Литиевые батареи являются предпочтительными источниками питания для большинства электрических моделистов сегодня. Они предлагают высокий уровень разрядки и хранения к соотношению высокой энергии. Однако, используя их должным образом и правильно заряжая это не будет тривиальной задачей. Есть много вещей, которые надо рассмотреть, прежде чем использовать литиевые элементы для работы. Но ничего из этого не является важным, чем безопасность их использования.

ВАЖНО! Зарядка и безопасность

Литиевые элементы должны заряжаться совершенно иначе, чем никель-кадмиевых или никель-металлогидридные. Они требуют специального зарядного устройства, специально предназначенные для зарядки литиевых элементов. В целом любое зарядное устройство, которое может заряжать литий-ионные может заряжать литий-полимерный, предполагая, что число ячеек является правильным. Вы никогда не должны заряжать литиевые элементы в никель-кадмиевых или никель-металлогидридные зарядных устройствах. Это очень опасно. Зарядка lipo ячеек является самой опасной частью использования литиевых батарей. Необходимо позаботиться при их зарядке. Важно установить устройство на нужное напряжение или количества ячеек. Если этого не сделать может привести к взрыву и возгоранию. Было много таких пожаров из-за литиевых батарей. Пожалуйста, будьте внимательны и ответственны при зарядке литиевых батарей.

Вот несколько обязательных для исполнения указаний по зарядке LiPo батарей (Литий-полимерные батареи).

• Используйте зарядное устройство, которое одобрено для литиевых батарей. Зарядное устройство может быть предназначено для Li-Ion или Li-Po. Все батареи заряжаются одинаково. Некоторые старые зарядные устройства от сотовых телефонов могут заряжать аккумуляторы до 0,1 вольт от необходимого напряжения (4.1 против 4.2), но это не приведет к повреждению батареи. Тем не менее, недорогие зарядные устройства широко доступны и использование зарядных от мобильных телефонов настоятельно не рекомендуется.

• Убедитесь в том, что правильно устанавливается количество ячеек батарейки на вашем зарядном устройстве. Смотрите на зарядное устройство очень внимательно в течение нескольких минут для того, чтобы количество правильных ячеек отображалось правильно. Если вы не знаете, как это сделать, приобретите интеллектуальное зарядное устройство или не заряжайте lipo аккумулятор.

• Используйте балансировочный разъем. Перед зарядкой новой литиевой батареи, проверьте напряжение каждой ячейки по отдельности. Делайте это после каждого десятого цикла. Это абсолютно необходимо, потому, что несбалансированная ячейка может взорваться во время зарядки, даже если выбирается правильное количество ячеек на зарядке. Если напряжение на ячейках не в пределах 0,1 вольт друг от друга, то зарядите каждую ячейку до 4,2 вольт (используя балансировочную зарядку зарядного устройства через балансировочный кабель батарейки). Если после каждого разряда батарейки у вас появляется несбалансированная ячейка - аккумулятор должен быть заменён.

• Балансировочный кабель есть на большинстве lipo батареек. Они позволяют проверить напряжение на каждой ячейки. Не пытайтесь использовать вольтметр, штыри могут создать короткое замыкание случайно соскользнув. Используя балансировочный кабель и зарядное устройство поддерживающую балансировочную зарядку можно заряжать все ячейки одновременно.

• НИКОГДА не заряжайте аккумулятор без присмотра. Это причина номер один всех пожаров для дома и авто, которые сжигаются дотла от литиевых пожаров.

• Используйте безопасную поверхность для зарядки батареи так, что если она взорвется то пламя не повредит ничего. Можно использовать специальные пожароустойчивые пакеты , в которые помещается батарейка для зарядки, а так же можно использовать любой другой хороший вариант.

• НЕ заряжайте током заряда более чем в 1С, если это специально не указано на упаковке производителя. Лично у меня был пожар в доме из-за нарушения этого правила. Сегодня есть высокозарядные батареи , которые можно заряжать больше, чем 1С, однако это сокращает срок службы. Лучше покупать 3 батарейки, чем пытаться использовать одну, которая заряжается в три раза быстрее. Но ситуация может измениться в будущем , сейчас появляются новые батареи с улучшением характеристик. Обращайте внимание на характеристики при покупке, если они явно не указаны - используется явно старая технология производства батарей (китайские магазины у которых много дешевых батарей это как раз не указывают).

• Ни в коем случае не прокалывайте ячейку у батарейки, никогда!!!! Если это произошло будьте готовы к воспламенению, соблюдайте повышенные меры пожаробезопасности. Если ячейка начнет вздуваться то возможно воспламенение и возгорание. Если этого не произошло то вам необходимо разрядить эту батарею для будущей утилизации подключив к ней например лампочку определенного напряжения.

• При аварии вашего летательного аппарата батарея может быть повреждена внутри. С виду это может выглядеть безопасно, но при каждой аварии тщательно извлеките аккумулятор из аппарата и осмотрите его внимательно, по крайней мере в ближайшие 20 мин. Несколько пожаров были вызваны от поврежденных ячеек аккумулятора будучи оставленными в автомобиле.

• Заряжайте батарею в открытом или в проветриваемом помещении.

• Держите ведро песка поблизости, когда вы летаете или заряжаете аккумулятор. Это экономически эффективный способ тушения пожаров. Это очень дешево и абсолютно необходимо.

Литиевые батареи любят тепло, но не слишком много. В зимнее время, старайтесь держать ваши батареи от холода как можно дольше. Оставьте их в машине, пока вы летаете или держите их в своих штанах ... и т.д. В то же время не позволяйте им нагреваться слишком сильно. Старайтесь, чтобы ваши батареи не достигали 160F после использования. Это продлит жизнь ячеек у батарейки. Хороший способ для измерения температуры представляет собой портативный инфракрасный измеритель температуры, он может быть куплен в районе 50 долларов в большинстве хобби магазинах.

Напряжение и количество ячеек

LiPo батареи действуют по другому, чем никель-кадмиевые или никель-металлогидридные батареи, когда заряжены и разряжены. Литиевые батареи полностью заряжены, когда каждая ячейка имеет напряжение 4,2 вольт. Они полностью разряжены, когда каждая ячейка имеет напряжение 3.0 вольт. Важно, чтобы заряд ячейки не превышал напряжение 4,2 вольт и низкого напряжения 3,0 вольт. Превышение этих пределов может повредить аккумулятор.

Хороший способ гарантировать, что напряжение на ячейке не ниже 3.0 вольт во время полета - это установить отсечку низкого напряжения (LVC) на регуляторе ESC. Важно использовать программируемый регулятор ESC, так как правильное установление отсечки имеет решающее значение для жизни ваших батареек. Используйте режим программирования ESC, чтобы установить LVC на 3.0 вольт на элемент с жесткой отсечкой (Hard Cutoff) или 3.3 вольт для мягкой отсечки (Soft Cutoff). Если ваш регулятор ESC не имеет жесткой или мягкой отсечки используйте отсечку на 3.0 вольт на ячейку. Вы будете понимать, когда летаете, что пора на зарядку, когда испытаете внезапное падение мощности вызванное срабатыванием отсечки LVC.

Если ваш регулятор имеет автоматический режим лития. Используйте его и он будет правильно понимать количество ячеек. Установите автоматическое Cutoff (обрезание) соответствующим образом.

Если вы уже летали с никель-кадмиевыми или никель-металлогидридными аккумуляторами, перейдя на литий-полимерный вы будете использовать другое количество ячеек. Если вы использовали 6-7 , то это 2 ячеечная литий-полимерная батарейка. Если вы использовали 10-11 ячейковые, то это станет 3 ячейковой литий-полимерной батарейкой. Есть два варианта решений летчиков , которые использовали 8 ячеек , которые застряли между 2 и 3 ячеечными литий-полимерными батарейками. По моему опыту лучше определить сколько ватт вы использовали и дублировать эти значения на lipo , двигатель. Например: Вы использовали 8 ячеек NiCd (9.6 вольт) на 10 ампер , на скорости 400 у самолета. У вас есть 9,6*10 = 96 Ватт Если вы перейдете на 2 (2S) ячейковую батарейку (7.2 вольта номинал), то вы должны изменить свой пропеллер так, что бы вы могли использовать 13А. Если вы перешли на 3 (3S) ячейковую батарейку (10.8 вольт номинал), то вы должны уменьшить силу тока до 8.9А. Эти расчеты являются приблизительными и некоторое экспериментирование требуется для достижения лучших результатов, но сохраняя потребления Ватт является хорошим способом для начала.

Понимание конвенций

Как быстро может разряжаться батарейка - это и есть максимальный ток разряда. Ток оценивается параметром С для аккумулятора. С - сколько времени требуется, чтобы разрядить аккумулятор в долях часа. Например 1C разряжает батарею в 1/1 часа или за 1 час. 2С разряжает батарею за полчаса. Все хоббийные батареи рассчитаны в милли ампер-часов. Если аккумулятор рассчитан на 2000 мАч и вы разряжаете его током 2000mA (или 2А, 1А = 1000mA) он будет полностью разряжен в течение одного часа. Параметр C батареи показывает на способность разряда. Ячейка емкостью 2000mAh разряжается током 2 ампер - идет разрядка в 1С (2000mA х 1), ячейка 2000mAh разряжаемая токов на 6 ампер - идет разрядка на 3С (2000mA х 3).

Все батареи имеют ограничения относительно того, как быстро они разряжаться. Из-за этого многие LiPo батарейки ставятся параллельно, чтобы увеличить силу тока у аккумулятора. Когда 2 батареи подключены плюс к плюсу, а минус к минусу они становятся как одной батареи с двойной мощностью. Если у вас есть две 2000mAh ячейки и вы подключить их параллельно, то результат будет таким же, как одна на 4000mAh. Эта ячейка на 4000mAh имеет такой же параметр токоотдачи C как и оригинальная ячейка на 2000mAh. Таким образом, если ячейки на 2000mAh могут дать токоотдачу в 5С максимум, или 10 ампер, то свежесобранная ячейка в 4000mAh может выдавать 5С или (4000mA х 5) 20 ампер. Такой метод подключения аккумуляторов позволяет использовать более высокие токи.

Соглашение об именах, которое позволяет расшифровать, сколько ячеек параллельно и сколько в серии является метод XSXP. Число перед S показывает количество последовательно соединенных ячеек у батарейки, например 3S означает, что это 3-секционная батарейка. Число перед P означает количество параллельно соединенных ячеек. Так 3S4P батарейка на 2100mAh имеет в общей сложности 12 ячеек внутри. Она будет иметь напряжение как и любая другая батарейка 3S, так как число ячеек определяет напряжение. И она будет иметь больше токоотдачу в 4 раза больше из-за 12 отдельных ячеек. Так сказать, наша 3S4P батарейка будет иметь максимальный расход в 6С. Это означает, что она имеет номинальное напряжение 10,8 вольт (3 × 3,6), а максимальная скорость разряда 50,4 ампер (2100mAh х 6Cx4P).

Какой lipo аккумулятор следует покупать?

Сейчас очень много вариантов и из-за этого сложно расшифровать , что бренд, а что ложь. Производители батарей постоянно пытаются друг друга в чем-то упрекнуть и что-то взять. В то время как капитализм может снизить цены, он также может служить поводом для ложных утверждений о продуктах.

Один отличный способ узнать, что данная батарея лучше - это посмотреть на графики производительности батареи. Глядя на то, как напряжение ячейки падает при различных нагрузках даст вам хорошую метрику для сравнения с аналогичными размером другой батареи.

Если вы не можете разобраться в графиках, то посмотрите на то, что используют другие люди в успешных инсталляциях, которые похожи на ваши. Если много людей сообщают о длительном времени полета и большого запаса энергии то вы можете сделать тоже самое - выбрать эту батарею.

Платить что бы узнать сколько ватт, вольт и ампер? Понимание этих концепций выходит за рамки этой статьи, но может служить вам, что бы понять, что аккумулятор лучше.

Для квадрокоптеров и других летательных аппаратов следует рассчитать максимальный ток потребления, если у вас установлено четыре регулятора ESC на 30А и моторы потребляют 30А максимально, то максимальный ток потребления будет 30*4 = 120А . Если у Вас имеется батарея на 5000мА то её параметр С должен быть не меньше 120/5А = 30С . Выбрав батарейку с диапазоном разряда 20-60С вы рискуете на последних минутах разряда её потерять необходимую мощность, которая будет уже 20С. Обращайте на это внимание при расчете потребления тока. Полетный контроллер и другое оборудование потребляют не так много.

Последнее замечание о выборе аккумулятора. Аккуратнее с дешевыми аккумуляторами. Убедитесь, что ваши батареи способны работать и что уровень силы тока тот, который вы планируете использовать. Не перегружайте нагрузкой батарею - это может не только привести к её выходу, но и повлиять на полет (просаживание мощности). Лучше купить хорошую батарею, чем разбить свой аппарат.