Maksimering af LiPo-batteriets cykluslevetid

Introduktion: Maksimering af LiPo-batteriers levetid

I dette blogindlæg vil vi undersøge en simpel teknik til at maksimere levetiden for en batteripakke ved at øge antallet af opladningscyklusser, der kan opnås i et lithiumbaseret batteri. Hvis du er som mig, er der nogle ofre, der skal bringes, og det kan være udfordrende for personer som mig, der ønsker at optimere batteriydelsen, især med hensyn til driftstid.

Lad os nu gå i detaljer. Grundlæggende handler dette blogindlæg om at arbejde med opladningscyklusser, og måden at opnå forlængede cyklusser på er ved ikke at oplade vores batteripakker fuldt ud til 4,20 volt (for almindelige lithium-polymer batterier) eller 4,35 volt (for højspændingsbatterier).

Faren ved LiPo-batteriers maksimale spænding

Vi ved allerede, at hvis vi oplader et batteri til 4,20 volt og opbevarer det ved denne spænding, risikerer vi at beskadige et almindeligt lithium-polymer batteripakke. Batterier trives ikke ved deres maksimale spænding, og vi er bekymrede for at maksimere deres levetid. Det batterier foretrækker, er at være tættere på opbevaringsspændingen for et lithium-polymer batteri, hvilket er det centrale punkt, vi vil fokusere på. Det vigtigste at tage med er, at batterier ikke fungerer godt, når de er i den ene eller anden ende af spændingsområdet; vi vil i dag fokusere specifikt på den høje ende af dette område. Hvad angår den lavspændingsside, udelukker vi det fra diskussionen her.

Opretholdelse af minimumsopladningsniveauer for LiPo-batteri

Det, vi vil sikre, er, at vi altid opretholder mindst 15 procent opladningstilstand i batteripakken, hvor 20 procent er mere ideelt. Vi vil ikke lade opladningen falde under dette niveau til formålet med vores diskussion. Denne opladningstilstand svarer til spændingsniveauerne vist på diagrammet. 

Styring af opladningscyklusser med en computerstyret oplader

Nu, med hensyn til opladningscyklusser, hvis du har en computerstyret oplader, bliver processen betydeligt lettere. Målet er at stoppe opladningen, før du når den maksimale spænding for et lithium-polymerbatteri, som er 4,20 volt for almindelige batterier eller 4,35 volt for højvoltsvarianter. Mange moderne opladere tillader dig at indstille en specifik spænding, som batteriet vil oplades til, og automatisk stoppe på det punkt. Dette er den nemmeste måde at styre opladningsprocessen på.

For denne metode anbefaler jeg at sætte den maksimale opladespænding mellem 4,10 volt og 4,19 volt.

Kompromiser mellem kapacitet, ydeevne og cykluslevetid for LiPo-batteri

Hvis du foretrækker det, kan du sætte den under 4,10 volt. Dette introducerer dog et kompromis mellem batterikapacitet, ydeevne og cyklusantal. Nedenfor vil jeg give en formel til at beregne cykluslevetiden for en batteripakke baseret på disse indstillinger.

Opladning til 4,10 volt som maksimal spænding vil resultere i en cykluslevetid svarende til 0,5 cyklusser, hvor en fuld cyklus spænder fra 15 til 20 procent opladning op til 100 procent. Hvis du reducerer spændingen til 4,10 volt, kan du se på diagrammet for at se kapaciteten og opladningstilstanden, som dit batteri vil holde. Grundlæggende vil du ofre noget kapacitet, hvilket betyder, at du ikke får så lang driftstid, hvilket kan være en ulempe for nogle. Dog kan du afbøde dette ved at købe et batteripakke med større kapacitet i fremtiden.

Ydelseskompromiser over 4,10 volt

Den anden ulempe er, at ydeevnen over 4,10 til 4,20 volt pr. celle også vil være begrænset. Denne ydelsestab betyder, at din motor ikke vil nå så høje omdrejninger, hvilket begrænser den potentielle topfart på dit radiostyrede køretøj. For mig gør det ikke noget at ofre dette, når jeg bruger mine køretøjer til afslappet kørsel eller flyvning med en radiostyret flyvemaskine, da jeg ikke fokuserer på at maksimere ydeevne eller driftstid i de tilfælde. Denne metode vil dog være ideel til at forlænge levetiden på mine radiostyrede køretøjer, især batterierne selv. 

Ikke alene planlægger jeg at bruge denne teknik til mit radiostyringsudstyr, men jeg tager den også i brug for andre elektroniske enheder som mine mobiltelefoner og bærbare computere.

Valg af den rigtige LiPo-batteri opladespænding for cykluslevetid

Du behøver ikke holde dig til 4,10 volts grænsen; du kan vælge enhver spænding inden for det anbefalede område. For eksempel, hvis du vælger 4,15 volt, vil din cykluslevetid svare til cirka 0,71 cyklusser.

Lad os sætte det i perspektiv: hvis du vælger kun at oplade til 4,10 volt, svarer det til at bruge 0,5 opladningscyklusser, hvilket reelt fordobler levetiden på dit batteri i forhold til opladningscyklusser. En velholdt lithium-polymer batteripakke kan typisk holde mellem 200 og 500 cyklusser. Hvis du er omhyggelig med korrekt pleje—såsom at holde batteriet ved en rimelig temperatur, undgå overdreven strømtræk og oplade med hastigheder mellem 1C og 2C—kan du maksimere antallet af cyklusser. Omvendt, hvis du misbruger batteriet, kan du opleve mindre end 200 cyklusser.

Sådan fordobler du levetiden på dit batteri

Lad os sige, at du får 200 cyklusser fra en pakke, og du oplader den til 4,10 volt hver gang. Ved at bruge denne teknik kan du effektivt fordoble levetiden, hvilket betyder, at du ville få 400 cyklusser. For et batteri af høj kvalitet, der er godt vedligeholdt, kan du potentielt få op til 500 cyklusser. Ved at anvende denne metode kan du se op til 1.000 cyklusser fra et topklasse batteri.

Dette er en betydelig stigning i batterilevetiden. Hvis du foretrækker mere ydeevne og længere driftstid og er villig til at oplade til 4,15 volt, vil du opnå omkring 770 cyklusser, som nævnt tidligere. 

Konklusion: Maksimering af LiPo-batteriets levetid for omkostningseffektivitet

For at opsummere er det vigtigste, at ved at bruge denne metode til at begrænse spændingen, kan vi betydeligt forlænge levetiden på vores batteripakker. Da batterier er dyre, er det en værdifuld strategi at maksimere deres levetid. Hvis du ikke har noget imod at ofre lidt driftstid eller ydeevne, kan denne tilgang gøre en mærkbar forskel. Hvis du vil undgå at ofre kapacitet, kan du altid vælge en større batteripakke, så længe den passer inden for de fysiske begrænsninger af din enhed og ikke tilføjer for meget vægt.

Som jeg nævnte tidligere, er dette en nem teknik, som vi alle kan implementere, forudsat at vi er villige til at gå på kompromis med lidt ydeevne til fordel for længere levetid.

Se hele videoen her