Jak změřit vnitřní odpor LiPo baterie

Pokud se věnujete vysoce výkonným koníčkům, jako jsou RC auta nebo FPV drony, pravděpodobně jste slyšeli lidi mluvit o „IR“ baterie, ale co to vlastně znamená? Vnitřní odpor LiPo baterie je jedním z nejdůležitějších—a zároveň nejvíce přehlížených—ukazatelů jejího stavu. Představte si to jako vnitřní úzké hrdlo baterie. Je to měřítko toho, jak moc baterie sama brání tomu, aby její vlastní energie mohla volně proudit ven. Nízké číslo IR je dobré; vysoké číslo IR je špatné. Pochopení tohoto jednoduchého čísla vám může hodně říct o stavu vaší baterie a o tom, jak bude fungovat.

Proč byste se vlastně měli zabývat měřením vnitřního odporu?

Tak proč by vás toto číslo mělo zajímat? Může se zdát jako technický detail pro inženýry, ale měření vnitřního odporu LiPo baterie je jako měření jejího pulsu. Dává vám jasný a upřímný pohled na její stav, jak zvládne být zatížena a kolik života v ní skutečně ještě zbývá.

Baterie s nízkým vnitřním odporem (IR) může rychle dodat hodně energie bez problémů. V reálném světě to znamená větší „ráz“ na startu vašeho RC auta nebo menší pokles napětí při vysokorychlostním stoupání s vaším dronem. Naopak baterie s vysokým IR bude mít problém dodat tento výkon. Projevuje se to výrazným poklesem výkonu, baterií, která se při používání neobvykle zahřívá, a kratší výdrží. Sledování IR během životnosti baterie je nejlepší způsob, jak poznat, kdy je baterie unavená a je třeba ji z bezpečnostních důvodů vyřadit.

Jaké vybavení potřebujete k měření?

Dobrá zpráva je, že k měření IR nepotřebujete spoustu drahého laboratorního vybavení. Většina moderních hobby nabíječek má tuto funkci zabudovanou, takže je to velmi snadné.

Co budete potřebovat:

• Chytrou nabíječku nebo analyzátor baterií s funkcí IR: Toto je klíčové zařízení. Při výběru nabíječky hledejte takovou, která má výslovně uvedeno „Měření vnitřního odporu“ nebo „IR kontrola“ jako funkci. Mnoho populárních značek to nabízí u svých středních až vyšších modelů.
• Správné konektory: Budete potřebovat hlavní napájecí vodiče (například XT60 nebo Deans konektor) a stejně důležitý je i vyvažovací konektor. Nejpřesnější měření IR se provádí přes vyvažovací konektor, protože umožňuje nabíječce měřit každou jednotlivou buňku uvnitř baterie.

Jak vlastně změřit vnitřní odpor? Krok za krokem

Měření IR je jednoduchý proces, ale pokud chcete získat užitečné, konzistentní výsledky, které můžete sledovat v čase, měli byste se snažit dělat to pokaždé stejným způsobem.

Krok 1: Připravte baterii

Pro nejspolehlivější a nejkonzistentnější výsledky je nejlepší měřit baterie za stejných podmínek pokaždé. Skvělým zvykem je měřit je, když jsou plně nabité (4,2 V na článek) a vychladlé na pokojovou teplotu. Horká baterie přímo z nabíječky nebo částečně vybitá baterie vám dají odlišné hodnoty, takže konzistence je klíčová.

Krok 2: Připojte ji k nabíječce

Bezpečně zapojte hlavní napájecí vodič i vyvažovací vodič vaší LiPo baterie do správných portů na nabíječce. Nabíječka potřebuje obě tato připojení, aby mohla provést test a zobrazit hodnotu pro každou jednotlivou buňku.

Krok 3: Spusťte test IR

Projděte menu vaší nabíječky a najděte funkci vnitřního odporu. Může být označena jako „Battery Resistance“, „IR“ nebo podobně. Jakmile ji najdete, vyberte ji a nechte nabíječku pracovat. Proces je obvykle velmi rychlý a trvá jen několik sekund.

Krok 4: Přečtěte a zaznamenejte výsledky

Nabíječka vám pak zobrazí hodnotu IR pro každou buňku ve vaší baterii i celkovou hodnotu pro celý pack. Čísla budou uvedena v milliohmech (mΩ). Je skvělý nápad si tyto hodnoty zapsat, třeba na malou nálepku, kterou přilepíte na baterii, nebo do deníku. Tak můžete snadno sledovat, jak se IR mění s věkem baterie.

Co může ovlivnit vaše měření vnitřního odporu?

Pokud změříte stejnou baterii ve dvou různých dnech a dostanete mírně odlišná čísla, nepanikařte. Hodnota IR není pevné číslo; může ji ovlivnit několik faktorů. Proto je tak důležité měřit za stejných podmínek, abyste získali data, která lze skutečně porovnávat.

• Stav nabití: IR baterie bude mírně odlišný, když je plně nabitá oproti stavu skladování. Proto je nejlepší měřit vždy na stejné úrovni nabití, ideálně když je baterie plná.
• Teplota: To je velký faktor. Teplá baterie vždy ukáže nižší IR než studená baterie. Vždy nechte baterie vychladnout na pokojovou teplotu před měřením, abyste získali pravdivé a porovnatelné hodnoty.
• Věk a používání baterie: To je to, co se snažíme sledovat! Jak baterie stárne a má za sebou více nabíjecích a vybíjecích cyklů, její IR se přirozeně a pomalu zvyšuje.
• Velikost a kapacita baterie: To je také velmi důležité. Velká vysokokapacitní baterie určená pro vysokoproudové aplikace bude mít přirozeně mnohem nižší vnitřní odpor než malá baterie s nízkou kapacitou. Nemůžete přímo porovnávat IR 5000mAh packu s 1500mAh packem a očekávat, že budou stejné.

Co je „dobrý“ vnitřní odpor pro LiPo?

To je zlatá otázka, kterou se každý ptá, a upřímná odpověď je: „záleží na situaci.“ Nicméně existují velmi dobré obecné pokyny, podle kterých můžete posoudit stav svých packů. Níže uvedená čísla se vztahují na vnitřní odpor na jednotlivý článek.

Nový, vysoce kvalitní pack

Čerstvá, špičková LiPo by měla mít IR pod 10mΩ na článek, přičemž mnoho vysoce výkonných packů má hodnoty tak nízké jako 2-5mΩ na článek, když jsou zcela nové. Články by měly být také velmi dobře vyrovnané, ideálně v rozmezí 1-2mΩ mezi sebou.

Zdravý, používaný pack

Jak baterii používáte, IR začne pomalu stoupat. Pack s IR mezi 10-20mΩ na článek je stále ve skvělém stavu a měl by poskytovat solidní výkon.

Stárnoucí nebo opotřebovaný pack

Jakmile IR začne stoupat nad 20mΩ na článek, je to známka toho, že baterie je unavená. Pravděpodobně se projeví výrazným poklesem výkonu a může se při používání více zahřívat. I když může být stále použitelná pro méně náročné, nízkoproudové aplikace, její životnost jako vysoce výkonného packu se blíží ke konci.

Potenciálně nebezpečný pack

Pokud IR některého článku dramaticky vyskočí, nebo pokud je jeden článek mnohem vyšší než ostatní (například jeden článek má 40mΩ, zatímco ostatní 15mΩ), je to velké varování, že článek selhává. Baterie by měla být z bezpečnostních důvodů okamžitě vyřazena.

Pamatujte, baterie s vyšší kapacitou by obecně měla mít nižší odpor. Velký 6000mAh pack s odporem 15mΩ je ve mnohem horším stavu než malý 1300mAh pack se stejnou hodnotou. Kontext je důležitý!

Jak udržet vnitřní odpor nízký?

Baterii nezastavíte ve stárnutí, ale rozhodně můžete zpomalit proces stárnutí a udržet vnitřní odpor vaší LiPo baterie co nejnižší co nejdéle tím, že se o ni dobře staráte.

• Nepřevybíjejte ji: To je nejrychlejší způsob, jak LiPo zabít. Nikdy nenechávejte baterii vybít pod 3,0 V na článek. Když zazní alarm nízkého napětí, je čas přestat.
• Nenechávejte je plně nabité: Nechat LiPo plně nabitou dny v kuse je pro ni velmi stresující. Pokud nebudete baterie používat déle než den nebo dva, dejte je do skladovacího nabití (kolem 3,8 V na článek).
• Řiďte teplotu: Nikdy nenabíjejte baterii, když je horká z používání. Nechte ji nejdříve vychladnout. A co děláte, nikdy nenechávejte baterie v horkém autě.

Závěr: Dejte své baterii rychlou kontrolu

Měření vnitřního odporu LiPo baterie je jako pravidelná zdravotní prohlídka. Je to rychlý, jednoduchý způsob, jak sledovat její stav, vědět, jaký výkon od ní očekávat, a hlavně poznat, kdy je čas bezpečně vyřadit starý pack. Pokud si zvyknete baterie pravidelně kontrolovat, zajistíte si nejlepší výkon a co nejdelší životnost každé z nich. Je to jednoduchý krok, který by měl být součástí rutiny každého vážného nadšence.