Hoe je LiPos voorkomt dat ze je huis in brand steken

Lithiumbatterijveiligheid is geen grap, want het is waar dat wanneer een lithiumbatterij in brand vliegt, de gevolgen absoluut catastrofaal kunnen zijn. Een van de dingen die lithiumbatterijen zo gevaarlijk maken wanneer ze vlam vatten, is dat het vuur volledig zelfonderhoudend is; een lithiumbatterij kan branden in een vacuüm, het kan onder water branden, het heeft geen hulp nodig om zichzelf in brand te steken. Het enige wat het nodig heeft is een excuus. Je doel met lithiumbatterijveiligheid is om het geen excuus te geven om je huis af te branden. Het blijkt dat zolang je ze onder controle houdt, zolang je een paar veiligheidsregels volgt, ze eigenlijk bijna nooit in brand vliegen en je huis afbranden. De eerste en belangrijkste specificatie waar je op wilt letten is de S-classificatie. Hier zien we dat de batterij is gelabeld als 6s en dat betekent dat het een 6s lipo batterij is. We kunnen de individuele cellen 1 2 3 4 5 6 zien die op elkaar gestapeld zijn en als we deze batterij hier bovenaan zouden opensnijden, zouden we zien dat ze elektrisch in serie zijn geschakeld. Voor een lithiumbatterij kan elke individuele cel een spanning hebben tussen 3,0 volt en 4,2 volt. Technisch gezien kunnen ze een spanning hebben tot 0,0 volt, maar als ze onder de 3,0 volt komen, zullen ze waarschijnlijk permanent beschadigd raken. Dit is een van de dingen die je wilt vermijden als je lithiumbatterijen veilig wilt hanteren en gebruiken. Laat ze niet onder de 3,0 volt komen voor een individuele cel. In werkelijkheid wordt de prestatie van de batterij echt slecht onder ongeveer 3,3 tot 3,5 volt, en dus houden we ze bij normaal gebruik, vooral voor quadcopters die veel stroom trekken en veel vermogen verbruiken, boven ongeveer 3,5 volt. Als we het hebben over iets als een mobiele telefoon, een brilbatterij of misschien je radio die niet veel stroom trekt, kun je ze misschien dichter bij die 3,0 volt limiet laten komen, maar de bottom line is dat voor deze lithium-polymeer cellen 3,0 volt tot 4,2 volt het absolute spanningsbereik is dat een enkele cel kan hebben. Een uitzondering op die regel is elke cel die is gelabeld als HV, wat je hier kunt zien op deze Nitronector gold tiny woop batterij. Cellen gelabeld HV zijn beoordeeld om tot 4,35 volt per cel te gaan, niet 4,2, en een andere uitzondering is een cel zoals deze 18650 cel, dit is een lithiumcel maar gelabeld als lithium-ion en lithium-ion cellen kunnen meestal tot 2,5 volt per cel gaan, niet 3,0. Er zijn dus een paar uitzonderingen waar je van op de hoogte moet zijn, maar in het algemeen voor een lithium-polymeer batterij, zoals bijna alle batterijen die in FPV worden gebruikt, zal het celspanningsbereik 3,0 tot 4,2 volt per cel zijn, brand dat in je hersenen, want dat is een heel belangrijk getal.

Nu, wanneer je cellen in serie hebt geschakeld, dat is wat de s en 6s betekent: 6 cellen in serie geschakeld, is het effect daarvan dat de celspanningen optellen, dus voor deze 6s batterij zijn we bij volledige lading

4,2 keer 6 is gelijk aan 25,2 volt bij volledige lading, en bij volledige ontlading zou het 3,0 keer 6 zijn, gelijk aan 18 volt. Praktisch gezien wil je het echter boven ongeveer 3,5 volt houden, wat 3,5 keer 6 is, gelijk aan 21 volt. Je zult op 25,6 volt zijn wanneer je volledig opgeladen bent van de lader en begint te vliegen met het pakket, en wanneer het rond de 21 volt komt, begin je na te denken over landen, en als het ooit onder de 18 volt komt, is dat slecht nieuws. Dan kan de batterij beschadigd raken. Zo passen we deze getallen toe en natuurlijk kun je deze getallen uitbreiden als je 2s, 3s, 4s enzovoort vliegt, je vermenigvuldigt gewoon met 2, 3, 4 of wat dan ook in plaats van 6.

Laten we nu deze lader introduceren, want wanneer je batterijen oplaadt, is dat een van de belangrijkste momenten waarop mensen fouten maken en dan vliegt de batterij in brand en brandt hun huis af. De spanning van de batterij is een van de belangrijkste dingen die je goed moet krijgen als je gaat opladen, maar het goede nieuws is dat de meeste laders dit automatisch voor je regelen. Dus als we de hoofdontlaadkabel van de batterij aansluiten, zal die de volledige pakkingspanning hebben

en we kunnen op dit moment zien dat dat 23,02 volt is. Een van de uitdagingen bij het opladen van batterijen is dat als je alleen naar de spanning op de hoofdontlaadkabel kijkt, je niet altijd kunt zien hoeveel cellen het zijn. Je zou kunnen denken 23 volt, nou dat is 23 gedeeld door 6 is wat het ook is, en dat is duidelijk een 6-cellige batterij, maar er is enige overlap waarbij een volledig opgeladen 5-cellige batterij dezelfde spanning kan hebben als een ontladen 6-cellige batterij, het is niet altijd makkelijk te zeggen. En er is nog een ander probleem waar de lader mee moet omgaan, anders dan alleen weten hoeveel cellen de batterij heeft, en dat probleem is dat de lader de spanning van de individuele cellen zelf moet kunnen beheren. Daarom heeft de batterij deze, die de balanskabel wordt genoemd, en de balanskabel heeft een draad

die in de batterij gaat en de spanning van elke individuele cel meet, naast deze xt60 hier, de hoofdontlaadkabel die de totale spanning van het pakket heeft, maar niet de spanning van de individuele cellen.

Laad dus nooit op zonder de balansconnector aan te sluiten, het is essentieel voor de veiligheid van de batterij en essentieel voor de lange levensduur van de batterij. Nu we de balanskabel hebben aangesloten, kan de lader weten hoeveel cellen er zijn omdat hij de spanning van de individuele cellen kan zien

en hij toont ons dat er zes cellen in deze batterij zitten, en als we dan gaan opladen, zien we dat hij automatisch het aantal cellen als zes heeft gedetecteerd.

Het volgende getal dat we op het pakket gaan bekijken is deze milliampère-uurwaardering, deze batterij is 1000 milliampère-uur. Een goede manier om over milliampère-uren na te denken is dat het lijkt op de grootte van je brandstoftank in je auto. Je kunt een brandstoftank hebben die 12 gallons bevat, je kunt een brandstoftank hebben die 50 gallons bevat als je een grote vrachtwagen hebt, ze bevatten allebei brandstof.

Maar de een bevat meer dan de ander. Er is nog een specificatie die gerelateerd is aan de milliampère-uurwaardering die essentieel is voor de veiligheid van de batterij, en dat is de C-rate. We introduceren hier het concept van C-rate, en C-rate verwijst naar hoe snel je energie uit de batterij zuigt, of stroom uit de batterij trekt. Als je erover nadenkt, als je een

laten we teruggaan naar die brandstoftankmetafoor, als ik een 50 gallon brandstoftank had en ik pomp er brandstof uit,

kan ik een kleine druppel brandstof eruit laten komen of een grote stroom brandstof. De manier waarop C-rate werkt is dat je de milliampère-uren van de batterij neemt, die omzet naar ampères, en dan is die ampère 1C, dus in dit geval voor deze batterij van 1000 milliampère-uur is 1C gelijk aan 1 ampère, voor deze batterij van 5000 milliampère-uur is 5 ampère 1C, en dan kun je dat vermenigvuldigen. Dus als 1 ampère 1C is, dan is 2 ampère 2C. Eigenlijk is de wiskunde super eenvoudig als je een batterij van 1000 milliampère-uur hebt, want het is gewoon de C-waardering in ampères. Als je een batterij van 5000 milliampère-uur hebt, dan is 1C 5 ampère, 2C is 10 ampère, 3C is 15 ampère, je vermenigvuldigt gewoon de milliampère-uren van de batterij met de C die je eruit trekt.

De manier waarop C-rate en milliampère-uren hier een rol spelen bij het opladen, is wanneer we de stroominstelling veranderen. De stroominstelling hier is hoeveel ampère de lader in de batterij duwt, en hoe meer ampère de lader in de batterij duwt, hoe sneller de batterij oplaadt, maar ook hoe groter het risico op brand is als er iets mis is met de batterij. De manier waarop je die ampèrewaardering instelt, is door 1C te nemen, dus voor deze batterij van 1000 milliampère-uur zou dat 1 ampère zijn en we zouden dat terugbrengen. We zouden dat terugrollen naar 1 ampère

en dat zou een veilige oplaadsnelheid zijn voor deze 1000 milliampère-uur batterij, voor deze 5000 milliampère-uur batterij zou dat 5 ampère zijn, enzovoort.

Nu is 1C opladen het veiligst, maar soms hebben mensen haast en zijn ze bereid een beetje veiligheid in te leveren voor wat snelheid. Ik raad het niet aan, ik vertel alleen dat mensen dat soms doen. Dus als je besluit dat je op 2C wilt opladen, verdubbel je dat getal, bij 3C verdrievoudig je dat getal. Ik denk dat elke oplaadsnelheid boven ongeveer 3 tot 5C begint te worden als onverantwoordelijk, maar als je weet wat je doet, en je weet dat je batterijen gezond zijn, en vooral als je er bent om te merken wanneer die batterij tekenen begint te vertonen dat hij bijna in brand vliegt, kan het misschien niet onverantwoordelijk zijn om tot misschien 3C op te laden. Ik zal je later vertellen over die tekenen dat een batterij bijna poepa poepa poepa gaat doen en je huis in brand steekt.

Nu je begrijpt hoe je de specificaties op het label van de batterij moet lezen, weet je welke instellingen je in je lader moet zetten zodat de lader de batterij correct oplaadt. Maar veilig opladen gaat verder dan alleen je laderinstellingen correct instellen, want waar je oplaadt heeft een grote invloed op hoe veilig je opladen zal zijn. Om die vraag te beantwoorden, vraag jezelf gewoon af: als mijn batterij nu in vlammen zou opgaan, hoe zou ik me dan voelen over de dingen waarmee de vlammen in aanraking komen, zoals dit mooie houten bankblad, misschien niet het beste idee. Als je een open haard of houtkachel hebt, is het misschien het beste om daarin op te laden. Daar hoort vuur te zijn. Over plaatsen waar vuur al hoort te zijn gesproken, wat dacht je van binnen in een grill? Dit is populair bij mensen die in appartementen wonen en misschien alleen een patio als buitenruimte hebben, koop gewoon een kleine houtskoolgrill met een mooie metalen behuizing en zet daar je batterijlader in en laad op op het terras.

Met andere woorden, de veiligste plek om een batterij op te laden is ergens waar niets brandbaars in de buurt is om vlam te vatten als de batterij vlam vat. Daarom heb ik deze grote betonnen plaat gekozen als locatie voor mijn volgende experiment.

Het grootste probleem met een Lipo-brand is dat het een enorme vlamstraal uitspuwt die nabijgelegen brandbare objecten kan ontsteken. Het andere probleem met een Lipo-brand is dat het veel rook produceert en dat was minder duidelijk omdat ik mijn test in een buitenomgeving deed, maar als je ooit het resultaat hebt gezien van een gloeilamp die binnenshuis afgaat, vult de kamer zich gewoon met rook en is er roetschade aan andere spullen. Maar het belangrijkste waar je je zorgen over maakt is het vuur, daarom hebben we deze munitiekist hier, dit is een plastic munitiekist, ik kan geen metalen munitiekist vinden, ik weet dat ik er een heb

maar we gaan deze als voorbeeld gebruiken, maar het volstaat te zeggen dat je geen plastic moet gebruiken omdat plastic smelt en in brand vliegt. Maar munitiekisten zijn goedkoop en ze zijn breed verkrijgbaar

en ze zijn eigenlijk heel erg goede lipo-veilige oplaadcontainers. Wat je gaat doen is

je opent de munitiekist en er zit een pakking rond het deksel van de munitiekist, als je alleen de zijkanten van de pakking eruit haalt maar de voorkant laat zitten, moet je de pakking doorknippen, dan zorgt dat ervoor dat de pakking aan de voorkant van de munitiekist deze sluiting onder spanning houdt, als je die voorkant van de pakking eruit haalt, zal het gewoon rammelen en los zitten. Maar de ontbrekende pakking aan de zijkanten laat de rook ontsnappen. Je wilt dus geen volledig afgesloten container hebben. Er zijn mensen die hebben betoogd dat als je een volledig afgesloten munitiekist hebt en een lipo vliegt af, het een drukvat kan creëren en kan exploderen. Ik weet niet of het zo dramatisch is, maar het is niet goed, je wilt wat ventilatiegaten hebben zodat de rook eruit kan, maar wat je wilt laten gebeuren is dat het vuur eruit kan. Het vuur wordt als het ware binnen de doos zelf ingesloten en dan koelt het vuur af en wordt rook en de rook stroomt eruit, dat is een van de goedkoopste en meest effectieve manieren om een lipo-veilige oplaaddoos te maken. Als je een metalen doos hebt die op een brandbare ondergrond staat, kan die nog steeds heet genoeg worden om materialen te ontsteken. Dus iets anders wat sommige mensen doen, en ik heb hier geen voorbeeld van, is dat ze naar hun lokale bouwmarkt gaan en je kunt vellen brandvertragend materiaal kopen, het lijkt op gipsplaat of sheetrock maar het is brandvertragend board. Je kunt die vellen op maat snijden en de binnenkant van de doos ermee bekleden, het neemt wat ruimte in de doos in, maar het helpt de brandwerendheid te verhogen. Het andere wat je kunt doen is gewoon de doos op een brandveilige ondergrond zetten en weg van andere brandbare oppervlakken. Het enige waar je dan mee te maken krijgt als de batterij vlam vat is de rook, maar rook is veel makkelijker schoon te maken dan een brand die je huis afbrandt.

Maar als je de absolute state of the art wilt in lipo-oplaadveiligheid, kijk je naar dit: de Bat Safe, die veilige doos is bekleed met brandvertragend materiaal om de hitte en temperatuur binnen te houden en dit is de killer feature, hij heeft ventilatieopeningen bovenop met filters om zoveel mogelijk rook te filteren. Zo minimaliseer je roetschade aan je huis. De Bat Safe dozen hebben een doorgang in het deksel om oplaadkabels door te laten zonder de veiligheid in gevaar te brengen, zodat je je lader buiten kunt hebben en je batterijen binnen, ze kunnen de hele oplaadcyclus beschermd blijven.

Bat Safe is er in drie maten, ik heb mensen gehoord die veel batterijen hebben zeggen dat ze liever twee van de standaardmaat hadden gekocht in plaats van één XL, het is ongeveer dezelfde prijs en de XL is zo diep dat het een beetje lastig kan zijn om erin te komen en door je batterijen te graven om degene te vinden die je wilt. Het enige nadeel van de Bat Safe is de prijs en het feit dat hij op veel plaatsen uitverkocht is. De prijs, als je bedenkt hoeveel het je zou kosten om zelf een te bouwen, bespaar je misschien niet zoveel als je denkt, en natuurlijk kan de prijs van een Lipo-brand verwoestend zijn, het is aan jou.

Nu zullen sommigen van jullie opmerken dat ik niet al mijn eigen advies opvolg, ik laad regelmatig op daar op dat houten bankblad, wat een zeer brandbaar oppervlak is, en ik laad binnen op, dus als het vuur eruit komt kan het slecht zijn. Opladen gaat over een afweging tussen

risico, oplettendheid en veiligheid. Wat ik daarmee bedoel is dat hoe meer je doet om het risico te minimaliseren, hoe minder oplettend je kunt zijn en meer risico's kunt nemen met je veiligheid. Als ik buiten zou opladen op een betonnen carport, in een barbecuegrill of in een Bat Safe doos, zou ik waarschijnlijk gewoon op opladen kunnen drukken en weg kunnen lopen. Wat is het ergste dat kan gebeuren? Een batterij ontploft, er komt vuur uit, het is goed ingesloten en ik kom teleurgesteld terug dat ik een batterij kwijt ben, maar er zou niets ergs gebeuren. Als je daarentegen niet in staat bent om dat te doen of het gewoon niet wilt doen om verschillende redenen, dan moet je veel oplettender zijn. Het punt is, zoals we zagen in dat experiment waar ik mijn eigen batterij liet knappen, als een batterij gezond is en je er bent om het te merken, zal hij niet zomaar spontaan zonder waarschuwing afgaan. Meestal krijg je wat waarschuwingen dat de batterij op het punt staat te ontploffen, je hoort een knal, een gesis, een geknetter of misschien ruik je die fruitige geur die ik noemde, dan denk je oh nee, ik moet deze batterij zo snel mogelijk hier weg halen.

Trouwens, als je in die situatie bent, raad ik je aan een grote zware set haardhandschoenen te hebben

deze grote zware leren handschoenen of lassershandschoenen werken, want er zijn meer dan één persoon geweest die een batterij pakten met de bedoeling die buiten te gooien of te dragen, en terwijl ze hem vasthielden, deden ze dat en kregen ernstige brandwonden aan hun handen, dit is iets goeds om in de buurt te hebben.

Aan het eind van de dag gaat het allemaal om risico versus oplettendheid versus veiligheid en mijn mening is dat het belangrijkste wat ik kan doen om mezelf veilig te houden is altijd oplettend zijn en dat is mijn aanbeveling aan jou, ongeacht waar en wanneer je oplaadt. Als je ergens oplaadt dat niet volledig veilig is, laat je je batterijen nooit onbeheerd achter tijdens het opladen, want je krijgt meestal een waarschuwing en houd altijd een oogje en een oor open, je krijgt meestal een waarschuwing dat er iets mis gaat.

Hoe zit het met opslag, vlammen batterijen op in opslag? Het is niet onmogelijk, maar het is veel minder waarschijnlijk. De meest waarschijnlijke tijd dat batterijen vlam vatten is wanneer je ze oplaadt, omdat het duwen van al die energie in de cellen ze belast, als er iets beschadigd of mis mee is, kunnen ze dan afgaan. Maar als batterijen gezond zijn en ze op opslagspanning staan, denk er eens over na, hoe vaak gaan batterijfabrieken of magazijnen met veel lipo-batterijen spontaan in brand? Het gebeurt gewoon niet. Gezonde lipos die binnen een veilige spanning worden opgeladen, zijn meestal volledig onbekend. Het zijn alleen de beschadigde die dan op de loer liggen en je kunnen verraden.