verkliga skillnaderna mellan 4-cells och 6-cells.

Låt oss gå direkt till slutet av videon för att höra hans tankar om flygningarna och titta på den inspelade datan.

Här är vi vid slutet av båda flygningarna. Först på huvudskärmen ser vi fyracelliga quaden landa medan sexcelliga quaden uppe till vänster kan flyga längre och genomföra ett varv till. Slutdata från flygningen visar att farkosten var beväpnad i totalt 2 minuter och 39 sekunder, drog maximalt 114 ampere och förbrukade 16 milliamperetimmar från batteriet. Detta jämfört med sexcelliga quaden som flög längre, drog maximalt 64 ampere och endast förbrukade 170 milliamperetimmar från batteriet, visar den ökade effektiviteten hos sexcelliga setupen, med tanke på att den kunde flyga längre och använda en mindre procentandel av batteriets kapacitet.

Nu låt oss höra vad piloten hade att säga om flygningen och hans tankar om 6scel: För mig var de två mest uppenbara delarna full gas-utslaget till splitten eftersom det var svårare att återhämta sig och träffa den riktigt platta vinkeln du pratade om, där jag kommer ner och bara träffar rakt, det var svårare. Jag tror att om du tittar på det kommer du se att det guppar lite mer, och sedan hårnålen precis efter det genom porten, det blev svårare och svårare att ta sig upp ur det hörnet. Denna längre varaktiga kraft i slutet av batteriet är en av de mest märkbara egenskaperna hos 6-celliga quads. Det är också konsekvent med den lägre amtralen på batterierna och leder till större konsekvens som en nybörjare kommer att diskutera härnäst.

Den största skillnaden skulle jag säga är att 6s var mycket lättare att flyga på grund av dess konsekvens, det är något som kommer vara svårt att få fram när vi försöker göra vetenskapliga tester, eftersom du känner dig mer självsäker. Folk kommer säga att det är subjektivt. Så racing där är subjektivt, det är ett mentalt spel ovanpå ett utrustningsspel, så det jag skulle säga är min största skillnad är att när vi gjorde full gas med 6s kände jag fortfarande att jag kunde köra snabbt, medan här med konsekvensen på 4s som inte är full gas mot slutet kämpade jag för att hålla mig uppe.

Konsekvens under hela flygningen är en av de viktigaste sakerna för piloter, eftersom små förändringar i hanteringen mot slutet av flygningen kan leda till krascher.

När batteriet sjunker på 4s, är det största jag började märka att din inställning faktiskt blir lösare, det är som att du flyger på 3s nu med 6s 1300mah lipo till exempel, jag kunde faktiskt fortfarande träffa mina linjer lätt tack vare det, det var något som bara dök upp i mitt huvud, just nu med 6s som din lägsta spänning faktiskt är högre i förhållande till den lägsta spänningen på 4s, känns det mycket mer konsekvent, din quad flyger faktiskt mer konsekvent tror jag.

Sammanfatta bara, jag tror att 6cm verkligen är framtiden för racing i takt med att piloternas färdigheter fortsätter att öka

och när tävlingarna blir mer och mer konkurrenskraftiga måste vi tänja på teknikens gränser ännu mer

för att uppnå längre flygtider och mer konsekventa flygningar. Men hur hänger allt detta ihop med fysik?

tja, det är en spännande ny tillämpning av en teori som syftar till att bibehålla kraft samtidigt som strömförbrukningen minskar till förmån för våra batterier. FPV-racing är verkligen en fattigmans F1, där konsumenter måste fortsätta driva tillgänglig teknik för att maximera prestandan. Jag tvivlar inte på att framtiden för drönarracing involverar hög spänning, det är spännande att se teorier som denna kombineras med verkliga tester som verkligen förändrar sporten som vi känner den.