Об аккумуляторах LiPo 8S: когда 29.6V подходят для мощных радиоуправляемых моделей

Аккумулятор LiPo 8S состоит из восьми групп литий-полимерных ячеек, соединённых последовательно, и обеспечивает номинальное напряжение 29,6 В и приблизительно 33,6 В при полном заряде. Поэтому 8S относится к высоковольтным системам питания, широко применяемым в радиоуправляемых моделях.

В отличие от 2S, 3S или 4S, 8S редко выбирают просто потому, что «большее напряжение — это лучше». Обычно его используют, когда вся силовая система спроектирована с учётом более высокого напряжения: в больших радиоуправляемых автомобилях, мощных EDF-самолётах, вертолётах, скоростных лодках, синелайфтерах и других требовательных электрических платформах.

В подходящей системе 8S может обеспечивать значительную мощность при меньшем токе, необходимом для достижения заданной мощности в ваттах, по сравнению с системой с более низким напряжением. Однако в неподходящей системе 8S может очень быстро превысить допустимые пределы регулятора скорости (ESC), двигателя, сервопривода, BEC, разъёмов или проводки.

LiPo 8S вкратце

Почему номинальное напряжение LiPo 8S составляет 29,6 В?

Буква S в обозначении 8S означает, что ячейки соединены последовательно. При последовательном соединении напряжение складывается, а ёмкость в ампер-часах зависит от параллельной конфигурации ячеек батареи.

Номинальное напряжение стандартной ячейки LiPo обычно составляет примерно 3,7 В:

При полном заряде напряжение каждой стандартной ячейки LiPo достигает примерно 4,20 В:

Это различие важно. Регулятор скорости (ESC) с заявленной поддержкой «8S» должен выдерживать напряжение батареи при полном заряде, а не только номинальные 29,6 В, указанные на маркировке.

Полное описание зависимости между количеством ячеек и напряжением батареи см. в руководстве по напряжению LiPo: от 1S до 8S для радиоуправляемых моделей.

Зачем использовать 8S, а не просто увеличить ток?

Именно здесь 8S начинает восприниматься как система, а не просто как батарея большей ёмкости.

Электрическая мощность приблизительно равна:

Если две системы выдают примерно одинаковую электрическую мощность, система с более высоким напряжением обычно может делать это при меньшем токе.

Для наглядности мощность около 1000 Вт можно представить так:

• Около 41,7 А при 24 В
• Около 31,3 А при 32 В

В реальной радиоуправляемой модели показатели будут меняться в зависимости от просадки напряжения аккумулятора, нагрузки на мотор, КПД ESC и условий эксплуатации, но важно понимать принцип: при более высоком напряжении для той же мощности может требоваться меньший ток.

Это может помочь снизить потери на сопротивление в проводах и разъёмах, но только если KV мотора, ESC, передаточное отношение или нагрузка на винт и остальные компоненты системы рассчитаны на более высокое напряжение.

Если просто заменить аккумулятор с меньшим числом ячеек на 8S, не меняя остальную систему, обороты мотора и нагрузка на компоненты могут намного превысить расчётные значения.

Когда 8S подходит для радиоуправляемых моделей?

8S лучше всего рассматривать как высокомощную платформу. Её преимущества становятся очевиднее по мере увеличения размера модели, мощности мотора и общей мощности системы.

Крупные и высокопроизводительные радиоуправляемые автомобили

8S широко используется в крупномасштабных или высокомощных моделях наземного транспорта, где системы 4S или 6S могут уже не обеспечивать желаемого сочетания мощности и потребления тока.

Примеры применения:

• Крупные модели для езды по бездорожью
• Модели масштаба 1/5
• Некоторые высокомощные платформы масштаба 1/7 и 1/8
• Модели для скоростных заездов
• Тяжёлые монстр-траки
• Трансмиссии с индивидуальной конфигурацией и высокой мощностью

В этих системах часто используют аккумуляторы большой ёмкости и рассчитанные на высокий ток разъёмы, поэтому соответствие размеров, масса аккумулятора, качество разъёмов и проводки становятся не менее важны, чем номинальное напряжение 8S.

Реактивные модели с EDF и крупные радиоуправляемые самолёты

8S — важный вариант для крупных электрических самолётов, которым система 6S потребовала бы очень высокого тока для достижения нужной мощности.

Особенно много энергии могут потреблять крупные системы EDF. Переход на более высокое напряжение позволяет правильно подобранным мотору и вентилятору обеспечивать необходимую мощность без чрезмерной зависимости от очень высокого тока.

При выборе самолёта следует обратить особое внимание на:

• Вес аккумулятора
• Размеры аккумуляторного отсека
• Центровка
• Допустимое напряжение ESC
• KV двигателя
• Нагрузка пропеллера или EDF
• Размер разъёма и проводов

Аккумулятор может подходить по электрическим характеристикам, но если он слишком тяжёлый, конфигурация модели всё равно может оказаться неудачной.

Радиоуправляемые вертолёты

В некоторых более крупных электрических вертолётах используют системы 8S как компромисс между конфигурациями с более низким напряжением и высоким током и системами с ещё более высоким напряжением.

Производительность вертолёта во многом зависит от KV мотора, передаточного отношения и желаемых оборотов ротора, поэтому напряжение аккумулятора нельзя рассматривать отдельно от трансмиссии.

Высокомощные радиоуправляемые катера

Лодки могут создавать длительную высокую нагрузку на аккумуляторы, ESC и моторы. 8S может подойти, если вся силовая система для лодки рассчитана на более высокое напряжение.

По мере роста мощности системы всё важнее становятся водяное охлаждение, состояние разъёмов, длина кабелей и расположение аккумулятора.

FPV-платформы X8, кинолифтеры и специализированные дроны

8S также используется в крупных мультикоптерах, конфигурациях X8 и специализированных FPV-платформах, где эффективная транспортировка полезной нагрузки важнее компактности системы аккумуляторов.

Эти конфигурации сильно отличаются от обычного 5-дюймового фристайл-квадрокоптера. KV моторов, поддержка ESC, размер пропеллеров, удельная энергия аккумулятора и полезная нагрузка должны быть рассчитаны с учётом платформы с таким напряжением.

Если ваша система рассчитана именно на восемь ячеек, ознакомьтесь с коллекцией аккумуляторов CNHL 8S LiPo, чтобы сравнить ёмкость, разъёмы и конфигурации аккумуляторов.

Один аккумулятор 8S или два аккумулятора 4S последовательно

Один из самых важных моментов, которые нужно понимать об 8S: получить такое напряжение можно несколькими способами.

Можно использовать:

• Один готовый аккумулятор 8S или
• Два совместимых аккумулятора 4S, соединённых последовательно

Например:

Это не превращает их в аккумулятор 8S 10000 мА·ч. Последовательное соединение увеличивает напряжение, а не ёмкость в ампер-часах.

При последовательном соединении двух аккумуляторов они должны быть одной модели и ёмкости, а также близкими по возрасту, состоянию, уровню заряда и внутреннему сопротивлению. При существенном несоответствии один аккумулятор может достичь предельных значений раньше другого.

8S LiPo и 8S LiHV: не считайте их одинаковыми аккумуляторами

Важный нюанс при таком напряжении: «аккумулятор 8S» может быть как обычным LiPo, так и высоковольтным LiHV.

Зарядное устройство с поддержкой стандартных аккумуляторов LiPo 8S не обязательно поддерживает LiHV 8S при максимальном напряжении для LiHV. Ограничения по количеству ячеек нужно проверять отдельно для каждого типа химии.

Также не заряжайте стандартный аккумулятор LiPo 8S с номинальным напряжением 29,6 В до 34,8 В.

Какая мощность зарядного устройства нужна для аккумулятора 8S?

Это одно из главных отличий 8S от аккумуляторов с более низким напряжением, с которыми знакомы многие пользователи радиоуправляемых моделей.

Зарядное устройство может указывать поддержку 8S, но это не значит, что его мощности хватит, чтобы заряжать большой аккумулятор 8S током, который вам нужен.

При напряжении, близком к максимальному, для стандартного аккумулятора 8S:

Эти значения приблизительно показывают мощность со стороны аккумулятора при напряжении, близком к максимальному. Реальным зарядным устройствам и блокам питания требуется запас мощности, поскольку ни одна система преобразования энергии не имеет КПД 100%.

Поэтому зарядные устройства с поддержкой 8S мощностью 100 Вт и 500 Вт могут сильно различаться в реальных условиях, даже если заряжать на них один и тот же аккумулятор большой ёмкости.

Подробности о выборе мощности см. в статье Сколько ватт нужно моему зарядному устройству для LiPo?.

Если вы регулярно заряжаете аккумуляторы этого класса напряжения, сравните специализированные зарядные устройства для аккумуляторов LiPo 8S по поддерживаемому числу ячеек, мощности, количеству каналов и возможности работы от источника переменного/постоянного тока.

Как безопасно заряжать аккумулятор LiPo 8S?

Для стандартного аккумулятора LiPo 8S процесс зарядки основан на тех же принципах, что и для аккумуляторов с меньшим числом ячеек, но совместимость зарядного устройства и его мощность становятся важнее.

1. Проверьте аккумулятор на вздутие, повреждения от ударов, повреждение изоляции и необычный нагрев.
2. Убедитесь, что зарядное устройство явно поддерживает стандартные аккумуляторы LiPo 8S.
3. Выберите подходящий тип химии LiPo.
4. Для обычной зарядки выберите режим Balance Charge.
5. Установите правильное количество ячеек: 8S.
6. Выберите ток заряда, допустимый производителем аккумулятора.
7. Подключите основной силовой кабель, соблюдая полярность.
8. Подключите соответствующий балансировочный кабель 8S.
9. Убедитесь, что зарядное устройство определяет восемь ячеек.
10. Не оставляйте аккумулятор без присмотра во время зарядки.

Примерно 1C часто используют как консервативное общее значение, но приоритет всегда следует отдавать ограничению тока заряда, указанному производителем аккумулятора.

Полное руководство см. в руководстве по зарядке LiPo-аккумуляторов.

8S против 6S: всегда ли более высокое напряжение лучше?

Нет.

Номинальное напряжение стандартного LiPo-аккумулятора 6S составляет 22,2 В, а при полном заряде — около 25,2 В. При переходе на 8S эти значения повышаются до 29,6 В и 33,6 В.

Более высокое напряжение может быть полезно, если системе требуется значительная мощность, но при этом меняются требования к следующим компонентам:

• Допустимое напряжение ESC
• KV двигателя
• Передаточное отношение
• Нагрузка пропеллера или EDF
• Управление напряжением BEC и сервоприводов
• Разъёмы и проводка
• Габариты и масса аккумулятора
• Возможности зарядного устройства

Если двигатель с тем же передаточным отношением или нагрузкой пропеллера просто подключить к гораздо более высокому напряжению, обороты двигателя и характер потребления тока могут выйти за безопасный рабочий диапазон.

Поэтому лучше задаться не вопросом:

«8S лучше, чем 6S?»

Это:

«Рассчитана ли эта силовая система на эффективную работу с 8S?»

Увеличивает ли 8S время работы?

Не обязательно.

Одно лишь напряжение не определяет время работы. Запасённую энергию точнее отражают ватт-часы:

Стандартный LiPo-аккумулятор 8S ёмкостью 5000 мА·ч запасает примерно:

29,6 В × 5 А·ч = 148 Вт·ч

Аккумулятор с меньшим напряжением может запасать столько же или даже больше энергии, если его ёмкость достаточно велика.

Фактическое время работы зависит от следующих факторов:

• Среднее потребление мощности
• Режим управления газом или стиль вождения
• КПД двигателя
• Пропеллер или передаточное отношение
• Вес автомобиля или самолёта
• Аэродинамическое сопротивление или сопротивление качению
• Состояние аккумулятора

Не выбирайте 8S, полагая, что повышенное напряжение автоматически увеличит время работы.

Какие разъёмы обычно используются на аккумуляторах 8S?

Высокое напряжение не означает автоматически высокий ток, но многие системы RC на 8S также отличаются высокой мощностью. Поэтому выбор разъёма имеет значение.

В зависимости от ёмкости аккумулятора и области применения могут использоваться разъёмы:

• XT60 на аккумуляторах 8S меньшей ёмкости
• XT90
• QS8
• EC5 / IC5
• Другие разъёмы, рассчитанные на соответствующий высокий ток

Выбор разъёма зависит от фактического потребления тока, сечения проводов и проводки модели. Не выбирайте аккумулятор только потому, что разъём подходит физически.

Как решить, подходит ли 8S для вашей RC-модели

Если ответы на эти вопросы говорят в пользу системы 8S, можно перейти к выбору батареи по емкости, весу, разъему и требованиям к токоотдаче.

Можно сравнить доступные батареи LiPo 8S на 29,6 В по емкости, разъему и назначению в радиоуправляемой технике.

Распространенные ошибки при использовании 8S

• Ориентироваться только на маркировку 29,6 В: компоненты должны выдерживать примерно 33,6 В при полном заряде.
• Полагать, что система 6S может безопасно работать с 8S: разница напряжений значительна.
• Считать, что две батареи 4S 5000 мА·ч, соединенные последовательно, дают 10000 мА·ч: получится сборка 8S 5000 мА·ч.
• Использовать несоответствующие друг другу батареи в последовательной сборке из двух батарей: характеристики и состояние обеих батарей должны быть максимально близкими.
• Покупать зарядное устройство для 8S, не проверив мощность: поддержка нужного числа ячеек не гарантирует быструю зарядку большой батареи 8S.
• Полагать, что поддержка LiPo 8S означает поддержку LiHV 8S: ограничения по химическому составу могут различаться.
• Не учитывать вес батареи: большие батареи 8S могут существенно изменить баланс автомобиля или центровку самолета.
• Выбирать разъемы только из соображений удобства: характеристики разъема и проводов должны соответствовать фактическому току.
• Полагать, что более высокое напряжение автоматически увеличивает время работы: время работы напрямую больше зависит от запасенной энергии и среднего энергопотребления.
• Считать 8S автоматическим улучшением характеристик: всю силовую систему необходимо спроектировать с учетом этого.

Часто задаваемые вопросы о батареях LiPo 8S

Какое напряжение у батареи LiPo 8S?

Номинальное напряжение стандартной батареи LiPo 8S составляет 29,6 В, а при полном заряде оно достигает примерно 33,6 В.

Что означает 8S?

8S означает, что восемь групп литий-полимерных ячеек соединены последовательно.

Напряжение батареи 8S составляет 29,6 В или 33,6 В?

Для стандартного LiPo верны оба значения. Номинальное напряжение составляет 29,6 В, а при полном заряде — примерно 33,6 В.

Какое напряжение хранения у LiPo 8S?

Многие зарядные устройства рассчитаны примерно на 3,8–3,85 В на ячейку, то есть примерно на 30,4–30,8 В для сборки 8S.

Можно ли получить 8S из двух батарей 4S?

Да. Если правильно соединить последовательно две совместимые батареи 4S, получится система с напряжением 8S.

Превратятся ли две батареи 4S 5000 мА·ч в 8S 10000 мА·ч?

Нет. При последовательном соединении два аккумулятора 4S 5000 мА·ч образуют систему 8S 5000 мА·ч. Напряжение складывается, ёмкость в ампер-часах — нет.

Можно ли зарядить аккумулятор 8S зарядным устройством 6S?

Нет. Зарядное устройство, рассчитанное только на LiPo-аккумуляторы с шестью ячейками, нельзя использовать для зарядки аккумулятора с восемью ячейками. Используйте зарядное устройство, явно рассчитанное на стандартные LiPo-аккумуляторы 8S.

Сколько ватт требуется, чтобы зарядить аккумулятор 8S 5000 мА·ч при токе 1C?

При токе около 5 А LiPo-аккумулятор 8S обеспечивает примерно 168 Вт идеальной мощности со стороны аккумулятора при напряжении 33,6 В, характерном для полного заряда. Реальной системе зарядки нужен дополнительный запас мощности.

Система 8S лучше, чем 6S?

Не всегда. Система 8S обеспечивает более высокое напряжение, но для неё также нужны совместимые с 8S двигатель, регулятор оборотов ESC, система зарядки и соответствующая конфигурация. Правильно спроектированная система 6S может быть лучшим выбором, если мощность 8S не нужна.

В каких моделях RC используются аккумуляторы 8S?

Типичные примеры использования: большие автомобили RC, мощные самолёты с EDF, электрические вертолёты, катера RC, FPV-платформы X8, кинелифтеры и другие электрические системы RC с высокой выходной мощностью.

Является ли LiHV 8S тем же, что и LiPo 8S?

Нет. Стандартный LiPo-аккумулятор 8S обычно имеет номинальное напряжение 29,6 В и 33,6 В при полном заряде. LiHV-аккумулятор 8S может иметь номинальное напряжение около 30,4 В и напряжение до примерно 34,8 В при полном заряде, если он специально рассчитан на такое напряжение.

Итог

8S — это не просто «больше аккумулятора». Это другой уровень энергосистемы.

Стандартный LiPo-аккумулятор 8S имеет номинальное напряжение 29,6 В и около 33,6 В при полном заряде. Более высокое напряжение полезно, когда большой или мощной платформе RC требуется значительная мощность, а двигатель, регулятор оборотов ESC, проводка, разъём и зарядное устройство подобраны соответствующим образом.

Для многих любителей важнее всего не то, превосходит ли 8S систему 6S по потенциалу производительности. Разумеется, напряжение у неё выше. На самом деле важно, может ли модель эффективно использовать это напряжение без лишнего веса, сложности или нагрузки на компоненты.

Если система рассчитана на восемь ячеек, сравните ассортимент LiPo-аккумуляторов CNHL 8S. Если ограничивающим фактором являются возможности зарядки, ознакомьтесь с отдельной коллекцией зарядных устройств для LiPo-аккумуляторов 8S.

Чтобы получить общее представление, вернитесь к руководству по напряжению LiPo-аккумуляторов: от 1S до 8S — объяснение для моделей RC.