Jak zmierzyć opór wewnętrzny akumulatora LiPo

Jeśli interesujesz się hobby o wysokich osiągach, takim jak samochody RC czy drony FPV, prawdopodobnie słyszałeś ludzi mówiących o „IR” baterii, ale co to właściwie oznacza? Wewnętrzna rezystancja baterii LiPo jest jednym z najważniejszych — i najczęściej pomijanych — wskaźników jej stanu. Można ją porównać do wewnętrznego wąskiego gardła baterii. To miara tego, jak bardzo bateria sama opiera się wypływowi swojej własnej mocy. Niska wartość IR jest dobra; wysoka wartość IR jest zła. Zrozumienie tej prostej liczby może wiele powiedzieć o stanie twojej baterii i o tym, jak będzie działać.

Dlaczego właściwie warto mierzyć wewnętrzną rezystancję?

Dlaczego więc powinieneś się tym przejmować? Może się to wydawać technicznym szczegółem dla inżynierów, ale mierzenie wewnętrznej rezystancji baterii LiPo jest jak sprawdzanie jej pulsu. Daje ci jasny i uczciwy obraz jej stanu, jak poradzi sobie z dużym obciążeniem i ile naprawdę ma jeszcze życia.

Bateria o niskiej wewnętrznej rezystancji (IR) może szybko oddać dużo mocy bez wysiłku. W praktyce oznacza to więcej „mocy” na starcie twojego samochodu RC lub mniejsze spadki napięcia podczas wspinaczki z pełnym gazem twoim dronem. Z drugiej strony, bateria o wysokim IR będzie miała trudności z dostarczeniem tej mocy. Objawia się to zauważalnym spadkiem wydajności, baterią, która nagrzewa się nietypowo podczas użytkowania, oraz krótszym czasem pracy. Monitorowanie IR przez cały okres użytkowania pakietu to najlepszy sposób, by wiedzieć, kiedy bateria się męczy i powinna zostać wycofana ze względów bezpieczeństwa.

Jakiego sprzętu potrzebujesz, aby to zmierzyć?

Dobra wiadomość jest taka, że nie potrzebujesz drogiego sprzętu laboratoryjnego, aby zmierzyć IR. Większość nowoczesnych ładowarek hobbystycznych ma tę funkcję wbudowaną, co czyni to bardzo prostym.

Oto czego będziesz potrzebować:

• Inteligentnej ładowarki lub analizatora baterii z funkcją IR: To kluczowy element sprzętu. Szukając ładowarki, wybierz taką, która wyraźnie wymienia „Pomiar wewnętrznej rezystancji” lub „Sprawdzenie IR” jako funkcję. Wiele popularnych marek oferuje to w modelach średniej i wyższej klasy.
• Odpowiednich złączy: Będziesz potrzebować głównych przewodów zasilających (takich jak złącze XT60 lub Deans) oraz, co równie ważne, przewodu balansującego. Najdokładniejsze pomiary IR wykonuje się przez wtyczkę balansującą, ponieważ pozwala ona ładowarce mierzyć każdą celę baterii osobno.

Jak właściwie zmierzyć wewnętrzną rezystancję? Przewodnik krok po kroku

Mierzenie IR to prosty proces, ale jeśli chcesz uzyskać użyteczne, spójne wyniki, które możesz śledzić w czasie, powinieneś starać się robić to za każdym razem w ten sam sposób.

Krok 1: Przygotuj baterię

Dla najbardziej wiarygodnych i spójnych odczytów najlepiej mierzyć baterie w tych samych warunkach za każdym razem. Dobrym nawykiem jest mierzenie ich, gdy są w pełni naładowane (4,2 V na celę) i ostudzone do temperatury pokojowej. Gorąca bateria zaraz po ładowaniu lub częściowo rozładowana bateria da inny odczyt, więc kluczowa jest konsekwencja.

Krok 2: Podłącz do ładowarki

Bezpiecznie podłącz zarówno główny przewód zasilający, jak i przewód balansujący baterii LiPo do odpowiednich portów w ładowarce. Ładowarka potrzebuje obu tych połączeń, aby wykonać test i podać odczyt dla każdej pojedynczej celi.

Krok 3: Rozpocznij test IR

Przejdź przez menu ładowarki, aby znaleźć funkcję wewnętrznej rezystancji. Może być oznaczona jako „Rezystancja baterii”, „IR” lub podobnie. Gdy ją znajdziesz, wybierz tę opcję i pozwól ładowarce wykonać pomiar. Proces jest zwykle bardzo szybki i trwa tylko kilka sekund.

Krok 4: Odczytaj i zapisz wyniki

Ładowarka wyświetli wartość IR dla każdej celi w pakiecie baterii oraz wartość całkowitą dla całego pakietu. Liczby będą podane w miliohmach (mΩ). Warto zapisać te liczby, na przykład na małej naklejce na baterii lub w dzienniku. Dzięki temu łatwo zobaczysz, jak IR zmienia się wraz z wiekiem baterii.

Co może wpływać na odczyty wewnętrznej rezystancji?

Jeśli zmierzysz tę samą baterię w dwa różne dni i otrzymasz nieco inne liczby, nie panikuj. Odczyt IR nie jest stałą wartością; może być wpływany przez kilka czynników. Dlatego tak ważne jest, aby pomiary wykonywać zawsze w tych samych warunkach, by uzyskać dane, które można faktycznie porównać.

• Stan naładowania: IR baterii będzie nieco inna, gdy jest w pełni naładowana, a inna przy napięciu magazynowym. Dlatego najlepiej mierzyć zawsze na tym samym poziomie naładowania, najlepiej gdy jest pełna.
• Temperatura: To bardzo ważne. Ciepła bateria zawsze pokaże niższą wartość IR niż zimna. Zawsze pozwól bateriom ostygnąć do temperatury pokojowej przed pomiarem, aby uzyskać prawdziwy, porównywalny odczyt.
• Wiek i użytkowanie baterii: To właśnie chcemy śledzić! W miarę starzenia się baterii i wzrostu liczby cykli ładowania/rozładowania jej IR naturalnie i powoli rośnie.
• Rozmiar i pojemność baterii: To również bardzo ważne. Duża, wysokopojemnościowa bateria zaprojektowana do zastosowań o wysokim prądzie będzie naturalnie miała znacznie niższą wewnętrzną rezystancję niż mała, niskopojemnościowa. Nie można bezpośrednio porównywać IR pakietu 5000mAh do pakietu 1500mAh i oczekiwać, że będą takie same.

Jaka jest „dobra” wewnętrzna rezystancja dla LiPo?

To złote pytanie, które wszyscy zadają, a szczera odpowiedź brzmi: „to zależy”. Jednak istnieją dobre ogólne wytyczne, które możesz stosować, aby ocenić stan swoich pakietów. Poniższe liczby odnoszą się do wewnętrznej rezystancji na pojedynczą celę.

Nowy, wysokiej jakości pakiet

Nowa, najwyższej klasy bateria LiPo powinna mieć IR poniżej 10mΩ na celę, a wiele pakietów o wysokich osiągach ma IR nawet w zakresie 2-5mΩ na celę, gdy są nowe. Cele powinny być również bardzo dobrze dopasowane, najlepiej w granicach 1-2mΩ między sobą.

Zdrowy, używany pakiet

W miarę użytkowania baterii IR powoli zaczyna rosnąć. Pakiet z IR między 10-20mΩ na celę jest nadal w świetnym stanie i powinien zapewniać solidną wydajność.

Starzejący się lub zużyty pakiet

Gdy IR zaczyna przekraczać 20mΩ na celę, to znak, że bateria się męczy. Prawdopodobnie zauważysz spadek wydajności i może się bardziej nagrzewać podczas użytkowania. Choć może być jeszcze użyteczna do mniej wymagających zastosowań o niskiej mocy, jej życie jako pakietu o wysokich osiągach dobiega końca.

Potencjalnie niebezpieczny pakiet

Jeśli IR celi gwałtownie wzrośnie lub jeśli jedna cela ma znacznie wyższą wartość niż pozostałe (na przykład jedna cela ma 40mΩ, a pozostałe 15mΩ), to ogromny sygnał ostrzegawczy, że cela się psuje. Bateria powinna zostać natychmiast wycofana ze względów bezpieczeństwa.

Pamiętaj, bateria o większej pojemności powinna generalnie mieć niższą rezystancję. Duży pakiet 6000mAh z rezystancją 15mΩ jest w znacznie gorszym stanie niż mały pakiet 1300mAh z tym samym odczytem. Kontekst ma znaczenie!

Jak utrzymać niską wewnętrzną rezystancję?

Nie możesz zatrzymać starzenia się baterii, ale zdecydowanie możesz spowolnić ten proces i utrzymać wewnętrzną rezystancję swojej baterii LiPo tak niską, jak to możliwe, przez jak najdłuższy czas, dbając o nią odpowiednio.

• Nie rozładowuj za bardzo: To najszybszy sposób na zniszczenie LiPo. Nigdy nie rozładowuj baterii poniżej 3,0 V na celę. Gdy włączy się alarm niskiego napięcia, czas przestać.
• Nie zostawiaj ich w pełni naładowanych: Pozostawianie LiPo w pełni naładowanej przez kilka dni z rzędu jest dla niej bardzo stresujące. Jeśli nie zamierzasz używać baterii przez więcej niż dzień lub dwa, ustaw je na poziom magazynowy (około 3,8 V na celę).
• Zarządzaj ciepłem: Nigdy nie ładuj baterii, gdy jest gorąca po użyciu. Najpierw pozwól jej ostygnąć. I cokolwiek robisz, nigdy nie zostawiaj baterii w gorącym samochodzie.

Podsumowanie: Zrób szybki przegląd swojej baterii

Sprawdzanie wewnętrznej rezystancji baterii LiPo jest jak regularne badanie stanu zdrowia. To szybki, prosty sposób na monitorowanie jej stanu, poznanie, jaką wydajność można od niej oczekiwać, a co najważniejsze, na zidentyfikowanie momentu, kiedy należy bezpiecznie wycofać stary pakiet. Wprowadzając nawyk regularnego sprawdzania baterii, możesz zapewnić sobie najlepszą wydajność i najdłuższą możliwą żywotność każdej z nich. To prosty krok, który każdy poważny hobbysta powinien uczynić częścią swojej rutyny.