揭开无人机的神秘面纱系列之11——认识电池（上）

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电池

（1）作用

电池主要用于提供能量。目前多旋翼无人机最大的问题在于续航时间不够，其关键就在于电池容量的大小。现在可用来做模型动力的电池种类很多，常见的有锂电池和镍氢电池，主要源于其优良的性能和便宜的价格优势。然而，对于多旋翼无人机而言，电池单位重量的能量载荷很大程度上限制了其飞行时间和任务拓展。

格式电池

（2）指标参数

电池的基本特征主要有电压、放电容量、内阻大小、放电倍率。航模专用锂聚合物电池单节标称电压一般为3.7V，充满电可到4.2V，一般为保证总够电池容量及电压，可将三节电池串联使用。在实际过程中，在电池的放电过程中，电池容量逐渐减小，并且研究表明在某些区域，电池剩余容量与电池电流基本呈线性下降关系。而在电池放电后期，电池容量随电流的变化可能是急剧下降，所以一般会设置航模电池安全电压，3.4V或者其他，视具体情况而定，确保无人机在电池耗完前有足够的电量返航。另外，不仅在放电过程中电压会下降，而且由于电池本身具有内阻，其放电电流越大，自身由于内阻导致的压降就越大，所以输出的电压就越小。特别注意，在电池使用过程中，不能使电池电量完全放完，不然会对电池造成电量无法恢复的损伤。

1）电压

锂电池组包含两部分：电池和锂电池保护线路。在电池组中是把多个电池串联起来，得到所需要的工作电压。如果所需要的是更高的容量和更大的电流，那就应该把电池并联起来。另外还有一些电池组，把串联和并联这两种方法结合起来。多旋翼无人机通常用的是锂聚合物电池，单节电压3.7V，3S1P表示3片锂聚合物电池的串联，电压是11.1V，其中：S是串联，P表示并联。又如2S2P电池表示2片锂聚合物电池的串联，然后两个这样的串联结构并联，总电压是7.4V，电流是单个电池的两倍。

单片电芯

2）容量

电池的容量是用毫安时来表示的。5000毫安时的电池表示该电池以5000毫安的电流放电可以持续一小时。但是，随着放电过程的进行，电池的放电能力在下降，其输出电压会缓慢下降，所以导致其剩余容量与放电时间并非是线性关系。而在第四章建模时，我们简化模型研究方法，假定电池的剩余容量与放电电流基本呈比例关系，设定相关系数作修正补偿，对电池容量的建模不考虑其降压效应，将其等效为一个恒压源和一个电阻的串联。另外，在实际多旋翼飞行过程中，有两种方式检测电池的剩余容量是否满足飞行安全的要求。一种方式是检测电池单节电压，这种方式应用比较广泛，可通过传感器实时检测电池电压，衡量电池剩余电量大小；另一种方式是实时检测电池输出电流做积分计算，这种方法的可实现性较弱，相应传感器的使用尚未普及。

大疆智能电池