Massimizzare la durata del ciclo della batteria LiPo

Introduzione: Massimizzare la durata delle batterie LiPo

In questo blog, esamineremo una tecnica semplice per massimizzare la durata di un pacco batteria aumentando il numero di cicli di carica ottenibili in una batteria a base di litio. Se sei come me, ci sono alcuni sacrifici da fare, e può essere una sfida per persone come me che vogliono ottimizzare le prestazioni della batteria, in particolare in termini di autonomia.

Ora, entriamo nei dettagli. Essenzialmente, il focus di questo blog è lavorare con i cicli di carica, e il modo per ottenere cicli estesi è non caricare completamente i nostri pacchi batteria a 4,20 volt (per batterie al litio polimero regolari) o 4,35 volt (per batterie ad alta tensione).

I pericoli della tensione massima delle batterie LiPo

Sappiamo già che se carichiamo una batteria a 4,20 volt e la conserviamo a questa tensione, rischiamo di danneggiare un normale pacco batteria al litio polimero. Le batterie non prosperano alla loro tensione massima, e ci interessa massimizzare la loro durata. Ciò che le batterie preferiscono è essere più vicine alla tensione di stoccaggio di una batteria al litio polimero, che è il punto chiave su cui ci concentreremo. La conclusione principale è che le batterie non funzionano bene quando sono a uno dei due estremi dell'intervallo di tensione; oggi ci concentreremo specificamente sull'estremità alta di questo intervallo. Per quanto riguarda il lato a bassa tensione, lo escluderemo dalla discussione qui.

Mantenere i Livelli Minimi di Carica della Batteria LiPo

Quello che vogliamo garantire è di mantenere sempre almeno il 15 percento di stato di carica nel pacco batteria, con il 20 percento che è più ideale. Non lasceremo che la carica scenda sotto questo livello ai fini della nostra discussione. Questo stato di carica corrisponde ai livelli di tensione mostrati nel grafico. 

Gestione dei Cicli di Carica con un Caricabatterie Computerizzato

Ora, riguardo ai cicli di carica, se hai un caricabatterie computerizzato, il processo diventa molto più semplice. L'obiettivo è fermare la carica prima di raggiungere la tensione di picco per una batteria al polimero di litio, che è 4,20 volt per batterie normali o 4,35 volt per varianti ad alta tensione. Molti caricabatterie moderni permettono di impostare una tensione specifica fino a cui la batteria verrà caricata, fermandosi automaticamente a quel punto. Questo è il modo più semplice per gestire il processo di carica.

Per questo metodo, la mia raccomandazione è di impostare la tensione massima di carica tra 4,10 volt e 4,19 volt.

Compromessi tra Capacità, Prestazioni e Vita Ciclica della Batteria LiPo

Se preferisci, puoi impostarla sotto i 4,10 volt. Tuttavia, questo introduce un compromesso tra capacità della batteria, prestazioni e numero di cicli. Di seguito, fornirò una formula per calcolare la vita ciclica di un pacco batteria basata su queste impostazioni.

Caricare fino a 4,10 volt come tensione massima comporterà una vita ciclica equivalente a 0,5 cicli, dove un ciclo completo va dal 15 al 20 percento di carica fino al 100 percento. Se riduci la tensione a 4,10 volt, puoi fare riferimento al grafico per vedere la capacità e lo stato di carica che la tua batteria manterrà. Fondamentalmente, sacrificherai un po' di capacità, il che significa che non otterrai tanta autonomia, cosa che potrebbe essere uno svantaggio per alcuni. Tuttavia, potresti mitigare questo acquistando in futuro un pacco batteria di capacità maggiore.

Compromessi di Prestazioni Sopra i 4,10 Volt

Il secondo svantaggio è che le prestazioni sopra i 4,10 fino a 4,20 volt per cella saranno anch'esse limitate. Questa perdita di prestazioni significa che il tuo motore non raggiungerà un numero di giri al minuto così elevato, limitando la velocità massima potenziale del tuo veicolo radiocomandato. Per me, non mi dispiace sacrificare questo quando uso i miei veicoli per un uso casuale o per far volare un aeroplano radiocomandato, poiché in quei casi non mi concentro sul massimizzare le prestazioni o l'autonomia. Tuttavia, questo metodo sarà ideale per estendere la durata dei miei veicoli radiocomandati, specialmente delle batterie stesse. 

Non solo ho intenzione di usare questa tecnica per la mia attrezzatura radiocomandata, ma la sto adottando anche per altri dispositivi elettronici come i miei cellulari e laptop.

Scegliere la giusta tensione di carica della batteria LiPo per la durata dei cicli

Non devi attenerti alla soglia di 4,10 volt; puoi scegliere qualsiasi tensione all'interno dell'intervallo raccomandato. Per esempio, se scegli 4,15 volt, la durata del ciclo sarà equivalente a circa 0,71 cicli.

Mettiamola in prospettiva: se scegli di caricare solo fino a 4,10 volt, è come usare 0,5 cicli di carica, raddoppiando essenzialmente la durata della tua batteria in termini di cicli di carica. Un pacco batteria al litio polimero ben mantenuto può tipicamente durare tra 200 e 500 cicli. Se sei diligente nella cura adeguata—come mantenere la batteria a una temperatura ragionevole, evitare eccessivi prelievi di potenza e caricare a tassi tra 1C e 2C—puoi massimizzare il numero di cicli. Al contrario, se maltratti la batteria, potresti vedere meno di 200 cicli.

Come raddoppiare la durata della tua batteria

Supponiamo che tu ottenga 200 cicli da un pacco e lo carichi a 4,10 volt ogni volta. Usando questa tecnica, potresti effettivamente raddoppiare la durata, ottenendo quindi 400 cicli. Per una batteria di alta qualità ben mantenuta, potresti potenzialmente arrivare fino a 500 cicli. Applicando questo metodo, potresti vedere fino a 1.000 cicli da una batteria di prima categoria.

Questo è un aumento sostanziale della durata della batteria. Se preferisci più prestazioni e maggiore autonomia e sei disposto a caricare fino a 4,15 volt, otterrai circa 770 cicli, come detto in precedenza. 

Conclusione: Massimizzare la durata della batteria LiPo per un rapporto costo-efficacia

In sintesi, il punto chiave è che utilizzando questo metodo per limitare la tensione, possiamo estendere significativamente la vita dei nostri pacchi batteria. Poiché le batterie sono costose, massimizzarne la durata è una strategia preziosa. Se non ti dispiace sacrificare un po' di autonomia o prestazioni, questo approccio può fare una differenza notevole. Se vuoi evitare di sacrificare la capacità, puoi sempre optare per un pacco batteria più grande, purché rientri nei vincoli fisici del tuo dispositivo e non aggiunga troppo peso.

Come ho detto prima, questa è una tecnica semplice che tutti possiamo implementare, a patto di essere disposti a fare qualche sacrificio in termini di prestazioni per il beneficio della longevità.

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