Maximaliseren van de levensduur van LiPo-batterijcycli

Introductie: het maximaliseren van de levensduur van een LiPo-batterij

In deze blog gaan we een eenvoudige techniek onderzoeken om de levensduur van een batterijpack te maximaliseren door het aantal laadcycli dat mogelijk is in een lithium-gebaseerde batterij te verhogen. Als je net als ik bent, moeten er enkele offers worden gebracht, en het kan een uitdaging zijn voor mensen zoals ik die de batterijprestaties willen optimaliseren, vooral wat betreft de gebruiksduur.

Laten we nu de details bekijken. In wezen gaat deze blog over het werken met laadcycli, en de manier om langere cycli te bereiken is door onze batterijpacks niet volledig op te laden tot 4,20 volt (voor gewone lithium-polymeerbatterijen) of 4,35 volt (voor hoogspanningsbatterijen).

De gevaren van de maximale spanning van een LiPo-batterij

We weten al dat als we een batterij opladen tot 4,20 volt en deze op die spanning opslaan, we het risico lopen een gewone lithium-polymeerbatterij te beschadigen. Batterijen gedijen niet op hun maximale spanning, en wij zijn gericht op het maximaliseren van hun levensduur. Wat batterijen prefereren, is dichter bij de opslagspanning van een lithium-polymeerbatterij te zijn, wat het belangrijkste punt is waarop we ons zullen richten. De belangrijkste conclusie is dat batterijen niet goed presteren wanneer ze zich aan een van de uitersten van het spanningsbereik bevinden; we zullen ons vandaag specifiek richten op het hoge uiteinde van dit bereik. Wat de lage spanningszijde betreft, sluiten we die hier uit de discussie.

Het handhaven van minimale laadniveaus van LiPo-batterijen

Wat we willen verzekeren is dat we altijd minstens 15 procent laadstatus in het batterijpakket behouden, waarbij 20 procent idealer is. We laten de lading voor het doel van onze bespreking niet onder dit niveau zakken. Deze laadstatus komt overeen met de spanningsniveaus die in de grafiek worden weergegeven. 

Beheer van laadcycli met een gecomputeriseerde lader

Wat betreft laadcycli, als je een gecomputeriseerde lader hebt, wordt het proces aanzienlijk eenvoudiger. Het doel is om het opladen te stoppen voordat de piekspanning voor een lithium-polymeerbatterij wordt bereikt, wat 4,20 volt is voor reguliere batterijen of 4,35 volt voor hoogspanningsvarianten. Veel moderne laders stellen je in staat om een specifieke spanning in te stellen waarop de batterij wordt opgeladen en automatisch stopt op dat punt. Dit is de eenvoudigste manier om het laadproces te beheren.

Voor deze methode raad ik aan om de maximale laadspanning tussen 4,10 volt en 4,19 volt in te stellen.

Compromissen tussen capaciteit, prestaties en cycluslevensduur van LiPo-batterijen

Als je wilt, kun je het onder de 4,10 volt instellen. Dit brengt echter een compromis met zich mee tussen batterijcapaciteit, prestaties en aantal cycli. Hieronder geef ik een formule om de cycluslevensduur van een batterijpakket te berekenen op basis van deze instellingen.

Opladen tot 4,10 volt als maximale spanning resulteert in een cycluslevensduur gelijk aan 0,5 cycli, waarbij een volledige cyclus varieert van 15 tot 20 procent lading tot 100 procent. Als je de spanning verlaagt tot 4,10 volt, kun je de grafiek raadplegen om de capaciteit en de laadstatus te zien die je batterij zal behouden. In wezen offer je wat capaciteit op, wat betekent dat je niet zo'n lange gebruiksduur krijgt, wat voor sommigen een nadeel kan zijn. Je kunt dit echter compenseren door in de toekomst een batterijpakket met een grotere capaciteit aan te schaffen.

Prestatietegenslagen boven 4,10 Volt

Het tweede nadeel is dat de prestaties boven 4,10 tot 4,20 volt per cel ook beperkt zullen zijn. Dit prestatieverlies betekent dat je motor niet zo'n hoog toerental zal bereiken, waardoor de potentiële topsnelheid van je radiografisch bestuurbaar voertuig beperkt wordt. Voor mij maakt het niet uit om dit op te offeren bij het gebruik van mijn voertuigen voor casual bashing of het vliegen met een radiografisch bestuurbaar vliegtuig, omdat ik me in die gevallen niet richt op het maximaliseren van prestaties of gebruiksduur. Deze methode is echter ideaal om de levensduur van mijn radiografisch bestuurbare voertuigen te verlengen, vooral van de batterijen zelf. 

Ik ben niet alleen van plan deze techniek te gebruiken voor mijn radiografische apparatuur, maar ik pas het ook toe op andere elektronische apparaten zoals mijn mobiele telefoons en laptops.

De juiste laadspanning voor LiPo-batterijen kiezen voor een lange levensduur

Je hoeft je niet te houden aan de 4,10 volt drempel; je kunt elke spanning binnen het aanbevolen bereik kiezen. Bijvoorbeeld, als je 4,15 volt kiest, komt je cycluslevensduur overeen met ongeveer 0,71 cycli.

Laten we dit in perspectief plaatsen: als je ervoor kiest om slechts tot 4,10 volt op te laden, is het alsof je 0,5 laadcycli gebruikt, wat in feite de levensduur van je batterij verdubbelt in termen van laadcycli. Een goed onderhouden lithium-polymeer batterijpack kan doorgaans tussen de 200 en 500 cycli meegaan. Als je zorgvuldig bent met de juiste verzorging—zoals het op een redelijke temperatuur houden van de batterij, het vermijden van overmatige stroomafname en opladen met snelheden tussen 1C en 2C—kun je het aantal cycli maximaliseren. Als je de batterij daarentegen mishandelt, kun je minder dan 200 cycli verwachten.

Hoe je de levensduur van je batterij kunt verdubbelen

Stel dat je 200 cycli uit een pack haalt en je laadt deze elke keer op tot 4,10 volt. Door deze techniek te gebruiken, zou je de levensduur effectief kunnen verdubbelen, wat betekent dat je 400 cycli zou krijgen. Voor een hoogwaardige batterij die goed wordt onderhouden, zou je mogelijk tot 500 cycli kunnen halen. Door deze methode toe te passen, zou je zelfs tot 1.000 cycli uit een topklasse batterij kunnen halen.

Dit is een aanzienlijke toename van de batterijduur. Als je de voorkeur geeft aan meer prestaties en langere gebruiksduur en bereid bent op te laden tot 4,15 volt, bereik je ongeveer 770 cycli, zoals eerder vermeld. 

Conclusie: Het maximaliseren van de LiPo-batterij levensduur voor kosteneffectiviteit

Samengevat is de belangrijkste conclusie dat we door deze methode te gebruiken om de spanning te beperken, de levensduur van onze batterijpacks aanzienlijk kunnen verlengen. Omdat batterijen duur zijn, is het maximaliseren van hun levensduur een waardevolle strategie. Als je het niet erg vindt om wat gebruiksduur of prestaties op te offeren, kan deze aanpak een merkbaar verschil maken. Als je geen capaciteit wilt opofferen, kun je altijd kiezen voor een grotere batterijpack, zolang deze binnen de fysieke beperkingen van je apparaat past en niet te veel gewicht toevoegt.

Zoals ik eerder al zei, is dit een eenvoudige techniek die we allemaal kunnen toepassen, mits we bereid zijn een paar offers te brengen in prestaties ten gunste van een langere levensduur.

Bekijk de volledige video hier