为什么手机电池那么小,轻松就可达到 4500 mAh,而无人机 3800 mAh 已经是很大容量的了?

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dwx 发表于 2023-8-29 14:52:36|来自:北京 | 显示全部楼层 |阅读模式
手机的电池与无人机电池相比体积起码小十倍,可是4500mAH或容量更大的手机电池很多;对比之下,无人机电池那么大个头,很少能看到容量超过4000mAH的,这是怎么回事呢?
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send2008 发表于 2023-8-29 14:53:03|来自:北京 | 显示全部楼层
因为mAh是一个没有意义的单位,没有电压参数。

正确的电池容量单位是kWh,中文名千瓦时,俗称 一度电。家里用电,一度电总知道吧?家里一个月交了多少度的电费?

以充电宝举例:



某品牌充电宝,能存储0.148度电。

K是一千的意思,1000 Wh = 1 kWh
m是千分之一的意思,1000 mWh = 1 Wh



某品牌汽车电池,可存储85度电

如何计算电池实际容量?


  • 电池电压 × mAh  = mWh
  • 电池电压 × mAh ÷ 1000 = Wh
  • 电池电压 × mAh ÷ 1000 ÷ 1000 = kWh (一度电)
手机和充电宝的电池电压都是3.7V(输出可以变压),以上图中的40000mAh充电宝为例,电池容量为3.7×40000÷1000÷1000= 0.148度电。
某宝某多某东商家提供的电池容量可信吗?

不可信。虚标是电池行业常态,只有屈指可数的少量知名厂家不虚标。
常见虚标方法

  • 电压往高了报,明明是1.2V电池,商品介绍写1.5V;3.7V写5V,18V写25V,真实电压必须用万能表测。
  • mAh满口胡说,多高都能编,实际能有五分之一就算不错了。真实容量必须 充满电 接电表 放电至耗尽,才能测出准确值。
  • 自创电压参数,如额定电压写72Vf,这种比上诉两种更恶劣,铭牌里没一个字是真的。如果你把他提供的电压当真了,直接用72V充电器充电,必定自燃爆炸。其真实电压需用万能表测,可能在5-12V之间。某多多很常见。



某多多
qqwu 发表于 2023-8-29 14:53:12|来自:北京 | 显示全部楼层
电池组最基本的三个参数,s数也就是串联电池片数,容量也就是多少mah,c数也就是放电倍率。
手机电池只有一片,电压3.7v,比如容量4000,手机不需要大电流放电,最多3 4 A也就是一倍容量放电,这种电池记作1s 4000mah 1c
无人机电池至少3片起,串联,电压3.7x3,需要大电流放电,比如100A。如果每片容量4000,那就写做3s 4000mah 30c。如果是4片串联,那就写作4s 4000mah 30c。四片手机电池叠在一起也是很大一块的。
另一方面是单片电池的容量和体积,那也是同容量下无人机电池体积和重量远高于手机电池。因为它们的放电能力不同,也就是c数不同。c数是电池能够以自身容量为单位所能达到的最大放电电流。比如4000mah 1c的电池,放电能力就是4A。手机电池不需要很大的放电电流,c数都很小,1c 2c左右。而无人机电机的功率非常大,必须高电流才能够驱动。因此无人机电池放电能力基本都在30c以上,100c的电池也不罕见。4000mah 30c放电能力可达120A,4000mah 100c放电能力可达400A。一块4s 4000mah 30c 的无人机电池可以轻松启动一辆2.0T的汽车发动机。无人机的高c数电池为了达到高电流放电,里面的电极薄片还有电解质涂层都非常厚,所以同容量下,高c数电池体积和重量都大于低c数电池。
再说为什么无人机电池不做很大容量。你说的无人机应该是消费级无人机甚至是玩具无人机,因为飞机体积重量的限制,不可能携带大容量电池。另一方面,考虑电机效率的问题,高电压低电流的电机效率更高,所以无人机大多采用多片电池串联的高压电池组,由于重量限制,只能让每片容量限制在一个较小的水平。比如4s 2000mah 40c,6s 1500mah 40c这种高压小容量电池。
简而言之就是,第一无人机要轻,电池就不能太重。第二无人机电流要大,高c数电池制造工艺决定了同重量下容量比较小。第三无人机电压要高。以上三点决定了无人机电池是低容量,高电流,多片串联的形式。
CHUNLAN789 发表于 2023-8-29 14:53:57|来自:北京 | 显示全部楼层
谢谢评论区各位大佬指点以及补充,12/2重新整理,希望各位大佬满意。
在国际标准单位制里面没有电池容量这个物理量。
电池容量这只是口头说法或者叫行业习惯。
与电池容量接近的标准物理量有两个:电荷量,和能量(功、能)。
电荷量:(以前简称电量,为了避免混淆现在简称电荷。)
标准单位为库仑,单位符号C
电池上标注的mAh就是电荷量单位。1mAh=3.6C
能量:
标准单位为焦(焦耳),单位符号J
电池上标注的Wh就是能量单位。1Wh=3600J
所以:
毫安时是电荷量单位!
毫安时是电荷量单位!
毫安时是电荷量单位!

----------以上是初中物理知识科普-----------

电池的大小通常是由其所能存储能量大小决定的。
比如手机电池标注为xx V xx mAh。(近年来越来越多标注Wh,原因后面再说)
也或者航模/无人机电池标注为x S xxx mAh
手机:3.7V 4500mAh=16.65Wh
无人机:11.1V 3800mAh=42.18Wh
这只是算的3S无人机电池,还有4S,6S,12S,要算能量的话就就更大了。
为什么上面用了“通常”二字?
因为材质、工艺及用途不同也会影响到电池的体积与质量。
比如无人机都是高倍率放电的动力电池。
为了能耐受更大电流,电极支架,极耳等都要比手机那种低倍率容量型的电池粗壮。即使相同能量,无人机电池体积和质量也都会比手机电池略大。

----------以下是扩展知识----------

从前都习惯用电荷量单位标注电池容量。
以前电池多是单体(镍氢、镍镉、18650锂离子电池等)或固定串联数量(汽车铅酸电瓶6S12V或12S24V)的电池组,相同用途电池放电平台电压相对是固定的。
使用电荷量单位做为容量标注,抛开了大家基本都差不多的电压这个变化量,更为准确。
现在很多厂商使用能量单位标注的容量也只是个近似值。
比如下图的某为的手机电池,典型容量里面的13.37Wh是3.5Ah*3.82V得到的
但电池放电的时候电压并不是固定的,3.82V只是标称电压或者说放电平台电压。
实际使用过程中电压是从比4.4V略低的电压降到放电截止电压(图上未标注,大概在3V左右)的一条曲线。
而且使用过程中由于放电倍率的不同也会影响到放电电压,大电流放电的时候因为电池内阻的原因,电池自身发热消耗了更多的能量,拉低了电压,所能放出的能量就更少了。
只是为了方便计算才直接用放电平台电压乘以电荷量得出了13.37Wh这个近似值。



来源:网络,侵删。

随着科技的发展,电池的材料不断更新。
比如以往手机电池大家放电平台都是3.7V
某为为了手机的续航,使用了上图这种放电平台更高的电池
以往的3.7V3500mAh电池,12.95Wh的储能能力
上图这种3.82V3500mAh电池,13.37Wh的储能能力
如果还是以电荷量做为容量标注的话,大家都是3500mAh,有什么区别?
所以某为的电池在后面增加了13.37Wh这个能量单位做为容量标注。
同理,新能源汽车的厂家,每家所使用的电池组材质、串联数量都有区别,导致不同品牌,不同车型之间的电池组标称电压不可能是一致的。
使用能量单位做为电池容量的标注,更加直观。
所以新能源汽车厂商都倾向于使用能量单位也就是千瓦时来标注电池容量。



来源:网络,侵删
j15023105c 发表于 2023-8-29 14:54:18|来自:北京 | 显示全部楼层
两个原因。
首先,手机电池不需要串联,无人机电池基本是三串、六串,或者更多串数。串联增加电压和能量,并不增加容量(安时和毫安时都是容量单位)。一个是单电芯,一个是电池组,不能直接对比。
第二,手机使用的时候电流小,所以手机电池使用的是高克容量材料,很薄的箔材和隔膜,加工的时候压密也会做的更大。而无人机电池对大电流放电有要求,所以材料使用的是高功率的,考虑到过流和发热等因素,箔材和隔膜会厚一些,压密也不会做很大。所以同样容量的单体手机电池也会比无人机电池小。
sonycn01 发表于 2023-8-29 14:55:05|来自:北京 | 显示全部楼层
因为maH根本不是什么"标准单位", 只要有初中物理常识的人就会知道, 这个单位"屁也不是"!
毫安时,这个单位缺少一个关键的电压单位, 所以这个数值毫无意义!  只在某种"约定俗成"的默认前提下有用(比如大家都是5伏特的默认前提下), 而并不是什么"通用单位"
电功(率)的公式很简单:
P=UI  (电功率=电压x电流)
W=PT=UIT(电功=功率x时间)     
因为欧姆定律的存在或者时间单位的不同, 所以上述两个公式还可以变成很多其他样子. 但基本公式就是这样.
电压单位:伏特;  电流单位:安培(1毫安就是1/1000安培); 时间单位:秒
我们说的"电池容量", 实际上就是这块电池包含的能量.  也就是第二个公式的W.
所以, 缺少电压单位, 你怎么判断一个电池到底有多少"能量"?
千瓦时, 这是一个正儿八经的电功单位, 因为"瓦"是功率单位(也就是第一个公式中P的单位)
1瓦=1伏x1安培  找本初中物理书看看就知道. 1千瓦就是1000瓦. 哪怕中文是体育老师教的都能理解.
我们平时家里交电费说几个"字", 指的就是千瓦时.  意思就是1千瓦功率的用电器,用1个小时消耗的电功.
很简单的换算就是: 1个字=1千瓦时=1000瓦x3600秒=3600000焦耳
晕了? 请圆润地滚回去复习初中物理.
我再用大家喜闻乐见的"热量"来表达一下: 1卡路里=4.18585182085 焦耳≈4.2焦耳
那么:  1千瓦时=860039.99999卡路里≈860000卡路里=860千卡=860大卡
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上面扯远了,回头看看第一段话.  只看毫安时, 不看电压, 那岂不是等于说"你有10000钱, 我有20000钱" 不说大家的币种比谁钱多, 意义何在?
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好吧, 看来还是得声明一下, maH这个单位不是"屁也不是", 而是屁用没有.  这下就不要再有人来向我科普什么库伦了吧.
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再顺便说一下, 我提到了几个"字"的电费, 其实就是多少度. 我小时候听年长的人这么说的. 可能各地说法不同, 不是很"普及"吧.

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