理解功率密度与能量密度

分类： 基础 > 飞行原理

能量密度与功率密度

这两个名词其实不常用，但是很有必要普及一下。

请听以下几个问题：

1、  最大的电池多大，越大越好，我这个时间太短

答：大电池也重，你飞机不一定放得下，也不一定背得动，续航不是成本增加

2、  给我推荐一个大推力的电机，我这个飞不起来

答：大电机也重，同样的kv值，不换桨的话，推力也大不了多少，换大桨你飞机能装下，吗？电机和桨都换了，你电调是不是也得跟着换？你确定吗？

3、  我这个桨太小了，我要换个大桨

答：大电机电调才能背得动大桨，你只换大桨？等着烧设备？

对于多数人来说，大家都明白的，大电池续航时间长，大电机大桨推力大，生活常识就足够推理这些了。只不过可能大家抽象不出来这个能量密度与功率密度的概念。

对于一些新手来说，有时候想当然了，才容易提出以上几个问题。

密度，大家都明白，或者平常说的比重，密度大就是比重大，就是相同体积下，密度越大，这东西就越沉，比如说这个铁密度比水大，所以实心铁球放水里沉底，泡沫密度比水小，所以泡沫放水里是浮在水面的。

言归正传，能量密度和功率密度并不是像“密度”那么大范围公允的定义，但是在各行业中一提，大家都能明白。

能量密度，就是单位体积或者重量能容纳的能量，功率密度就是单位体积或者重量能输出的最大功率。

举个例子，我们现在说电池发展到了一个瓶颈期，大家都在找体积更小能存储更多能量的电池，这样我们的手机，电动汽车就可以获得更长的续航，这就是说在目前的情况之下，单位体积或者重量的电池能存储的电能已经几乎到达极限了，即使有小的提升，也很难在目前的电解质和电极材料的基础上做出很大提升。

我们具体说一下在航模的电池和电机这个小小的领域内的。

锂电池，虽然说随着工艺的提升等因素，相同的容量的电池体积会小一点点，重量会轻一点点，但是在具体到你去买电池的时候，基本上还是遵循锂电池密度基本一样的原则的，就是说，5000mah 3s电池基本是2500mah 3s电池重量的两倍，可能会因为包装，引出线等因素不是准确的两倍关系，但是基本是相关的，比如2500的200多克，5000的就是400多克。所以不要妄想我换个容量大的电池差不多重量，不可能的。

另外就是，两倍容量的电池能不能提升一倍的续航时间？不能，因为电池重量变大，飞机起飞重量变大，相同时间下就会消耗跟多的电能。

还有一个值得一提的问题，就是有人为了提高续航，使用18650电池，其实也是因为18650电池能量密度大一些。

再说无刷电机，为啥最近几年电动航模发展迅猛？是因为强磁材料的出现让电机的功率密度迅速提升，很轻的质量就能获得很大的功率，但是这个是相对于有刷电机来说的，当大家都是无刷电机放在一起比较的时候，仍然是大电机才能有更大的功率，更大的电机有更大的功率，也有更大的重量和体积啊，你确定商家推荐1806的电机的飞机，你用个3520能飞起来？这不是搞笑么。

再说说“小马拉大车和大马拉小车”，小马拉大车，基本差不多还行，如果过度，马就会肌肉拉伤，小电机带大桨就会烧，不是烧电机就是烧电调。大马拉小车，没问题，累不死马，可马走这一趟不吃草吗？应该用小电机的地方你非得装个大电机上去，不重啊？不费电啊？