Найбільш ігнорована характеристика зарядного пристрою для літій-полімерних акумуляторів: балансувальний струм

Якщо ви думаєте, що знаєте все про Lipo зарядні пристрої, тоді у мене для вас виклик, бо є одна характеристика Lipo зарядних пристроїв, яку часто ігнорують, і це досить важливо, вона може значно подовжити цикл заряджання, навіть якщо у вас є великий потужний зарядний пристрій і потужне джерело живлення. Цей параметр — струм балансного заряду. У цьому блозі ми поговоримо про те, чому струм балансного заряду точно не слід ігнорувати, коли ви обираєте зарядний пристрій.

Коли ви купуєте зарядний пристрій, найбільше питання, яке, на мою думку, ви повинні поставити, це скільки часу займе заряджання моїх акумуляторів. За достатньо часу дуже маленький слабкий зарядний пристрій може зарядити дуже великий акумулятор, але хто хоче сидіти годинами? Чи будете ви чекати, поки пакети зарядяться? Ви хочете літати.

Ви, мабуть, звикли дивитися на параметри, як-от потужність у ватах, і тут ми дивимося на ISDT k2, який має потужність 500 ват на два канали або 200 ват на один канал, або 20 ампер.

Якщо ви не на 100 відсотків впевнені, як аналізувати ці речі і визначити, скільки часу займе заряджання вашого акумулятора — чи достатньо для вас 200 Ватт? Чи достатньо 500 Ватт? Але про те, що ми сьогодні обговорюватимемо, ніхто не думає... ну, я кажу ніхто. Якщо ви одна з тих людей, хто вже знає про це, вітаю! Але багато хто це ігнорує.

Отже, давайте швидко розглянемо, як працює заряджання і що робить функція балансування, щоб ми могли зрозуміти, чому швидкість балансного заряду може бути таким обмеженням для продуктивності ваших зарядних пристроїв. Тут ми дивимося на зображення акумулятора, це 4-елементний акумулятор, бо я не хотів додавати більше графіки в цей блог, все працює однаково з 5-елементним, 6-елементним чи будь-яким іншим — це не має значення, все працює однаково.

Ми показуємо стан заряду батареї, ці батареї частково розряджені, жовта частина тут показує, наскільки вона заряджена — вона опустилася ближче до 3 вольт, тоді як повний заряд був би на 4,2 вольта. За ідеальних умов після розряду батареї всі елементи розряджаються однаково і закінчують на однаковій напрузі. За ідеальних умов внутрішній опір усіх елементів буде однаковим, тому коли ми відсмоктуємо струм з них, це відбувається рівномірно. Насправді це не завжди так, але припустимо, що так. Якщо ми заряджатимемо ці елементи, зарядний пристрій подає струм у батарею через основний провід розряду, який підключений до всіх елементів і заряджає їх разом.

Отже, всі елементи заряджаються з однаковою швидкістю, всі досягають 4,2 вольта повного заряду одночасно, і все чудово. Але в реальному світі це не так. У реальному світі внутрішній опір усіх елементів не буде ідеально однаковим, і навіть якщо ви почнете з ідеально повністю зарядженої батареї з усіма елементами на 4,2 вольта, деякі елементи розрядяться до нижчої напруги, ніж інші, під час нормального використання. І ми можемо це побачити тут: цей елемент трохи вищий, цей трохи нижчий, вони всі знаходяться на різному рівні заряду.

Отже, якщо ми підемо вперед і зарядимо ці елементи через основний провід розряду, що є звичайним способом заряджання, то що станеться? Коли струм заряду літій-полімерного акумулятора протікає в елементи через основний провід розряду, усі елементи заряджаються одночасно пропорційно до їх різниці у внутрішньому опорі. Вони почнуть заповнюватися. Тут ми бачимо проблему, яку балансування і призначене вирішувати. Отже, всі елементи зарядилися приблизно з однаковою швидкістю, але елемент з найвищою напругою першим досягає 4,2 вольта. Якби ми продовжували заряджати в цей момент, струм продовжував би надходити у всі елементи, бо так працює заряджання, і цей елемент перевищив би 4,2 вольта, що є небезпечним станом — заряджання понад 4,2 вольта загалом вважається небезпечним. Але інші елементи не досягли 4,2 вольта, тож що ми можемо зробити? Зарядний пристрій продовжує заряджати всі елементи через основний провід, але щоб запобігти перезарядженню повних елементів, він починає відсмоктувати струм з повних елементів, коли вони починають перевищувати 4,2 вольта і «переповнюються». Якщо уявити, що ваша сода ось-ось вийде з пляшки, і ви її відсмоктуєте, це те саме, що відбувається з балансувальним проводом. Струм надходить через основний провід розряду, заряджає всі елементи одночасно, а коли один елемент стає занадто зарядженим, зарядний пристрій відтягує струм з повного елемента і продовжує це робити.

Отже, тепер ми можемо бачити, як ці залишкові комірки починають заповнюватися, і коли вони заповнюються, зарядний пристрій починає відводити струм з них, щоб не допустити їхнього перезаряджання понад 4,2 вольта, а потім остання комірка досягає 4,2 вольта, і процес заряджання завершується.

Тепер більшість людей не думає, що балансне заряджання працює саме так, більшість думає, що зарядний пристрій подає струм через балансувальний провід, заряджаючи кожну окрему комірку по черзі, поки вона не досягне 4,2 вольта. Коли кожна досягає 4,2 вольта, вона заряджена, і є кілька зарядних пристроїв, які працюють саме так, але зазвичай вони так не працюють, і чому вони не працюють так, я насправді не знаю, можливо, складно побудувати чотири маленькі зарядні пристрої, і легше побудувати один великий зарядний пристрій, а потім балансувальну процедуру, яка не дає перезаряджати. Я не зовсім знаю, чому вони роблять це так, але саме так вони це роблять. Проблема в тому, що розряджати комірку дуже повільно і неефективно, принаймні так, як побудований зарядний пристрій. Спосіб, яким ці зарядні пристрої розряджають, полягає в тому, що вони просто пропускають струм через банк резисторів, фактично перетворюючи заряд у тепло. Візьмемо, наприклад, великий онк і дротяний резистор, і я не пам'ятаю потужність цього пристрою, але це, можливо, десятки або навіть кілька сотень ват. Я можу пропустити багато струму через цей величезний пристрій. Якщо я поставлю на нього вентилятор і подую на нього, я можу розрядити 7810 ампер з 4s lipo battery і він не перегрівається і не пошкоджується. Цей пристрій величезний, у вашому зарядному пристрої такого немає, у вашому зарядному пристрої є лише маленький банк резисторів, і ці резистори нагріваються, а маленький вентилятор дує на них. Щоб зарядний пристрій не згорів, він може розряджати струми лише з певною швидкістю, і саме тому, коли ви ставите зарядний пристрій у режим зберігання, якщо він заряджає, він може працювати дуже швидко, тому що ваша батарея може приймати багато струму. Але якщо ви розряджаєте, він зазвичай може розряджати максимум близько 2 ампер, і балансування — це розряджання.

Отже, коли ви вибираєте зарядний пристрій, ви не хочете дивитися лише на потужність у ватах і амперах, хоча це теж важливо, але також прокрутіть вниз і знайдіть у характеристиках балансний струм, тому що балансний струм обмежить, як швидко ви зможете заряджати батарею, коли будь-яка окрема комірка досягне 4,2 вольта. Якщо у вас дуже велика батарея, наприклад 5000 міліампер-годин 6s, припустимо, що одна з цих комірок досягне 4,2 вольта і буде повною, а балансний струм становить 500 міліампер, що не дуже хороший показник, є зарядні пристрої з таким параметром. Весь процес зарядки тепер сповільниться до 500 міліампер, тому що ви можете подавати струм лише так швидко, як зарядний пристрій може його знімати з повної комірки, що означає, якщо у вас є зарядний пристрій на 500 ват і 20 ампер, і ви заряджаєте цю велику батарею або подаєте 500 ват у батарею, поки одна з комірок не досягне 4,2 вольта, і тоді ми знімаємо 500 міліампер з батареї, і весь процес зарядки сповільнюється.

Отже, якщо ви коли-небудь замислювалися, чому зарядка здається надто повільною саме в кінці циклу зарядки, це може бути однією з причин. Є й інші причини, про які ми не будемо говорити. Але якщо у вашого зарядного пристрою дуже низький балансний струм, а ваша батарея сильно розбалансована, або якщо у вас дуже велика батарея, яка трохи розбалансована, то все це призведе до того, що останній відсоток циклу зарядки буде дуже-дуже повільним.

Давайте подивимось на ще один зарядний пристрій: Hota D6. У мене є D6 duo, це D6 Pro, балансний струм становить 1600 міліампер — досить добре, будь-який балансний струм понад приблизно 1-1,5 ампера — це добре, балансний струм нижче 1 ампера не настільки хороший, звичайно, чим більше, тим краще, але вам доведеться балансувати все. Усі інші фактори, які ви враховуєте при виборі зарядного пристрою, але майте на увазі, що багато зарядних пристроїв насправді не вказують балансний струм на основній сторінці продукту, вам доведеться завантажити інструкцію або провести власне дослідження, будьте дуже обережні, бо є деякі зарядні пристрої, імена не приходять мені в голову, але я знаю, що вони існують, які мають дуже вражаючі характеристики щодо кількості ватів, які вони можуть видавати, але дуже поганий балансний струм, і вони можуть заряджати ваші акумулятори дуже довго, можливо, вам варто уникати їх.

Перегляньте повне відео тут: