リポバッテリーの内部抵抗を測る

この記事はnobさんのLipoの内部抵抗を測る　genius cp編にインスパイアされたものです。

前提として、miniCPとSCPでとにかくパワー不足に悩まされていまして、BL化でHP03やHP05を着ければ全力全開のパワーは得られるのですがそのパワーが1分程度しか持たず、その後の数分はよたよた飛行になってしまうという問題を抱えています。

体感的に手持ちのバッテリーでは360mAhがいちばんマシで、240mAhは全滅、400mAhや500mAhもいまいちという状態ですが、違いが電池の重量だけに依存してるのか、内部抵抗に依存してるのか機体に問題があるのかさっぱりわかりません。

その一方でV922は純正300mAhでフライト時間5分のうち3分はかなりぎゅんぎゅん飛ぶ、てのを見てしまい、何がなんだかわからなくなっています。

さて、nobさんの環境と違って電流を直接測れないので（直流クランプは高いんですよね）値のわかっている負荷抵抗で定電流を流して電圧降下を計るという原始的な方法で行きます。

計算を簡単にするため、電流を1Aを流すことにします。実際のフライトよりかなり少ないので、電池の内部抵抗が定数ではなく強い非線形性を持ってる場合は正しく計測できませんが、絶対値ではなく手持ちの電池の相対評価ができれば良いので今回はこれで良しとします。

いずれ実際の使用に近い3Aか5Aタイプも作ってみたいと思います。

1Sバッテリーが4Vですから、1A流すには負荷抵抗4Ωを用意する必要があります。

ただ大出力用の抵抗なんて手持ちにないので、ふつーの1/4Wタイプのカーボン抵抗を束ねて作ることにすると、47Ωを12本並列で束ねればほぼ4Ωになります。

これで1本あたりの電流は(1/12)Aですから、1本あたりの消費電力は4V*(1/12)A=1/3Wとなります。あ、ちょっと1/4Wを超えた。。まあいいや(笑)

というわけで、こんな感じの測定ジグをこさえました。黄色いスイッチを押すと負荷抵抗に電流が流れます。

えーと、電池の出力端子のところで無負荷状態の電圧と、1A流した状態の電圧を比べて、どんだけ電圧降下したか、が電池の内部抵抗ってことです。1Aだから割り算も不要で、200mV電圧降下したら、それは200mΩということを意味します。（という目標で作りましたが、実際にはスイッチ含めて5Ω程度になり、4.2V加圧時の電流は0.9A流れていました）

こんな感じに繋いで、スイッチONとOFFの電圧をそれぞれ記録します。

手持ちの電池の結果

(電流値は1Aではなく、できあがった回路の5.0Ωと電池の電圧で逆算して算出しています）

(*1 ジグのコネクタがwal用なので変換ケーブル経由の接続です)

ふーむ。ダメだと思っていた電池は本当にダメでした。

体感的にHP03や05を繋いでしまうと、400mAhの電池でぎりぎり使い物になるかどうか、て感じなので、手持ちの中では240mAhは容量以前にアウトですね。軽い機体を省電力で飛ばすのに使った方が良さそうです。(nano君以外候補がありませんが!）

やけくそで買った600mAhも容量のわりにたいしたことないのがちと残念。

ただ、この結果を見てわかるのは、100mΩは良いが120mΩは微妙、150mΩはダメダメ、というくらい実際のフライトでは違うわけです。

コネクタ1つの接触抵抗は最大20mΩクラスですから、BL化したヘリの場合コネクタや配線はひじょーに重要だということが推測できます。

つーか、V922はなんでこれで元気に飛ぶの・・・？