แบตเตอรี่และเอกสาร

ทำไมต้องรู้

แบตเตอรี่เป็นชิ้นส่วนที่เสื่อมเร็วที่สุดและอันตรายที่สุดของโดรน แบตเตอรี่ลิเทียมที่ชาร์จเกิน ถูกเจาะ หรือบวม อาจติดไฟและดับยาก หน่วยงานที่มีแบตเตอรี่หลายสิบก้อนจึงต้องรู้ว่าแต่ละก้อนผ่านการใช้งานมาอย่างไร และก้อนไหนควรเลิกใช้ ก่อนที่มันจะเลิกทำงานเองกลางอากาศ

แรงดันต่อเซลล์

แบตเตอรี่ลิเทียมพอลิเมอร์ (LiPo) หนึ่งก้อนประกอบด้วยหลายเซลล์ต่ออนุกรม เช่น 6S คือ 6 เซลล์ การดูแลจึงคิดเป็น แรงดันต่อเซลล์

• แรงดันระบุ (nominal) 3.7 V ต่อเซลล์ ใช้คำนวณพลังงาน
• ชาร์จเต็ม 4.2 V ต่อเซลล์ ส่วนแบตเตอรี่แรงดันสูง (LiHV) ชาร์จได้ถึง 4.35 V หรือสูงกว่าตามที่ผู้ผลิตกำหนด ต้องตั้งเครื่องชาร์จให้ตรงชนิด
• เก็บรักษา ประมาณ 3.7–3.85 V ต่อเซลล์ ถ้าจะไม่ใช้หลายวัน ไม่ควรเก็บในสภาพชาร์จเต็ม เครื่องชาร์จส่วนใหญ่มีโหมด storage
• ขณะบิน แรงดันที่วัดได้ต่ำกว่าแรงดันพักเพราะความต้านทานภายใน ค่าเริ่มต้นของ PX4 ถือว่า 3.6 V ต่อเซลล์ขณะมีโหลดคือ “ว่าง”

ทะเบียนแบตเตอรี่

แนวทางการจัดทำคู่มือปฏิบัติการของ กพท. กำหนดให้มีบันทึกแบตเตอรี่ทุกครั้งที่ชาร์จ ทะเบียนที่ดีจะบอกแนวโน้มการเสื่อมของแต่ละก้อน เช่น ความจุที่วัดได้ลดลง และความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น

import pandas as pd

packs = pd.read_csv("battery_log.csv")
packs["capacity_pct"] = packs["measured_mAh"] / packs["rated_mAh"] * 100


def status(p):
    if p["swelling"] == "yes":
        return "remove: swelling"
    if p["capacity_pct"] < 80:
        return "remove: capacity"
    notes = []
    if p["ir_mohm_pack"] > 30:
        notes.append("watch: resistance")
    if not 3.70 <= p["storage_v_per_cell"] <= 3.85:
        notes.append("fix storage voltage")
    return "; ".join(notes) or "ok"


packs["status"] = packs.apply(status, axis=1)
cols = ["pack_id", "cycles", "capacity_pct", "ir_mohm_pack", "storage_v_per_cell", "status"]
print(packs[cols].round({"capacity_pct": 1}).to_string(index=False))
print(f"correlation of cycles with capacity: {packs['cycles'].corr(packs['capacity_pct']):.2f}")

pack_id  cycles  capacity_pct  ir_mohm_pack  storage_v_per_cell                                 status
 B6S-01      12          99.2          16.8                3.82                                     ok
 B6S-02      48          97.4          18.1                3.80                                     ok
 B6S-03      95          92.8          21.5                3.84                                     ok
 B6S-04     160          86.2          27.9                3.79                                     ok
 B6S-05     210          77.2          38.4                3.81                       remove: swelling
 B6S-06      74          95.6          19.6                4.18                    fix storage voltage
 B6S-07     133          90.4          24.2                3.78                                     ok
 B6S-08     188          80.4          33.0                3.52 watch: resistance; fix storage voltage
correlation of cycles with capacity: -0.98

ขนส่งแบตเตอรี่ทางอากาศ

การเดินทางไปทำงานภาคสนามด้วยเครื่องบินต้องทำตาม แนวทางแบตเตอรี่ลิเทียมของ IATA (สมาคมขนส่งทางอากาศระหว่างประเทศ) ซึ่งแบ่งตามพลังงานเป็น Wh และสายการบินอาจกำหนดเข้มกว่านี้ สรุปสำหรับแบตเตอรี่สำรองที่ผู้โดยสารนำไป

แบตเตอรี่สำรองต้อง อยู่ในสัมภาระถือขึ้นเครื่องเท่านั้น ห้ามใส่กระเป๋าโหลด และต้องป้องกันขั้วลัดวงจรทีละก้อน เช่น ใส่ซองหรือปิดขั้ว ส่วนการส่งแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนเป็นสินค้าโดยลำพังต้องมีระดับประจุไม่เกิน 30%

def iata_category(volts, mah):
    wh = volts * mah / 1000
    if wh <= 100:
        rule = "carry-on spare, no approval needed"
    elif wh <= 160:
        rule = "carry-on spare with airline approval, max 2"
    else:
        rule = "not allowed with passengers; ship as cargo"
    return wh, rule


for name, volts, mah in [("4S 5200 mAh", 14.8, 5200), ("6S 5000 mAh", 22.2, 5000), ("12S 16000 mAh", 44.4, 16000)]:
    wh, rule = iata_category(volts, mah)
    print(f"{name:<14} {wh:6.1f} Wh -> {rule}")

4S 5200 mAh      77.0 Wh -> carry-on spare, no approval needed
6S 5000 mAh     111.0 Wh -> carry-on spare with airline approval, max 2
12S 16000 mAh   710.4 Wh -> not allowed with passengers; ship as cargo

แบตเตอรี่ 6S 5000 mAh ของโดรนในวิชานี้มี 111 Wh จึงต้องขออนุมัติจากสายการบินและนำไปได้ไม่เกิน 2 ก้อนต่อคน กฎเปลี่ยนได้ทุกปี ต้องตรวจฉบับล่าสุดของ IATA และสายการบินก่อนเดินทางทุกครั้ง

สายบันทึกและความพร้อม

บันทึกแต่ละชนิดต้อง อ้างถึงกันได้ ด้วยรหัส เช่น เที่ยวบิน F-0412 ใช้แบตเตอรี่ B6S-03 ตรวจก่อนบินใบ PF-0412 และพบข้อบกพร่อง DEF-021 ที่ปิดด้วยใบสั่งงาน JC-017 เมื่อมีคนถามว่าแบตเตอรี่ก้อนนี้ผ่านอะไรมาบ้าง จะตอบได้จากเอกสารทันที แนวทางของ กพท. กำหนดให้มีการตรวจก่อนและหลังบิน และให้เก็บบันทึกไว้อย่างน้อย 3 ปี

ปฏิบัติการประจำโมดูล

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

สรุป

• LiPo แรงดันระบุ 3.7 V เต็ม 4.2 V ต่อเซลล์ เก็บรักษาประมาณ 3.7–3.85 V และ LiHV ชาร์จได้สูงกว่าตามผู้ผลิต
• ทะเบียนแบตเตอรี่ติดตามความจุ ความต้านทาน รอบ และสภาพ และแบตเตอรี่บวมต้องเลิกใช้ทันที
• พลังงาน Wh เท่ากับแรงดันระบุคูณ Ah และกำหนดวิธีขนส่งทางอากาศตาม IATA
• บันทึกทุกชนิดต้องอ้างถึงกันได้ และความพร้อมต้องยืนยันด้วยหลักฐานครบทุกช่อง

แบบฝึกตรวจความเข้าใจ

1. แบตเตอรี่ 6S ชาร์จเต็มมีแรงดันรวมเท่าใด
2. แบตเตอรี่ 22.2 V 4500 mAh มีกี่ Wh และนำขึ้นเครื่องบินเป็นแบตเตอรี่สำรองได้อย่างไร
3. ความจุระบุ 5000 mAh วัดได้ 3900 mAh เหลือกี่เปอร์เซ็นต์
4. จะไม่ใช้แบตเตอรี่สองสัปดาห์ ควรเก็บที่แรงดันต่อเซลล์ประมาณเท่าใด
5. เครื่องบินผ่านการตรวจก่อนบินครบ แต่ยังไม่รู้ว่าการตรวจแรงขันน็อตที่ครบกำหนดทำแล้วหรือยัง สถานะความพร้อมคืออะไร