Maksymalizacja żywotności cyklu baterii LiPo

Wprowadzenie: Maksymalizacja żywotności baterii LiPo

W tym blogu przeanalizujemy prostą technikę maksymalizacji żywotności pakietu baterii poprzez zwiększenie liczby możliwych cykli ładowania w baterii litowej. Jeśli jesteś jak ja, trzeba będzie coś poświęcić, co może być wyzwaniem dla osób takich jak ja, które chcą optymalizować wydajność baterii, szczególnie pod względem czasu pracy.

Przejdźmy teraz do szczegółów. W zasadzie celem tego bloga jest praca z cyklami ładowania, a sposób na wydłużenie cykli polega na tym, by nie ładować naszych pakietów baterii do pełna, czyli do 4,20 wolta (dla zwykłych baterii litowo-polimerowych) lub 4,35 wolta (dla baterii wysokiego napięcia).

Niebezpieczeństwa maksymalnego napięcia baterii LiPo

Wiemy już, że jeśli naładujemy baterię do 4,20 wolta i przechowamy ją przy tym napięciu, ryzykujemy uszkodzenie zwykłego pakietu baterii litowo-polimerowej. Baterie nie działają dobrze przy maksymalnym napięciu, a naszym celem jest maksymalizacja ich żywotności. Baterie wolą być bliżej napięcia magazynowania baterii litowo-polimerowej, na czym się skupimy. Kluczową kwestią jest to, że baterie nie działają dobrze, gdy znajdują się na którymkolwiek z ekstremów zakresu napięcia; dziś skupimy się konkretnie na górnym końcu tego zakresu. Jeśli chodzi o niskie napięcie, wyłączymy je z tej dyskusji.

Utrzymywanie minimalnych poziomów naładowania baterii LiPo

Chcemy zapewnić, że zawsze utrzymujemy co najmniej 15 procent stanu naładowania w pakiecie baterii, przy czym 20 procent jest bardziej idealne. Nie pozwolimy, aby poziom naładowania spadł poniżej tego poziomu w ramach naszej dyskusji. Ten stan naładowania odpowiada poziomom napięcia pokazanym na wykresie. 

Zarządzanie cyklami ładowania za pomocą ładowarki komputerowej

Jeśli chodzi o cykle ładowania, to jeśli masz ładowarkę komputerową, proces staje się znacznie łatwiejszy. Celem jest zatrzymanie ładowania przed osiągnięciem maksymalnego napięcia dla baterii litowo-polimerowej, które wynosi 4,20 wolta dla zwykłych baterii lub 4,35 wolta dla wariantów wysokonapięciowych. Wiele nowoczesnych ładowarek pozwala ustawić konkretne napięcie, do którego bateria będzie ładowana, automatycznie zatrzymując się w tym punkcie. To najprostszy sposób zarządzania procesem ładowania.

Dla tej metody moja rekomendacja to ustawienie maksymalnego napięcia ładowania między 4,10 wolta a 4,19 wolta.

Kompromisy między pojemnością, wydajnością a żywotnością cyklu baterii LiPo

Jeśli wolisz, możesz ustawić napięcie poniżej 4,10 wolta. Jednak wprowadza to kompromis między pojemnością baterii, wydajnością i liczbą cykli. Poniżej podam wzór do obliczania żywotności cyklu baterii na podstawie tych ustawień.

Ładowanie do 4,10 wolta jako maksymalnego napięcia skutkuje żywotnością cyklu równą 0,5 cyklu, gdzie pełny cykl obejmuje od 15 do 20 procent naładowania do 100 procent. Jeśli obniżysz napięcie do 4,10 wolta, możesz odnieść się do wykresu, aby zobaczyć pojemność i stan naładowania, jaki utrzyma Twoja bateria. W zasadzie poświęcisz trochę pojemności, co oznacza, że nie uzyskasz tak długiego czasu pracy, co może być wadą dla niektórych. Jednak możesz to zrekompensować, kupując w przyszłości baterię o większej pojemności.

Kompromisy wydajności powyżej 4,10 wolta

Drugą wadą jest to, że wydajność powyżej 4,10 do 4,20 wolta na ogniwo również będzie ograniczona. Ta utrata wydajności oznacza, że Twój silnik nie osiągnie tak wysokich obrotów na minutę, co ogranicza potencjalną maksymalną prędkość Twojego pojazdu zdalnie sterowanego. Dla mnie nie przeszkadza poświęcenie tego podczas używania moich pojazdów do swobodnej zabawy lub latania zdalnie sterowanym samolotem, ponieważ w tych przypadkach nie skupiam się na maksymalizacji wydajności czy czasu pracy. Ta metoda jednak będzie idealna do wydłużenia żywotności moich pojazdów zdalnie sterowanych, zwłaszcza samych baterii. 

Nie tylko planuję stosować tę technikę w moim sprzęcie do zdalnego sterowania, ale także wdrażam ją w innych urządzeniach elektronicznych, takich jak telefony komórkowe i laptopy.

Wybór odpowiedniego napięcia ładowania baterii LiPo dla żywotności cyklu

Nie musisz trzymać się progu 4,10 wolta; możesz wybrać dowolne napięcie w zalecanym zakresie. Na przykład, jeśli wybierzesz 4,15 wolta, żywotność cyklu będzie odpowiadać około 0,71 cyklu.

Dla lepszego zobrazowania: jeśli zdecydujesz się ładować tylko do 4,10 wolta, to tak, jakbyś używał 0,5 cyklu ładowania, co zasadniczo podwaja żywotność baterii pod względem cykli ładowania. Dobrze utrzymany pakiet baterii litowo-polimerowej zwykle wytrzymuje od 200 do 500 cykli. Jeśli będziesz dbać o odpowiednią pielęgnację — taką jak utrzymywanie baterii w rozsądnej temperaturze, unikanie nadmiernego poboru mocy i ładowanie w zakresie od 1C do 2C — możesz zmaksymalizować liczbę cykli. Natomiast jeśli będziesz źle traktować baterię, możesz uzyskać mniej niż 200 cykli.

Jak podwoić żywotność swojej baterii

Załóżmy, że uzyskujesz 200 cykli z pakietu i ładujesz go za każdym razem do 4,10 wolta. Stosując tę technikę, możesz skutecznie podwoić żywotność, co oznacza, że uzyskasz 400 cykli. Dla wysokiej jakości baterii, która jest dobrze utrzymana, możesz potencjalnie osiągnąć do 500 cykli. Stosując tę metodę, możesz zobaczyć nawet do 1 000 cykli z baterii najwyższej klasy.

To znaczny wzrost żywotności baterii. Jeśli wolisz większą wydajność i dłuższy czas pracy oraz jesteś gotów ładować do 4,15 wolta, osiągniesz około 770 cykli, jak wspomniano wcześniej. 

Podsumowanie: Maksymalizacja żywotności baterii LiPo dla opłacalności

Podsumowując, kluczową kwestią jest to, że stosując tę metodę ograniczania napięcia, możemy znacznie wydłużyć żywotność naszych pakietów baterii. Ponieważ baterie są drogie, maksymalizacja ich żywotności to wartościowa strategia. Jeśli nie przeszkadza Ci poświęcenie trochę czasu pracy lub wydajności, to podejście może przynieść zauważalną różnicę. Jeśli chcesz uniknąć utraty pojemności, zawsze możesz wybrać większy pakiet baterii, o ile zmieści się w fizycznych ograniczeniach Twojego urządzenia i nie doda zbyt dużo wagi.

Jak wspomniałem wcześniej, jest to prosta technika, którą wszyscy możemy zastosować, pod warunkiem, że jesteśmy gotowi poświęcić trochę wydajności na rzecz dłuższej żywotności.

Sprawdź pełne wideo tutaj