Максимізація терміну служби циклів LiPo акумулятора

Вступ: максимізація терміну служби LiPo акумулятора

У цьому блозі ми розглянемо просту техніку максимізації терміну служби акумуляторного блоку шляхом збільшення кількості циклів заряджання, які можна досягти в літій-основних акумуляторах. Якщо ви, як і я, то доведеться піти на деякі жертви, і це може бути складно для таких людей, як я, які хочуть оптимізувати продуктивність акумулятора, особливо щодо часу роботи.

Тепер перейдемо до деталей. По суті, фокус цього блогу — робота з циклами заряджання, і спосіб досягти подовжених циклів — це не заряджати наші акумуляторні блоки повністю до 4,20 вольт (для звичайних літій-полімерних акумуляторів) або 4,35 вольт (для високовольтних акумуляторів).

Небезпеки максимальної напруги LiPo акумулятора

Ми вже знаємо, що якщо заряджати акумулятор до 4,20 вольт і зберігати його при цій напрузі, ми ризикуємо пошкодити звичайний літій-полімерний акумуляторний блок. Акумулятори не працюють ефективно при максимальній напрузі, і ми прагнемо максимізувати їхній термін служби. Те, що акумулятори віддають перевагу, — це бути ближче до напруги зберігання літій-полімерного акумулятора, на чому ми і зосередимося. Головний висновок полягає в тому, що акумулятори погано працюють, коли вони знаходяться на будь-якому з крайніх значень діапазону напруги; сьогодні ми зосередимося саме на верхньому кінці цього діапазону. Щодо низьковольтної сторони, ми виключимо її з обговорення тут.

Підтримання мінімальних рівнів заряду LiPo акумулятора

Ми хочемо забезпечити, щоб у акумуляторному блоці завжди підтримувався рівень заряду не менше 15 відсотків, а 20 відсотків є більш ідеальним. Ми не дозволимо заряду опускатися нижче цього рівня для цілей нашого обговорення. Цей рівень заряду відповідає рівням напруги, показаним на діаграмі. 

Керування циклами заряду за допомогою комп’ютеризованого зарядного пристрою

Щодо циклів заряду, якщо у вас є комп’ютеризований зарядний пристрій, процес значно спрощується. Мета — припинити заряджання до досягнення пікової напруги для літій-полімерного акумулятора, яка становить 4,20 вольт для звичайних акумуляторів або 4,35 вольт для високовольтних варіантів. Багато сучасних зарядних пристроїв дозволяють встановити конкретну напругу, до якої буде заряджатися акумулятор, автоматично зупиняючись у цій точці. Це найпростіший спосіб керувати процесом заряджання.

Для цього методу моя рекомендація — встановити максимальну напругу заряду між 4,10 вольт і 4,19 вольт.

Компроміси між ємністю, продуктивністю та терміном служби LiPo акумулятора

Якщо бажаєте, ви можете встановити напругу нижче 4,10 вольт. Однак це вводить компроміс між ємністю акумулятора, продуктивністю та кількістю циклів. Нижче я наведу формулу для розрахунку терміну служби циклу акумуляторного блоку на основі цих налаштувань.

Заряджання до 4,10 вольт як максимального напруги призведе до терміну служби циклу, еквівалентного 0,5 циклу, де повний цикл охоплює від 15 до 20 відсотків заряду до 100 відсотків. Якщо ви знизите напругу до 4,10 вольт, ви можете звернутися до діаграми, щоб побачити ємність і стан заряду вашого акумулятора. По суті, ви пожертвуєте частиною ємності, що означає, що час роботи буде меншим, що може бути недоліком для деяких. Однак це можна компенсувати, придбавши в майбутньому акумулятор більшої ємності.

Компроміси у продуктивності вище 4,10 вольт

Другий недолік полягає в тому, що продуктивність вище 4,10 до 4,20 вольт на елемент також буде обмежена. Ця втрата продуктивності означає, що ваш мотор не досягне такої високої частоти обертання, обмежуючи потенційну максимальну швидкість вашого радіокерованого транспортного засобу. Для мене це не проблема, коли я використовую свої транспортні засоби для звичайних розваг або польотів радіокерованого літака, оскільки я не зосереджуюсь на максимізації продуктивності чи часу роботи в цих випадках. Однак цей метод ідеально підходить для продовження терміну служби моїх радіокерованих транспортних засобів, особливо самих акумуляторів. 

Я планую використовувати цю техніку не лише для свого радіокерованого обладнання, а й для інших електронних пристроїв, таких як мобільні телефони та ноутбуки.

Вибір правильної напруги заряду LiPo батареї для тривалості циклу

Вам не обов’язково дотримуватися порогу 4,10 вольт; ви можете вибрати будь-яку напругу в рекомендованому діапазоні. Наприклад, якщо ви оберете 4,15 вольт, термін служби в циклах буде приблизно 0,71.

Поглянемо на це з іншої сторони: якщо ви обираєте заряджати лише до 4,10 вольт, це як використовувати 0,5 циклу заряду, фактично подвоюючи термін служби батареї в термінах циклів заряду. Добре доглянутий літій-полімерний акумулятор зазвичай служить від 200 до 500 циклів. Якщо ви ретельно дбаєте про нього — наприклад, підтримуєте батарею при розумній температурі, уникаєте надмірного навантаження та заряджаєте зі швидкістю від 1C до 2C — ви можете максимізувати кількість циклів. Навпаки, при неправильному використанні батарея може прослужити менше 200 циклів.

Як подвоїти термін служби вашої батареї

Припустимо, що ви отримуєте 200 циклів від акумулятора, заряджаючи його до 4,10 вольт щоразу. Використовуючи цю техніку, ви фактично можете подвоїти термін служби, тобто отримати 400 циклів. Для якісного акумулятора з належним доглядом потенційно можна досягти до 500 циклів. Застосовуючи цей метод, ви можете побачити до 1000 циклів від акумулятора найвищого класу.

Це суттєве збільшення терміну служби батареї. Якщо ви віддаєте перевагу більшій продуктивності та тривалому часу роботи і готові заряджати до 4,15 вольт, ви отримаєте близько 770 циклів, як було згадано раніше. 

Висновок: Максимізація терміну служби LiPo батареї для економічної ефективності

Підсумовуючи, головний висновок полягає в тому, що, обмежуючи напругу цим методом, ми можемо значно продовжити термін служби наших акумуляторних батарей. Оскільки батареї дорогі, максимізація їхнього терміну служби є цінною стратегією. Якщо ви не проти пожертвувати деяким часом роботи або продуктивністю, цей підхід може дати помітний результат. Якщо ви хочете уникнути втрати ємності, завжди можна вибрати більший акумулятор, за умови, що він поміститься у фізичні обмеження вашого пристрою і не додасть занадто багато ваги.

Як я вже згадував раніше, це проста техніка, яку ми всі можемо застосувати, якщо готові пожертвувати трохи продуктивності заради довговічності.

Перегляньте повне відео тут