Розуміння основ LiPo акумуляторів

Чи ви новачок у хобі, чи вже деякий час у ньому, одне можна сказати напевно про LiPo батареї. Інформації багато, частина з неї чудова, частина — не дуже, тож я вирішив створити блог, щоб трохи розповісти про те, що я знаю про LiPo батареї і як я з ними поводжусь.

Цей блог зосереджений на стандартних LiPo батареях, існують варіанти з високою напругою, але вони виходять за межі цього блогу.

LiPo чудові для радіокерування, бо вони добре підтримують напругу протягом кривої розряду. Цей маленький графік з Battery University показує початкову напругу близько 4.2 зліва і напругу відключення близько 3.3 справа.

Під час кривої розряду видно, що напруга коливається лише близько 1 вольта від початку до кінця, що дуже зручно, бо коли йдеться про подачу потужності, вольти помножені на ампери дають вати. Тож LiPo чудово підтримують напругу протягом усього циклу розряду.

LiPos також дуже легко дістати, бо вони користуються таким великим попитом, що практично в кожному магазині для хобі їх продають. На жаль, інформація про LiPo, яку я бачив, часто помилкова: я бачив добре написані документи, які просто неправдиві, бачив інформацію на форумах, що є хибною, бачив поради, які застарілі і можуть спричинити проблеми, бачив людей, які категорично радять не заряджати паралельно, що абсурдно, бо половина цих батарей все одно випускається у паралельних форматах. Врешті-решт, вам доведеться вирішувати, кому довіряти.

Особисто я віддаю перевагу Battery University для отримання інформації, бо все, що вони публікують, базується на дослідженнях. І зазвичай це публікує компанія або університет, тож вони намагаються використовувати принаймні науковий метод при поданні даних.

Коли йдеться про LiPo батареї, є певні числа, які потрібно розуміти.

Почнемо з пікової напруги. Пікова напруга на LiPo батареях становить 4.2 вольта на комірку. Тож 4.2 вольта на комірку — це максимум, ви ніколи не повинні заряджати вище цього числа.

Наступне число, яке потрібно зрозуміти, це мінімальна напруга. Це число — 3 вольти на комірку. Якщо ви опуститесь нижче цього числа, ви спричините постійне пошкодження комірки.

Безпечна напруга вважається 3.3 вольта на комірку. Хоча саме тут починаються суперечки. Ідея полягає в тому, що доки ви приземляєте літак, квадрокоптер, дрон чи що б ви не керували, при 3.3 вольтах на комірку, ви ніколи не опуститесь нижче рівня пошкодження 3 вольти на комірку. Для мене практичний мінімум напруги під навантаженням — 3.5 вольта на комірку, що означає, що під час польоту я не люблю опускатися нижче 3.5. Головна причина в тому, що коли я починаю досягати 3.5 вольта на комірку, я відчуваю це у вихідній потужності батареї.

Під час польоту ви побачите, що напруга знижується під навантаженням, а коли навантаження знімається, комірка відновлюється. Тож я очікую приблизно 3.7 вольт на комірку без навантаження. SОтже, коли я знімаю літак з лінії польоту і кладу його на лаву, виймаю батарею, я очікую, що через хвилину чи дві напруга на кожній комірці повернеться приблизно до 3.75, що зручно є нижньою межею діапазону для напруги зберігання. Напруга зберігання — це ще одна сфера, де я часто бачу суперечки. Я вважаю, що 3.75 до 3.85 цілком прийнятно. Battery University каже, що практично немає саморозряду нижче приблизно 4.0 вольт на комірку, вони також зазначають, що точне визначення рівня заряду 40% до 50% для зберігання не таке важливе. Тож для мене напруга зберігання десь напруга зберігання між 3,75 і 3,85 вольта на елемент є ідеальною.

Ще одне число, про яке ви почуєте у зв'язку з LiPo батареями — це номінальна напруга. Номінальна або середня напруга для LiPo елементів становить 3,7 вольта, це число використовується для розрахунку напруги пакету, коли його множать на кількість елементів у пакеті. Наприклад, у батареї 3s, 3,7 помножити на 3 дорівнює 11,1, тож 11,1 відоме як напруга пакету, тоді як 12,6 — це пікова напруга, яка дорівнює 4,2 вольта на елемент, помноженому на 3 елементи. Решта цієї таблиці покаже вам номінальну напругу пакету та пікову напругу для 4s та 6s LiPo батарей.

Щодо пікової напруги. Я хочу звернути увагу на дослідження Технологічного університету Чалмерса у Швеції. Хоч ми всі знаємо, що 4,2 вольта — це нормальна пікова напруга для LiPo пакету, якщо ви знизите пікову напругу з 4,2 до 4,15, це дослідження показало збільшення терміну служби циклів LiPo батарей на 50% до 100%. Якщо ви ще більше знизите пікову напругу до 4,1 вольта на елемент, ви збільшите термін служби циклів у 2 рази.

Давайте підсумуємо наші ключові числа

1. Пікова напруга становить 4,2 вольта на елемент, однак якщо ви знизите пікову напругу з 4,2 до 4,15 або навіть краще до 4,1, ви зможете збільшити термін служби циклів ваших батарей.
2. Мінімальна напруга, при якій ви можете пошкодити LiPo елемент, становить 3,0 вольта.
3. Мінімальна безпечна напруга, широко визнана, становить 3,3 вольта, для мене практична напруга розрядки під навантаженням становить 3,5 вольта на елемент. Ваша напруга без навантаження має бути десь близько 3,75 вольта на елемент, а напруга зберігання може безпечно бути між 3,75 і 3,85 вольта на елемент. Номінальна напруга для LiPo батарей становить 3,7 вольта на елемент, і вона використовується для розрахунку напруги пакету.

NeДалі йдуть позначення батареї

Це може бути дуже заплутано, коли ви вперше починаєте розбиратися в LiPo батареях, розуміючи, що означають усі ці числа. Тож давайте просто розберемося.

Ми почнемо з великого числа 4, що означає 4 ампер-години. Ви також побачите тут 4000, це просто ампер-години, помножені на 1000, тож це батарея на 4000 мілліампер-годин. І це посилання на розмір бензобака, воно говорить про те, скільки енергії міститься в цій батареї або скільки енергії ця батарея може зберігати. Тож більше mAh означає, що вона може зберігати більше енергії.

Наступне число, про яке я розповім, це рівень розряду, перш ніж я піду далі, широко визнано, що ці числа завищені. Більшість виробників завищують рейтинг C для найбільш оптимальних умов для свого акумулятора. Це число має вказувати, скільки струму акумулятор може подавати у постійному режимі та у режимі імпульсу. Отже, якщо взяти наші ампер-години 4 і помножити їх на безперервний струм 30, отримаємо 120 ампер безперервного струму, саме це вони намагаються нам сказати цим маркуванням, цей акумулятор повинен бути здатним подавати 120 ампер постійно. Число 40 означає, скільки ампер він може підтримувати у режимі імпульсу не більше приблизно 30 секунд, тож 4 помножити на 40 дорівнює 160, це означає, що він повинен підтримувати 160 ампер приблизно 30 секунд.

Останнє число, на яке варто звернути увагу, це те, що це позначено як 5-елементний акумулятор. Пам'ятайте, коли ми раніше говорили про номінальну напругу, що вона становить 3.7 вольт на елемент? Якщо помножити 3.7 на 5, отримаємо номінальну напругу пакету 18.5 вольт. Ось і все, це покриває позначення, які ви побачите майже на кожному Lipo акумуляторі на ринку.

Коли йдеться про заряджання Lipo акумуляторів

Ви повинні завжди використовувати лише балансний зарядний пристрій, ніколи не використовуйте зарядний пристрій для Lipo акумуляторів, який не має можливості балансувати ваші елементи. Ви завжди можете визначити, чи є це балансним зарядним пристроєм, подивившись збоку, і ви побачите ряд контактів, призначених для цього білого роз'єму, а також буде основний порт тут для основних проводів акумулятора.

Окрім опису продукту, де сказано, що це балансний зарядний пристрій. Ще один спосіб, як ви дізнаєтеся, правда

Віддалено це видно на екрані заряджання, і ви побачите, що в цьому випадку у мене підключений акумулятор з 5 елементів, і я бачу індивідуальні напруги для всіх 5 елементів. 3.8 /3.8 /3.8 /3.8/ 3.8.

Нарешті, коли йдеться про догляд і поводження.

Це буде ще одна тема для суперечок, але я скажу вам, що це просто спрацювало для мене. Тож я збираюся дотримуватися цього. Я завжди використовую зарядний пристрій, який може показувати внутрішній опір цих акумуляторів, і для споживчих пристроїв це не вважається дуже точним або надійним, проте я знаю, що коли я проводжу тести внутрішнього опору, напівбатареї, і отримую значення вище 74 опору, тоді я виводжу акумулятор з експлуатації. Це просто працювало для мене з часом, тож я продовжуватиму це робити, ви можете робити те, що робить вас щасливими. Я кажу вам, для мене, як тільки я бачу значення внутрішнього опору 7 або вище, це все, акумулятор кладеться на полицю.