Förstå grunderna i LiPo-batterier

Oavsett om du är helt ny i hobbyn eller om du har varit med ett tag, är en sak säker om Lipo-batterier. Det finns mycket information där ute, en del är bra, en del är inte så bra, så jag tänkte sätta ihop en blogg för att prata lite om vad jag vet om Lipo-batterier och hur jag hanterar dem.

Den här bloggen fokuserar på standard Lipo-batterier, det finns högspänningsalternativ där ute, men de ligger utanför ramen för den här bloggen.

LiPo är fantastiska för radiostyrning eftersom de gör ett utmärkt jobb med att bibehålla spänningen över sin urladdningskurva. Den här lilla grafen jag har från Battery University visar startspänningen runt 4,2 till vänster och avstängningsspänningen runt 3,3 till höger.

Du kan se under urladdningskurvan att spänningen bara fluktuerar ungefär 1 volt från början till slut, vilket gör det riktigt bra eftersom när du pratar om effektleverans, volt gånger ampere blir watt. Så lipos gör ett utmärkt jobb med att bibehålla spänningen över sin urladdningskurva.

LiPos är också väldigt lätta att få tag på eftersom de är så eftertraktade att nästan varje hobbybutik har dem. Tyvärr är informationen om LiPo som finns där ute, som jag har sett, välskrivna dokument som helt enkelt är fel, jag har sett information på forum som är helt fel, jag har sett råd som är föråldrade och kan orsaka problem, jag har sett folk som helt enkelt rekommenderar att man inte ska parallell-ladda, vilket är löjligt eftersom hälften av dessa batterier ändå kommer i parallella format. I slutändan måste du bestämma vem du ska lita på.

Personligen föredrar jag Battery University för att få min information eftersom allt de publicerar kommer från någon form av forskningsbaserad information. Och det är normalt publicerat av ett företag eller ett universitet, så de försöker åtminstone använda den vetenskapliga metoden när de presenterar data.

När det gäller Lipo-batterier finns det vissa siffror du behöver förstå.

Låt oss börja med toppspänning. Topp-spänningen på Lipo-batterier är 4,2 volt per cell. Så 4,2 volt per cell är toppen, du bör aldrig ladda över det numret.

Nästa nummer att förstå är minimispänning. Det numret är 3 volt per cell. Om du går under det numret kommer du att orsaka permanent skada på cellen.

Säker spänning anses vara 3,3 volt per cell. Även om det är här argumenten börjar. Idén är att så länge du landar planet eller quadcoptern eller drönaren eller vad det nu är du flyger eller kör vid 3,3 volt per cell, kommer du aldrig att gå under den skadliga nivån på 3 volt per cell. För mig är min praktiska minimala belastade spänning 3,5 volt per cell, vilket betyder att när jag flyger vill jag aldrig gå under 3,5. Huvudorsaken till det är att när jag börjar nå 3,5 volt per cell kan jag känna det i batteriets effektuttag.

När du flyger kommer du att se spänningen minska under belastning, när du tar bort belastningen kommer cellen att återhämta sig. Så jag tittar efter ungefär 3,7 volt per cell utan belastning. SNär jag tar ett flygplan från flygplanslinjen och lägger det på bänken och tar ut batteriet, förväntar jag mig att efter en minut eller två ska min spänning per cell komma tillbaka till ungefär 3,75, vilket bekvämt nog är botten av intervallet för lagringsspänning. Lagringsspänning är ett annat område där jag ofta ser diskussioner. Jag tror att 3,75 till 3,85 är helt acceptabelt. Battery University säger att det praktiskt taget inte finns någon självurladdning under cirka 4,0 volt per cell, de fortsätter med att säga att det inte är så viktigt att hitta exakt 40 % till 50 % laddningsnivå för lagring. Så för mig lagringsspänning någonstans mellan 3,75 och 3,85 volt per cell är helt perfekt.

En annan siffra du kommer att höra refereras till när det gäller Lipo-batterier är nominell spänning. Den nominella eller genomsnittliga spänningen för Lipo-celler är 3,7 volt, det numret används i beräkningen för att bestämma paketets spänning när det multipliceras med antalet celler per paket. Så på ett 3s-batteri till exempel är 3,7 gånger 3 lika med 11,1, så 11,1 är känt som paketets spänning, medan 12,6 är känt som toppspänningen vilket är 4,2 volt per cell gånger 3 celler. Resten av denna tabell visar dig den nominella paketspänningen och toppspänningen för 4s och 6s LiPo-batterier.

När det gäller toppspänning vill jag lyfta fram en studie från Chalmers tekniska högskola i Sverige. Vi vet alla att 4,2 volt är den normala toppspänningen för ett Lipo-paket. Om du sänker din toppspänning från 4,2 till 4,15 visade denna studie en ökning av cykellivslängden med 50 % till 100 % för Lipo-batterier. Om du ytterligare sänker din toppspänning till 4,1 volt per cell, fördubblas din cykellivslängd.

Låt oss sammanfatta våra nyckeltal

1. Toppspänningen är 4,2 volt per cell, men om du sänker din toppspänning från 4,2 till 4,15 eller ännu bättre till 4,10, kan du öka livslängden på dina batterier.
2. Den minsta spänningen innan du skadar en LiPo-cell är 3,0 volt.
3. Den minsta säkra spänningen som allmänt erkänns är 3,3 volt, för mig är min praktiska belastade urladdningsspänning 3,5 volt per cell. Din obelastade spänning bör vara någonstans runt 3,75 volt per cell, och din lagringsspänning kan säkert vara mellan 3,75 och 3,85 volt per cell. Den nominella spänningen för Lipo-batterier är 3,7 volt per cell och den används vid beräkning av paketets spänning.

NeNästa är batterimärkningar

Det kan vara riktigt förvirrande när du först börjar med Lipo-batterier och försöker förstå vad alla dessa siffror betyder. Så låt oss bara bryta ner det.

Vi börjar med ett stort nummer 4, det betyder bara 4 ampere-timmar. Du kommer också att se att det finns en 4000 här, det är helt enkelt ampere-timmarna gånger 1 000 så detta är ett 4000 milliamperetimmesbatteri. Och vad det refererar till är storleken på bensintanken, det handlar om hur mycket energi som finns i detta batteri eller hur mycket energi detta batteri kan lagra. Så mer mAh betyder bara att det kan lagra mer energi.

Nästa nummer jag ska prata om är urladdningshastigheten, innan jag går vidare är det allmänt känt att dessa siffror är överdrivna. De flesta tillverkare överdriver C-betyget för de mest optimala förhållandena för deras batteri. Detta nummer är tänkt att indikera hur mycket ström batteriet kan leverera i ett konstant tillstånd och i ett burst-tillstånd. Så om vi tar våra ampere-timmar 4 och multiplicerar det med den kontinuerliga strömstyrkan på 30, får vi 120 ampere kontinuerlig ström, det är vad de försöker säga med denna märkning, detta batteri ska kunna leverera 120 ampere kontinuerligt. 40 betyder hur många ampere det kan upprätthålla på en burst-basis på högst cirka 30 sekunder, så 4 gånger 40 är 160, det betyder att detta ska kunna upprätthålla 160 ampere i cirka 30 sekunder.

Det sista numret att påpeka är att detta är märkt som 5-cellsbatteri. Kom ihåg när vi pratade om nominell spänning tidigare som är 3,7 volt per cell? Om du tar 3,7 gånger 5 får du en nominell paketspänning på 18,5 volt. Det är det, det täcker märkningarna du ser på nästan varje Lipo-batteri på marknaden.

När det gäller att ladda Lipo-batterier

Du bör bara använda en balanserad laddare, använd aldrig en laddare för Lipo-batterier som inte inkluderar möjligheten att balansera dina celler. Du kan alltid se om det är en balanserad laddare genom att titta på sidan, och du kommer att se en rad stift, det är avsett för denna vita kontakt, och den kommer också att ha en huvudport här för huvudkablarna på batteriet.

Förutom produktbeskrivningen som säger att det är en balanserad laddare. Ett annat sätt du vet det på är rätt

Bort är genom att titta på laddningsskärmen, och du kommer att se i det här fallet att jag har ett 5-cellsbatteri anslutet och jag ser individuella cellspänningar för alla 5 celler. Så 3,8 / 3,8 / 3,8 / 3,8 / 3,8.

Slutligen när det gäller skötsel och hantering.

Det här kommer att bli ett annat område som kan bli argumentativt, men jag säger dig att det bara fungerade för mig. Så jag tänker hålla fast vid det. Jag använder alltid en batteriladdare som kan ge mig det interna motståndet på dessa batterier, och för konsumentprodukter anses det inte vara särskilt exakt eller pålitligt, men det jag vet är att när jag gör interna motståndstester på semi-batterier och får ett värde över 74 i motstånd, då pensionerar jag batteriet. Det har bara fungerat för mig över tid så jag fortsätter med det, du kan göra det som gör dig lycklig. Jag säger dig, för mig, när jag ser ett internt motståndsvärde på 7 eller högre, då går batteriet på hyllan.