ミニドローン用LiPo電池の容量を測定

◆まえがき

おもちゃ病院に持ち込まれたミニドローンのバッテリーの容量測定を行ったので、その結果を記録しておきます。なお私が担当したのは電池だけで機体は別のドクターさんが担当されています。

◆LiPo電池

ミニドローンの機体に取り付ける電池です。

表示されている容量は450ｍAh。サイズは752042、つまりセルの厚さ7.5mm、幅20mm、長さ42mm。保護回路が付くので長さは少し増え、ドローン用のためか少し丈夫な外装が施されている感じです。

◆容量測定

写真のようにメスのコネクタが付いているので、これに挿さるようにΦ0.5mmのワイヤで簡単なオスコネクタを作って測定しました。放電カーブの測定にはArduinoを使った電池容量測定アダプタを使い、結果をTeraTermで受けてエクセルでまとめました。

・初期の内部抵抗

LCRメーターを使った測定結果では、内部抵抗はBattery-A：54mΩ、Battery-B：59mΩでした。

・初期容量

負荷抵抗＝10Ωで放電させた時の電圧変化です。

あっという間に空になったのでグラフを掲載しても仕方が無いですが、ともかく上記の通りです。電圧の低下を検出して負荷を自動遮断するようになっていますが、Battery-Bで電圧が回復しているのは電池に内蔵されている保護回路が自動復旧したためだと思います。

同時に計測している電流容量は、Battery-A：2.35mAh, Battery-B：12.04mAhでした。

・充電電流

付属の充電器を使って充電を行いました。電源はUSBなのでUSBの電源チェッカーで充電の積算電流が測定出来ますが、その値は、

Battery-A：535mAh、Battery-B：565mAhでした。（この値には充電完了後の追加充電分が入っているので正確な値はこれより少し小さいはずです）

・放電特性

いよいよフル充電した状態からの放電特性です。負荷抵抗は10Ω。

どちらの電池も1.26時間付近で空になりました。電流容量はBattry-A：480.5mAh, Battery-B：475.4mAhでした。

公称容量は450ｍAhなのでそれを少し上回る値で、新品と同等の容量があることが確認出来ました。

・内部抵抗

再度フル充電した状態でLCRメーターで内部抵抗を測定すると、Battery-A：50mΩ、Battery-B：48mΩでした。

5Ωの負荷抵抗を接続してその電圧ドロップから内部抵抗を測定（DC法）すると、Battery-A：112mΩ、Battery-B：111mΩでした。LCRメーターより高い値になった原因は不明ですが、フル充電した状態なので端子電圧が4.2Vくらいと高いのが影響している可能性があると思います。

◆まとめ

ミニドローンの不調の原因としてこの電池の容量不足が疑われていたのですが、今回の測定結果からは容量の低下は認められませんでした。また内部抵抗も十分低い値であると言えます。

ちなみにこのドローンの飛行時間が15分とすると電流は1.8Aくらい流れるはず（450ｍAh*60 /15分）で、電池の内部抵抗が50ｍΩとすると電圧ロスは0.09V。これは電池電圧の3.7Vに対して無視できる値だと思います。

◆参考

手のひらに乗るくらい小さなドローンのバッテリー（110mAh）の容量測定結果：超小型ドローン用のリポバッテリーの特性測定