Аккумуляторы из зарядное устройство для квадрокоптера

Аккумулятор — это «бензобак» квадрокоптера. Именно в нем запасается энергия для полета мультроторного аппарата.



Выбор аккумулятора — требует ответственного подхода, неправильно подобранный акк — это просто деньги на ветер, летать с ним квадрокоптер просто не будет.

Для начала разберем — что означают надписи на ходовом аккумуляторе квадрокоптера.

Посмотрите на фотографию ниже.

На ней 2 LiPo аккумулятора: Zippy 3S 4000 20C и AgaPower 3S 4200 25C.

3S — это количество элементов, чем больше элементов тем больше напряжение аккумулятора.  Напряжение одного элемента от 3 до 4.2 Вольта. 3 Вольта — минимальное напряжение при котором LiPo элемент сохраняет свои способности. В полете обычно аккумулятор разряжается с 4.2 до 3.2 вольта на элемент.

4000 и 4200 — это емкость аккумулятора в милиАмпер часах, то есть количество сохраненной энергии, которую может отдать аккумулятор.

20С и 25С — токоотдача, где С — это емкость аккумулятора. То есть Zippy может отдавать кратковременно 80 Ампер, а AgaPower — 105 Ампер. Расчет простой — умножаем токоотдачу на емкость и молучаем максимальный ток. Вполне хватит провернуть стартер и завести автомобиль! 🙂

С токоотдачей стоит учитывать, что продолжительное время аккумулятор отдает примерно половину своей пиковой токоотдачи. При превышении ее идет просадка напряжения.

Тот же Zippy летал у меня авиамодели размахом 1.2 метра, там мотор на 2/3 газа «кушал» 32А, при полном газе до 50А, последнее аккумулятор выдерживал не более 5-6 секунд подряд.

Как подобрать аккумулятор для квадрокоптера

Первое, на что надо обратить внимание — размеры батарейного отсека вашего квадрокоптера!

Согласитесь, это весьма неприятно, если аккумулятор не влазит в корпус вашего квадрика.

Второе, на что стоит обратить свое внимание — вес аккумулятора!

Для примера посмотрим вес аккумуляторов с первой фотографии: Zippy весит 309 грамм, AgaPower 294 грамма. При этом у последнего емкость и токоотдача выше.

Если выбирать из этих двух — то AgaPower 

Токоотдача — желательно брать максимальную. Но, чем выше токоотдача — тем тяжелее и дороже аккумулятор. Так что балансируем между весом и токоотдачей.

Причина простая — из заявленной емкости 4200 в полете отдается около 3000 мАч. Чем дольше летаете тем ниже напряжение на аккумуляторе, при низком токопотреблении можно вытянуть практически все 4200, но квадрокоптер в полете кушает весьма прилично. Вот и получается, под нагрузкой аккумулятор имеет напряжение 10.2 вольта, а посадишь квадрокоптер — на нем 11 вольт.



Практика показывает — чем больше токоотдача аккумулятора, тем больше он сможет отдать без просадки напряжения и тем длиннее будет полет!

Разница между 25C, 30С и 35С при одинаковой емкости аккумуляторов одной фирмы может быть в 10-25 грамм и нескольких долларах цены. Размеры при этом могут быть одинаковы. Так что имеет смысл пожертвовать деньгами и небольшим весом, но получить возможность продержаться в воздухе не 18, а 22 минуты. При таком подходе 4 минуты — это на четверть полетного времени дольше!

 

Как заряжать аккумулятор квадрокоптера

Скажу сразу — нужно зарядное устройство с экраном и возможностью настройки параметров зарядки. Хотя бы самое дешевое из этого сегмента!

Заряжается LiPo аккумулятор квадрокоптера током 1С, для емкости 4000мАч это 4 Ампера, для 4200 — 4.2А, для 2800мАч — 2.8 Ампера и так далее. В этом случае зарядка длится около часа.

Зарядное устройство идущее в комплекте с квадрокоптером обычно имеет ток зарядки 0.5-0.8А. 

Вот оно — на переднем плане фотографии. Такой зарядник (он 0.8А) будет заряжать аккумулятор 2700 мАч (там же на фото) в течении 3 с четвертью часов! А если у вас 4 аккумулятора? 

К тому же, современные аккумуляторы можно заряжать повышенным током, на первой фото на AgaPower в правом нижнем углу написано «Change 1-2C (max 5C)» — это означает, что можно поставить не 4.2А, а 8.4А и зарядка будет длиться около 30 минут. В поле можно и 5С — 21А (если имеете зарядное устройство с таким током), тогда время зарядки будет около 12 минут!!!

Сравните 3 часа 20 минут и  12 минут на зарядку аккумулятора — есть разница? 🙂

Синий зарядник на фото выше имеет максимальный ток 5А, им заряжает 4200 за минут 40, к тому же он не дорогой и я имею их 2 штуки 🙂

Режим хранения для аккумулятора квадрокоптера

Полностью заряженный LiPo аккумулятор теряет свои свойства! Разряженный тоже, но медленнее. Хранить надо при напряжении 3,85 Вольта на элемент.

Забытый на месяц заряженный LiPo аккумулятор может потерять или снизить токоотдачу, а может и вовсе помереть.

Компютеризированные зарядные устройства (с экраном) имеют специальный режим Storage — в этом режиме аккумулятор дозаряжается или разряжается до напряжения хранения.

 

 Какое зарядное устройство для квадрокоптера выбрать

Я дам ссылки на те устройства, которые есть сейчас в продаже, а так же поясню их преимущества.

iMax — достаточно известная фирма, 6 лет назад подобный зарядник стоил около 200$, сейчас около 33$. Позволяет заряжать аккумуляторы током до 5А, подключается как к розетке (100-240 Вольт), так и к внешнему питанию 10-30 Вольт (аккумулятор автомобиля в поле). 

• Купить iMAX B6-AC B6AC можно тут.

 

OCDAY DP6 180W 16A — зарядник требует внешнего питания 10-30 Вольт, удобен в поле, в домашних условиях требуется источник питания (я использую БП от старого компьютера). Максимальный ток зарядки 16 Ампер.

• Купить OCDAY DP6 180W 16A можно тут.

 

Skyrc SK-100078 RacingStar RS16 — питание  11-18 Вольт, максимальный ток 16 Ампер. 

• Купить Skyrc SK-100078 RacingStar RS16 можно тут.

 

Соединение аккумуляторов

У начинающих часто возникает вопрос — а можно ли соединять аккумуляторы между собой. Ответ — да, но есть нюансы.

Самое главное — для соединений используются одинаковые аккумуляторы, это важно! 

Первый вариант — параллельное соединение LiPo аккумуляторов.

Параллельное соединение LiPo используется для увеличения емкости, а значит и полетного времени. На фотографии выше — переходник для такого подключения аккумуляторов к квадрокоптеру.

Допустим вы имеете два LiPo акка 3S 2200 20С, при параллельном подсоединении вырастает их емкость и получается аккумулятор 3S 4400 20C.

Использовать надо именно одинаковые аккумуляторы, так как если один будет разряжаться сильнее, то возникнет эффект подзарядки слабого аккумулятора от более сильного, а ток зарядки тут не регулируется, слабый (или с меньшей емкостью) аккумулятор через десяток другой полетов может просто придти в негодность.

Последовательное соединение LiPo — используется для увеличения напряжения питания.

Обычно такое соединение используется для удешевления стоимости аккумуляторов. Как ни странно, два 3S аккумулятора зачастую дешевле, чем 6S той же емкости.

Если соединить два 3S 2200 20C последовательно, то получится аккумулятор 6S 2200 20C.

Наиболее часто такое соединение встречается у любителей радиоуправляемых вертолетов и на больших квадрокоптерах. Используются моторы с малым kv и соответственно большим напряжением. Повышая напряжение питания можно увеличить мощность, не увеличивая токи.

Если у вас есть вопросы по аккумуляторам или зарядным устройствам — задавайте их в комментариях, обязательно отвечу!

 

Обзор квадрокоптеров

 

Похожие статьи:

Drone Racer → Набор для сборки QAV250

Видеоподборки про RC моделизм → Эксплуатация батарей, выбор первого зарядного устройства, для начинающих

Квадрокоптер своими руками → Все для Drone Racing

Видеоподборки про RC моделизм → Обзор BlitzWolf™ 40W Smart 5-Port High Speed Desktop Charger

Видеоподборки про RC моделизм → Плюсы и минусы! Маленькая зарядка Charsoon Magic Cube

Аксессуары квадрокоптеров → Обзор зарядника BlitzWolf Smart 40W

Использование квадрокоптеров → Как перевозить аккумуляторы LiPo в самолете

Видеоподборки про RC моделизм → Маленькая умная зарядка с капелькой магии! Charsoon Magic Cube

quad-copter.ru

Какие бывают LiPo аккумуляторы? Руководство для начинающих пилотов дронов и коптеров

Коптеры «заправляют» литиевыми аккумуляторами, которые могут хранить и быстро выдать очень много энергии. В этом руководстве мы разберем маркировку LiPo аккумуляторов и посмотрим, как безопасно с ними обращаться.

Оригинал: How to choose LiPo Battery for Mini Quad, Drones and Quadcopters

Безопасны ли LiPo аккумуляторы?

LiPo аккумуляторы могут взорваться при перегреве (почему взрываются литиевые аккумуляторы?) Это произойдет только если вы будете обращаться с ними неправильно или когда они физически повреждены. Если вы обращаетесь с ними аккуратно, то ничего страшного не произойдет.

Какие литиевые аккумуляторы мне купить?

Возможно, вам неинтересна вся теория об аккумуляторах и вы просто хотите знать, какие лучше брать? Вот списки аккумуляторов, которые я уже попробовал и которые я могу рекомендовать: лучшие 4S LiPo аккумуляторы, лучшие 6S LiPo аккумуляторы (англ).

Однако я рекомендую внимательно прочитать эту статью и разобраться с тем, как эксплуатировать LiPo аккумуляторы; безопасность превыше всего!

Содержание

Что нужно знать про Литий-полимерные аккумуляторы?

Литий-полимерные аккумуляторы часто обозначаются как LiPo, у них высокая плотность хранения энергии, очень большие разрядные токи и небольшой вес, всё это делает их отличными кандидатами для использования в радиоуправляемых моделях.

Прочитав эту статью до конца, вы разберетесь в основных характеристиках этих аккумуляторов.

Напряжение и количество ячеек (S)

Lipo аккумуляторы, используемые в моделизме собраны из отдельных ячеек (или банок), соединенных последовательно (от английского serial — S). Каждая банка имеет номинальное напряжение

3.7 Вольта. Следовательно, говоря про напряжение аккумулятора, часто ссылаются на количество банок, из которых он состоит («S«).

1S = 1 банка = 3.7 В
2S = 2 банки = 7.4 В
3S = 3 банки = 11.1 В
4S = 4 банки = 14.8 В
5S = 5 банок = 18.5 В
6S = 6 банок = 22.2 В

Например, аккумулятор с напряжением 14.8 В, мы можем назвать, четырех баночным или «4S».

Напряжение напрямую влияет на обороты бесколлекторных двигателей, следовательно, для увеличения скорости квадрокоптера вы можете использовать аккумулятор с бОльшим числом банок, если конечно мотор и регулятор оборотов (да и другая электроника) выдержат повышенное напряжение (вот тут можно почитать про использование 3S и 4S аккумуляторов на коптерах).

Но аккумулятор с бОльшим числом банок, но той же емкости будет тяжелее, т.к. банок просто больше. Чтобы получить аккумулятор 4S 1000мА*ч, вы можете просто соединить последовательно два аккумулятора 2S 1000мА*ч или один 3S 1000 мА*ч и один 1S 1000 мА*ч.

Номинальное напряжение литиевых аккумуляторов — 3.7 В. Однако это не то напряжение, которое выдает аккумулятор будучи полностью заряженным или полностью разряженным. Это число используется производителями и находится примерно посередине рабочего и безопасного диапазона напряжений, так что в этом есть какой-то смысл.

Lipo разработаны для безопасной работы в диапазоне напряжений от 3 В до 4.2 В. Разряд ниже 3 В может вызвать необратимые изменения, потерю емкости или даже повредить аккумулятор. Перезаряд выше 4.2 В опасен и, как правило, приводит к возгоранию аккумулятора.

С целью увеличения срока службы, есть смысл прекращать разряд аккумулятора при напряжении 3,5 В. Например, для 3S макс. напряжение будет 12,6 В, а приземляться стоит при падении напряжения до 10,5 В (т.е. 3.5 В на банку).

Емкость литий-полимерного аккумулятора и его размер

Емкость измеряется в мА*ч (миллиампер в час). «мА*ч» по сути означает каким током нужно разряжать аккумулятор, чтобы он разрядился за 1 час.

Например, имеется аккумулятор 1300 мА*ч, потребуется ток 1,3 А чтобы разрядить его за 1 час. Если ток будет удвоен (т.е. 2,6 А), тогда время разряда сократится вдвое (1,3 / 2,6 = 0,5). Если разряжать током 39А, то аккумулятор разрядится за 2 минуты (1,3 / 39 = 1 / 30 часа или 2 минуты).

Увеличение емкости аккумулятора позволит увеличить полетное время, но вес и размер аккумулятора тоже увеличится. Нужно искать компромисс между емкостью и весом, которые влияют на полетное время и управляемость коптера. Возможно, вам будет интересно, я написал небольшое руководство по выбору оптимальной емкости аккумулятора (англ.) для более длительных полетов на коптере.

Увеличение емкости также позволит увеличить разрядный ток, подробнее читайте ниже.

На всякий случай замечу, что 1000 мА*ч = 1 А*ч.

Токоотдача, C-рейтинг

У современных LiPo аккумуляторов указываются C-рейтинг. Зная С-рейтинг и емкость аккумулятора можно вычислить безопасный максимальный разрядный ток аккумулятора.

Максимальный разрядный ток = C-рейтинг * Емкость

Например: аккумулятор 1300 мА*ч 50С будет иметь максимальный разрядный ток 65А

Иногда указывается два числа — постоянный ток (Continuous) и пиковый (burst). Пиковый рейтинг — это ток который может отдать аккумулятор только кратковременно (ориентировочно 10 секунд).

Вот статья на английском, объясняющая важность C-рейтинга. Несмотря на то, что этот параметр очень важен, в наши дни ему не всегда можно верить (все врут (с) доктор Хаус, прим. перев).

Если C-рейтинг слишком маленький, то аккумулятору будет сложно выдать большую мощность и коптер будет летать менее резво. А слишком большим разрядным током можно даже повредить аккумулятор.

Если рейтинг больше, чем требуется, то вы не получите значительных преимуществ. Вместо этого аккумулятор будет тяжелее, а это мертвый вес для коптера, который уменьшит полетное время.

Основные, силовые разъемы

Логично, что разъем у аккумулятора должен подходить к разъему на коптере. Если коптера у вас еще нет, выберите один тип разъемов и используйте его везде.

Lipo аккумуляторы идут с 2 разъемами: балансирный разъем и основной, силовой разъем (за исключением аккумуляторов 1S, у них всего 1 силовой разъем). Существует несколько видов разъемов. Отличаются в основном по форме, весу и допустимому максимальному току.

Разъемы 1S аккумуляторов

Разъемы 1S аккумуляторов очень маленькие, а максимально допустимый ток не очень большой. Они в основном используются в коптерах с коллекторными моторами.

LOSI
Pico blade
JST-PH

Разъемы аккумуляторов 2S-6S

В этой категории аккумуляторов побольше видов разъемов, но не все здесь перечислены. Многие из них используются не часто, так что не стоит о них беспокоиться. Для мини коптеров самый популярный разъем это XT60.

Однако XT60 рассчитан на токи до 60А, а коптеры потребляют все больше и больше, так что скоро популярность обретут и другие разъемы.

Балансирный разъем

Этот разъем используется для балансировки аккумулятора при заряде, т.е. для того, чтобы убедиться, что все банки заряжены одинаково.

Количество проводов зависит от числа банок, 3 провода у аккумулятора 2S, при увеличении числа банок, количество проводов также увеличивается.

Внутреннее сопротивление

У всех аккумуляторов имеется внутреннее сопротивление, и у разных ячеек одного аккумулятора оно может отличаться. Чем выше внутреннее сопротивление, тем меньше максимальный ток; чем старее аккумуляторы, тем выше сопротивление и тем меньше мощность.

На этикетке обычно не указывают внутреннее сопротивление, потому что оно может меняться со временем. Оно увеличивается:

• со временем
• после крашей (физического повреждения)
• из-за слишком глубокого разряда
• из-за перегрева
• из-за жестких условий эксплуатации

Его можно измерить специальными инструментами, некоторые зарядники тоже умеют это делать.

Подробнее про внутреннее сопротивление можно узнать из статьи про C-рейтинг (англ).

LiHV

LiHV — это разновидность Lipo аккумуляторов, HV обозначает High Voltage (высокое напряжение). Плотность энергии у них выше, чем у традиционных Lipo аккумуляторов, их можно заряжать до 4,35 В на ячейку. Однако отзывы об их живучести противоречивые, т.е. они могут деградировать быстрее чем обычные LiPo.

Более подробно про LiHv.

Как выбрать LiPo аккумулятор для коптера

Чтобы выбрать аккумулятор для коптера нужно составить список требований к нем: число банок, макс. разрядный ток и т.д.

Выясняем какой ток потребляет коптер

После выбора моторов и пропов для коптера, погуглите обзоры и найдите максимальный потребляемый ток этой винтомоторной группы. Например, я использую моторы с винтами 5040х3 и при 100% газа, потребляемый ток будет 36,7 А.

Ток, потребляемый четырьмя моторами при максимальном газе будет 36.7 x 4 = 146.8 A. Если делать все по правилам, то нужно выбирать аккумулятор именно с таким макс. током. Я обычно скидываю 10%, т.е. 146.8*0.9 = 132.1A, делаю это исходя из условий, которые описаны ниже.

На сколько точны тесты тяги в статике?

Учтите, что в реальном полете, из-за набегающего потока воздуха, потребляемый ток обычно ниже, чем при тестах «в статике».

Ещё обратите внимание на то, что ток при 90% газа и 100% отличается очень сильно. Спросите себя, как часто я буду летать на 100% тяги, на сколько это важно?

Лично я большую часть времени летаю с тягой 40% — 80%, даже при рывке ток подскочит всего на несколько секунд.

Какой ток потребляют другие компоненты коптера?

На коптере, помимо моторов есть и другие потребители: приемник, полетный контроллер, светодиоды, FPV оборудование и т.д. Но, по сравнению с моторами, они потребляют очень мало, и поэтому этот ток обычно не учитывают. Или добавляют 1 — 2 ампера.

Выбираем оптимальную емкость аккумулятора для коптера

Зная размер коптера и требуемый C-рейтинг аккумулятора мы можем начать подбирать подходящий. Вот несколько примеров, зависимость емкости аккумулятора от диаметра пропов, лично исхожу из этих значений.

6″ — 1500 мА*ч — 2200 мА*ч
5″ — 1300 мА*ч — 1800 мА*ч
4″ — 850 мА*ч — 1300 мА*ч
3″ — 650 мА*ч — 1000 мА*ч

Скажем так, если вы собираете 5″ коптер, и хотите довольно легкую модель, я бы рекомендовал использовать аккумулятор с емкостью 1300 мА*ч (1,3 А*ч).

Исходя из имеющихся данных прикинем пиковый C-рейтинг:

Пиковый С = Макс. потребляемый ток / емкость

В нашем примере получается: 132,1 А / 1,3 А*ч ~ 102 С. Как правило производитель считает пиковым значением удвоенное нормальное значение, т.е. аккумулятор должен быть 102 / 2 = 51 С (минимум).

Влияние стиля полета на выбор аккумулятора

Если вы планируете часто летать с газом более 50%, то вам придется купить аккумуляторы с бОльшим рейтингом.

Вы должны учитывать то, что более важно именно вам: стиль полета, вес, и емкость аккумулятора. Хардкорные гонщики предпочитают очень легкие аккумуляторы, с емкостью достаточной только чтобы пройти гонку. У фристайлеров вес не самый главный критерий, им могут подойти более тяжелые аккумуляторы, чтобы увеличить полетное время.

Аккумуляторы каких фирм лучше всего брать?

Постарайтесь не брать безымянные (noname) аккумуляторы, выбирайте проверенные бренды. Также есть смысл повременить и не брать аккумы от новых малоизвестных фирм, подождать пока качество их продукции станет постоянным. У некоторых новых брендов по началу выходят 1-2 отличные партии аккумуляторов, а после появления положительных отзывов и хороших обзоров, они снижают качество для увеличения прибыли.

Acehe, Tattu, Turnigy, Dinogy, Infinity и т.д. — это хорошо известные бренды, проверенные временем (напомните мне, если я пропустил что-то хорошее).

Как заряжать Lipo аккумуляторы

Виды заряда

• Заряд с балансировкой (Balance charge). Зарядник оценивает напряжение каждой банки и может заряжать их по отдельности так, чтобы итоговое напряжение было у всех одинаковым. Это рекомендуемый и самый безопасный режим заряда литиевых аккумуляторов.
• Быстрый заряд (Direct или Fast Charge) — заряд производится через основные силовые клеммы аккумулятора, зарядное устройство не следит за напряжением на банках. Обычно такой заряд идет быстрее, но в результате можно получить разное напряжение на банках, а итоговый заряд не достигнет 100%.
• Режим хранения (Storage charge) — зарядник доводит напряжение на каждой банке до напряжения, при котором можно долго хранить аккумулятор, это примерно 3,8-3,85 Вольт на банку.
• Разряд (Discharge) — полный разряд аккумулятора (обычно зарядники разряжают значительно дольше, чем заряжают).

Зачем балансировать?

Все банки в аккумуляторе немного отличаются друг от друга. После разряда, вы скорее всего заметите, что у них немного разное напряжение.

Если мы будем заряжать разбалансированный аккумулятор напрямую, без контроля напряжения каждой банки, то некоторый из них в конце заряда будут иметь напряжение ниже 4,2 В (не полный заряд), но, что еще хуже — другие могут иметь напряжение БОЛЬШЕ 4,2 В. Как я уже упоминал, напряжение Lipo не должно превышать 4,2 Вольта, иначе банка становится опасной. Помните, перезаряд — это очень опасно!

Большинство современных зарядных устройств позволяют заряжать с балансировкой, и автоматически следят за перенапряжением.

Выбор зарядного устройства для Lipo аккумулятора

Существует несколько критериев выбора зарядного устройства, вот статья на английском. В ней описываются параметры устройств, и показывается как выбрать подходящий ток заряда.

От переводчика: топ 5 лучших зарядников и обзоры нескольких зарядных устройств:

Безопасность

Неправильная эксплуатация литиевых аккумуляторов может привести к пожару. Пожалуйста внимательно прочтите эти правила прежде, чем начинать использовать Lipo.

• Хватайте аккумулятор не за провода, а за сами банки, иначе можно выдрать провода в месте пайки (особенно легко вырвать провода к балансирному разъему, и ими же закоротить банки, прим. перев)
• Заряжайте в безопасном месте. Очень важно найти огнестойкое место для заряда аккумуляторов. Неплохой вариант — использование специальных огнестойких пакетов (так называемые Lipo-safe bag). Лично я использую Ammobox

• Не заряжайте аккумуляторы сразу после использования, дайте им время остыть
• Рекомендуется заряжать током 1С или даже меньшим (подробнее про это в статье про выбор зарядного устройства, англ)
• Не оставляйте заряжающийся аккумулятор без присмотра, периодически проверяйте не начал ли аккум нагреваться или вздуваться, если начал — прекращайте заряд
• Никогда не используйте и не заряжайте поврежденные аккумуляторы
• Проверяйте параметры заряда — число ячеек (банок)
• Не перезаряжайте аккумуляторы, обычно об этом заботится зарядник, но не плохо иногда проверять напряжение вольтметром
• Не оставляйте аккумуляторы на солнце

Параллельная зарядка

Параллельная зарядка — это не самый безопасный способ заряда Lipo аккумуляторов, но, вероятно, самый быстрый для хоббийщиков. Этот способ позволяет заряжать сразу несколько аккумуляторов, вместо последовательного заряда по одному. Однако все это вы делаете на свой страх и риск.

Подробнее читайте в отдельной статье (англ).

Заряжаем аккумуляторы 1S

Заряд 1S аккумуляторов немного отличается от заряда больших аккумов. Вы скорее всего заряжаете несколько аккумуляторов 1S параллельно, используя плату для параллельной зарядки. Но я нашел хороший и более быстрый способ зарядки — самодельный кабель для сборки нескольких 1S аккумуляторов последовательно, для получения одного аккумулятора 3S, 4S или даже 6S.

Более подробно про такой кабель читайте на форуме (англ).

Советы по использованию Lipo аккумуляторов

Как измерять напряжение аккумулятора?

Во время полета можно измерять напряжение разными способами (англ).

Важно иметь возможность измерять напряжение на каждой банке по отдельности, оно должно быть примерно на одном уровне; для этого можно купить любой дешевый тестер аккумуляторов. Если на какой-то банке напряжение ниже, чем на остальных (это и есть разбалансировка), то возможно именно с этой банкой есть проблемы, поэтому обязательно отбалансируйте аккумулятор при следующем заряде.

Рабочая температура

LiPo аккумуляторы лучше всего работают при температуре 30 — 60 градусов по Цельсию.

Низкая температура сильно ухудшает характеристики аккумуляторов: уменьшается максимальный разрядный ток и емкость. Обычные характеристики полетов в зимний период времени: «уменьшилось полетное время», «нет мощи», «нет рывка», «большое падение напряжения».

Так что перед важным полетом, для улучшения характеристик, лучше подогреть аккумуляторы до 30-35 градусов (хотя бы просто положите их в карман) 🙂

Дискуссия на тему: влияния температуры на характеристики аккумулятора (англ).

Помимо низкой температуры, литиевые аккумуляторы не любят и высокую. При температуре 60 градусов и выше они начинают взбухать, и могут даже загореться.

Когда приземляться?

Самый часто задаваемый вопрос от новичков: «при каком напряжении аккумулятора лучше приземляться?». Я бы сказал при напряжении 3,5-3,6 Вольт. Литиевые аккумуляторы нельзя разряжать до 0, в них всегда должна оставаться какая-то энергия.

График ниже это объясняет. По мере разряда, напряжение на аккумуляторе падает не линейно (черная линия), оно резко падает в районе 3,5-3,6 вольт на банку. И если вы все еще не приземлились, риск переразряда аккумулятора сильно увеличивается.

Перезаряд аккумулятора вызовет необратимые изменения в аккумуляторе и сократит срок его службы.

Как хранить литиевые аккумуляторы?

Если вы планируете довольно долго не использовать аккумуляторы (неделю или больше), то нужно:

• перевести их в режим хранения, напряжение 3,8-3,85В на банку
• убрать их в специальный защитный пакет
• хранить при комнатной температуре

При напряжении 3,8-3,85 Вольт, емкость аккумулятора примерно составляет 40-50%, и это наиболее стабильное состояние аккумулятора. Вот почему все новые аккумуляторы приходят наполовину заряженными.

Долгое хранение полностью заряженных аккумуляторов не только не безопасно, но еще и ведет к их деградации. Если вы летаете каждые несколько дней, то это не проблема.

LiPo Safe Bag (огнестойкие пакеты для литиевых аккумуляторов)

Lipo safe bags — нужны всем! Их можно использовать как для хранения, так и для заряда аккумуляторов. Они специально разработаны для того, чтобы сдержать огонь при воспламенении аккумулятора.

Что делать с переразряженными аккумуляторами?

Если аккумулятор разряжен слишком сильно, в нем происходят необратимые изменения, которые сильно ухудшают его характеристики. Однако, если вы достаточно быстро сможете зарядить посаженный аккум, то скорее всего ничего страшного с ним не случится.

Частенько зарядники отказываются заряжать переразряженные аккумуляторы. Мой совет — выкинуть такие аккумуляторы. Однако есть несколько способов попытаться оживить их (англ), но их использование — на ваш страх и риск.

Путешествуем с LiPo

Большинство авиакомпаний и аэропортов разрешают проносить литиевые аккумуляторы в качестве ручной клади. Пара моментов, которые лучше учесть заранее:

• проверьте правила перевоза Lipo аккумуляторов в выбранной авиакомпании
• не сдавайте аккумуляторы в багаж
• держите аккумы в режиме хранения
• замотайте разъемы изолентой и храните их в огнестойких защитных пакетах
• никогда не путешествуйте с поврежденными аккумуляторами!

Более подробно можно прочитать в статье на английском.

Что делать, если аккумулятор загорелся/задымился?

• Не паниковать, отсоединить все разъемы
• Наиболее эффективный и экономичный способ — закопать в песок
• Просто ждите пока прогорит и остынет, старайтесь не дышать дымом
• НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ВОДУ

Утилизация литиевых аккумуляторов

Когда утилизировать?

У литиевых аккумуляторов ограничено количество циклов эксплуатации, каждый раз, когда вы заряжаете и разряжаете аккумулятор он проходит один цикл. Постепенно аккумулятор теряет возможность выдавать большие токи (возрастает внутреннее сопротивление) и падает емкость. Говорят, что обычный LiPo аккумулятор живет более 300 циклов, если, конечно, за ним следить как следует (см. правила выше). Но в моем случае — будет чудо, если я его не разобью к тому времени 🙂 Нет четкого критерия, когда наступает пора утилизировать, но лично я избавляюсь от аккумулятора, когда емкость падает до 80% или если он вздувается.

Как утилизировать?

Старые и поврежденные аккумуляторы нужно правильно утилизировать. Более подробно читайте в статье про утилизацию. Подчеркну: никогда не прокалывайте аккумуляторы! От этого они загораются!

FAQ

Опасны ли вздувшиеся аккумуляторы?

Да, их использование небезопасно.

Почему они вздуваются?

Потому что банки герметично закрыты и газу некуда выйти. Как правило они вздуваются при физическом повреждении и при неправильной эксплуатации, что вызывает повышенное выделение газа.

Можно ли сдуть вздувшиеся аккумуляторы?

Нет, это необратимый процесс. Лучше правильно их утилизировать.

Как избежать вздутия?

• Не переразряжайте — используйте вольтметры, сирены и прочите предупреждающие системы
• Не перегревайте, не оставляйте их на солнце, или рядом с источником тепла
• Не перенагружайте их
• Никогда не перезаряжайте — правильно настройте зарядник, следите за аккумуляторами в процессе заряда
• Храните правильно, как описано выше

Нужно ли «раскачивать» аккумуляторы?

Раскачка аккумуляторов — спорная тема. Идея в том, что для новых аккумуляторов нужно провести несколько циклов медленного заряда и разряда прежде чем полноценно использовать их. Лично я пробовал так поступать, но не заметил разницы.

Прочие термины, относящиеся к литиевым аккумуляторам

• напряжение отсечки (cut-off voltage) или напряжение полностью разряженного аккумулятора — 3,0 В
• Один цикл — это заряд и разряд аккумулятора. Время жизни аккумулятора определяется числом допустимых циклов заряд/разряд
• Уровень заряда или в англ. state of charge — оставшаяся энергия, от 0 до 100%
• Burst C-rating — пиковый C-рейтинг — определяет максимальный разрядный ток на короткий промежуток времени (порядка 10 секунд)

Подведем итоги

Надеюсь, в этой статье вы нашли что-то полезное. Однако, я не утверждаю, что это всё что вам нужно знать. Вперед, к новым знаниям!

История измерений

• Февраль 2017 — первая версия статьи
• Август 2017 — добавлен раздел про выбор аккумуляторов
• Сентябрь 2018 — добавлен раздел про безопасность аккумуляторов

blog.rcdetails.info

LiPo-аккумулятор — RC wiki

LiPo-аккумулятор (литий-полимерный, Li-Po, Li-Pol или Li-polymer) — один из типов литиевых аккумуляторов. Более совершенная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя.

Многие так называемые «модельные» LiPo-аккумуляторы способны отдавать ток в 10 и даже 100 раз превышающий численное значение ёмкости. Такие аккумуляторы применяются также в портативном электроинструменте и в некоторых современных электромобилях.

Также бывают «обычные», бытовые литий-полимерные аккумуляторы (используемые в мобильных телефонах, цифровой технике и т.п.), которые не способны отдавать большой ток.

Преимущества[править]

• Способность отдавать ток в 10 и даже 100 раз превышающий численное значение ёмкости;
• Большая плотность энергии на единицу объёма и массы;
• Низкий саморазряд;
• Толщина элементов от 1 мм;
• Возможность получать очень гибкие формы;
• Незначительный перепад напряжения по мере разряда.

Где купить LiPo-аккумулятор[править]

Обозначения литий-полимерных источников питания[править]

Рассмотрим обозначения LiPo-аккумуляторов на примере аккумулятора с популярными характеристиками 2200mAh 3S 20C, для такого аккумулятора встречается также обозначение 2200mAh 3S1P 20C.

• 2200 mAh — ёмкость аккумулятора в мили-Ампер-часах
• 3S1P (3 sequential 1 parallel) — три последовательно соединенные ячейки по одному LiPo-элементу в каждой ячейке
• 20C (C = сapacity) — максимальный разрядный ток может превышать ёмкость аккумулятора в 20 раз умноженную на час (ток 1C заряжает/разряжает аккумулятор ровно за час — условно)

Что такое mAh[править]

В этих единицах указывается ёмкость аккумулятора — в данном случае 2200 мА·ч. Чем больше ёмкость, тем дольше аккумулятор сможет поддерживать нужный ток и напряжение для работы нагрузки. Также от ёмкости прямо пропорционально зависит максимальный ток разряда и заряда. Подробнее см. в статье Ёмкость аккумуляторов.

Что такое S[править]

Число возле буквы S означает количество «банок» в батарее. Буква S — это сокращение от serial или sequential — последовательное соединение элементов.

Li-Po-аккумуляторы состоят из одной или нескольких элементов («банок»). Каждая банка имеет номинальное напряжение 3,7В и максимальное (до которого заряжается) — 4,2В.

То есть аккумулятор 3S — три банки, три элемента питания соединенных последовательно (плюс одной банки с минусом другой) с общим номинальным напряжением 11,1В и максимальным 12,6В.

LiHV-аккумуляторы имеют повышенные номинальные и максимальные напряжения.

Что такое P[править]

Буква P это сокращение от parallel — параллельное соединение элементов.

«1P» — это обозначение количества элементов соединенных параллельно, в данном случае — один. Чаще всего используют только одинарные сборки, поэтому 1P в обозначении не указывают.

Но если, к примеру, взять 2 одинаковых аккумулятора «2200 2S1P», соединить их силовые провода параллельно (плюс с плюсом, а минус с минусом), то получится удвоение ёмкости, а обозначается такая сборка батарей «4400 2S2P», и практически она будет идентична в эксплуатации «4400 2S1P».

В запечатанных сборках, для соблюдения балансировки при заряде, банки в начале параллелят и уже потом соединяют последовательно. Если соединять 2 аккумулятора через силовые провода, то желательно так же соединить и их балансировочные разъёмы.

Можно наглядно посмотреть различные схемы сборок аккумуляторов.

Что такое С[править]

Важной характеристикой LiPo-аккумуляторов является максимальный разрядный ток (токоотдача), то есть способность обеспечивать в нагрузочной цепи некий максимальный разрядный ток. Токоотдача измеряется в единицах С, и вычисляется как отношение допустимого разрядного тока к эквивалентной ёмкости аккумулятора (заряду в ампер-часах).

Например, если на аккумуляторе указана ёмкость 2200mAh и максимальный разрядный ток 20С, то это значит что аккумулятор может обеспечивать ток не выше 2200 * 20 = 44000 mA = 44 A, что нужно учитывать при подключении нагрузки к нему.

Также можно описать эту величину как максимальную скорость разряда в обратных единицах. То есть 20С — это значит, что аккумулятор может быть безопасно разряжен (при максимальном токе) минимум за 1/20 часа, то есть за 3 минуты.

Отдельно в характеристиках аккумулятора фигурирует максимальный зарядный ток, определяемый в тех же единицах C. Всё вышесказанное справедливо и для зарядного тока.

При превышении максимального тока разряда (когда нагрузка требует ток, больший чем может обеспечить аккумулятор) или заряда — неминуемо следует перегрев аккумулятора, при котором внутри него происходят необратимые химические реакции. Как следствие — аккумулятор вздувается, теряет ёмкость. Также может последовать воспламенение или даже взрыв аккумулятора. Некоторые производители указывают пиковую токоотдачу (обычно в 2 раза больше номинальной), которая допустима при разряде аккумулятора кратковременно, обычно до 10 секунд.

Если максимальная токоотдача аккумулятора значительно превышает требуемый ток нагрузочной цепи, то в этом нет ничего страшного, т.к. реальный ток определяется прежде всего нагрузкой, а не способностью аккумулятора. Минусом такого подключения могут быть лишь неоправданно большие размеры и масса аккумулятора.

Следует всегда скептически относиться к заявленному значению токоотдачи C. Наклейки с указанием параметров аккумулятора далеко не всегда соответствуют реальным и могут значительно отличаться от них. Если аккумулятор выделяется меньшими размерами или весом на фоне других с такими же электрическими характеристиками — это повод для скепсиса. Более точное значение С — можно узнать, удалив термоусадочный корпус с аккумулятора и прочтя технические надписи на банках — им можно доверять больше.

См. также: Максимальный ток и истинный С-рейтинг

Разряд LiPo-аккумуляторов[править]

Обычный разряд — это питание электрической схемы (модели).

• Критический разряд допускается до не менее, чем 3.3B на банку. Кратковременно можно разряжать до 3.0B, после чего желательно сразу (в течение часа) поставить на зарядку, при условии, что батарейка не горячая и не слишком замерзшая. При 2.9В начинаются необратимые изменения в электролите, ёмкость будет снижаться быстрее. При разряде до 2.8В из электролита начнет выделяться соль лития и осаждаться на электродах, что сразу снизит емкость (за счет снижения плотности электролита), и токоотдачу (за счет уменьшения площади электродов). Также уменьшается возможное количество циклов. Кроме того, аккумулятор может и не зарядиться.

По другим данным, при низком напряжении (менее 2.5В) возможна металлизация лития, создание токопроводящих литиевых «мостиков». И при зарядке такого аккумулятора образование проводящих участков из лития приводит к внутреннему короткому замыканию и, как следствие, к тепловому разгону аккумулятора с возможным взрывом аккумулятора.

Для своевременного предупреждения переразряда используют звуковые индикаторы, которые издают разного рода сигналы при подходе напряжения аккумулятора к минимальным значениям. Лучше использовать устройства, позволяющие контролировать напряжение побаночно.

• Рекомендуемое минимальное напряжение, до которого можно доводить батарею при эксплуатации, это 3.6В на банку. При этом количество циклов разряда/заряда без заметной потери ёмкости может исчисляться сотнями.
• При разряде током I=C возможно около 500 полноценных циклов заряда-разряда.
• При разряде током, многократно превышающим номинал ёмкости (обычный режим работы) количество полноценных циклов снижается в разы.
• Опаснее всего для LiPo высокая температура, а не низкое напряжение. Не следует при разряде допускать нагрев аккумулятора более, чем 60°С.
• При использовании на воздухе в холодный сезон аккумуляторы лучше держать в тепле перед использованием и после.

Температура при разряде[править]

LiPo-батареи имеют оптимальную температуру разряда около +43°C, при которой обеспечивается наиболее высокое напряжение под нагрузкой. Также LiPo-аккумуляторы с началом разряда при температуре +43°C меньше нагреваются во время разряда и заканчивают разряд при более низкой температуре, чем батарея с началом разряда при температуре +21°C. Это обусловлено внутренним сопротивлением: оно уменьшается по мере увеличения температуры аккумулятора до +43..45°C, а при более высокой температуре сопротивление снова начинает увеличиваться.

Кроме того, по некоторым наблюдениям, отмечалось выравнивание внутреннего сопротивления банок при температуре +43°C, в то время как на тех же аккумуляторах в холодном состоянии при измерении внутреннего сопротивления наблюдался больший разброс значений

Нагрев батарей до или близко к их оптимальной температуре +43°C при разряде также обеспечивает выигрыш в длительности службы (сколько раз они могут быть заряжены и разряжены перед началом деградации характеристик).

Расконсервация[править]

Первые 2-4 цикла заряда/разряда лучше делать током 3-5C, не больше. Это связано с тем, что при производстве Li-Ion и Li-Po аккумуляторов в электролит добавляется своего рода консервант (ингибитор), который продлевает срок хранения без ущерба для аккумулятора, а также поддерживает напряжение в батарее после производства. Эта добавка (ингибитор) разлагается при первых нескольких циклах заряд-разряд. После такой расконсервации аккумулятор выходит на нормальные режимы работы, в которых, в том числе, после полной зарядки достигается равное напряжение на банках. При использовании батарей в условиях высоких токов разряда, при наличии неразложившегося ингибитора, ячейки могут быть повреждены, что выражается вспуханием ячеек, потере ёмкости и снижении срока службы.

Заряд LiPo-аккумуляторов[править]

Внимание! Никогда не оставляйте процесс зарядного устройства без внимания! Неважно, насколько считается безопасным используемое зарядное устройство, имеет ли оно контроль температуры и т.п. функции. Даже самые надёжные устройства не застрахованы от выхода из строя. Есть смысл заряжать LiPo-аккумуляторы вне дома, либо в железном ящике, либо в кастрюле с песком.

• Напряжение заряда каждой банки должно быть не более 4,2В (при перезаряде 4,5В и более — возможен взрыв), исключением являются LiHV-аккумуляторы.
• Заряжать можно только зарядными устройствами с функцией балансировки (чтобы не допустить ситуации, когда одна из банок зарядилась быстрее остальных, после чего будет происходить её перезаряд). Также можно применять специальные балансировочные устройства (гуглить по Lithium Power Protection Board [1]).
• Ток заряда не более указанного в характеристиках конкретного аккумулятора, большинство современных батарей могут заряжаться током до 3C без каких-либо последствий. Но лучше всего заряжать с током ≤1С, это гарантированно продлит срок службы аккумулятора.
• При первых нескольких циклах заряда-разряда LiPo-аккумуляторов некоторых производителей (пока аккумуляторы новые) может наблюдаться довольно сильное расхождение напряжений банок. Разбаланс может достигать 0,5..0,8В. Такое замечено, к примеру, у некоторых экземпляров аккумуляторов AGAPower, Turnigy Nanotech [2], Zippy [3]. Это не значит, что такие аккумуляторы некачественные. Через несколько циклов аккумуляторы начинают хорошо балансироваться и после разряда банки «ровные».
• Обычно зарядное устройство быстро «заливает» в аккумулятор около 90% емкости, а затем дозаряжает каждую банку с балансировкой. Более заряженные и подошедшие к пределу отключаются и заряд идёт на оставшиеся банки.
• LiPo-аккумулятор не имеет эффекта памяти (не нужно доразряжать перед новой зарядкой).
• Рекомендуется заряжать аккумуляторы до напряжения на 0.05 В (на банку) меньше максимально допустимого, то есть до 4.15 В, что значительно продлевает срок службы аккумулятора.

Fast Charge[править]

Для заряда аккумуляторов в поле стоит поискать аккумуляторы с возможностью ускоренной зарядки, на них пишут Fast charge 2С или 5С.

Некоторые зарядные устройства для LiPo-аккумуляторов имеют среди режимов зарядки Fast Charge — быстрая зарядка. По опыту, разница между быстрым и обычным режимом зарядки заключается лишь в более точной балансировке банок у последнего. Время зарядки отличается незначительно, поэтому особого смысла в применении режима Fast Charge нет. Возможно, более существенный выигрыш во времени будет получаться при зарядке аккумуляторов с большим количеством банок (от 6S).

Температура при заряде[править]

Температура — важный параметр при заряде аккумуляторов.

• Нельзя сразу заряжать батареи, которые хранились при низкой температуре (например — в холодильнике, или на морозе на полетушках/покатушках), и ещё не успели нагреться. Это может повлечь за собой риск взрыва этих батарей. Обязательно убедитесь, что батарея нагрелась до комнатной температуры!
• Следует контролировать температуру аккумулятора во время зарядки. При зарядном токе 1С батарея не должна греться. При токе 3С батарея может быть слегка тёплой. Интенсивный нагрев говорит о том, что в процессе зарядки что-то идёт не так, следует немедленно отключить аккумулятор от зарядного устройства! Некоторые зарядные устройства оснащены или имеют возможность подключения датчика температуры.
• После силового разряда в модели полёта батареи обычно ощутимо нагреваются. Следует дать им немного остыть перед последующим зарядом.
• В общем случае температура LiPo-аккумулятора не должна превышать +60°С.

Мнения[править]

• Нет смысла заряжать батареи током более 3..5С, так как при высоких токах заряда батарея за счёт внутреннего сопротивления имеет более низкое напряжение завершения заряда, и, как следствие, более низкую полезную ёмкость. По практическому опыту, оптимальные токи заряда для батарей с FOM = 0,5 и выше — лежат в диапазоне 3..5С, что обеспечивает достаточно короткое время заряда и приемлемое полётное время. Более высокие токи заряда (хорошие батареи вполне можно без ущерба заряжать токами до 10С) приводят к сокращению времени заряда, но за счёт более низкой полезной ёмкости. — Mark Forsyth

См.также[править]

Хранение (рекомендовано)[править]

• Температура: +5..+28°С (по другим источникам — 0..+10°С). В качестве лайфхака среди моделистов считается хранение аккумуляторов в холодильнике, т.к. чем ниже температура в указанных пределах, тем дольше они прослужат.
• Напряжение на банках: 3.7-3.85В, это ~40% от полного заряда, рекомендуемый производителями уровень, именно с таким напряжением поставляются LiPo-аккумуляторы производителями. В большинстве «умных» зарядных устройств предусмотрен специальный режим перевода LiPo в режим хранения (обычно называется «LiPo Storage»). При хранении полностью заряженных аккумуляторов или слишком разряженных они теряют свою ёмкость гораздо быстрее, которая не восстанавливается.
• LiPo-аккумуляторы стареют, даже в то время, когда просто лежат на полке. Нет смысла покупать аккумуляторы «про запас» или чрезмерно увлекаться экономией его ресурса. При покупке желательно узнать дату производства, чтобы знать, сколько данный аккумулятор уже пролежал на складе. В случае, если с момента изготовления прошло более двух лет, лучше воздержитесь от покупки, т.к. считается, что за 2 года аккумулятор теряет 20% ёмкости.

Где хранить безопасно:

• под ванной: наименее воспламеняемое пространство;
• в железном ящике;
• в холодильние;
• в кастрюле или металлическом ведре (как вариант — с песком).

Весьма часто при подключении LiPo-батарей, с количеством банок от 3S и больше, происходит сильное искрение. Это происходит из-за быстрой зарядки конденсаторов контроллеров моторов. При плохом контакте искрение может быть продолжительным и вызвать выгорание полётных контроллеров или регуляторов из-за постоянных сбросов программы микроконтроллеров и скачков напряжения (проверено, к сожалению, на практике).

С этим можно бороться резисторами на отдельном тонком кабеле, который нужно подключать раньше основного. Ток заряда конденсаторов через резистор будет ниже и искрение будет таким образом подавляться. Также можно использовать специальные разъёмы.

Вздутие LiPo-аккумулятора — результат определённых химических процессов внутри него, сопровождающихся выделением газа, которому некуда выйти из-за герметичной конструкции батареи. Вздутие может происходить по разным причинам и в любом случае сопровождается деградацией, физическим старением аккумулятора, уменьшением ёмкости, неспособностью удерживать полученный заряд и отдавать заявленный ток — это всё следствия увеличения расстояния между пластинами внутри банки аккумулятора.

• Неправильные условия эксплуатации. Обычно это слишком большой зарядный ток или слишком большая нагрузка при разряде (слишком большой продолжительный разрядный ток), приводящие к чрезмерному нагреву аккумулятора. А также — пренебрежение процедурой расконсервации.
• Нарушение производственных технологий (в том числе — попадание влаги внутрь в процессе сборки) и/или использование дешёвых материалов при изготовлении.

Еле вспухшие аккумуляторы (в таком состоянии вспухание определяется скорее на ощупь, чем визуально) можно некоторое время продолжать эксплуатировать, контролируя фактическую ёмкость. Если аккумулятор не способен держать ёмкость менее 80% от номинальной, то следует приступить к его утилизации.

Сильно (заметно) вспухшие аккумуляторы следует немедленно прекратить эксплуатировать и так же утилизировать.

Целостность и герметичность мягкого корпуса элементов LiPo-аккумулятора — залог безопасности. При нарушении оболочки батареи, или изменении её формы возможны возгорание и даже взрыв!

Даже если кажется, что ничего не происходит и аккумулятор ещё послужит, то ЧП может произойти при его зарядке, когда активизируются химические процессы внутри него и повышается температура. Как вариант, при краше оболочка может где-то надорваться или лопнуть, а при заряде — начать греться и вздуваться, в результате чего трещина может стать больше, в неё попадает кислород, а дальше — пламя из расщелины.

В продаже есть несгораемые спецпакеты для зарядки LiPo-аккумуляторов, предназначенные для снижения вреда в случае возгорания. Их рекомендуется использовать, но, тем не менее, не стоит надеяться на них и оставлять аккумуляторы без присмотра.

На многих зарядных устройствах есть возможность контроля температуры (присутствует вход для температурного датчика). Когда температура датчика, закреплённого на аккумуляторе, превышает заданное в настройках значение (рекомендуется установить предел в 45°C), то аккумулятор сразу обесточивается и зарядник начинает сигнализировать об опасной ситуации. При этом, возможно, аккумулятор вздуется и сильно нагреется, но до огня/взрыва скорее всего дело не дойдет.

В следующих случаях рекомендуется незамедлительно утилизировать LiPo-аккумулятор:

• Авария, «краш» радиоуправляемой модели или мультикоптера с повреждением оболочки (при этом обычно у поверхности аккумулятора ощущается отчетливый специфический запах электролита) или изменением формы аккумулятора.
• Слишком высокое (очень вероятен взрыв) или слишком низкое напряжение на одной из банок (при этом возгорание или взрыв сами по себе маловероятны, но могут произойти при зарядке).
• Вздутый аккумулятор.

Перед тем как выкинуть LiPo-аккумулятор, желательно его (варианты):

• разрядить небольшой нагрузкой в ноль (лампочка или несколько).
• подержать в соленой воде до прекращения газообразования. 2-3 столовые ложки на литровую банку. Плюс в том, что гарантированно все банки разряжаются.
• надрезать пак канцелярским ножом (разгерметизировать) и через несколько часов он деградирует. — эта рекомендация встречалась на форумах, но её безопасность под сомнением, выполняйте на свой страх и риск.

Как паять банки аккумулятора[править]

Паять контактные пластины элементов LiPo-аккумулятора нужно обычным припоем после обработки одним из флюсов:

• ФТКА — флюс для пайки алюминиевых проводов.
• Жидкий флюс для алюминия отечественного производства (в пластиковом флакончике).
• Флюсом для алюминия и ЛТИ-120.
• Активный паяльный жир. Нужно только не забыть потом всё промыть.

Можно ли одну из банок на 5200мА·ч заменить банкой на 5000мА·ч той же токоотдачи[править]

Если будет предусмотрен побаночный мониторинг, то можно. А если будет просто отсечка по напряжению, то банка с меньшей ёмкостью (5000мА·ч) будет садится раньше всех и она уйдёт в глубокий разряд, что недопустимо.

Производители (бренды)[править]

Где купить LiPo-аккумулятор[править]

rcsearch.ru

Собираем рабочий Lipo аккумулятор из нескольких поврежденных

LiPo аккумуляторы со временем деградируют, в результате некоторые банки помирают. Очень жалко выбрасывать аккумулятор, который содержит всего 1 убитую банку (ячейку). В этом руководстве мы покажем вам как собрать рабочий LiPo аккумулятор из хороших банок разных убитых/поврежденных аккумуляторов.

Оригинал: Fix LiPo Batteries with Bad Cells

ВНИМАНИЕ! Литиевые аккумуляторы могут быть очень опасны! Я не рекомендую так делать! Если вы игнорируете это предупреждение, то все что вы делаете — делаете на свой страх и риск. Автор статьи, OscarLiang.com и переводчик ответственности за последствия не несут.

С т.з. безопасности и для получения наилучшего результата аккумуляторы должны быть одной марки, емкости и одинаковым рейтингом (C).

Что потребуется

• Несколько Lipo аккумуляторов с мертвыми банками (но с достаточным количеством нормальных, т.е. для сборки 4S нужно найти 4 рабочие банки)
• Мультиметр для измерения напряжения
• Кусачки
• Паяльник
• Термоклей или жидкая изолента
• Изолента
• Термоусадка диаметром 80 мм
• Ведро песка, на случай пожара
• Лучше делать это на улице, чтобы не спалить дом и не провонять все токсичными газами, если аккумулятор загорится

Вот мои советы по поводу выбора разных инструментов для коптеров.

Шаг 1 — Разбираем аккумулятор

Снимаем пластиковую упаковку с аккумулятора. Надрезайте сбоку, где есть внутренний защитный слой. Это довольно толстая защита, она позволит вам прорезать внешний слой, не задев ножом сами ячейки.

НЕ РЕЖЬТЕ банки!!! Это очень важно!

Шаг 2 — Проверяем ячейки и убираем плохие

Отбираем хорошие ячейки. Если в комнате тепло, то клей мягче и разделить ячейки проще (не стоит специально нагревать ячейки! прим. перев.).

Используем мультиметр для определения плохих и хороших банок.

Если несколько подряд идущих банок рабочие, то нет смысла отделять их друг от друга.

На всякий случай я помечаю хорошие банки маркером.

Шаг 3 — Соединяем хорошие ячейки вместе

При помощи мультиметра определяем положительные и отрицательные контакты, затем их нужно соединить последовательно «-» к «+».

Вот как я припаял, опять, «+» к «-»

Шаг 4 — Припаиваем провода

При пайке контактов аккумуляторов нужно все делать очень быстро, а температура паяльника должна быть как можно ниже. Аккумуляторы не любят нагрев и могут загореться.

• Подпаиваем основной разъем XT60, красный к плюсу банки номер 1, черный к минусу 4-й банки (картинка 1)
• Когда припаиваете провода от балансирного разъема, следуйте схеме с рисунка выше. Начинайте с «земли»: первый черный провод подключается к «-» 4й ячейки (картинка 2)
• 2-й черный провод идет к минусу 3-й ячейки или к плюсу четвертой (картинка 3),
• 3-й черный провод идет к «-» второй ячейки или к «+» третьей (картинка 4).
• четвертый черный идет к минусу первой ячейки или к плюсу второй.

В самом конце подпаиваем красный повод к «+» первой ячейки. Затем защищаем пайку термоклеем.

Шаг 5 — Проверяем и упаковываем

Проверяем напряжение на основном разъеме и побаночно через балансирный разъем, убеждаемся в нормальном напряжении.

Для упаковки используем термоусадку диаметром 80 мм.

Старые разъемы сохраните. Если у вас есть 4S аккумулятор с одной или двумя мертвыми банками, то из него можно сделать аккум 2S или 3S. Который отлично подойдёт для питания FPV очков или аппаратуры управления.

История изменений

• Май 2016 — первая версия статьи
• Июль 2018 обновление статьи

Автор: Ханс Турпин (Hans Turpyn)

blog.rcdetails.info

LiPo. Советы по применению. — Начинающему моделисту — Обмен опытом — Каталог статей — RC

Правила обращения с LiPo

Как продлить срок службы LiPo

    

Редкая радиоуправляемая     модель нынче обходится без литий-полимерных аккумуляторов. Но вот что они     собой представляют и как с ними правильно обращаться чтоб продлить срок их     службы. Для мэтров этот нехитрый свод правил как «Отчий наш». А вот     начинающие моделисты отправят на тот свет не одну сборку прежде чем     зададутся этим вопросом и найдут на него ответ. В помощь им текст далее…

Устройство и маркировка аккумуляторов

Современный LiPo аккумулятор представляет собой сборку из нескольких элементов (банок). Каждая банка имеет номинальное напряжение 3.7В. Последовательное подключение банок увеличивает напряжение аккумулятора(В), а параллельное – емкость (Ah). Эти параметры отражаются в маркировке аккумулятора: [N]S[M]P, где [N] – последовательное кол-во банок в сборке, [M] – параллельное. Так же в маркировке указывается номинальная емкость в ампер-часах (Ah) или миллиампер-часах (mAh). Этот параметр указывает какой ток потребления должен быть в нагрузке, чтобы аккумулятор полностью разрядился за один час. Следующий параметр [X]С указывает во сколько раз единовременный ток отдачи может превышать номинальную емкость. Например, есть аккумулятор с маркировкой 2S1P 1300vAh 20C. Эта маркировка означает, что аккумулятор состоит из двух последовательно соединенных банок и его напряжение равно 7.4В, номинальная емкость 1.3 ампер-часов и максимальным током отдачи 1.3*20=26 ампер. Чтобы грубо прикинуть время работы модели от этого аккумулятора надо посчитать средний ток потребления модели и разделить на него емкость аккумулятора. Так если абстрактная модель в среднем потребляет 10А, то выше указанного аккумулятора хватит примерно на 1.3/10*60=7.8 минут непрерывной работы.

Правила использования

    

        1.          Нельзя ставить на модель аккумулятор,     единовременный ток отдачи которого меньше среднего тока потребления модели.     Это может привести к преждевременному выходу аккумулятора из строя.     Аккумулятор при этом начинает сильно греться и в конечном итоге может     воспламениться и/или взорваться. Лучше всего использовать аккумуляторные     сборки, у которых единовременный ток максимальный единовременный ток равен     или превышает максимальный ток потребления модели.

        2.          Нельзя допускать короткого замыкания     аккумулятора.

        3.          Нельзя заряжать аккумулятор до напряжения,     превышающего 4.2В на банку

        4.          Нельзя допускать нагрева свыше 60С.     Аккумулятор может взорваться.

        5.          Не следует разряжать аккумулятор ниже     напряжения 3В на банку.

        6.          Держать аккумуляторы ПОЛНОСТЬЮ заряженными     как можно меньшее время, так как в это время они быстрым темпом ползут на     кладбище. Сутки — уже много. Заряжать перед использованием, использование     отменилось — разрядка до 3.8В/банка.

        7.          Заряжать только с балансировкой! Ток зарядки     — 1С, даже если на банке написано что эту суперсборку производитель     разрешает заряжать током хоть 100C. Производителю выгодно чтоб вы скорее     новые купили.

        8.          Не хранить аккумулятор разряженным. Это так     же плохо, как и с полной зарядкой.

        9.          Не оставлять заряжаемые сборки без присмотра!     Лучше еще купить несгораемую сумку специальную для    LiPo и во время     зарядки совать их туда. ОСОБЕННО актуально если есть подозрение на     механическое или эксплуатационное повреждение сборки, сильной разрядки и     т.п. Тогда вообще во все глаза смотреть!

        10.      На длительное хранение убирать аккумулятор в     место с температурой +5 — +8С.

    Отсюда можно сделать вывод: на зарядном устройстве     экономить не стоит. Правда и переплачивать за «золотой» тоже особо смысла     нет. Для хранения и зарядки купить специальные мешки. Внимательно следить за     состоянием аккумулятора – различные режимы отсечки, таймеры и контроллеры     придуманы не просто так.

Что должно уметь зарядное устройство

1.      Заряжать LiPo в режиме балансировки.

2.      Контролировать температуру аккумулятора.

3.      Режим хранения. Аккумулятор заряжается/разряжается до 3.8В на банку.

4.      Автоматический контроль тока и напряжения зарядки.

Если Ваше ЗУ этого не умеет – стоит задуматься о его смене на более современное.

Я для себя сделал такой выбор: IMAX B6, датчик температуры, мешок для хранения, мешок для зарядки.

rc-master.ucoz.ru

ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

   Сейчас всё большую популярность набирают литиевые аккумуляторы. Особенно пальчиковые, типа 18650, на 3,7 В 3000 мА. Ни сколько не сомневаюсь, что ещё 3-5 лет, и они полностью вытеснят никель-кадмиевые. Правда остаётся открытым вопрос про их зарядку. Если со старыми АКБ всё понятно — собирай в батарею и через резистор к любому подходящему блоку питания, то тут такой фокус не проходит. Но как же тогда зарядить сразу несколько штук, не используя дорогие фирменные балансировочные ЗУ?

Теория

   Для последовательного соединения аккумуляторов, обычно к плюсу электрической схемы подключают положительную клемму первого  последовательное соединение аккумуляторов аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к минусу блока. Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Значит если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

   Энергия, накопленная в АКБ, равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы — параллельно или последовательно.

   Литий-ионные батареи просто подключить к БП нельзя — нужно выравнивание зарядных токов на каждом элементе (банке). Балансировку проводят при зарядке аккумулятора, когда энергии много и её можно сильно не экономить и поэтому без особых потерь можно воспользоваться пассивным рассеиванием «лишнего» электричества.

   Никель-кадмиевые АКБ не требуют дополнительных систем, поскольку каждое звено при достижении его максимального напряжения заряда перестает принимать энергию. Признаки полного заряда Ni-Cd — это увеличение напряжения до определенного значения, а затем его падение на несколько десятков милливольт, и повышение температуры — так что лишняя энергия сразу превращается в тепло.

   У литиевых аккумуляторов наоборот. Разрядка до низких напряжений вызывает деградацию химии и необратимое повреждение элемнта, с ростом внутреннего сопротивления. В общем они не защищены от перезаряда, и можно потратить много лишней энергии, резко сокращая тем самым время их службы.

   Если соединить несколько литиевых элементов в ряд и запитать через зажимы на обоих концах блока, то мы не можем контролировать заряд отдельных элементов. Достаточно того, что одно из них будет иметь несколько более высокое сопротивление или чуть меньшую емкость, и это звено гораздо быстрее достигнет напряжения заряда 4,2 В, в то время как остальные будут еще иметь 4,1 В. И когда напряжение всего пакета достигнет напряжение заряда, может оказаться, что эти слабые звенья заряжены до 4,3 Вольт или даже больше. С каждым таким циклом будет происходить ухудшение параметров. К тому же Li-Ion является неустойчивым и при перегрузке может достичь высокой температуры, а, следовательно, взорваться.

   Чаще всего на выходе источника зарядного напряжения ставится устройство, называемое «балансиром». Простейший тип балансира — это ограничитель напряжения. Он представляет из себя компаратор, сравнивающий напряжение на банке Li-Ion с пороговым значением 4,20 В. По достижении этого значения приоткрывается мощный ключ-транзистор, включенный параллельно элементу, пропускающий через себя большую часть тока заряда и превращающий энергию в тепло. На долю самой банки при этом достается крайне малая часть тока, что, практически, останавливает ее заряд, давая дозарядиться соседним. Выравнивание напряжений на элементах батареи с таким балансиром происходит только в конце заряда по достижении элементами порогового значения.

Упрощённая схема балансира для АКБ

   Вот упрощённая схема балансира тока на базе TL431. Резисторы R1 и R2 устанавливают напряжение 4,20 Вольт, или можно выбрать другие, в зависимости от типа батареи. Эталонное напряжение для регулятора снимается с транзистора, и уже на границе 4,20 В система начнет приоткрывать транзистор, чтобы не допустить превышения заданного напряжения. Минимальное увеличение напряжения вызовет очень быстрый рост тока транзистора. Во время тестов, уже при 4,22 В (превышение на 20 мВ), ток составил более 1 А.

   Сюда подходит в принципе любой транзистор PNP, работающий в диапазоне напряжений и токов, которые нас интересуют. Если батареи должны быть заряжены током 500 мА. Расчет его мощности прост: 4,20 В х 0,5 А = 2,1 В, и столько должен потерять транзистор, что вероятно, потребует небольшого охлаждения. Для зарядного тока 1 А или больше мощность потерь, соответственно, растет, и все труднее будет избавиться от тепла. Во время теста были проверены несколько разных транзисторов, в частности BD244C, 2N6491 и A1535A — все они ведут себя одинаково.

   Делитель напряжения R1 и R2 следует подобрать так, чтобы получить нужное напряжение ограничения. Для удобства вот несколько значений после применения которых, мы получим следующие результаты:

•   R1 + R2 = Vo
• 22K + 33K = 4,166 В
• 15К + 22K = 4,204 В
• 47K + 68K = 4,227 В
• 27K + 39K = 4,230 В
• 39K + 56K = 4,241 В
• 33K + 47K = 4,255 В

Схема устройства для балансировки аккумуляторов

   Это аналог мощного стабилитрона, нагруженного на низкоомную нагрузку, роль которой здесь выполняют диоды D2…D5. Микросхема D1 измеряет напряжение на плюсе и минусе аккумулятора и если оно поднимается выше порога, открывает мощный транзистор, пропуская через себя весь ток от ЗУ. Как соединяется всё это вместе и к блоку питания — смотрите далее.

   Блоки получаются действительно маленькие, и вы можете смело устанавливать их сразу на элементе. Следует только иметь в виду, что на корпусе транзистора возникает потенциал отрицательного полюса батареи, и вы должны быть осторожны при установке систем общего радиатора — надо использовать изоляцию корпусов транзисторов друг от друга.

Испытания

   Сразу 6 штук балансировочных блоков понадобились для одновременной зарядки 6 аккумуляторов 18650. Элементы видны на фото ниже.

   Все элементы зарядились ровно до 4,20 вольта (напряжение были выставлены потенциометрами), а транзисторы стали горячие, хотя и обошлось без дополнительного охлаждения — зарядка током 500 мА. Таким образом, можно смело рекомендовать данный метод для одновременного заряда нескольких литиевых аккумуляторов от общего источника напряжения.

   Форум по АКБ

   Обсудить статью ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

radioskot.ru