LiHV 電池單顆電池最高電壓可達 4.35V,提升了其能量密度。而傳統的 LiPo 電池單節電池最高電壓僅 4.2V。這種電壓差異能夠立即提升 FPV 無人機的性能——更高的推力和更快的速度。
電池能量密度測試表明,LiHV 技術具有顯著優勢。 LiHV 電池重量僅 558 克,容量為 29.3 毫安培;而同類 LiPo 電池重量僅為 525 克,容量僅為 30.2 毫安培時,展現了 LiHV 電池更高的容量。無人機駕駛員可以在不增加重量的情況下獲得潛在的飛行時間提升。
LiHV 電池表現出卓越的放電特性,在負載下電壓下降較少,從而帶來許多性能優勢。這項優勢在放電週期的前半段最為明顯。此外,LiHV 電池的內阻通常低於 LiPo 電池,這有助於其在高負載下提供穩定的電力。性能優勢的背後也存在著一些明顯的權衡。經過 100 次充電循環後,LiHV 電池 損失了約 5.4% 的原始容量,而 LiPo 電池僅損失 3.8%。
本指南詳盡介紹了鋰電池電壓表、最大和最小電壓限制以及實際飛行時間比較。我們將協助您確定哪種電池類型最適合您的特定無人機應用,從而提供最佳性能。每次飛行都需要在原始性能和長期可靠性之間取得平衡—了解這些關鍵差異有助於您做出明智的設備選擇。
第 1 部分:哪種電池類型最適合您的無人機?
圖片來源:Oscar Liang,展示 鋰聚合物技術.
電池的選擇直接影響無人機的性能,尤其是在選擇高性能電池時。不同的飛機需要特定的功率配置,而某些電池化學成分可以更有效地處理這些功率配置。
第 1.1 節 微型無人機
LiHV 電池為微型無人機和微型無人機提供了獨特的優勢。小型飛機可從額外的電壓中立即獲得性能提升。 LiHV 已成為 1S 微型無人機和 2S 牙籤無人機的標準配置,更高的電壓(每節電池 4.35V 對比 4.2V)帶來了顯著的性能差異。
微型無人機使用 LiHV 電池後,推力和反應速度均有顯著提升。對於小型飛行器而言,這種動力提升至關重要,因為性能的提升至關重要,最終提升的是整體性能。飛行員們一致回饋,微型四軸飛行器的整體性能有所提升。
LiHV 電池在放電過程中可提供更大的初始功率,但電壓下降幅度更大。對於微型無人機常見的短距離、高強度飛行來說,這種初始功率爆發恰好滿足了飛行員在充電過程中的需求。
第 1.2 節 自由式與競速
傳統的鋰聚合物電池仍然是自由式和競速應用的首選,而普通電池可能無法滿足所需的性能。大多數 5 吋 FPV 無人機使用 4S 或 6S 鋰聚合物電池,其中 6S 將在 2025 年成為業界標準。
LiPo 穩定的放電模式非常適合高強度飛行。與 LiHV 的電壓驟降不同,LiPo 在整個飛行過程中保持可預測的功率曲線。這種可靠性對於精準操控和維持比賽速度至關重要。
4S 5吋無人機通常使用1500mAh容量,而6S無人機的容量則在1000mAh至1300mAh之間。這些容量在相同重量下,對於注重性能的飛行員來說,可以平衡重量和飛行時間。
第 1.3 節 遠程飛行
長途飛行時,能量密度成為首要考量。由於化學成分不同,鋰離子電池的容量大約是鋰聚合物電池的兩倍,但重量卻相近。一顆4S 18650 3400mAh鋰離子電池重200克,與一顆4S 1600mAh鋰聚合物電池幾乎相同。
鋰離子電池擁有卓越的能量重量比,使其成為效率高於原始功率的遠端任務的理想選擇。與同等的鋰聚合物電池相比,這些電池的飛行時間可能會增加一倍。
妥協體現在放電率上—— 鋰離子 通常比鋰聚合物電池的額定電流更低,這降低了其在激烈飛行中的適用性。然而,它們在遠程飛行中常見的巡航和輕鬆飛行模式下表現出色。為了更深入了解不同的電池技術及其應用,請參考以下比較: NMC 電池與 LCO 電池.
飛行員尋求在中等電流要求的延長任務中實現最大能量密度,他們發現鋰電池儘管初始成本較高,但性能卻十分出色。
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第 2 部分:電壓和能量密度比較
LiPo 和 LiHV 電池的規格揭示了根本的性能差異。標準 LiPo 電池的標稱電壓為 3.7V,單顆電池最高充電電壓可達 4.2V。 LiHV 電池的標稱電壓更高,為 3.8V,單顆電池最高充電電壓可達 4.35V,這是它們與 LiPo 電池的主要差異。在多節電池配置中,這 0.15V 的差異會倍增。
完整的電池電壓圖:
| 電池類型 | 額定電壓 | 完全充電 | 最低安全電壓 |
|---|---|---|---|
| 鋰聚合物電池(1S) | 3.7V | 4.2V | 3.0V |
| 鋰高壓 (1S) | 3.8V | 4.35V | 3.0V |
| 鋰聚合物電池(4S) | 14.8V | 16.8V | 12.0V |
| 鋰高壓 (4S) | 15.2V | 17.4V | 12.0V |
兩種電池類型的電壓都必須保持在每節 3.0V 以上,以防止永久性損壞。
能量密度測量顯示 LiHV 電池更勝一籌。實際測試也證實了這一優勢——GNB 2S 550mAh 90C LiPo 電池重量 30.2 克,容量 525mAh。而與之相當的 GNB 2S 550mAh 100C LiHV 電池重量僅 29.3 克,卻能提供 558mAh 的容量。這意味著在重量減輕的情況下,能量提升了 6%。
由於工作電壓更高,LiHV 電池在相同容量等級下可提供更高的總能量(瓦時)。兩顆 mAh 等級相同的電池可提供不同的飛行時間。
更高的電壓會直接影響馬達性能-馬達轉速會隨著輸入電壓的增加而增加。這會帶來一系列的效能優勢:
- 更直接的權力
- 推力增加
- 可能更快的速度
- 整體效能提升 8-10%
這種額外的動力改善了油門反應和操控特性。然而,LiHV電池在放電週期中電壓變化較大,可能會影響飛行穩定性並增加起火風險。
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第 3 部分:充電與儲存指南
圖片來源:FPV 自由聯盟
良好的充電習慣可最大程度延長電池壽命。正確的電壓參數可防止電池過早損壞,並優化電池性能。
第 3.1 節:LiPo 電壓圖:安全充電範圍
標準鋰聚合物電池需要嚴格遵守電壓限制。充電過程中,每個電池的電壓不得超過 4.2V。超過此閾值會啟動保護電路,在使用鋰聚合物充電器時可能會損壞電池。在為不同類型的鋰電池(例如磷酸鋰電池)充電時,請務必遵循以下規定 基本安全提示 以確保電池壽命和性能。 3S 鋰聚合物電池組充滿電後電壓應精確達到 12.6V。
電池電壓圖:
| 電池狀態 | 每個單元 | 3S 包 | 4S 包 |
|---|---|---|---|
| 充滿電 | 4.2V | 12.6V | 16.8V |
| 儲存 | 3.8-3.85V | 11.4-11.55V | 15.2-15.4V |
| 最小保險箱 | 3.0V | 9.0V | 12.0V |
大多數專家建議以 1C(相當於電池容量,單位為 Ah)充電。 1500mAh 的電池應以 1.5A 充電。
第 3.2 節:LiHV 充電要求和相容充電器
LiHV 電池需要專門的充電設備。這些電池組可以安全地達到每節電池 4.35V 的電壓,因此需要專門針對更高電壓限制設計的充電器。許多現代智慧充電器同時支援 LiPo 和 LiHV 模式。
切勿使用 LiHV 設定為標準 LiPo 電池充電。過度充電會導致膨脹、火災隱患或永久性損壞。
使用標準 LiPo 設定(每顆 4.2V)為 LiHV 電池充電,其容量僅可利用 90%。為了獲得最佳性能,請使用專用的 LiHV 相容充電器。
第 3.3 節:儲存最佳實務:3.8V 規則
電池的長期健康取決於合適的儲存電壓。專家共識: 維持 LiPo 和 LiHV 電池每顆電池電壓為 3.8-3.85V 不使用時。在此電壓下,電池剩餘電量約為 40-50%——這是最穩定的狀態。
當超過兩週不使用電池時:
- 充電或放電至儲存電壓(每顆電池 3.8V)
- 存放在防火容器中
- 維持室溫條件
此 3.8V 規則同樣適用於 LiHV 和標準 LiPo 電池。
如需根據您的特定無人機需求客製化電池解決方案,請聯繫 Large Power 以獲得有關正確充電和儲存實踐的專家建議。
第 4 部分:飛行時間與電池健康狀況的權衡
電池電壓對飛行時間的影響涉及複雜的關係,遠非簡單的規格參數所能概括。飛行性能與電池壽命的關係是無人機飛行員做出的關鍵決策。
第 4.1 節:電壓越高=飛行時間越長?
更高的電壓並不一定意味著更長的飛行時間。 8.4V 電池可能產生 5.04 瓦的功率,而 7.2V 電池則為 4.32 瓦,但飛行時間計算公式仍然很複雜。
馬達消耗的電流與電壓成正比-電壓越高,電流消耗越大。電壓越高的馬達通常消耗的電流越大,這可能會縮短飛行時間。關鍵關係在於總功耗與電池容量的關係。
使用更高電壓電池的最大飛行時間要求:
- 直徑較小或螺距較低的螺旋槳
- 降低油門設定
- KV 額定值較低的電機
第 4.2 節:降解速率:100 次循環後的 LiHV 與 LiPo
LiHV 電池的退化速度比標準電池更快 鋰聚合物電池測試表明,LiHV 電池在充電後損失了大約 5.4% 的原始容量 100週期,而 LiPo 電池僅損失 3.8%。
| 電池類型 | 100次循環後的容量損失 | 預期壽命 |
|---|---|---|
| 鋰電 | 200-300個週期 | |
| 鋰高壓 | 腫脹前 30-40 個循環 |
這種加速的退化源自於 LiHV 電池在滿電壓電位下所承受的更大應力。
第 4.3 節:LiHV 充電不足:能延長壽命嗎?
飛行員有時會將鋰高壓電池的單節電壓充至4.2V,而不是4.35V。這種做法雖然可以延長電池壽命,但會降低效能。充低電壓會利用鋰高壓電池約90%的潛在容量,同時顯著延長電池使用壽命。
保守的充電方法建議LiHV電池的每節電池電壓為4.31V。這在最大程度上提升了性能優勢,同時降低了性能衰減。充放電過程中電壓變化較小,可延長鋰電池的使用壽命。
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第 5 節:成本、相容性和安全因素
圖片來源: 樑
除了技術性能指標外,成本、相容性和安全性等因素也會影響電池的選擇。每個因素都對無人機駕駛員有實際意義。
第 5.1 節:價格比較:LiHV 與 LiPo
與標準鋰聚合物電池相比,鋰高壓電池價格更高。高級功能和更優的性能特性導致了更高的價格。注重預算的初學者會發現,標準鋰聚合物電池是更經濟的入門選擇。
如果為長時間飛行而組裝多組電池,價格差異會倍增。與鋰聚合物電池相比,鋰高壓電池更快的衰減速度進一步增加了電池的終身擁有成本。
第 5.2 節:充電器和 ESC 相容性
LiHV 電池可與大多數專為 LiPo 電池設計的裝置相容—這是一項重要的向後相容性優勢。充分發揮其性能潛力需要專用的充電設備。
對於 LiHV 電池來說,能夠提供每顆電池 4.35V 電壓的專用充電器至關重要。標準 LiPo 充電器會導致 LiHV 電池充電不足,而將 LiHV 設定應用於 LiPo 電池則會導致危險的過度充電情況。
ESC 的兼容性需要特別注意。許多 ESC 都具有針對標準 4.2V/節 LiPo 電池校準的自動檢測功能。充滿電的 LiHV 電池組(4.35V/節)可能會觸發錯誤的電池節數識別,導致過早斷電。為了確保可靠運行,需要調整程式設計軟體。
第 5.3 節:充電和放電安全提示
無論電池化學性質如何,安全仍然至關重要:
- 充電時務必使用防火容器
- 切勿讓充電電池無人看管
- 存放電池時,電量應為 40-50% (每顆電池約 3.8V)
- 將電池遠離極端溫度和陽光直射
- 定期檢查電池是否有損壞、膨脹或穿孔
- 切勿對損壞、膨脹或穿孔的電池進行充電
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第 6 部分:比較表
LiHV 與 LiPo 電池對比
| 特點 | 鋰高壓 | 鋰電 |
|---|---|---|
| 標稱電壓(每顆電池) | 3.8V | 3.7V |
| 最大充電電壓(每個電池) | 4.35V | 4.2V |
| 最低安全電壓(每顆電池) | 3.0V | 3.0V |
| 能量密度範例 | 558毫安時,29.3克 | 525毫安時,30.2克 |
| 容量損失(100次循環後) | ||
| 電壓暫降特性 | 負載下電壓驟降較低 | 更一致的放電模式 |
| 最佳應用 | 微型無人機,微小的呼嘯聲 | 自由式和競速無人機 |
| 儲存電壓 | 每顆電池3.8-3.85V | 每顆電池3.8-3.85V |
| 需要專用充電器 | 可以 | 沒有 |
| 相對成本 | 更高 | 降低 |
| 放電模式 | 電壓下降更劇烈 | 更可預測的功率曲線 |
結語
此次比較揭示了無人機應用的 LiHV 和 LiPo 電池之間的關鍵區別,您還可以探索 無人機用鋰離子電池 vs 鋰聚合物電池,哪個續航時間更長.每種電池類型都根據特定的飛行需求提供獨特的優勢。
對於 客製化電池組解決方案 並根據您的特定需求選擇最佳電池配置的專家指導,請聯繫 Large Power.
常見問題
問題 1. 無人機的 LiHV 電池和 LiPo 電池之間的主要差異是什麼?
LiHV 電池的電壓較高(4.35V vs. 4.2V/節),能量密度也比 LiPo 電池更高。 LiHV 電池的初始功率更高,但衰減速度更快,5.4 次循環後容量損失約為 100%,而 LiPo 電池僅為 3.8%。 LiHV 電池是微型無人機的理想選擇,而 LiPo 電池由於放電更穩定,更適合自由式和競速無人機。
問題2:LiHV 電池和 LiPo 電池的充電方式有何不同?
LiHV 電池需要專用充電器,能夠達到每顆 4.35V 的電壓,而 LiPo 電池則可使用標準充電器充電至每顆 4.2V。切勿使用 LiHV 設定為 LiPo 電池充電,因為這可能導致危險的過充。為了獲得最佳使用壽命,兩種電池都應以每節 3.8-3.85V 的電壓儲存。
Q3. 電壓越高,飛行時間越長嗎?
不一定。雖然更高的電壓可以提供更大的動力,但這並不直接意味著更長的飛行時間。馬達在更高電壓下會消耗更多電流,這可能會導致更快的功耗。為了使用更高電壓的電池實現最長的飛行時間,請考慮使用較小的螺旋槳、降低油門或使用更低千伏特(KV)的馬達。
Q4. LiHV 電池是否相容於所有無人機設備?
LiHV 電池通常向下相容於專為 LiPo 電池設計的裝置。然而,為了充分發揮其潛力,需要專用的 LiHV 充電器。某些電調可能需要進行調整才能正確檢測 LiHV 電池電壓並避免過早斷電。
Q5. LiHV 電池和 LiPo 電池的成本相比如何?
由於 LiHV 電池功能先進、性能提升,其價格通常比 LiPo 電池更高。考慮長期成本時,LiHV 電池的退化速度往往比 LiPo 電池更快,因此可能需要更頻繁地更換。

