- はじめに
本来はモーターの説明のみなのですが、初心者向けという位置づけですので動力用バッテリーの話もザックリと載せておきます。
物によっては他の場所でふれている物も有ると思いますが、ここにまとめて書いておきます。
４００クラス以上を飛ばされている方はご存じの内容も多いと思いますが、それ以下のクラスの方やこれから始める方向けに記載します。
記載内容については、2001年5月現在の状況であり今後状況は変わる可能性が有ります。
また特に断っていない場合は、全てＲＣ用の機材や製品に限定した内容と解釈してください。
- 種類について：
充電式のバッテリーは、色々な物が出ています。
動力用としてメジャーなニッカドや発展途上のニッケル水素、今後に期待のリチュウムイオンなど・・・・。
一般的な特徴は以下の様になります。
- ニッカド
比較的小型大容量で急速充電と大電流放電が可能。
とはいえ、ＲＣ動力専用のタイプでないと急速充電や大電流放電には向かない物も多い。
その辺のホームセンターなどで大容量の単三型を買って来て、自分で７セルなどに組み直しても４８０クラス以上ではパワーが出せない場合も多いので注意。
ユニオンの２８０クラスなどで使用するにはそれでも十分だとは思いますが。
基本的に放電して保存する事やメモリー効果が有るなど管理の面で気難しい所もあるが、使用方法は確立されている。
使用直後に単セル辺り０．９Ｖ(７セルでは、６．３Ｖ)になるまで１Ａで放電するのが一般的。
これ以上の放電は、１パック中の容量の少ないセルに対して転極などのダメージを与えるので行ってはいけないとされる。
したがって、電圧監視で放電を自動で中断する放電機を使用するのが好ましく、無い場合は必ずテスターで計りながらの放電作業となる。
しかし最近では、新しい考え方や使用方法がＥＰカー屋さんの実体験から一部で囁かれている。
０．５Ａ以下で放電すれば転極は発生しない。
放電は深ければ深いほど調子がよい。
などがそれである。
一部の方は、少電流にて完全放電に近い状態まで放電して使用されている様である。
【2001/06/02記載
注意：上記内容は車関係の方の話です。
当然、使用されているバッテリーは２０００ｍＡｈ前後のクラスの話です。
もし、４００クラス用などの６００ｍＡｈ以下のバッテリーではダメージを与えてしまう可能性も有りますのでご注意ください。】
また、私自身も放電癖を考慮して使用直後の放電は使用状態に近い電流値(RC2000では15A)で放電している。
この時のカットオフ電圧は、内部抵抗による電圧降下を考慮して単セル辺り０．８Ｖと深めに設定している。
その後はシュルツェのオート放電にてセル当たりのバラ付きを押さえる様にしている。
注意：
私の使用方法は独自の考えで個人的に行っている物で有り、皆さんにお勧めしている訳では有りません。
同様の方法を実行された某氏のお話では、オートカット直前までパワーダウンが感じられず調子が良くなったとレポートしてくれました。
- ニッケル水素
ニッカドよりも小型大容量が可能で有り、メモリー効果も無く管理も楽という事で動力用として出てきました。
本来、ニッカドより急速充電と大電流放電は苦手です。
しかし、メーカーの努力で何とか５４０クラスの動力用としても使えるレベルになりつつ有ります。
急速充電は、１Ｃ(表示容量と同電流で充電)で１時間強で満充電となります。
（１Ｃは、3000mAhなら3A、800mAhなら0.8Aで充電する事を現します。）
通常の急速充電器はデルタピーク検出で停止しますが、ニッカドよりデルタピークが現れ難い特性があります。
したがって、ニッケル水素対応の充電器が必要です。
またシュルツェなどに代表されるフルオート充電が出来る充電器も今現在は無さそうです。
まだまだ発展途上であり、取り扱いに付いても不透明な部分が多いのが現状です。
そもそもニッカドより取り扱いが楽であったはずですが、実は気難しいようです。
メモリー効果らしき物も存在している様ですし、何より放電癖(前回の使用状況により今回のコンディションが左右される)が有る様です。
詳しく知りたい方は、ＥＰカーのサイトをウヲッチされれば情報を入手できると思います。
- リチュウムイオンなど
この手のバッテリーは、ニッカドとは比較にならない位に小型で大容量です。
もし動力用として使用すれば、軽量仕上がり５４０の７セルクラスでＧＰの２５〜３０クラスに匹敵しそうです。
私のフラッシュが１２３０ｇでＲＣ２０００の７セルが４２０ｇですから、３５０ｇ位は軽くなりそうですね。
そうすると９００ｇ以下の機体を１２００ｇ越えを振り回していたパワーで引っ張るわけです。
これはもうムフフです。
【2001/06/02記載
注意：上記換算は全く根拠無しですのでご注意ください。
現状では、サイズ容量比は一般的な(ＲＣ用でない)高密度容量のニッカドと同等だそうです。
重量は５０％減との事です。
単セル当たりの電圧は公称３．６〜３．７Ｖと言いますので、２セルで６セルと同等です。
しかし、初期と末期では電圧差が大きいので実際の使用では３セルかもしれません。
上記容量や重量比較に関して電圧差を考慮しているかは不明ですので、実際はかなり小型軽量になるかもしれません。】
しかし現実は甘くないのです。
この手のバッテリーは、充電方法も特殊であり(温度監視など)急速充電とは言え時間がかかります。
さらに絶望的なのは、５４０クラスで必要なほどの大電流で放電が出来ません。
このバッテリーを使用できるのは、今の所インドアプレーン程度でしょう。
しかし、今後環境問題などでハイブリッドカーなど研究開発が行われ大電流放電が可能になるかもしれません。
その様になるとフライト時間とパワーでＧＰを簡単に越える電動機が手に入りますね。
そうそう、ある方の非公式な実験では５倍の電流を流せたと報告がありました。
ですから、６０００ｍＡｈのバッテリーなら３０Ａ流せるかもしれません。
ただし、メーカーが保証していませんので爆発するかも・・・・・。 (^^;ゞポリポリ
それからニッカドなどと異なりバッテリー残量に比例してリニアに電圧が下がる特徴が有るそうです。
ですからハイブリッドカーなどで燃料(電気)残量を正確に把握できると言う利点が有るわけですね。
(2003/05/25追記)
現時点では温度変化に弱く低温化では一気に放電能力が下がるそうです。
軽いからといって、受信機電源などに使用すると冬場などは電圧が下がってノーコンで墜落の可能性も有るようです。
小型のハンドランチ程度ならまだしも、ＧＰやハイパワー電動機の受信機電源などには使用しない様に。
- リチュウムポリマー(2003/05/25追記)
通称リポなどと呼ばれて電圧や特性などはリチュウムイオンと似ています。
やはり低温は苦手な様です。
ただ放電能力も徐々に改善されつつあるのと並列で使って放電能力を上げられるのが特徴ですね。
４００クラスのギヤダウンスポーツ機なら連続２０分以上のスポーツフライトが可能と言う夢の様な話が現実になっています。
使用電流によっては現時点でも５４０で使用可能な場合も有ります。
ただし非常に高額なのと充電時間がかかりますし、５４０クラスの放電電流での寿命など問題点もまだ有ります。
しかし、現在急速に放電特性が改善され電動ラジコン用としてメーカーが努力してくれていますので容量比の大電流放電が可能な物も近いうちに出てくるでしょう。
ＧＰのキットを購入して素組みポン乗せでＧＰより軽量ハイパワー長時間フライトが可能となるまで１〜２年と言う所まで来ていますね。
- その他用語に付いて：
動力用バッテリーの話で一般的で良く聞くが何？っと言う物をご説明します。
- 内部抵抗
電気系で抵抗というのは電気を流れにくくする物ですね。
内部抵抗というのは、１セルその物が内部に持っている抵抗の事です。
内部抵抗が大きいとどういう事になるかですが・・・・・・・。
１Ａ程度では差がありませんが、１０Ａとか３０Ａ大電流を放電した時に電圧が下がってしまいます。
Ｗは仕事率と言いまして、仕事をする能力を現します。
計算式は、"仕事率＝電流Ｘ電圧"で計算されます。
たとえば、７セルで３０Ａ流して８Ｖの物と７Ｖになってしまう物があったとします。
３０Ｘ８＝２４０と３０Ｘ７＝２１０で３０Ｗもの差になってしまいます。
半田ごて１本分の差が飛びに影響してしまうわけですね。
一般的には容量の大きい物の方が内部抵抗は低い傾向に有りますが、そのバッテリーのタイプによっても異なります。
良く知られているのが４００クラスで使用されているバッテリーの６００ＡＥと５００ＡＲですね。
ＭＡＸなどを飛ばすとその差が大きい事を思い知らされます。
電動に詳しくない模型屋さんなどでは、容量の大きい方が良いだろうと言う安易な考えで６００ＡＥしか置いてない所が有ります。
５００ＡＲは無いのか聞くと、「そんなに変わらないでしょ！」とか言われちゃいますから力説してきます。 (^^;ゞポリポリ
またもともと内部抵抗が低いと言う事で、５００ＡＲの方が眠ってしまいにくく管理も楽な様です。
- メモリー効果
まぁ、ご存じとは思いますが・・・・・。
１０の容量が有る物で何時も５しか使用せずに継ぎ足し充電を繰り返していると、残りの５を取り出そうとした時に固まって取り出せなくなる現象です。
バケツに土をいっぱいに詰めて運んでいたとします。
運び先では何時も半分だけカキ出します。
そのまま運び元に戻ってまたいっぱいに土を詰めます。
これを１日繰り返して最後に残った土を全て取り出そうとすると、半分からの土は固まって取り出しにくく(取り出せなく)なりますね。
その様な事がニッカドの中でも電気的に発生していると思ってください。
それを回避するには、詰めた物は毎回有る程度空に近い状態まで取り出す必要が有ります。
それが放電器による放電作業となります。
パークプレーン専門の方やＧＰ屋さんが電動をちょっとかじっていると言う方達はこの作業を知らなかったり手を抜いていたりします。
まぁ、承知で手を抜いて飛ばなくても理由が分かっている方は良いのですが、全然飛ばないとか言ってバッテリーがボロボロと言う人も多いです。
本当に放電作業は大事ですから調子良く飛ばしたいとか、バッテリーを長持ちさせたい人は必ず行ってください。
- 転極
読んで字の通りです。
＋極と−極がひっくり返ってしまう事です。
何故その様な事が起こるかと言いますと・・・・・。
３セルのパックで２ヶが１０の容量、残りが５の容量だとします。
充電すると５の容量より若干多めに充電されると思います。
仮に６充電されたとします。
この時点で、５の容量のセルは過充電となりダメージを受けています。
放電が開始されます。
５の容量を放電した所で１つのセルは空になります。
しかし、残りの２ヶは１の容量を残していますから放電し続けます。
この状態でパック自体の電圧は１セル分以上低下しています。
空の１セルに２セルから＋極に−が、−極に＋の電気が流し込まれます。
つまり、逆方向に充電されてしまいます。
その結果そのセルは、本来とは逆方向に極性を持ってしまう事になります。
この状態を転極したと言います。
もちろん、転極はバッテリーに大きなダメージを与えてしまいます。
- 放電癖
最近ニッケル水素などで一部で囁かれています。
また、若干では有りますがニッカドでも有る様です。
フライト終了後、残った電気を１Ａなどの少ない電流で毎回放電していると、いざその部分を使用すると電流が出にくくなる。
って・・・・・これじゃぁ〜メモリー効果と同じじゃん！ (;^_^A
アセアセ
まぁ、平たく言うとメモリー効果と似ていますがメモリー効果の様に見かけ上の容量が減る訳でありません。
１Ａなどの放電で容量を量るとしっかり容量は確保されていますが、その部分を大電流で使用すると電圧が下がってしまいパワーが出なかったりオートカットしてしまったりします。
まぁ、メモリー効果と同じ理由で軽いメモリー効果状態が発生していると思えば良いと思います。
(注意：以下は私の勝手な考えです。)
これを回避する為には、フライト終了後もオートカット電圧までフライトに近い大電流で放電させる事だと思います。
- マッチド
ニッカド(ニッケル水素)バッテリーは、機械で大量生産します。
しかし、出来上がった製品は一つ一つ性能が異なってしまうのです。
この大量の製品それぞれの性能を計測し、似たもの同士を一つにパックした物をマッチドと呼びます。
通常のパックは、適当(ラインで流れて来た順？)にパックします。
何故マッチドが良いかというと、一つのパックでは性能の低い物に足を引っ張られますのでその中の一番性能が低いセルの性能となります。
たとえば、容量の点だけに注目して説明してみます。
７セルパック中６セルの容量が２０００ｍＡｈあって、１つが１８００ｍＡｈしか無い場合は１８００ｍＡ充電時にデルタピークを発生します。
そうすると容量は１８００ｍＡｈしか無い事になります。
また、７セル中１セルがデルタピークとなってもその量は全体から見ると僅かですので停止しない可能性が有ります。
そうなると１パック中で一番容量の少ないセルは、常に過充電と過放電で痛めつけられ短命となります。
ですから、マッチドが良いと言われます。
ただ、マッチドと言ってもそのそろえ方は各社やブランドによってまちまちの様です。
容量だけをそろえた物、比較的放電電圧が高い物をそろえた物、放電特性まで合わせた物等々・・・・。
注意したいのは、容量をそろえた物は必ずしも容量が大きいとは限らないと言う事です。
マッチドというと同じ容量表示でも通常のパックより容量が必ず多い物と勘違いされる方がいます。
たまたま容量が大きい物が集まったセルをパックした一般的なパックより場合によっては容量が少ないことも有ります。
日本国内では車用と言う事で、６セル以下のマッチドは比較的簡単に手に入りますが、７セル以上は入手が難しいです。
それでは作ってしまえと６セルのマッチドを３パック購入し、７セル２パックに作り替える事は無駄ですので止めましょう。
何故って、その複数のパックがマッチドされているのでは無いので、追加した１セルによってマッチドでは無くなってしまいます。
(;^_^A アセアセ
さて、マッチドバッテリーは高性能なので使用した方が良いのか？
う〜ん、一般的には必要無いと思います。
車の世界ってラップタイムを競いますよね。
マッチドを使って１周のラップが１〜２秒変わったとします。
車にとっては大きな差です。
もちろん、モーターグライダーの競技に出る方やパイロンレースをやる方ならマッチドは意味がありますね。
しかし、スポーツフライトやパターンをやるのにその差が大きく影響するでしょうか？
確かに上昇力やレスポンスに差が出ると思いますが、セッティングや軽量化で何とかなる範囲では・・・・。
ですから、一般の方は高いお金を払ってマッチドを購入する必要は無いと思います。
ただ、どうしても欲しいと購入するのは個人の自由ですけどね。 (^^;ゞポリポリ
でも、どうしてもマッチド欲しいという方の為に某氏に教わった簡易マッチドの作り方。
バラセルを買って来るかパックをバラして単セルを沢山作ります。
正確なキッチンスケールなどで単セルの重量を測定します。
重量が同じ(比較的近い)物を選んでパックを作ります。(計測は1/100ｇ単位での判定となりますので精密な測定器が必要です。)
内容物の誤差が容量に影響すると言う事で、意外とこの方法は良いそうですよ。
ただ、組む前に同じ様に充放電を行いセル内の残り電気量を合わせておかないと意味がありません。
- ザップド
セルに対してザップド処理を施した物を言います。
混乱される方がいる様ですが、マッチドとザップドとは全く別の物です。
ただ、マッチドバッテリーの場合は標準的にザップドが施されている様です。(例外が有るかもしれません。)
したがってマッチドでは無いザップドバッテリーのパックも有ります。
私が小耳に挟んだ話では、ザップド処理とは簡単に言うとバッテリーに高電圧を瞬間的にかけて処理した物の様です。
効能として放電時の電圧が高めになるそうです。
一般の方がパックを購入してザップド処理を施せる様な簡単な物では有りませんのでご注意ください。
サンヨーのニッケル水素ＲＣ３０００Ｈと言いましたっけ、あれは標準でザップドされている様ですね。
(2003/05/25追記)
ザップドは上記の様に瞬間的に高電圧をかけて放電特性を改善した物ですが、メーカーによってその処理はそれぞれのノウハウが有り同一の処理では有りません。
某メーカーではトリプルザップドと称して３段階に変化させて処理を行っている所も有ります。
ザップドは本来永久処理だと言われていましたが、必ずしもそうでは無い様です。
っていぅ〜かぁ〜（爆）、ニッカドやニッケル水素は繰り返し充放電を繰り返していれば徐々に劣化してきますので当たり前ですね。
それから、個人で処理する物では無いと書いていますが実は出来るんです。
ザッパーと言われるザップド処理用の機械が売られています。
値段は１万数千円程度から有るはずです。
ただし・・・・・バッテリーパックを一度完全にバラシてから１セル毎に処理を行いまたパックする必要が有ります。
どうしてもザップに拘りたい方は試して見ると良いと思います。
- 最後に
どうでしたか？
これから電動を始めようとする方には参考になったとは思います。
エキスパートの方や専門家の方は読まれても時間の無駄ですよね。
まぁその様な方は、初心者向けと言う事で内容はご勘弁ください。
(^^;ゞポリポリ
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