Максимизация срока службы LiPo аккумулятора

Введение: максимизация срока службы LiPo аккумулятора

В этом блоге мы рассмотрим простой метод максимизации срока службы аккумуляторного блока за счёт увеличения количества циклов зарядки, достижимых в литиевом аккумуляторе. Если вы похожи на меня, придётся пойти на некоторые жертвы, и это может быть сложно для таких людей, как я, которые хотят оптимизировать работу аккумулятора, особенно в плане времени работы.

Теперь перейдём к деталям. По сути, суть этого блога — работа с циклами зарядки, и способ увеличить количество циклов — не заряжать наши аккумуляторные блоки полностью до 4,20 вольт (для обычных литий-полимерных аккумуляторов) или 4,35 вольт (для аккумуляторов с высоким напряжением).

Опасности максимального напряжения LiPo аккумулятора

Мы уже знаем, что если зарядить аккумулятор до 4,20 вольт и хранить его при этом напряжении, мы рискуем повредить обычный литий-полимерный аккумулятор. Аккумуляторы не работают эффективно при максимальном напряжении, и наша задача — максимизировать их срок службы. Предпочтение аккумуляторов — находиться ближе к напряжению хранения литий-полимерного аккумулятора, на этом ключевом моменте мы сосредоточимся. Главный вывод в том, что аккумуляторы плохо работают, когда находятся на любом из крайних значений диапазона напряжения; сегодня мы сосредоточимся именно на верхнем пределе этого диапазона. Что касается нижнего предела напряжения, мы исключим его из обсуждения здесь.

Поддержание минимального уровня заряда LiPo аккумулятора

Что мы хотим обеспечить — это всегда поддерживать не менее 15 процентов уровня заряда в аккумуляторном блоке, при этом 20 процентов является более идеальным значением. Мы не будем допускать, чтобы заряд опускался ниже этого уровня в рамках нашего обсуждения. Этот уровень заряда соответствует напряжениям, показанным на графике. 

Управление циклами заряда с помощью компьютерного зарядного устройства

Теперь, что касается циклов заряда, если у вас есть компьютерное зарядное устройство, процесс становится значительно проще. Цель — остановить заряд до достижения пикового напряжения для литий-полимерного аккумулятора, которое составляет 4,20 вольт для обычных аккумуляторов или 4,35 вольт для высоковольтных вариантов. Многие современные зарядные устройства позволяют установить конкретное напряжение, до которого будет заряжаться аккумулятор, автоматически останавливая процесс на этом уровне. Это самый простой способ управления процессом зарядки.

Для этого метода я рекомендую установить максимальное напряжение заряда в диапазоне от 4,10 до 4,19 вольт.

Компромиссы между ёмкостью, производительностью и сроком службы LiPo аккумулятора

Если хотите, вы можете установить значение ниже 4,10 вольт. Однако это вводит компромисс между ёмкостью аккумулятора, производительностью и количеством циклов. Ниже я приведу формулу для расчёта срока службы аккумуляторного блока на основе этих настроек.

Зарядка до максимального напряжения 4,10 вольт приведёт к сроку службы цикла, эквивалентному 0,5 циклам, где полный цикл составляет от 15 до 20 процентов заряда до 100 процентов. Если вы снизите напряжение до 4,10 вольт, вы можете обратиться к графику, чтобы увидеть ёмкость и уровень заряда, которые будет удерживать ваша батарея. По сути, вы пожертвуете частью ёмкости, что означает, что время работы будет меньше, что может быть недостатком для некоторых. Однако это можно компенсировать покупкой аккумуляторного блока большей ёмкости в будущем.

Компромиссы в производительности выше 4,10 вольт

Второй недостаток заключается в том, что производительность выше 4,10 до 4,20 вольт на ячейку также будет ограничена. Эта потеря производительности означает, что ваш мотор не достигнет такой высокой частоты вращения, что ограничит максимальную скорость вашего радиоуправляемого транспортного средства. Для меня это не проблема, когда я использую свои машины для обычных заездов или полётов на радиоуправляемом самолёте, так как в этих случаях я не стремлюсь к максимальной производительности или времени работы. Однако этот метод будет идеален для продления срока службы моих радиоуправляемых моделей, особенно самих аккумуляторов. 

Я планирую использовать этот метод не только для радиоуправляемой техники, но и для других электронных устройств, таких как мобильные телефоны и ноутбуки.

Выбор правильного напряжения зарядки LiPo аккумулятора для увеличения срока службы

Вам не обязательно придерживаться порога в 4,10 вольт; вы можете выбрать любое напряжение в рекомендованном диапазоне. Например, при выборе 4,15 вольт срок службы составит примерно 0,71 цикла.

Для наглядности: если вы решите заряжать только до 4,10 вольт, это эквивалентно использованию 0,5 зарядных циклов, фактически удваивая срок службы батареи в терминах циклов заряда. Хорошо обслуживаемый литий-полимерный аккумулятор обычно служит от 200 до 500 циклов. Если вы тщательно ухаживаете — поддерживаете батарею при разумной температуре, избегаете чрезмерной нагрузки и заряжаете с током от 1C до 2C — вы можете максимизировать количество циклов. Напротив, при неправильном обращении срок службы может быть менее 200 циклов.

Как удвоить срок службы вашей батареи

Допустим, вы получаете 200 циклов от аккумулятора, заряжая его каждый раз до 4,10 вольт. Используя эту технику, вы фактически удвоите срок службы, то есть получите 400 циклов. Для качественного аккумулятора с хорошим уходом можно достичь до 500 циклов. Применяя этот метод, можно получить до 1000 циклов от аккумулятора высшего класса.

Это значительное увеличение срока службы батареи. Если вы предпочитаете большую производительность и длительное время работы и готовы заряжать до 4,15 вольт, вы получите около 770 циклов, как упоминалось ранее. 

Заключение: Максимизация срока службы LiPo аккумуляторов для экономической эффективности

В итоге, главный вывод в том, что используя этот метод ограничения напряжения, мы можем значительно продлить срок службы наших аккумуляторных блоков. Поскольку батареи дорогие, максимизация их срока службы — ценная стратегия. Если вы не против пожертвовать временем работы или производительностью, этот подход даст заметный эффект. Если вы хотите избежать потери ёмкости, всегда можно выбрать аккумулятор большего размера, если он помещается в корпус устройства и не добавляет слишком много веса.

Как я уже упоминал ранее, это простой метод, который мы все можем применить, если готовы пожертвовать некоторой производительностью ради увеличения срока службы.

Посмотрите полное видео здесь