Hvordan hindre at LiPo-batterier brenner ned huset ditt

Sikkerhet ved litiumbatterier er ikke en spøk fordi det er sant at når et litiumbatteri begynner å brenne, kan resultatene være helt katastrofale. En av tingene som gjør litiumbatterier så farlige når de tar fyr, er at brannen er helt selvopprettholdende; et litiumbatteri kan brenne i vakuum, det kan brenne under vann, det trenger ikke hjelp for å begynne å brenne. Alt det trenger er en unnskyldning. Målet ditt med sikkerhet for litiumbatterier er å ikke gi det en unnskyldning til å brenne ned huset ditt. Det viser seg at så lenge du holder dem i sjakk, så lenge du følger noen sikkerhetsregler, så begynner de faktisk nesten aldri å brenne og ødelegge huset ditt. Den første og viktigste spesifikasjonen du vil følge med på er S-vurderingen. Her kan vi se at batteriet er merket som 6s, og det betyr at det er et 6s lipo-batteri. Vi kan se de individuelle cellene 1 2 3 4 5 6 stablet sammen, og hvis vi skulle skjære opp dette batteriet her på toppen, ville vi se at de er koblet elektrisk i serie. For et litiumbatteri kan hver enkelt celle ha en spenning mellom 3,0 volt og 4,2 volt. Teknisk sett kan de ha en spenning helt ned til 0,0 volt, men hvis de går under 3,0 volt, vil de sannsynligvis bli permanent skadet. Dette er en av tingene du vil prøve å unngå hvis du vil håndtere og bruke litiumbatterier trygt. Ikke la dem gå under 3,0 volt for noen enkeltcelle. I praksis blir ytelsen til batteriet veldig dårlig under omtrent 3,3 til 3,5 volt, så under normal bruk, spesielt for quadcoptere som trekker mye strøm og bruker mye kraft, vil vi holde dem over omtrent 3,5 volt. Hvis vi snakker om noe som en mobiltelefon eller et goggle-batteri eller kanskje radioen din som ikke trekker mye strøm, kan du kanskje kjøre dem nærmere den 3,0 volts grensen, men bunnlinjen er at for disse litium-polymer-cellene er 3,0 volt til 4,2 volt det absolutte spenningsområdet en enkelt celle kan ha. En unntak fra denne regelen er celler merket HV, som du kan se her på dette Nitronector gold tiny woop-batteriet. Celler merket HV er vurdert til å gå opp til 4,35 volt per celle, ikke 4,2, og et annet unntak er en celle som denne 18650-cellen, dette er en litiumcelle, men merket litiumion, og litiumionceller kan vanligvis gå ned til 2,5 volt per celle, ikke 3,0. Så det er noen unntak du bør være klar over, men generelt for et litium-polymerbatteri, som nesten alle batterier brukt i FPV, vil celle-spenningsområdet være 3,0 til 4,2 volt per celle. Bruk det som en viktig huskeregel.

Når du har celler koblet i serie, er det det s og 6s står for – 6 celler koblet i serie. Effekten av det er at cellespenningene legges sammen, så for dette 6s-batteriet ved full lading

vil det være 4,2 ganger 6 lik 25,2 volt ved full lading, og ved full utlading vil det være 3,0 ganger 6 lik 18 volt. Men i praksis vil du holde det over omtrent 3,5 volt, som vil være 3,5 ganger 6 lik 21 volt. Du vil være på 25,6 volt når du er fulladet rett fra laderen og begynner å fly pakken, og når det kommer ned til rundt 21 volt, er det på tide å begynne å tenke på landing, og hvis det noen gang går under 18 volt, er det dårlig nytt. Da kan batteriet bli skadet. Slik bruker vi disse tallene, og selvfølgelig kan du utvide disse tallene hvis du flyr 2s, 3s, 4s osv., du multipliserer bare med 2, 3, 4 eller hva det måtte være i stedet for 6.

La oss nå introdusere denne laderen i bildet, fordi når du lader batterier er det en av hovedtidene folk gjør feil, og så tar batteriet fyr og brenner ned huset deres. Spenningen på batteriet er en av hovedtingene du må få riktig når du skal lade, men det gode er at de fleste ladere håndterer dette automatisk for deg. Så hvis vi kobler til hovedutladningsledningen på batteriet, vil den ha full pakke-spenning på seg

og vi kan se at i dette øyeblikket er det 23,02 volt. En av utfordringene med å lade batterier er at hvis du bare ser på spenningen på hovedutladningsledningen, kan du ikke alltid vite hvor mange celler det er. Du kan tenke 23 volt, vel det er 23 delt på 6 lik hva det nå enn blir, og det er åpenbart et 6s-batteri, men det er noe overlapp der en fulladet 5-cellebatteri kan ha samme spenning som et utladet 6-cellebatteri, så det er ikke alltid lett å vite. Og det er et annet problem laderen må håndtere, utover bare å vite hvor mange celler batteriet har, og det problemet er at laderen må kunne styre spenningen til de individuelle cellene selv. Derfor har batteriet denne, som kalles balanseringsledningen, og balanseringsledningen har en ledning

som går inn i batteriet og måler spenningen til hver enkelt celle, i tillegg til denne xt60 her, hovedutladningsledningen som har totalspenningen til pakken, men ikke spenningen til de individuelle cellene.

Så lad aldri uten å koble til balanseringskontakten, det er essensielt for batteriets sikkerhet og essensielt for batteriets lange levetid. Nå som vi har koblet til balanseringsledningen, kan laderen vite hvor mange celler det er fordi den kan se spenningen til de individuelle cellene

og den viser oss at det er seks celler i dette batteriet, og hvis vi så går til lading, kan vi se at den automatisk oppdaget celleantallet som seks.

Neste tall vi skal se på på pakken er denne milliampere-timers vurderingen, dette batteriet er 1000 milliampere-timer. En god måte å tenke på milliampere-timer er at det er som størrelsen på bensintanken på bilen din. Du kan ha en bensintank som rommer 12 gallon, du kan ha en bensintank som rommer 50 gallon hvis du har en stor lastebil, de rommer begge bensin.

Men den ene rommer mer enn den andre. Nå er det en annen spesifikasjon som er relatert til milliampere-timers vurderingen som er essensiell for batteriets sikkerhet, og det er C-raten. Så vi skal introdusere her konseptet C-rate, og C-rate refererer til hvor raskt du trekker energi ut av batteriet, eller trekker strøm ut av batteriet. Hvis du tenker på det, hvis du hadde en

la oss gå tilbake til bensintank-analogien, hvis jeg hadde en 50-gallons bensintank og jeg pumper bensin ut av den,

kan jeg ha en liten drypp av bensin som kommer ut, eller jeg kan ha en stor strøm av bensin som kommer ut. Måten C-rate fungerer på er at du tar milliampere-timene til batteriet, konverterer til ampere, og så er den ampereverdien 1C, så i dette tilfellet for dette batteriet på 1000 milliampere-timer, vil 1C være 1 ampere, for dette batteriet på 5000 milliampere-timer vil 5 ampere være 1C, og så kan du multiplisere det. Så hvis 1 ampere er 1C, så er 2 ampere 2C. Faktisk er matematikken superenkel hvis du har et 1000 milliampere-timers batteri fordi det bare er C-vurderingen i ampere. Hvis du har et 5000 milliampere-timers batteri, er 1C 5 ampere, 2C er 10 ampere, 3C er 15 ampere, du multipliserer bare milliampere-timene til batteriet med C-en du trekker ut.

Måten C-rate og milliampere-timer kommer inn her når vi lader, er når vi endrer strøminnstillingen. Strøminnstillingen her er hvor mange ampere laderen skyver inn i batteriet, og jo flere ampere laderen skyver inn i batteriet, jo raskere lades batteriet, men også jo større er risikoen for brann hvis noe er galt med batteriet. Måten du setter den ampereverdien på er å ta 1C, så for dette 1000 milliampere-timers batteriet vil det være 1 ampere, og vi ville rullet det ned til 1 ampere

og det ville være en trygg ladehastighet for dette 1000 milliampere-timers batteriet. For dette 5000 milliampere-timers batteriet vil det være 5 ampere, og så videre.

Nå er 1C-lading tryggest, men noen ganger har folk det travelt, og de er villige til å bytte litt sikkerhet mot litt fart. Jeg anbefaler ikke at du gjør det, jeg bare forteller deg at noen ganger gjør folk det. Så hvis du bestemmer deg for at du vil lade på 2C, dobler du bare det tallet, 3C tredobler du det tallet. Jeg mener at enhver ladehastighet over, la oss si, 3 til 5C er der du begynner å bli uforsvarlig, men hvis du vet hva du gjør, og du vet at batteriene dine er sunne, og viktigst av alt, hvis du er der for å legge merke til når batteriet begynner å vise tegn på at det er i ferd med å ta fyr, kan det være ikke uforsvarlig å lade på opptil kanskje 3C. Jeg skal fortelle deg om de tegnene som viser at et batteri er i ferd med å gå poopa til poopa til poopa og sette fyr på huset ditt litt senere.

Nå som du forstår hvordan du leser spesifikasjonene på etiketten på batteriet, vet du hvilke innstillinger du skal sette på laderen slik at laderen lader batteriet riktig. Men trygg lading går utover bare å sette laderens spesifikasjoner riktig, fordi hvor du lader har stor innvirkning på hvor trygg ladingen din blir. For å svare på det spørsmålet, spør deg selv: Hvis batteriet mitt skulle begynne å brenne akkurat nå, hvordan ville jeg føle om tingene flammene kom i kontakt med, som denne fine trebordplaten, kanskje ikke den beste ideen. Hvis du har en peis eller en vedovn, kan det beste være å lade inni den. Det er der ild skal være. Når vi snakker om steder der ild allerede skal være, hva med inne i en grill? Dette er populært for folk som bor i leiligheter, kanskje ikke har noe annet enn en terrasse som utendørsområde, bare skaff deg en liten kullgrill med et fint metallkabinett, og så setter du batteriladeren i den og lader ute på terrassen.

Med andre ord, det tryggeste stedet å lade et batteri er et sted der det ikke er noe brennbart i nærheten som kan ta fyr når batteriet slipper ut flammen. Derfor har jeg valgt denne store betongplaten som stedet for mitt neste eksperiment.

Det største problemet med en Lipo-brann er at den sender ut en enorm flammejet som kan antenne nærliggende brennbare gjenstander. Det andre problemet med en Lipo-brann er at den sender ut mye røyk, og det var mindre åpenbart fordi jeg gjorde testen utendørs, men hvis du noen gang har sett resultatene av en lyspære som går av innendørs, fylles rommet med røyk og det blir røykskader på andre ting. Men det primære du er bekymret for er brannen, derfor har vi denne ammunisjonsboksen her. Dette er en plast ammunisjonsboks, jeg kan ikke finne en metall ammunisjonsboks, jeg vet at jeg eier en,

men vi skal bruke denne som et eksempel, men det er nok å si at du ikke bør bruke en plastboks fordi plast vil smelte og ta fyr. Ammunisjonsbokser er billige og lett tilgjengelige

og de er faktisk veldig gode lipo-sikre ladebeholdere. Det du skal gjøre er

at du åpner ammunisjonsboksen, og det er en pakning som går rundt lokket på ammunisjonsboksen. Hvis du trekker ut bare sidene av pakningen, men lar fronten være, må du kutte pakningen. Det som da skjer er at pakningen foran på ammunisjonsboksen holder denne låsen under spenning. Hvis du tar ut den fremre pakningen, vil den bare riste og være løs. Men den manglende pakningen rundt sidene vil tillate røyken å slippe ut. Så du vil ikke ha en helt forseglet beholder. Det er folk som har argumentert for at hvis du har en helt forseglet ammunisjonsboks og en lipo tar fyr, kan det skape et trykk-kammer og eksplodere. Jeg er ikke sikker på at det er så dramatisk, men det er ikke bra. Du vil ha noen ventilasjonsåpninger for at røyken skal komme ut, men det du vil skal skje er at brannen skal komme ut. Brannen skal være slags selvbegrenset inne i boksen, og så kjøler brannen seg ned og blir til røyk, og røyken strømmer ut. Det er en av de billigste og mest effektive måtene å lage en lipo-sikker ladeboks på. Nå, hvis du har en metallboks som står på en brennbar overflate, kan den fortsatt bli varm nok til å antenne materialer. Så en annen ting noen gjør, og jeg har ikke et eksempel på dette, er at de går til sin lokale jernvarehandel og kan kjøpe brannhemmende plater som ser ut som gipsplater eller gips, men som er brannhemmende plater. Du kan faktisk kutte disse platene til form og kle innsiden av boksen med disse platene. Det tar opp noe av plassen i boksen, men det hjelper med å øke brannmotstanden. En annen ting du kan gjøre er å bare sette boksen på en brannsikker overflate og unna fra andre brennbare overflater. Det eneste du må håndtere hvis batteriet tar fyr, er røyken, men røyk er mye lettere å rydde opp enn en brann som brenner ned huset ditt.

Men hvis du vil ha det absolutt beste innen lipo-ladesikkerhet, ser du på dette: Bat Safe. Den sikre boksen er kledd med brannhemmende materiale for å holde varmen og temperaturen inne, og dette er den geniale funksjonen: den har ventiler på toppen med filtre for å filtrere så mye av røyken som mulig. Så du minimerer røykskader på huset ditt. Bat Safe-boksene har en gjennomføring i lokket for å la ladekabler gå gjennom uten å kompromittere sikkerheten, så du kan ha laderen utenfor og batteriene inni, de kan være beskyttet gjennom hele ladeprosessen.

Bat Safe kommer i tre størrelser. Jeg har hørt folk med mange batterier si at de skulle ønske de hadde kjøpt to av standardstørrelsen i stedet for en XL, det er omtrent samme pris, og XL er så dyp at det kan være litt vanskelig å komme til og lete gjennom batteriene for å finne den du vil ha. Den eneste ulempen med Bat Safe er prisen og at den ofte er utsolgt mange steder. Prisen, når du tenker på hvor mye det ville koste deg å bygge din egen, sparer du kanskje ikke så mye som du tror, og selvfølgelig kan prisen for en Lipo-brann være ødeleggende. Det er opp til deg.

Noen av dere vil legge merke til at jeg ikke følger all min egen rådgivning. Jeg lader jevnlig der borte på den trebordplaten, som er en veldig brennbar overflate, og jeg lader innendørs, så hvis brannen skulle komme ut, kunne det bli ille. Lading handler om en avveining mellom

risiko, oppmerksomhet og sikkerhet. Det jeg mener med det er at jo mer du gjør for å minimere risikoen, jo mer kan du tillate deg å være mindre oppmerksom og ta flere sjanser med sikkerheten din. Hvis jeg ladet ute på en betong carport, inne i en grill eller inne i en Bat Safe-boks, kunne jeg sannsynligvis bare trykke på ladeknappen og gå bort, og hva er det verste som kan skje? Et batteri eksploderer, det kommer ut ild, det er godt begrenset, og jeg kommer tilbake skuffet over at jeg mistet et batteri, men ingenting ille ville skje. Hvis du derimot ikke kan gjøre det, eller bare ikke vil gjøre det av ulike grunner, må du være mye mer oppmerksom. Som vi så i det eksperimentet der jeg sprengte mitt eget batteri, hvis et batteri er sunt, og du er der for å legge merke til det, vil det ikke bare spontant gå av uten advarsel. Vanligvis får du noen varsler om at batteriet er i ferd med å gå, du vil høre en popping, en hissing, en knitring, eller kanskje du får den fruktige lukten jeg nevnte, og du tenker: Å nei, jeg må få dette batteriet ut herfra så fort som mulig.

Forresten, hvis du er i den situasjonen, anbefaler jeg at du skaffer deg et stort, tungt sett med peishansker,

disse store, tunge lærhandskene eller sveisehansker fungerer, fordi det har vært mer enn én person som har tatt tak i et batteri med hensikt å kaste det ut eller bære det ut, og mens de holdt det, gjorde det og fikk alvorlige brannskader på hendene. Dette er en god ting å ha i nærheten.

Til syvende og sist handler det om risiko versus oppmerksomhet versus sikkerhet, og mitt syn er at det viktigste jeg kan gjøre for å holde meg selv trygg, er å alltid være oppmerksom, og det er min anbefaling til deg, uansett hvor og når du lader. Hvis du lader et sted som ikke er helt trygt, aldri forlat batteriene dine uten tilsyn under lading, fordi du vanligvis vil få en advarsel, og hold alltid et øye med det og et øre åpent, du vil vanligvis få en advarsel om at noe er i ferd med å gå galt.

Hva med lagring? Tar batterier fyr under lagring? Det er ikke umulig, men det er mye mindre sannsynlig. Den mest sannsynlige tiden for at batterier tar fyr, er når du lader dem, fordi det å presse all den energien inn i cellene stresser dem. Hvis det er noe skadet eller galt med dem, kan de da ta fyr. Men hvis batteriene er sunne og på lagringsspenning, tenk på det, hvor ofte tar batteriproduksjonsanlegg eller lagre med mange lipo-batterier bare spontant fyr? Det skjer bare ikke. Sunne lipos ladet innenfor en sikker spenning er vanligvis helt ukjent å ta fyr. Det er bare de skadede som da begynner å lure og venter på å svikte deg.