レーシングドローンにおけるリポバッテリーの内部抵抗について

ドローンレースを長くやっているとリポバッテリーがどんどん増えていきますよね、いったい一年間で何本買うんだろうかと思うほど買っちゃいます、今回はそんな悩みの種のリポバッテリーの内部抵抗について考えてみたいと思います。

バッテリーのライフってこんな感じの流れじゃないでしょうか

新品状態の内は全開にしても中々Low Battery Alarmにならず飛んでいられる。

しばらく使い込むとアラームが出る時間が短くなり。

最後は飛んですぐアラームが出るようになって使えなくなる。

これって何が原因なんでしょうか？

ずばり内部抵抗が大きくなるから　　です。

一番レースで使われているTATUUのRlineバッテリーをISDTなどの充電器で内部抵抗を表示させると、一番いい状態の各セルの内部抵抗って大体1mΩ～3mΩ（かなりいい個体です）

(内部抵抗は常に電圧により変化しています、正確に測るのであれば4.2v付近つまり充電終了前で測定するべきです）

中間ぐらいで4mΩ～7ｍΩ(大抵のrlineはここに収まります)、

で死んだかなと思われるものは10ｍΩ以上になります。

この内部抵抗なんてものは普通のアプリケーションでは無視される値です、だって３ｍΩですよ　

3/1000Ωなんてテスターのリード線だって100ｍΩ～500mΩぐらいありますので計測すらめんどくさい値です（4点計測法とか使います）

じゃぁなんでドローンレースだと意味があるの？

というのは使う電流のスケールが大きすぎることです、

例えばストレート全開状態で各モータが使う電流はバラバラだと思いますが平均30A使ったとして合計120A、この普通では考えられない大電流が流れた場合微小の内部抵抗の値が大きく影響を与えます。

例えば　[おまえは既に死んでいる]レベルのリポの場合だと　

内部抵抗は各セル10mΩで6セルだと合計60mΩ、E=RI（オームの法則ですよ、覚えていますか？E＝電圧(V)、R＝抵抗(Ω)、I＝電流(A)です）

E＝0.06(Ω)×120(A) ですのでE＝7.2Vになります、これが電圧降下になりますので

最初25Vあった6セルリポがこの場合17.8Vまで下がります。セル単位でいうと2.96V

こうなるともうアラームが出まくるのは仕方ありませんね。

次に[オレいくらでも電流流しちゃうぜ!ヒャッホー]レベルのリポの場合だと

内部抵抗は各セル3mΩで6セルだと合計18mΩ、E＝0.018(Ω)×120(A) ですので

E＝2.16Vが電圧降下になります,この場合最初6セル25vが22.84vこれだと全然問題ありません。

このようにレーシングドローンの場合は普通のドローンに比べ使う電流が大きすぎるので微小な内部抵抗の変化によって大きく電圧降下が変化するのがわかります。

式や文章だけだとわかりずらいかもしれませんのでここでは回路シミュレータ(LTSPICE)でグラフ表示してみます.

[おまえは既に死んでいる]レベルのリポ

6セルリポバッテリー、各セル平均内部抵抗10mΩ合計60ｍΩ、25Ｖの時、

負荷0Ａから120Ａまで変動

[オレいくらでも電流流しちゃうぜ!ヒャッホー]レベルのリポ

6セルリポバッテリー、各セル平均内部抵抗3mΩ合計18ｍΩ、25Ｖの時、

負荷0Ａから120Ａまで変動

ということでリポバッテリーの状態を判断する場合は内部抵抗値を計れば

大体わかるということがわかります。

じゃあ内部抵抗を上げない使い方ってどーするの？と思いますが

現在のJDLで採用されている予選方式（90秒の間に何周回れるか）では

リポに多大な負荷をかけることになりますので、どうしても寿命は短くなる方向になります。

やはりリポを買い続けるのが正解かもしれません。