Режимы зарядки LiPo: балансировочная, быстрая зарядка, хранение, разрядка и параллельная зарядка

Режимы зарядных устройств LiPo предназначены для разных задач. Балансировочный заряд обычно является предпочтительной повседневной программой для обычного многосекционного аккумулятора LiPo. Быстрый заряд может сократить завершающий этап, Хранение приближает аккумулятор к подходящему напряжению покоя, а Разряд удаляет энергию из сборки. Эти программы не следует считать взаимозаменяемыми способами сэкономить время.

Краткий ответ: Используйте балансировочный заряд LiPo для обычной полной зарядки, режим хранения, если аккумулятор не будет использоваться в ближайшее время, а разряд — только если вам намеренно нужно снизить уровень его заряда. Быстрый заряд может сэкономить время, но в зависимости от зарядного устройства может завершиться с менее тщательной балансировкой или немного меньшим уровнем заряда. Параллельная зарядка — это не режим, связанный с химическим составом аккумулятора, а способ подключения нескольких совместимых сборок к одному зарядному каналу.

Перед запуском любой программы проверьте химический состав аккумулятора, количество ячеек, ёмкость, зарядный ток и способ подключения. Правильный режим не может сделать безопасным неверно выбранный химический состав, повреждённый аккумулятор или несовместимую параллельную группу.

Режимы зарядного устройства LiPo: краткий обзор

Балансировочный заряд: стандартный выбор для многосекционных аккумуляторов LiPo

Балансировочный заряд обычно является наиболее подходящей программой для обычного аккумулятора LiPo 2S, 3S, 4S, 6S или другого многосекционного аккумулятора. Зарядное устройство использует основное силовое подключение для подачи большей части зарядного тока, а балансировочный разъём — для контроля напряжения отдельных ячеек.

Во время зарядки напряжение ячеек не всегда повышается с одинаковой скоростью. Одна ячейка может достичь верхнего предельного напряжения раньше остальных. Тогда зарядное устройство снижает ток и использует балансировочную схему, чтобы ограничить опережающую ячейку, пока остальные продолжают догонять.

Цели заключаются в следующем:

• Не допустить превышения одной ячейкой установленного предельного напряжения
• Довести все ячейки до достаточно близкого конечного напряжения
• Выявить ячейку, которая постоянно ведёт себя иначе
• Предоставить более полезную информацию, чем одно лишь общее напряжение аккумулятора

Для стандартного LiPo-аккумулятора напряжение каждой ячейки обычно в конце зарядки приближается к 4,20 В. Поэтому трёхсекционный аккумулятор может иметь общее напряжение около 12,60 В, однако показания отдельных ячеек всё равно важны. Общее напряжение 12,60 В было бы неудовлетворительным, если бы одна ячейка имела значительно более высокое, а другая — значительно более низкое напряжение.

Когда следует использовать балансировочную зарядку?

Используйте балансировочную зарядку для обычной полной зарядки большинства стандартных многосекционных RC LiPo-аккумуляторов, особенно когда:

• У аккумулятора есть отдельный балансировочный разъём
• Вы хотите увидеть напряжение отдельных ячеек
• Аккумулятор использовался под высокой нагрузкой
• Аккумулятор хранился некоторое время
• Вы проверяете, не возникает ли разбалансировка ячеек

Аккумулятор 1S содержит только одну ячейку, поэтому балансировать между собой нечего. Тем не менее требуется выбрать правильный химический режим и установить ограничение напряжения.

Полную процедуру см. в статье Как выполнить балансировочную зарядку LiPo-аккумулятора.

Режим зарядки и режим балансировочной зарядки

Точная разница между режимами зарядки и балансировочной зарядки зависит от зарядного устройства. Во многих обычных зарядных устройствах режим зарядки ориентирован на общее напряжение аккумулятора и основной силовой провод, тогда как режим балансировочной зарядки также использует балансировочное подключение для контроля и корректировки отдельных ячеек.

Некоторые зарядные устройства могут считывать данные с балансировочного разъёма более чем в одной литиевой программе. Проприетарные интеллектуальные системы также могут объединять питание и балансировку через один разъём. Поскольку реализация различается, окончательным источником информации является руководство к зарядному устройству.

Не следует считать, что программа «Быстрая зарядка», которая выглядит быстрее, автоматически лучше. Экономия нескольких минут менее полезна, если зарядное устройство не может показать, что отдельные ячейки завершили заряд в допустимом диапазоне.

Быстрая зарядка: что она делает и чего не означает

Быструю зарядку часто понимают неправильно. Она не означает автоматически, что зарядное устройство применяет более высокий коэффициент C. Выбранный ток и программа зарядки — это отдельные настройки.

В режиме быстрой зарядки зарядное устройство может сэкономить время следующим образом:

• Завершение при более высоком пороге тока окончания зарядки
• Сокращение времени на финальном этапе стабилизации напряжения
• Сокращение объёма финальной балансировки
• Завершение при немного более низком уровне заряда

Точное поведение зависит от зарядного устройства. В некоторых моделях разница незначительна, в других это может привести к более заметному сокращению времени финальной балансировки.

Быстрая зарядка — это не то же самое, что 2C или 5C

Рассмотрим два примера:

• Аккумулятор можно заряжать в режиме балансировки при 2C, если это допускается аккумулятором и зарядным устройством.
• Аккумулятор можно заряжать в режиме быстрой зарядки при 1C, если зарядное устройство настроено на такой ток.

Коэффициент C определяет ток относительно ёмкости. Быстрая зарядка определяет, как программа зарядки завершает процесс.

Когда быстрая зарядка может быть полезна?

Быстрая зарядка может быть полезна, когда:

• Вам нужно быстрее подготовить аккумулятор во время заезда или полёта
• Аккумулятор уже хорошо сбалансирован
• В руководстве к зарядному устройству режим подробно описан
• Допустимо небольшое снижение итоговой ёмкости
• Состояние аккумулятора проверяется и контролируется на протяжении всей зарядки

Для обычной зарядки режим балансировки остаётся более информативным вариантом по умолчанию. Ознакомьтесь со статьёй Балансировочная и быстрая зарядка для подробного сравнения.

Режим хранения: когда аккумулятор не будет использоваться в ближайшее время

Аккумулятор LiPo не следует оставлять полностью заряженным или глубоко разряженным на длительное время. Режим хранения переводит сборку к умеренному напряжению ячейки, которое лучше подходит для хранения между использованиями.

Для стандартного LiPo многие зарядные устройства устанавливают целевое значение примерно 3,8–3,85 В на ячейку, хотя точное значение в программе может отличаться. Если в инструкциях к аккумулятору и зарядному устройству указано конкретное значение, следуйте им.

Режим хранения работает в двух направлениях:

• Если напряжение сборки ниже целевого, зарядное устройство добавляет энергию.
• Если напряжение сборки выше целевого, зарядное устройство удаляет энергию.

Когда следует использовать режим хранения?

Используйте режим хранения, когда:

• Полностью заряженный аккумулятор не будет использоваться по плану
• Сборка не будет использоваться дольше короткого промежутка времени
• Вы завершили заезд, полёт или плавание с частично использованными аккумуляторными сборками
• Вы готовите аккумуляторы к длительному хранению

Не используйте режим хранения вместо проверки аккумулятора. Вздувшаяся, повреждённая или неисправная аккумуляторная сборка по-прежнему требует надлежащей изоляции и оценки состояния.

Почему разряд до уровня хранения может занимать так много времени

Многие зарядные устройства заявляют мощность зарядки в сотни ватт, но имеют лишь небольшую мощность внутреннего разряда. При зарядке энергия эффективно передаётся аккумулятору, а при внутреннем разряде обычно преобразуется в тепло внутри зарядного устройства.

Например, зарядное устройство, способное заряжать с мощностью 200 Вт, может обеспечивать внутренний разряд всего на 5 Вт, 10 Вт или другую относительно небольшую мощность. Поэтому большой полностью заряженный аккумулятор 6S может разряжаться до напряжения хранения несколько часов.

Время хранения зависит от следующих факторов:

• Ёмкость аккумулятора
• Количество ячеек и начальное напряжение
• Мощность разряда зарядного устройства
• Охлаждение и температурные ограничения
• Поддержка рекуперативного или возвратного разряда
• Выбранный целевой уровень хранения

Не следует считать зарядное устройство неисправным только потому, что разрядка выполняется значительно медленнее зарядки. Проверьте характеристики разряда, а не показатель выходной мощности при зарядке.

Режим разряда: для чего он используется

Режим разряда отбирает энергию, пока аккумулятор не достигнет заданного напряжения отсечки. Он может использоваться для контролируемого тестирования, снижения уровня заряда или измерения отданной ёмкости при определённой небольшой нагрузке.

Возможные применения:

• Разряд полностью заряженного аккумулятора перед переключением в режим хранения
• Сравнение полезной ёмкости разных аккумуляторных сборок
• Проверка поведения ячеек во время контролируемого разряда
• Подготовка аккумуляторной сборки к определённой процедуре тестирования

Режим разряда не следует бездумно использовать, чтобы разрядить LiPo-аккумулятор до минимально возможного уровня. Выбранное напряжение отсечки должно соответствовать химическому составу аккумулятора и цели тестирования.

Внутренний разряд

При стандартном внутреннем разряде зарядное устройство преобразует энергию аккумулятора в тепло. При повышении внутренней температуры зарядное устройство может снизить мощность.

Рекуперативный, или возвратный, разряд

Некоторые зарядные устройства могут возвращать энергию в подходящий входной аккумулятор, блок питания или другой аккумулятор, вместо того чтобы полностью рассеивать её в виде тепла. Это может обеспечить значительно большую мощность разряда, но только если вся система рассчитана на возврат энергии.

Никогда не направляйте рекуперированную энергию в источник питания, не поддерживающий обратный ток. Перед использованием рекуперативного разряда проверьте руководство к зарядному устройству и допустимые пределы для источника-приёмника.

Внешний разряд

Некоторые зарядные устройства поддерживают внешнюю нагрузку для разрядки. Это может увеличить мощность разряда, но требует дополнительной проводки, соблюдения температурных ограничений и правильной настройки. Нагрузка, кабель и разъёмы должны иметь соответствующие номинальные характеристики.

Режим циклирования: нужно ли циклировать LiPo-аккумулятор?

Режим циклирования многократно заряжает и разряжает аккумулятор заданное число циклов. Эта функция часто используется для проверки ёмкости или обслуживания старых никелевых аккумуляторов.

LiPo-аккумулятор обычно не нуждается в регулярном циклировании для предотвращения эффекта памяти. Литий-полимерные аккумуляторы не требуют такого же обслуживания, как старые никель-кадмиевые аккумуляторы.

Циклический режим может быть полезен для контролируемых измерений, если учитывать:

• Настройки зарядки и разрядки
• Выбранные напряжения отсечки
• Ограничение мощности разряда зарядного устройства
• Количество выделяемого тепла
• Влияние повторных циклов на износ аккумулятора

Не следует многократно циклировать LiPo-аккумулятор только потому, что зарядное устройство поддерживает эту функцию. Каждый полный цикл увеличивает степень использования аккумулятора и его износ.

Параллельная зарядка — это способ подключения, а не химический режим

Параллельную зарядку часто относят к режимам зарядного устройства, поскольку после подключения параллельной платы пользователи выбирают режим балансировочной зарядки. Однако с электрической точки зрения параллельная зарядка является способом подключения.

Несколько совместимых сборок соединяются так, чтобы зарядное устройство видело:

• То же количество последовательно соединённых ячеек, что и в одной сборке
• Сумма ёмкостей всех подключённых аккумуляторов
• Суммарный потребляемый ток

Например, четыре аккумулятора 3S ёмкостью 1500 мА·ч, соединённые параллельно, воспринимаются зарядным устройством как аккумулятор 3S с суммарной ёмкостью 6000 мА·ч.

После правильного параллельного подключения зарядное устройство обычно использует стандартную литиевую программу, например «Балансировочная зарядка». Сама параллельная плата не создаёт отдельный алгоритм химической зарядки.

Аккумуляторы, подключаемые параллельно, должны быть совместимы

Перед параллельным подключением аккумуляторных сборок убедитесь в следующем:

• Одинаковый химический состав аккумуляторов
• Одинаковое количество последовательно соединённых ячеек
• Достаточно близкое напряжение аккумуляторных сборок
• Схожее напряжение отдельных ячеек
• Совместимые ёмкость и состояние для планируемой процедуры
• Отсутствие вздутия, повреждений и аномального поведения ячеек
• Правильная полярность основного разъёма и разъёма балансировочной платы
• Параллельная плата, предохранители, провода и разъёмы рассчитаны на соответствующую нагрузку

После параллельного подключения аккумуляторов ток может сразу начать протекать между ними. Зарядное устройство не может устранить значительную разницу напряжений, существовавшую до подключения.

Перед использованием параллельной платы прочитайте Как безопасно заряжать LiPo-аккумуляторы параллельно.

Параллельная зарядка и независимая многоканальная зарядка

Зарядное устройство с двумя или четырьмя каналами рассматривает каждый аккумулятор как отдельную задачу зарядки. Параллельная плата объединяет несколько аккумуляторов в одну электрическую группу.

Пользователям со смешанным набором аккумуляторов обычно проще управлять независимыми каналами. ToolkitRC M6D оснащено двумя каналами зарядки с питанием от источника постоянного тока, а ToolkitRC Q6AC предназначено для выполнения четырёх независимых задач зарядки.

Для получения прямого руководства по выбору см. Двухканальное зарядное устройство или плата для параллельной зарядки.

Другие функции зарядного устройства, которые могут вам встретиться

Измерение внутреннего сопротивления

Некоторые зарядные устройства оценивают внутреннее сопротивление каждого элемента или всей аккумуляторной сборки. Эти показания наиболее полезны для отслеживания тенденций при использовании одного и того же зарядного устройства в схожих условиях. Не следует считать их полностью сопоставимыми при использовании разных зарядных устройств, температур и способов подключения.

Ограничение ёмкости

Ограничение ёмкости останавливает задачу после прохождения заданного количества заряда. Это дополнительная мера защиты, а не замена правильному выбору химического состава, напряжения и тока.

Таймер безопасности

Таймер безопасности останавливает зарядное устройство по истечении выбранного времени. Если таймер регулярно срабатывает во время обычной зарядки, это может указывать на нереалистичную настройку, недостаточную мощность зарядного устройства, разбалансировку элементов или другую проблему, требующую проверки.

Режим синхронизации или объединения каналов

Некоторые двухканальные зарядные устройства могут объединять ресурсы каналов для создания одного выхода большей мощности. Это не то же самое, что параллельная зарядка нескольких аккумуляторов. Объединяется аппаратная часть зарядного устройства, а подключённый аккумулятор остаётся одной задачей зарядки.

Режим цифрового источника питания

Некоторые зарядные устройства могут работать как регулируемый источник постоянного тока. Эта функция не связана с зарядкой аккумулятора и требует отдельных ограничений по току, напряжению и нагрузке.

Режим химического состава должен соответствовать аккумулятору

Балансировочный заряд, быстрый заряд и хранение — не единственные важные настройки. Выбранный химический состав аккумулятора определяет профиль напряжения и предельное конечное напряжение.

Никогда не используйте программу для никелевых аккумуляторов, чтобы обойти предупреждение зарядного устройства для литиевых аккумуляторов или попытаться принудительно зарядить глубоко разряженный LiPo. Предупреждение зарядного устройства — это повод проверить аккумулятор, а не препятствие, которое нужно обойти.

Какой режим зарядки LiPo следует использовать?

Распространённые ошибки при использовании режимов зарядного устройства

• Использование быстрой зарядки вместо более высокого коэффициента C: Поведение программы и ток зарядки — это разные настройки.
• Пропуск балансировочной зарядки, поскольку общее напряжение выглядит нормальным: Общее напряжение аккумулятора может скрывать различия между отдельными ячейками.
• Оставление аккумулятора полностью заряженным из-за медленной работы режима хранения: Низкая мощность внутреннего разряда не отменяет необходимости правильно хранить аккумулятор.
• Использование режима разряда для максимально возможного разряда аккумулятора: Напряжение отключения должно соответствовать типу аккумулятора и цели.
• Предположение, что все зарядные устройства одинаково реализуют режимы: Ознакомьтесь с руководством для конкретной модели.
• Восприятие параллельной зарядки как автоматической программы зарядного устройства: Подбор совместимых аккумуляторов и расчёт тока выполняются до нажатия кнопки «Старт».
• Параллельное подключение аккумуляторов с разным количеством S: Они должны иметь одинаковое количество последовательно соединённых ячеек.
• Подключение аккумуляторов с большой разницей напряжений: Уравнительный ток начинает течь сразу после подключения.
• Использование режима Cycle для регулярного обслуживания LiPo: Аккумуляторам LiPo не нужна циклическая зарядка из-за эффекта памяти.
• Игнорирование мощности разряда: Мощность зарядки не показывает, как быстро завершится режим хранения или разряда.
• Выбор неправильного типа аккумулятора: Правильные названия режимов не компенсируют неправильный профиль напряжения.
• Обход ошибок зарядного устройства: Проверьте предупреждения о количестве ячеек, балансировке и подключении.

Выбор зарядного устройства с нужными режимами

Не выбирайте зарядное устройство только потому, что у него длинный список функций. Начните с функций, соответствующих вашему парку аккумуляторов и режиму зарядки.

Полезные характеристики включают:

• Поддерживаемые типы аккумуляторов
• Поддерживаемый диапазон количества ячеек
• Поддержка Balance Charge
• Ток балансировки
• Режимы Storage и Discharge
• Мощность внутреннего разряда
• Поддержка рекуперативного или внешнего разряда
• Количество независимых каналов
• Максимальный ток и мощность на канал
• Различия входов переменного и постоянного тока
• Измерение внутреннего сопротивления
• Таймер безопасности и отсечка по ёмкости

В коллекции зарядных устройств для LiPo-аккумуляторов CNHL представлены балансировочные зарядные устройства, модели с двумя каналами и многоканальные системы зарядки.

Информацию о зарядных устройствах ToolkitRC, внешних блоках питания и сопутствующем оборудовании смотрите в коллекции ToolkitRC.

Для получения полного метода выбора продукта прочитайте статью Как выбрать подходящее зарядное устройство для LiPo-аккумуляторов ваших радиоуправляемых моделей.

Часто задаваемые вопросы о режимах зарядки LiPo

Какой режим использовать для зарядки аккумулятора LiPo?

Используйте LiPo Balance Charge как обычный начальный режим для стандартного многосекционного аккумулятора LiPo. Перед началом проверьте тип химии, количество ячеек, ток и подключение балансировочного разъёма.

Балансировочная зарядка медленнее обычного режима Charge?

Зарядка может занять больше времени, если зарядному устройству необходимо скорректировать различия между ячейками. Точная разница зависит от зарядного устройства и состояния аккумулятора.

Использует ли Fast Charge более высокий ток?

Не обязательно. Fast Charge описывает поведение программы, а скорость C и настройка силы тока определяют зарядный ток. Зарядное устройство может использовать одну и ту же настройку тока в разных режимах.

Полностью ли заряжает аккумулятор LiPo режим Fast Charge?

Зарядка может завершиться почти при полном заряде, но некоторые зарядные устройства сокращают финальный этап зарядки постоянным напряжением или балансировки. Поэтому итоговая ёмкость и баланс ячеек могут отличаться от полной балансировочной зарядки.

Какое напряжение используется в режиме LiPo Storage?

Многие зарядные устройства устанавливают для стандартного LiPo примерно 3,8–3,85 В на ячейку, но точное запрограммированное целевое значение может различаться. Проверьте рекомендации для аккумулятора и настройки зарядного устройства.

Почему режим Storage занимает несколько часов?

Аккумулятор может быть полностью заряжен, несмотря на относительно низкую внутреннюю мощность разряда зарядного устройства. Поэтому большие высоковольтные аккумуляторы могут разряжаться значительно дольше, чем заряжались.

Режим Discharge — это то же самое, что режим Storage?

Нет. Режим Storage автоматически устанавливает умеренное напряжение покоя и может как заряжать, так и разряжать аккумулятор. Режим Discharge удаляет энергию до выбранного пользователем порогового напряжения.

Нужно ли циклировать аккумулятор LiPo?

Для предотвращения эффекта памяти регулярная циклическая зарядка не требуется. Режим Cycle можно использовать для контролируемого тестирования, но повторные циклы увеличивают износ и должны иметь чёткую цель.

Является ли параллельная зарядка режимом зарядного устройства?

Строго говоря, нет. Это способ электрического подключения, объединяющий совместимые аккумуляторы на одном канале. Затем зарядное устройство запускает подходящую литиевую программу, обычно балансировочную зарядку.

Можно ли параллельно заряжать аккумуляторы разной ёмкости?

Ёмкость не обязана быть одинаковой при любом возможном параллельном подключении, однако химия, количество последовательно соединённых ячеек, напряжение, состояние и расчёт суммарного тока должны соответствовать требованиям. С близкими по характеристикам блоками проще обращаться, особенно новичкам.

Можно ли одновременно заряжать параллельно аккумуляторы 3S и 4S?

Нет. Блоки, подключённые к одной группе параллельной зарядки, должны иметь одинаковое количество последовательно соединённых ячеек.

Может ли двухканальное зарядное устройство заряжать два разных аккумулятора?

Обычно да, если каждый канал независимо поддерживает выбранную химию, количество последовательно соединённых ячеек, ток и требуемую мощность. Проверьте, распределяет ли зарядное устройство общую выходную мощность между каналами.

Можно ли использовать режим NiMH для восстановления LiPo-аккумулятора с низким напряжением?

Не используйте режим для никелевых аккумуляторов, чтобы обойти предупреждение о безопасности литиевого аккумулятора. LiPo-аккумулятор с глубоким разрядом может иметь внутренние повреждения и требует надлежащей оценки, а не принудительной зарядки по программе для аккумуляторов другой химии.

Итоговый список проверки режима зарядного устройства

Оптимальный режим зарядного устройства определяется задачей. Балансировочная зарядка подготавливает многобаночный аккумуляторный блок к использованию, режим хранения — к хранению, разрядка удаляет энергию для определённой цели, а быстрая зарядка сокращает часть финального этапа зарядки ради более быстрого завершения. Параллельная зарядка добавляет ещё один уровень сложности, поскольку до запуска обычной программы зарядного устройства аккумуляторы должны быть совместимы.

Для полного процесса подключения и проверки одного аккумуляторного блока ознакомьтесь с материалом Как безопасно заряжать LiPo-аккумулятор. Чтобы ознакомиться с более широкой тематической подборкой, посетите руководство CNHL по зарядке LiPo-аккумуляторов.