Maksimere LiPo-batteriets sykluslevetid

Introduksjon: Maksimering av LiPo-batteriers levetid

I denne bloggen skal vi undersøke en enkel teknikk for å maksimere levetiden til en batteripakke ved å øke antall lade-sykluser som kan oppnås i et litiumbasert batteri. Hvis du er som meg, må noen ofre gjøres, og det kan være utfordrende for personer som meg som ønsker å optimalisere batteriytelsen, spesielt når det gjelder driftstid.

Nå skal vi gå inn på detaljene. I hovedsak handler fokuset i denne bloggen om å jobbe med lade-sykluser, og måten å oppnå forlengede sykluser på er ved å ikke fullade batteripakkene våre til 4,20 volt (for vanlige litium-polymer-batterier) eller 4,35 volt (for høyspenningsbatterier).

Faren ved maksimal spenning for LiPo-batterier

Vi vet allerede at hvis vi lader et batteri til 4,20 volt og lagrer det på denne spenningen, risikerer vi å skade et vanlig litium-polymer-batteripakke. Batterier trives ikke ved maksimal spenning, og vi er opptatt av å maksimere levetiden deres. Det batteriene foretrekker, er å være nærmere lagringsspenningen til et litium-polymer-batteri, som er hovedpunktet vi vil fokusere på. Hovedpoenget er at batterier ikke fungerer godt når de er i ytterpunktene av spenningsområdet; vi vil i dag fokusere spesielt på den høye enden av dette området. Når det gjelder lavspenningssiden, utelater vi det fra diskusjonen her.

Opprettholde minimum ladningsnivåer for LiPo-batteri

Det vi ønsker å sikre, er at vi alltid opprettholder minst 15 prosent ladetilstand i batteripakken, hvor 20 prosent er mer ideelt. Vi vil ikke la ladningen gå under dette nivået for formålet med vår diskusjon. Denne ladetilstanden tilsvarer spenningsnivåene vist i diagrammet. 

Håndtering av ladingssykluser med en datastyrt lader

Når det gjelder ladingssykluser, hvis du har en datastyrt lader, blir prosessen betydelig enklere. Målet er å stoppe ladingen før du når toppspenningen for et litium-polymerbatteri, som er 4,20 volt for vanlige batterier eller 4,35 volt for høyspenningsvarianter. Mange moderne ladere lar deg sette en spesifikk spenning som batteriet skal lades til, og stopper automatisk på det punktet. Dette er den enkleste måten å håndtere ladeprosessen på.

For denne metoden anbefaler jeg å sette maksimal ladingsspenning mellom 4,10 volt og 4,19 volt.

Avveininger mellom kapasitet, ytelse og sykluslevetid for LiPo-batteri

Hvis du foretrekker det, kan du sette den under 4,10 volt. Dette introduserer imidlertid en avveining mellom batterikapasitet, ytelse og antall sykluser. Nedenfor vil jeg gi en formel for å beregne sykluslevetiden til en batteripakke basert på disse innstillingene.

Lading til 4,10 volt som maksimal spenning vil resultere i en sykluslevetid tilsvarende 0,5 sykluser, der en full syklus går fra 15 til 20 prosent ladning opp til 100 prosent. Hvis du reduserer spenningen til 4,10 volt, kan du se på diagrammet for å se kapasiteten og ladetilstanden batteriet ditt vil holde. I hovedsak vil du ofre noe kapasitet, noe som betyr at du ikke får like lang driftstid, noe som kan være en ulempe for noen. Du kan imidlertid motvirke dette ved å kjøpe et batteripakke med større kapasitet i fremtiden.

Ytelsesavveininger over 4,10 volt

Den andre ulempen er at ytelsen over 4,10 til 4,20 volt per celle også vil være begrenset. Denne ytelsestapet betyr at motoren din ikke vil nå så høye turtall, noe som begrenser den potensielle topphastigheten til ditt radiostyrte kjøretøy. For meg gjør det ikke noe å ofre dette når jeg bruker kjøretøyene mine til uformell kjøring eller flyr et radiostyrt fly, siden jeg ikke fokuserer på å maksimere ytelse eller driftstid i disse tilfellene. Denne metoden vil imidlertid være ideell for å forlenge levetiden til mine radiostyrte kjøretøy, spesielt batteriene selv. 

Ikke bare planlegger jeg å bruke denne teknikken for mitt radiostyringsutstyr, men jeg tar den også i bruk for andre elektroniske enheter som mobiltelefoner og bærbare datamaskiner.

Å velge riktig LiPo-batteriladespenning for sykluslevetid

Du trenger ikke å holde deg til 4,10 volts grensen; du kan velge hvilken som helst spenning innenfor det anbefalte området. For eksempel, hvis du velger 4,15 volt, vil sykluslevetiden tilsvare omtrent 0,71 sykluser.

La oss sette dette i perspektiv: hvis du velger å lade bare til 4,10 volt, er det som å bruke 0,5 ladningssykluser, noe som i praksis dobler levetiden til batteriet ditt i form av ladningssykluser. En godt vedlikeholdt litium-polymer-batteripakke kan vanligvis vare mellom 200 og 500 sykluser. Hvis du er nøye med riktig pleie—som å holde batteriet på en rimelig temperatur, unngå overdreven strømforbruk, og lade med hastigheter mellom 1C og 2C—kan du maksimere antall sykluser. Omvendt, hvis du misbruker batteriet, kan du oppleve færre enn 200 sykluser.

Hvordan doble levetiden til batteriet ditt

La oss si at du får 200 sykluser fra en pakke, og du lader den til 4,10 volt hver gang. Ved å bruke denne teknikken kan du effektivt doble levetiden, noe som betyr at du vil få 400 sykluser. For et høykvalitetsbatteri som er godt vedlikeholdt, kan du potensielt få opptil 500 sykluser. Ved å bruke denne metoden kan du se så mange som 1 000 sykluser fra et toppklassebatteri.

Dette er en betydelig økning i batterilevetid. Hvis du foretrekker mer ytelse og lengre driftstid og er villig til å lade til 4,15 volt, vil du oppnå omtrent 770 sykluser, som nevnt tidligere. 

Konklusjon: Maksimering av LiPo-batteri levetid for kostnadseffektivitet

For å oppsummere, hovedpoenget er at ved å bruke denne metoden for å begrense spenningen, kan vi betydelig forlenge levetiden til batteripakkene våre. Siden batterier er dyre, er det en verdifull strategi å maksimere levetiden deres. Hvis du ikke har noe imot å ofre litt driftstid eller ytelse, kan denne tilnærmingen gjøre en merkbar forskjell. Hvis du vil unngå å ofre kapasitet, kan du alltid velge en større batteripakke, så lenge den passer innenfor de fysiske begrensningene til enheten din og ikke legger til for mye vekt.

Som jeg nevnte tidligere, er dette en enkel teknikk som vi alle kan implementere, forutsatt at vi er villige til å gjøre noen få ofre i ytelse til fordel for levetid.

Sjekk ut hele videoen her