設定セル数の間違いを警告する機能の追加 (予定)

 動力用リポの設定セル数が実際に接続されるリポのセル数と異なる場合に「リポの過放電の防止」を目的にアラーム機能を設ける予定です。
 例えば、リポの設定セル数が3セル、接続されるセル数が4セルの場合で考えます。満充電での電圧は、3セルが4.2V/セル×3セル=12.6V、4セルが4.2V/セル×4セル=16.8Vです。設定セル数が3セルの状態で4セルを接続すると3セルより4.2V高い電圧が本回路に印加されます。この状態でフライトすると放電容量が以下のようになります。

放電容量とリポ電圧との関係
【条件】
設定セル数:3セル
設定放電容量:3250mAh(4.1667V/セル時、残容量95%程度)

放電容量 = (リポ電圧 - 11.0V) × 2167mAh

4セルのリポ電圧16.8Vを上式に代入すると、

放電容量 = (16.8V - 11.0V) × 2167mAh = 12568mAh

と、設定放電容量3250mAhの4倍近い12568mAhが実際の放電容量にセットされます。その結果、アラームが鳴る前に リポが過放電状態になってしまうのです。

上記の問題を解決するために、アラーム設定電圧 = 設定セル数 × 4.2V + 1.0V(注1)を超える電圧が印加されると「設定セル数が間違っている」という旨のアラームを発するようにします。

(注1)設定セル毎に、この値1.0Vを変更すれば下記の「アラームONとならない電圧V/セル」を下げる事が出来ます。1.0Vの場合には12セル時に4.2833V/セルまで許容しています。 この記事を書いていて気が付きました! アラーム設定電圧 = 設定セル数 × 4.2833VにすればアラームがONとならない電圧V/セルを下げる事が出来そうです。>出来ました。本記事の最後に追記しておきます。

ただし、接続したリポの充電状態によってはアラームがONとならない場合が有ります。アラームがONとならない電圧を各セル毎に以下に記載致します。

設定セル数 実際に接続したセル数 アラームONとならない電圧V/セル 判定(注2
   3            4                  < 3.40          〇

   4            5                  < 3.56          〇

   5            6                  < 3.67          △

   6            8                  < 3.28          〇

   8            10                   < 3.46          〇

  10             12                      < 3.58          〇

  12             14                   < 3.67          △

(注2)判定条件 
 ≧ 3.70V: ×
3.60 ~ 3.69V: △
≦ 3,59V: 〇

上記において、通常のフライトでの放電後のリポ電圧がで3.70V以上/セル(残容量15%以上)とした場合、このリポを充電せずに間違って接続したと仮定した時に影響が有りそうな設定セル数は5と12セルです。設定セルが5および12セルの場合、アラームがONとならない電圧が3.67V以下と放電後の電圧の最小値3.70V/セルに近い電圧となるため注意が必要です。これ以外のセル数は3.5V台以下のため通常の放電状態3.70V以上/セルのリポの場合はアラームは確実にONとなりますので問題無いと言えます。

 また、設定セル数7, 9, 11セルを設定セル数から除外している理由は、アラームがONとならない電圧が3.70V以上/セルになってしまい設定セル数が間違っていてもアラームが鳴らない場合が出てくるからです。なお、7, 9, 11セルのリポは通常販売されていない(使用しない)セル数なのでセル数を設定出来なくても問題無いと考えています。

追記:
アラーム設定電圧 = 設定セル数 × 4.283Vにした場合

設定セル数 実際に接続したセル数 アラームONとならない電圧V/セル 判定(注2
   3            4                  < 3.21          〇

   4            5                  < 3.43          〇

   5            6                  < 3.57          〇

   6            8                  < 3.21          〇

   8            10                   < 3.43          〇

  10             12                      < 3.57          〇

  12             14                   < 3.67          △

(注2)判定条件 
 ≧ 3.70V: ×
3.60 ~ 3.69V: △
≦ 3,59V: 〇

設定セル数5の時に<3.67が<3.57に下がり判定△が〇になりました。その他、12セル以外の設定セル数でも少しずつ低い電圧になっています。
結論:アラーム設定電圧 = 設定セル数 × 4.283Vとします。

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