Maximierung der Lebensdauer von LiPo-Akkus

Einführung: Maximierung der Lebensdauer von LiPo-Akkus

In diesem Blog werden wir eine einfache Technik untersuchen, um die Lebensdauer eines Akkupacks zu maximieren, indem die Anzahl der Ladezyklen eines lithiumbasierten Akkus erhöht wird. Wenn Sie wie ich sind, müssen einige Opfer gebracht werden, und es kann für Personen wie mich, die die Batterieleistung insbesondere in Bezug auf die Laufzeit optimieren wollen, eine Herausforderung sein.

Kommen wir nun ins Detail. Im Wesentlichen konzentriert sich dieser Blog darauf, mit Ladezyklen zu arbeiten, und der Weg zu verlängerten Zyklen besteht darin, unsere Akkupacks nicht vollständig auf 4,20 Volt (für normale Lithium-Polymer-Akkus) oder 4,35 Volt (für Hochvolt-Akkus) aufzuladen.

Die Gefahren der maximalen Spannung von LiPo-Akkus

Wir wissen bereits, dass wir, wenn wir eine Batterie auf 4,20 Volt aufladen und bei dieser Spannung lagern, das Risiko eingehen, einen normalen Lithium-Polymer-Akku zu beschädigen. Batterien gedeihen nicht bei ihrer maximalen Spannung, und unser Ziel ist es, ihre Lebensdauer zu maximieren. Batterien bevorzugen es, näher an der Lagerungsspannung eines Lithium-Polymer-Akkus zu sein, was der entscheidende Punkt ist, auf den wir uns konzentrieren werden. Die wichtigste Erkenntnis ist, dass Batterien bei beiden Extremen des Spannungsbereichs nicht gut funktionieren; heute konzentrieren wir uns speziell auf das obere Ende dieses Bereichs. Was die Niederspannungsseite betrifft, so schließen wir diese hier aus der Diskussion aus.

Aufrechterhaltung der Mindestladezustände von LiPo-Akkus

Was wir sicherstellen wollen, ist, dass wir immer mindestens 15 Prozent Ladezustand im Akkupack halten, wobei 20 Prozent idealer sind. Wir werden den Ladezustand für unsere Diskussion nicht unter dieses Niveau fallen lassen. Dieser Ladezustand entspricht den in der Grafik gezeigten Spannungswerten. 

Verwaltung der Ladezyklen mit einem computergesteuerten Ladegerät

Was die Ladezyklen betrifft, wird der Prozess mit einem computergesteuerten Ladegerät deutlich einfacher. Das Ziel ist es, das Laden vor Erreichen der Spitzenspannung für einen Lithium-Polymer-Akku zu stoppen, die bei normalen Akkus 4,20 Volt und bei Hochvoltvarianten 4,35 Volt beträgt. Viele moderne Ladegeräte erlauben es, eine bestimmte Spannung einzustellen, bis zu der der Akku geladen wird, und stoppen automatisch an diesem Punkt. Dies ist die einfachste Methode, den Ladevorgang zu steuern.

Für diese Methode empfehle ich, die maximale Ladespannung zwischen 4,10 Volt und 4,19 Volt einzustellen.

Kompromisse zwischen Kapazität, Leistung und Zyklenlebensdauer von LiPo-Akkus

Wenn Sie möchten, können Sie die Spannung unter 4,10 Volt einstellen. Dies führt jedoch zu einem Kompromiss zwischen Batteriekapazität, Leistung und Zyklenanzahl. Im Folgenden gebe ich eine Formel zur Berechnung der Zyklenlebensdauer eines Akkupacks basierend auf diesen Einstellungen an.

Das Laden bis zu 4,10 Volt als maximale Spannung führt zu einer Zyklenlebensdauer, die 0,5 Zyklen entspricht, wobei ein voller Zyklus von 15 bis 20 Prozent Ladung bis zu 100 Prozent reicht. Wenn Sie die Spannung auf 4,10 Volt reduzieren, können Sie anhand der Grafik die Kapazität und den Ladezustand sehen, den Ihre Batterie halten wird. Im Wesentlichen opfern Sie etwas Kapazität, was bedeutet, dass Sie nicht so viel Laufzeit erhalten, was für manche ein Nachteil sein kann. Dies könnten Sie jedoch ausgleichen, indem Sie in Zukunft einen Akku mit größerer Kapazität kaufen.

Leistungsabstriche über 4,10 Volt

Der zweite Nachteil ist, dass die Leistung über 4,10 bis 4,20 Volt pro Zelle ebenfalls begrenzt wird. Dieser Leistungsverlust bedeutet, dass Ihr Motor nicht so hohe Umdrehungen pro Minute erreicht, was die potenzielle Höchstgeschwindigkeit Ihres ferngesteuerten Fahrzeugs einschränkt. Für mich ist es in Ordnung, dies zu opfern, wenn ich meine Fahrzeuge zum lockeren Fahren oder zum Fliegen eines ferngesteuerten Flugzeugs benutze, da ich in diesen Fällen nicht auf maximale Leistung oder Laufzeit fokussiert bin. Diese Methode ist jedoch ideal, um die Lebensdauer meiner ferngesteuerten Fahrzeuge zu verlängern, insbesondere der Batterien selbst. 

Ich habe nicht nur vor, diese Technik für meine Fernsteuerungsgeräte zu verwenden, sondern übernehme sie auch für andere elektronische Geräte wie meine Handys und Laptops.

Die richtige LiPo-Akku-Ladespannung für die Zykluslebensdauer wählen

Sie müssen sich nicht an die 4,10-Volt-Grenze halten; Sie können jede Spannung innerhalb des empfohlenen Bereichs wählen. Wenn Sie beispielsweise 4,15 Volt wählen, entspricht Ihre Zykluslebensdauer etwa 0,71 Zyklen.

Setzen wir das in Relation: Wenn Sie sich entscheiden, nur bis 4,10 Volt zu laden, entspricht das der Nutzung von 0,5 Ladezyklen, was im Grunde die Lebensdauer Ihres Akkus in Bezug auf Ladezyklen verdoppelt. Ein gut gepflegter Lithium-Polymer-Akkupack hält typischerweise zwischen 200 und 500 Zyklen. Wenn Sie sorgfältig auf die richtige Pflege achten – wie das Halten des Akkus bei angemessener Temperatur, das Vermeiden von übermäßiger Leistungsabgabe und das Laden mit Raten zwischen 1C und 2C – können Sie die Anzahl der Zyklen maximieren. Im Gegensatz dazu können Sie bei Missbrauch des Akkus weniger als 200 Zyklen erreichen.

Wie Sie die Lebensdauer Ihres Akkus verdoppeln

Angenommen, Sie erhalten 200 Zyklen von einem Pack und laden es jedes Mal auf 4,10 Volt. Durch die Anwendung dieser Technik könnten Sie die Lebensdauer effektiv verdoppeln, was bedeutet, dass Sie 400 Zyklen erhalten würden. Für einen hochwertigen, gut gepflegten Akku könnten Sie möglicherweise bis zu 500 Zyklen erreichen. Durch die Anwendung dieser Methode könnten Sie bei einem erstklassigen Akku bis zu 1.000 Zyklen sehen.

Dies ist eine erhebliche Steigerung der Akkulaufzeit. Wenn Sie mehr Leistung und längere Laufzeit bevorzugen und bereit sind, bis 4,15 Volt zu laden, erreichen Sie etwa 770 Zyklen, wie bereits erwähnt. 

Fazit: Maximierung der LiPo-Akku-Lebensdauer für Kosteneffizienz

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir durch die Verwendung dieser Methode zur Begrenzung der Spannung die Lebensdauer unserer Akkupacks erheblich verlängern können. Da Batterien teuer sind, ist die Maximierung ihrer Lebensdauer eine wertvolle Strategie. Wenn es Ihnen nichts ausmacht, etwas Laufzeit oder Leistung zu opfern, kann dieser Ansatz einen spürbaren Unterschied machen. Wenn Sie keine Kapazität opfern möchten, können Sie immer einen größeren Akkupack wählen, solange er in die physischen Beschränkungen Ihres Geräts passt und nicht zu viel Gewicht hinzufügt.

Wie ich bereits erwähnt habe, ist dies eine einfache Technik, die wir alle anwenden können, vorausgesetzt, wir sind bereit, einige Leistungseinbußen zugunsten der Langlebigkeit in Kauf zu nehmen.

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