Ёмкость батареи и время полёта: как посчитать сборку под задачу

Считать надо в ватт-часах, а не в ампер-часах

Ампер-часы сравнимы только при одинаковом напряжении. Сборка 6S на 22 А·ч и сборка 12S на 22 А·ч различаются вдвое по запасённой энергии.

Энергия = напряжение × ёмкость. Для 12S при номинале 44,4 В и 22 А·ч это 976 Вт·ч. Дальше время полёта ≈ энергия × коэффициент использования / потребляемая мощность. Коэффициент использования берут 0,8: до нуля литиевую сборку не разряжают.

Почему добавленная ёмкость даёт всё меньше

Батарея — часть взлётной массы. Добавили ёмкость — выросла масса — выросла потребляемая мощность на висении. На каком-то объёме прирост энергии съедается приростом массы, и время полёта перестаёт расти, а потом падает.

Мощность висения растёт быстрее массы — примерно как масса в степени 1,5. Аппарат на 15 кг, которому добавили вторую сборку на 3,8 кг, стал тяжелее на 25 %, а мощность висения выросла примерно на 40 %: энергии вдвое больше, а время висения прибавило не вдвое, а процентов на сорок.

Точка перегиба зависит от удельной энергии ячеек. Обычные литий-полимерные сборки дают 130–180 Вт·ч/кг, полутвердотельные — 250–380 Вт·ч/кг. Разница в полтора-два раза сдвигает эту точку далеко вправо, поэтому за удельную энергию и платят.

Практическое следствие: прежде чем брать сборку большей ёмкости, посчитайте, сколько она весит и на сколько вырастет потребление на висении. Часто выгоднее та же ёмкость на ячейках с большей удельной энергией.

Что ещё влияет

Токоотдача: заявленные 10C у сборки на 22 А·ч — это 220 А, но длительный ток почти всегда ниже пикового. Смотрите оба числа.

Температура: на холоде отдаётся меньше, и просадка напряжения под нагрузкой заметнее. Для зимних полётов запас берут больше.

Ресурс: 800 циклов при глубоком разряде превращаются в куда меньшее число, если постоянно уходить в отсечку.