冬天航拍,客户以为最大的困难是手冷,其实真正要命的是电池。
我们做过一次北方的冬季外景,气温零下 5 度,风速 4 米每秒。同一块电池夏天能飞 28 分钟,那天起飞后 11 分钟就报低电量。这件事之后我们把低温航拍的电池流程整个重写了一遍。
低温到底对电池做了什么
锂聚合物电池的放电能力跟温度强相关。温度下降,电解液黏度上升,锂离子迁移变慢,表现出来就是内阻变大。
内阻变大有两个直接后果。第一是电压下降更快,因为同样电流下压降更大,飞控看到电压掉到阈值就会判定电量不足。第二是可用容量减少,我们实测过几组数据:25 度环境下电池可用容量 100%,10 度大约 92%,0 度大约 75%,零下 5 度只有 62% 到 68%。也就是说,标称 5000mAh 的电池,零下 5 度实际能放出来的只有 3100mAh 左右。
这个数字很关键,因为它直接决定了你的返航余量要留多少。
出发前的预热,别用快充头
预热的目标是让电芯温度回到 20 度以上再起飞。
我们的做法是车里备一个保温箱,箱内放两个暖宝宝,电池装进保温箱后大概 25 分钟能回到 20 度左右。用保温箱的关键是别让电池直接贴暖宝宝,中间垫一层布,否则局部过热反而伤电芯。
有人问能不能用快充给电池充电来预热的。我的建议是别这么干。低温下大电流充电会在负极形成锂枝晶,这个损伤是不可逆的。而且充电过程本身发热不均匀,靠近充电口的那片电芯温度会明显高于外侧。
如果现场没有保温条件,还有一个办法是把电池揣在贴身口袋里。听着不太专业,但确实有效,人体 37 度比任何暖宝宝的温控都稳定。
飞行中的保温,重点是别让风直吹
起飞之后电池本身会发热,正常飞行电流下电芯温度一般能维持在 15 度到 25 度之间,问题不大。
真正的风险点是悬停和低速飞行。悬停时电流小,产热少,如果气温低、风又大,电芯温度会往下掉。我们一般会在电池仓外侧贴一层保温贴,材料是那种 3 毫米厚的发泡材料,成本几块钱,能让电芯温度多维持 5 度左右。
还有一个细节是起飞方式。我们一般不做原地垂直爬升,而是先低空平飞 30 秒到 60 秒让电池升温,再爬升到工作高度。这个动作看着多余,但在低温下能让电芯温度回到正常区间,后面电压曲线会平顺很多。
返航阈值,低温下要往上提
正常环境下我们把返航电量设在 25%。低温环境下这个值要提到 35%,甚至 40%。
原因很简单:低温下电压曲线更陡,从 30% 掉到 10% 可能只需要 90 秒。你按平时的余量留,就会出现电量和时间对不上。
我们那次在北方,返航阈值还是按 25% 设的。起飞后 11 分钟报低电量,当时飞机距离返航点大约 1.8 公里,逆风。飞机自动返航后,最后 300 米是顶着 8 米每秒的风爬升,落地时电量显示 3%。如果当时距离再远 500 米,就得迫降了。
那趟的教训是:低温环境下不要相信百分比,要相信电压。我们后来改成同时看两个数,电压低于 3.6V 每片就开始往回走,不管百分比多少。
备用电池的轮换
低温外景,一块电池往往不够一场拍摄。我们的做法是带 4 块轮流用,每块飞完立刻回保温箱。
说白了,轮换顺序就是个温度管理的活儿。不要等一块用完了再拿下一块,而是按箱内温度高低依次取。保温箱里靠近暖宝宝的一侧温度高,先取那一侧的。这样能让每块电池的起始温度都在 20 度以上。
另外,飞完的电池是热的,不要立刻放回保温箱和冷电池混在一起,会互相影响温度。我们一般会单独放一个隔层让它自然降温到接近环境温度再回收。
还有几件容易被忽略的事
低温下无人机本身的传感器也会受影响。气压计在温度剧变时会有零点漂移,表现出来是起飞后一两分钟高度读数有轻微跳动,一般 ±0.5 米以内是正常的。
镜头起雾是另一个常见问题,我们踩过这个坑。从冷环境进到室内或者车里,镜片会立刻结雾,这时候别急着擦,擦了会留痕。正确做法是盖上镜头盖,让它自然回温 15 到 20 分钟。
遥控器的电池也怕冷。手机或者平板在零下环境会自动关机,我们一般会在遥控器下面贴一个暖手宝,同时把手机套一个保温壳。
收个尾
说实话,低温航拍的核心就一件事:把电量预算当成夏天的一半来算。按这个前提去规划每一条航线,基本不会出问题。