Как измерить внутреннее сопротивление LiPo аккумулятора

Если вы увлекаетесь высокопроизводительными хобби, такими как радиоуправляемые машины или FPV-дроны, вы, вероятно, слышали, как люди говорят о «IR» аккумулятора, но что это на самом деле значит? Внутреннее сопротивление LiPo аккумулятора — один из самых важных и в то же время самых недооценённых показателей его состояния. Представьте это как внутреннее узкое место аккумулятора. Это мера того, насколько аккумулятор сопротивляется отдаче своей энергии. Низкое значение IR — это хорошо; высокое значение IR — плохо. Понимание этого простого числа может многое рассказать о состоянии вашего аккумулятора и о том, как он будет работать.

Зачем вообще измерять внутреннее сопротивление?

Так почему же вам должно быть важно это число? Может показаться, что это техническая деталь для инженеров, но измерение внутреннего сопротивления LiPo аккумулятора — это как измерить его пульс. Это даёт вам ясное и честное представление о его состоянии, о том, как он справится с нагрузками, и сколько у него действительно осталось жизни.

Аккумулятор с низким внутренним сопротивлением (IR) может быстро отдавать много энергии без проблем. В реальной жизни это означает больше «мощности» при старте для вашей радиоуправляемой машины или меньше падения напряжения при интенсивном подъёме дрона. С другой стороны, аккумулятор с высоким IR будет испытывать трудности с отдачей этой энергии. Это проявляется в заметном снижении производительности, сильном нагреве аккумулятора во время работы и сокращении времени работы. Отслеживание IR на протяжении срока службы аккумулятора — лучший способ понять, когда он устал и его нужно вывести из эксплуатации по соображениям безопасности.

Какое оборудование нужно для измерения?

Хорошая новость в том, что вам не нужно много дорогого лабораторного оборудования для измерения IR. Большинство современных зарядных устройств для хобби имеют эту функцию встроенной, что делает процесс очень простым.

Вот что вам понадобится:

• Умное зарядное устройство или анализатор аккумуляторов с функцией IR: Это ключевое оборудование. При выборе зарядного устройства ищите модели, в описании которых указана функция «Измерение внутреннего сопротивления» или «Проверка IR». Многие популярные бренды включают эту функцию в свои модели среднего и высокого класса.
• Правильные разъёмы: Вам понадобятся основные силовые провода (например, разъём XT60 или Deans) и, что не менее важно, балансировочный разъём. Самые точные измерения IR проводятся через балансировочный разъём, так как он позволяет зарядному устройству измерять каждую ячейку аккумулятора отдельно.

Как на самом деле измерить внутреннее сопротивление? Пошаговое руководство

Измерение IR — это простой процесс, но если вы хотите получить полезные, последовательные результаты, которые можно отслеживать со временем, старайтесь делать это одинаково каждый раз.

Шаг 1: Подготовьте аккумулятор

Для наиболее надёжных и последовательных показаний лучше измерять аккумуляторы в одинаковых условиях каждый раз. Хорошей привычкой будет измерять их, когда они полностью заряжены (4,2 В на ячейку) и остыли до комнатной температуры. Горячий аккумулятор сразу после зарядки или частично разряженный аккумулятор дадут разные показания, поэтому важна последовательность.

Шаг 2: Подключите к зарядному устройству

Надёжно подключите как основной силовой провод, так и балансировочный провод вашего LiPo аккумулятора к соответствующим разъёмам на зарядном устройстве. Для проведения теста и получения показаний по каждой ячейке зарядное устройство должно иметь оба этих подключения.

Шаг 3: Запустите тест IR

Перейдите в меню вашего зарядного устройства и найдите функцию внутреннего сопротивления. Она может называться «Сопротивление аккумулятора», «IR» или что-то подобное. Выберите эту опцию и дайте зарядному устройству выполнить измерение. Обычно процесс занимает всего несколько секунд.

Шаг 4: Считайте и запишите результаты

Зарядное устройство покажет значение IR для каждой ячейки вашего аккумуляторного блока, а также общее значение для всего блока. Значения будут отображаться в миллиомах (мΩ). Очень полезно записывать эти числа, например, на маленькой наклейке на аккумуляторе или в журнале. Так вы сможете легко отслеживать, как меняется IR с возрастом аккумулятора.

Что может повлиять на показания внутреннего сопротивления?

Если вы измеряете один и тот же аккумулятор в разные дни и получаете немного разные значения, не паникуйте. Показание IR — не фиксированное число; на него влияют несколько факторов. Поэтому так важно проводить измерения в одинаковых условиях, чтобы получить сопоставимые данные.

• Уровень заряда: Внутреннее сопротивление аккумулятора немного отличается, когда он полностью заряжен и когда находится на уровне хранения. Поэтому лучше всегда измерять при одном и том же уровне заряда, предпочтительно при полном.
• Температура: Это очень важный фактор. Тёплый аккумулятор всегда покажет более низкое IR, чем холодный. Всегда давайте аккумуляторам остыть до комнатной температуры перед измерением, чтобы получить точные и сопоставимые данные.
• Возраст и использование аккумулятора: Именно это мы и пытаемся отслеживать! С возрастом и с увеличением количества циклов заряд-разряд внутреннее сопротивление естественно и постепенно растёт.
• Размер и ёмкость аккумулятора: Это тоже очень важно. Большой аккумулятор большой ёмкости, предназначенный для высокотоковых применений, естественно будет иметь гораздо более низкое внутреннее сопротивление, чем маленький аккумулятор с низкой ёмкостью. Нельзя напрямую сравнивать IR аккумулятора 5000 мАч с аккумулятором 1500 мАч и ожидать одинаковых значений.

Какое внутреннее сопротивление считается «хорошим» для LiPo?

Это главный вопрос, который задают все, и честный ответ — «зависит от ситуации». Тем не менее, есть хорошие общие рекомендации, которые помогут оценить состояние ваших аккумуляторов. Приведённые ниже значения относятся к внутреннему сопротивлению на одну ячейку.

Новый, высококачественный аккумулятор

Свежий, топовый LiPo должен иметь IR ниже 10 мΩ на ячейку, при этом многие высокопроизводительные аккумуляторы показывают значения от 2 до 5 мΩ на ячейку, когда они новые. Ячейки также должны быть очень хорошо сбалансированы, желательно с разбросом не более 1-2 мΩ.

Здоровый, использованный аккумулятор

По мере использования аккумулятора IR постепенно растёт. Аккумулятор с IR от 10 до 20 мΩ на ячейку всё ещё в отличном состоянии и должен обеспечивать хорошую производительность.

Стареющий или изношенный аккумулятор

Когда IR начинает превышать 20 мΩ на ячейку, это признак того, что аккумулятор устал. Скорее всего, вы заметите снижение производительности и повышение температуры во время работы. Хотя такой аккумулятор ещё можно использовать для менее требовательных, низкотоковых задач, его жизнь как высокопроизводительного аккумулятора подходит к концу.

Потенциально опасный аккумулятор

Если IR одной ячейки резко возрастает, или если одна ячейка значительно выше остальных (например, одна ячейка показывает 40 мΩ, а остальные — 15 мΩ), это серьёзный сигнал о неисправности ячейки. Аккумулятор следует немедленно вывести из эксплуатации по соображениям безопасности.

Помните, аккумулятор с большей ёмкостью обычно должен иметь более низкое сопротивление. Большой аккумулятор 6000 мАч с сопротивлением 15 мΩ находится в гораздо худшем состоянии, чем маленький аккумулятор 1300 мАч с таким же показанием. Контекст важен!

Как сохранить низкое внутреннее сопротивление?

Вы не можете остановить старение аккумулятора, но определённо можете замедлить этот процесс и сохранить внутреннее сопротивление вашего LiPo аккумулятора как можно ниже на протяжении долгого времени, если правильно за ним ухаживать.

• Не допускайте переразряда: Это самый быстрый способ убить LiPo. Никогда не разряжайте аккумулятор ниже 3,0 В на ячейку. Когда срабатывает сигнал низкого напряжения, пора остановиться.
• Не оставляйте аккумуляторы полностью заряженными: Оставлять LiPo полностью заряженным на несколько дней подряд очень вредно. Если вы не собираетесь использовать аккумуляторы более одного-двух дней, установите их на заряд хранения (около 3,8 В на ячейку).
• Контролируйте температуру: Никогда не заряжайте аккумулятор, если он горячий после использования. Дайте ему сначала остыть. И ни в коем случае не оставляйте аккумуляторы в горячей машине.

Заключение: Проверьте свой аккумулятор

Проверка внутреннего сопротивления LiPo аккумулятора — это как регулярный медицинский осмотр. Это быстрый и простой способ контролировать его состояние, знать, какую производительность от него ожидать, и, что самое важное, определить, когда пора безопасно вывести старый аккумулятор из эксплуатации. Привычка регулярно проверять аккумуляторы поможет вам получить максимальную производительность и максимально долгий срок службы от каждого из них. Это простой шаг, который должен стать частью рутины каждого серьёзного энтузиаста.