不安を一掃！バッテリーの正しい充電知識
ドローンを飛ばす上で、必ず必要になるリポバッテリーと充電器ですが、最近の充電器の進化はすごく、これまででも多機能で高性能と思っていたが、それをすんなりと飛び越えてしまうほどの製品が次から次へと発表されています。それらはこれまでの機能や性能の延長戦上にあるものではなく、全く新しいと言ってもいいような発想で造られているものばかりです。そして、それらは使っていて楽しくなるほどの製品ばかりであり、これまで以上に安全を重視した高性能充電器ばかりとなっています。
そこで今回は、リポバッテリーと充電器に焦点を当て、正しい充電知識を紹介していきたいと思います。一度覚えてしまえば必ず役に立つ知識ばかりですので、ぜひチェックしてみてください。
①充電器にある2種類のタイプ
現在、ドローンやラジコン界で使用されている充電器の種類としては「マルチタイプ充電器」というのが主流となっています。これは、ドローンやラジコン界で使用されているほとんどのバッテリータイプに対応したものです。ニッケル系バッテリーであれば「ニッカド（ニカド）」「ニッケル水素」であり、リチウム系バッテリーであれば「リチウムポリマー」「リチウムフェライト」「リチウムイオン」「ハイボルテージリチウムポリマー」に対応し、さらに「鉛蓄電池」にも対応しています。
そして、機能的には「充電」の他に「放電」をおこなうことができます。充電の中では「トリクル充電」「サイクル充電」「バランス充電」「STORAGE充電」「FAST充電」などの充電モードを選ぶことも可能です。
これに対して、バッテリータイプごとの専用充電器というものもあります。最近ではニッカドの専用充電器というのは見かけなくなりましたが、一般家庭用ではニッケル水素用の単三や単四タイプの専用充電器は販売されています。そして、ドローンやラジコン界ではリポ専用充電器というのが発売されています。専用充電器の良いところは、面倒な設定なしに充電することができることです。中にはバッテリーを充電器に接続するだけで充電が開始される製品もあるが、それらは小型機用バッテリーの充電に適した充電器が多いのも事実です。
②充電をするのに必要な3つの設定
最近の主流であるマルチタイプ充電器の場合は、充電開始までには最低3つの設定をおこなう必要があります。まず、最初にバッテリータイプの設定です。マルチタイプ充電器の場合、多くの種類のバッテリータイプに対応しているため、充電しようとするバッテリータイプを決めてやる必要があります。この設定が必要な理由としては、バッテリーはそのタイプにより１セルあたりの電圧が異なってくるからです。たとえば、リポバッテリーの場合は1セルの公称電圧は3.7Vとなっていますが、同じリチウム系バッテリーであるリチウムフェライトの場合は1セルの公称電圧は3.3Vとなっています。さらに、最近流行のハイボルテージリポバッテリーは公称電圧が3.8Vです。このような違いがあるため、充電をする際に充電器は充電電圧や充電方式を変更する必要があります。
次に、充電しようとするバッテリーのセル数を設定する必要があります。これも充電器としては充電電圧を変える必要があるからです。そして最後のひとつは、充電電流値の設定です。これは、どのタイプのバッテリーの充電でも現在のところは1C充電以下の電流値で充電することが望ましいとされています。これは安全に充電するための一つの条件であるとも言えます。
③1C充電について
前述した通り、充電電流値を設定する場合、必ずこの1C充電という言葉が登場します。これは充電しようとするバッテリーの電流容量値に合わせた充電をおこなうということです。たとえば、充電しようとするバッテリーの電流容量値が2600mAhであったら、その1C充電電流値は2.6A（2600mA）となります。よって、充電器の充電電流値の設定は2.6A以下に設定します。これがもし3500mAhの電流容量値を持つバッテリーであったならば、その1C充電電流値は3.5A（3500mA）となるので、この場合の充電器の充電電流値設定は3.5A以下に設定します。
このようにバッテリーの電流容量値により1C充電の充電電流値は変わります。これはそのバッテリーのセル数には関わりなく、あくまでもバッテリーに表記されている電流容量値で決まります。以前はニッカドバッテリーで3C充電ができるようなバッテリーも発売されていたが、現在ではすべてのバッテリーの充電は必ず1C充電以下の充電電流設定で充電することが基本とされています。これは充電事故を起こさないためにも絶対に守りましょう。
④セル数について
バッテリーは単三型とか単四型といったような1本の形をしたものがありますが、これを１セル（cell／セル）と言います。それを何本か直列あるいは並列に重ねてバッテリーとして使用することがあります。直列に重ねたバッテリーの場合は必要な電圧を確保する目的であり、並列に接続する場合は必要とする電流容量値を確保するためがほとんどです。
ドローンやラジコンの場合、バッテリーのパックはそのほとんどが直列に接続されています。たとえば、リポ３セルといった場合、リポ１セルの公称電圧が3.7Vであるので3セルで11.1Vとなります。これは、12V前後の電圧が必要な場合に3セルバッテリーを使用する、ということになります。このセル数の設定も、充電器にとっては充電電圧が異なるため、必要なものとなります。
⑤最大充電電流と最大電力について
充電器のスペックを見ると必ず最大充電電流と最大電力が表示されています。最大充電電流は単位が「A」で表示され、最大電力は「W」で表示されます。このスペックは非常に重要な要素であり、その充電器の実力を表しています。もちろん、この数値が大きな方が高性能な充電器ということになり、その分、価格が高くなる傾向にあります。
実は、このスペックを読み解かなければ最大充電電流で充電することができません。たとえば、最大充電電流が7Aで最大電力が50Wの充電器を使用している場合、この充電器で最大充電電流の7Aで充電できない場合があります。それは6セル（22.2V）のリポバッテリーをこの充電器で充電しようとしたとき、机上の計算では最大で2.25Aの電流値でしか充電することができないことになるからです。
W（電力）= I（電流）× E（電圧）
ですので、この式を展開すると、
I（電流）= W（電力）÷ E（電圧）
となります。この式に数値を当てはめると、6セルバッテリーの場合は最大充電電流値がスペックにある7Aとはならないのです。ここで重要となるのが最大電力であることが分かります。つまり、充電器を購入する時は、最大充電電流値も大きな要素となるが、一方で最大電力も重要な要素となることが分かるはずです。
最近のマルチタイプ充電器は、最大電力が300Wとか400Wというハイパワーなものがあります。これならば大型機用のバッテリーの充電での余裕でおこなうことができます。スペックは充電器を購入する時の大きな要素となることは確かであると言えます。
⑥バランス充電について
最近のマルチタイプ充電器には必ずと言ってもいいほど「バランス充電」という充電モードがあります。これは2セル以上のバッテリーを充電する時には活用したい充電方法です。ただし、この充電モードを使用することができるのは、バッテリーにバランス充電コネクターが付いていることが条件となります。
この充電モードは各セルの充電電圧をほぼ均等に充電してくれます。これにより、そのバッテリーの持つスペックをフルに引き出すことができるようになるので、2セル以上のバッテリーではこのモードで充電することを習慣としましょう。
⑦ACとDCについて
意外と知らないのが、この「AC」と「DC」という言葉の意味です。ACとは「alternating current」の略であり、交流と言われるものであり、代表的なのは家庭のコンセントから出ている電流のことで、時間とともに極性が変化する電流です。これに対してDCとは、「direct current」の略であり、直流と言われるものです。代表的なのが電池で、時間が経過しても極性が変化しない電流のことを指します。
最近の充電器はACを電源として使用することができる製品が多くなってきました。これは、非常に便利で、充電器を働かせるための電源を別に購入する必要がなく、家庭用コンセントにプラグを差し込めば使用することができるようになっています。また、このような充電器でも通常はDC入力端子も備え付けられています。これは、空撮現場や飛行場など屋外で使用する時に、この端子から電力を供給するためです。空撮現場などでは車のバッテリーを電源として使用することが多いですが、この場合はDC入力端子を使用します。
⑧充電事故を起こさないために
充電とはエネルギー交換のことです。ですので、当然熱が発生します。この熱が許容範囲である時はいいのですが、時に異常な高温となることがあります。こうなると充電事故が起こる可能性があります。異常な高温になる原因はいろいろ考えられるのですが、最も多いのが充電器の充電設定ミスです。バッテリータイプの選択を間違えたり、セル数を間違えたり、充電電流値の設定を間違えていたりすると、事故が発生する可能性が高くなります。
充電事故はバッテリーが破裂したり発火したりして大変危険な状態となります。ケガをしたり、火災を起こしたりすることがありますので、充電は大変危険なことをしているのだという自覚を持つ必要があります。充電中は充電器とバッテリーから目を離さず、何かあればすぐに充電をストップできるようにしましょう。特に充電をしたまま外出したりするのは非常に危険です。ひたすら監視しておく必要はありませんが、充電しているバッテリーの横を離れないようにすることが大切です。
⑨非常に危険なショートについて
充電中、バッテリーは絶対にショートさせてはいけません。ショートさせた瞬間に多大なる電流が一挙に流れ、バッテリーのケーブルが溶けたり、バッテリーそのものが破裂したりするからです。これも充電事故のひとつの事例となるでしょう。
バッテリーが破裂すると、バッテリーの内容物が飛び散ったり発火したりします。これらバッテリーのショートで多いのが、充電器に接続するバナナコネクター部分をむき出しにしていること。バナナコネクターの部分が触れると、それでショート状態になるため非常に危険です。写真のように、コネクターとバッテリーをつないでいるところから外し、バッテリーをバナナコネクターの付いているケーブルに取り付けたままにしないようにしましょう。
⑩まとめ
バッテリーと充電器の基本知識について解説してきましたがいかがでしたでしょうか？リポバッテリーをはじめ、バッテリーはドローンを飛ばす上で必ず必要になるアイテムであり、そのリポバッテリーは充電をしなければ使うことはできません。正しい知識で正しい充電ができるよう、ぜひこれを機会に覚えて頂ければ幸いです。