≡×МЕНЮ

• Коробка пердач
• Двигун
• Двигун
• Рідини
• Коробка пердач

Правильне заряджання літій-полімерних акумуляторів. Як зарядити LiPo акумулятор у полі: як зробити переносну польову зарядку Li po батареї заряджання та використання

У час мого активного захоплення радіокерованими штуками я використовував радіоапаратуру Turnigy 9x, яку запитував через літій-полімерний акумулятор з низьким струмом розряду - на відміну від модельних батарей, які видають десятки ампер струму, низькорозрядні використовуються для звичайного живлення всяких малопотужних штук.

Загалом, один раз я просто забув вимкнути пульт і за ніч батарея висадилася до неприпустимого рівня напруги:

Напруга в 3.63 Вольта – це дуже, ДУЖЕ мало. Наприклад, схожа модельна батарея – вона теж складається з трьох послідовних «банок» – видає цілком правильну напругу:

Здавалося б, у чому проблема? Підключаємо батарею до зарядного пристрою та просто заряджаємо. Але всі інтелектуальні зарядні пристрої недаремно називаються «розумними»: вони просто відмовляються заряджати глибоко розряджені акумулятори і виводять помилку «Low voltage»:

Але чому-у-у-у-у-у?! Лай-лу-ла-а-а…

Вольтаж літій-полімерної батареї – це не жарти!

Давайте для початку розберемося з напругою. Їх три.

1. 4.2В- це верхня напругана повністю зарядженій банку (комірці). Для двох банок – 8.4В. Для трьох – 12.6В і далі. При досягненні верхньої напруги процес заряджання зупиняється. Вище не можна - надзаряджені батареї задерикувато і з іскоркою бахають і вибухають, це дуже небезпечно і не гаситься водою.
2. 3.7В- це Номінальна напругана банку. Саме його вказують на батареї. Для двох банок – 7.4В. Для трьох – 11.1В і далі. Запам'ятайте, що це не повна напруга заряду, а швидше середня.
3. 3.0В- це мінімальна напругана банку. Хтось бере нижню межу за 3.2В, але три вольти на осередку - це взагалі супермінімум. Нижче не можна. Нижче буде погано. У моєму випадку 3.6В на три банки - це по 1.2В на кожну, тобто значно менше межі супермінімуму.

Глибокий розряд це дуже, ДУЖЕ погано

В акумуляторі відбувається чарівна хімія, яка дозволяє його розряджати та знову заряджати. Глибокий розряд порушує цю хімію і після розряду батарею або неможливо зарядити назад взагалі, або неможливо зарядити кілька конкретних осередків, або неможливо досягти колишньої ємності ... Загалом, буде щось «не те». А що саме буде – треба з'ясовувати у кожному конкретному випадку. Тому необхідно глибоко розряджену батарею зарядити та все з'ясувати.

А як це зробити, якщо зарядник відмовляється навідріз? Давайте схитрімо.

Заряджаємо глибоко розряджену батарею інтелектуальним зарядником

У інтелектуального (настроюваного) зарядного пристрою батарея підключається двічі: силовим роз'ємом (плюс-мінус) і балансним (кількість контактів залежить від кількості банок). Через силовий в батарею вливається життя, а через балансний контролюється рівномірність затоки у кожну банку.

Щоб надурити інтелект зарядника, підключаємо постраждалу батарею в силовий роз'єм, а робочу - в балансний. І все буде гаразд, але запам'ятайте важливі моменти.

1. Виміряйте напругу на кожній банці за допомогою мультиметра. Подумки пронумеруйте контакти балансового роз'єму (наприклад, 1-2-3-4 для трибанкової) та перевірте напругу на кожній парі контактів (у моєму випадку 1-2, 2-3, 3-4). Запишіть ці дані кудись.
2. Для обману необхідно використовувати батарею ТАКИЙ конфігурації. Якщо постраждала трибанкова (3S), то для обману використовуйте також 3S.
3. Встановіть найменший струм заряду не більше 0.5А. Знаю, стандартний струм заряду для моєї модельної батареї 5А, для постраждалої – 2.6А. Але тут доведеться потерпіти та почекати – безпека понад усе!
4. Регулярно перевіряйте напругу мультиметром на кожній банці в процесі заряду (як у п.1) - воно не повинно бути вищим за 4.2В.
5. Зупиніть процес обманної зарядки, коли кожна банка вийде на напругу 3.0-3.2В. З цього моменту можна заряджати батарею як завжди.

Я вже казав, що після зарядки може бути щось не те. У вас може не приймати заряд якась банка – ви це обчислите за тим, що на ній напруга не підніматиметься в процесі заряду. У мене так і було: перші дві заряджалися нормально, а третя не хотіла в жодну. Тож батарею довелося утилізувати, на жаль. Але якщо у вас не такий глибокий розряд, то, можливо, вдасться повернути батарею до життя повністю. Можливо, вона розряджатиметься швидше, ніж раніше. Але це краще ніж нічого.

Автономність обладнання та цифрової техніки за останні роки стала одним із вирішальних факторів вибору на користь тієї чи іншої моделі продукту. Елементи живлення як акумуляторних блоків грають найважливішу роль цьому майданчику. Їхні невеликі розміри разом із високим робочим потенціалом істотно розширюють можливості цільового пристрою. Залишається лише вибрати відповідний тип батареї. І якщо нещодавно були популярними елементи LiOn, то сьогодні розробники все частіше придивляються до блоків LiPo. Акумулятори цього типу мають широкий спектр переваг, хоча не позбавлені і недоліків.

Загальні відомості про елемент

Пристрої LiPo відносяться до групи сучасних, що і зумовило їх деяку схожість з іонними аналогами. Принципова різниця полягає в типі використовуваного електроліту. Якщо в елементах LiIon застосовується електрохімічний гелевий склад, в LiPo - полімер з літійвмісною сумішшю. Концепція полімерного джерела живлення базується на властивості даного електроліту забезпечувати напівпровідниковий ефект за умов сполучення з літієм. Внаслідок цього електрохімічні якості істотно підвищують експлуатаційну віддачу акумулятора LiPo. Опис загального принципу роботи полімерних елементів буде неповним без класифікації типів електролітичних розчинів, які використовуються в таких акумуляторах. Крім гель-полімерних пристроїв, також виділяють сухі електроліти та неводні сольові розчини. У першому випадку основою виступає поліетиленоксид з солями літію, а в другому - неводні солі суміші, сорбовані в матриці полімерів з дрібними порами.

Характеристики

Одним із головних робочих показників акумулятора є енергоємність. Так, у порівнянні з батареями NiCd цей показник у LiPo перевищено у 4-5 разів. У цьому кількість циклів сягає 600, а скорочення ємності - 20 %. Наступна характеристика - величина розрядного струму, яка може змінюватись в залежності від типу елемента. Вона виражається в амперах, а літера "С" вказує на марку розряду LiPo. Акумулятори, характеристики яких за цим значенням вказуються як 3С 1 Ач, мають величину струму 3 А. Це найбільше значення, властиве типовим елементам. Однак існують і моделі 8-10С, які належать до категорії швидкорозрядних.

Що стосується можливостей експлуатації батарей у різних температурних умовах, то LiPo-акумулятори мають найбільший діапазон. Як відзначають виробники, він становить від -20 до 40 °C. Однак зловживати застосуванням пристроїв з такими батареями в крайніх температурах все ж таки не рекомендується.

Особливості заряду

Заряджати елементи можна від джерел постійного струму доти, доки батарея не перейде в режим стабілізованої напруги. Іншими словами, коли заповнення досягне 80%, можна припиняти процес, але не раніше. Повний заряд набирає свій потенціал через 2 год. За цей час, зокрема, заряджаються стандартні LiPo акумулятори 12В ємністю 1500 мАг. При виборі слід враховувати, що це завдання можна і звичайним «комп'ютерним» пристроєм, і спеціальним апаратом для літієвих акумуляторів. Очевидно, що другий варіант кращий хоча б через сумісність. Також в залежності від моделі зарядника користувач може отримати можливість індикації величини заряду, дані про напругу та силу струму. Набір цих показників дає можливість повного контролю за процесом зарядки.

Позитивні відгуки

Полімерні електроліти дають не так багато переваг перед іонними батареями, але вони є очевидними, якщо порівнювати з акумуляторами колишніх поколінь. На практиці користування власники пристроїв із такими елементами живлення помічають стабільну підтримку напруги, скромні габарити та велику ємність. Досить сказати, що компактні одноелементні акумулятори можуть забезпечувати роботу мобільних пристроїв протягом кількох діб при інтенсивній експлуатації. До того ж, LiPo-акумулятори характеризуються зниженим ефектом пам'яті. Це означає, що власник нестиме менше експлуатаційних витрат у процесі виконання циклів зарядки. Важливою позитивною властивістю для рядових споживачів є екологічна безпека. Поки що виробники не здатні виготовляти акумулятори, які повністю позбавлені токсичних речовин, але полімерні моделі в цьому відношенні найменш небезпечні.

Негативні відгуки

Повного витіснення літій-іонних акумуляторів поки що перешкоджають недоліки полімерного електроліту, які, крім усього іншого, відбиваються і на звичайній практиці користування. Насамперед, це проблема старіння. Такі батареї довго не живуть, що особливо помітно на прикладі тих же мобільних пристроїв. Вже за 3-4 роки власники відзначають зниження ємності. Тобто, елемент зберігає працездатність, але тривалість роботи на одному заряді поступово скорочується. Чутливий для багатьох користувачів та ціновий фактор. Справа в тому, що LiPo-акумулятори через необхідність інтеграції додаткових захисних схем значно додають вартості. Навіть у порівнянні з літій-іонними моделями вони коштують на 10-15% дорожче.

Висновок

Перспектива розвитку елементів живлення LiPo поки що неоднозначна. Тих переваг, якими вже сьогодні можуть похвалитися елементи на полімерному електроліті, достатньо для сучасного користувача мобільних пристроїв. Однак їх потенціал суттєво обмежений і цілком можливо, що на зміну іонним конкурентам прийдуть І все ж таки LiPo-акумулятори 6S з підвищеним розрядним струмом здатні видавати безпрецедентно високі показники напівпровідності. Зрозуміло, це стосується сегмента компактних пристроїв, які розраховані на автономну портативну техніку. Також надії з майбутнім розвитком цього напряму підкріплюються стійкістю елемента до зовнішніх впливів – зокрема температурних. У плані механічної міцності їм може скласти конкуренцію та магнієвий акумулятор, але якщо враховувати збереження робочих електрохімічних властивостей, то відрив LiPo буде значно вищим.

У будь-якого новачка постає питання: Що таке LiPo і з чим його їдять. Спробуємо розібратися.

Після її прочитання новачки почали ставити питання про LiPo, що стало приводом для створення статті.

1.Що таке LiPo акумулятор?
Найчастіше трапляється, що людина не хоче нічого шукати і одразу ставить запитання. Переносити текст не буду. Прочитайте.
http://bit.ly/YgKh2X

LiPo акк. необхідно ретельно вибирати для моделі.
Будь-який LiPo акк. має маркування. Для прикладу Turnigy 1600 mah 3S 30C де,
Turnigy -фірма виробник
1600 mah -ємність батареї
3S - кількість банок (1 банка 3.7v)
30C - струмовіддача

1C – одна ємність батареї. Для нашого прикладу 1600 ma(або 1.6А) А-ампер
Для наданої батареї отримуємо: 30 х 1.6А = 48А
Система РУ моделі, в якій використовується цей акк. , повинна мати пікову силу струму в ел ланцюга менше 48А, бажано із запасом.(не більше 40-45А)
При не дотриманні такої умови буде вбито батарею.
Тривожною ознакою буде її здуття. Такі батареї можна повернути у вихідний стан, поклавши їх у холодильник або підвал/льох; але функціонал буде знижений. Після таких процедур потрібно зробити кілька циклів розряд-заряд.

Хочу наголосити, що LiPo це небезпечна штука і з нею треба дбайливо поводитися.

Що не можна робити:

1. ушкоджувати зовнішню оболонку.
2. нагрівати.
3. сильно розряджати(нижче 3v.)
4. заряджати великими струмами.

2.Як зарядити?
Для заряджання LiPo батарей використовуються спеціальні зарядні пристрої (ЗП).
Рекомендовано використовувати ЗУ з можливістю балансування.


Будь-який LiPo акк. (2S і вище) має 2 дроти: 1) Силовий (червоний "+" та чорний "-")
2) Балансувальний.
Балансувальний провід необхідний для рівномірного заряджання всіх банок батареї.
На балансувальний провід моделісти чіпляють вольтметр-піщалку, щоб запобігти розряду нижче порога.

LiPo батареї можна заряджати струмом 1С. Для довгого життя баш батареї потрібно використовувати струм заряду 0.4-0.6С. При виборі такого струму батарея довше проживе (менше прогресуватиме старіння).
Але повинен вказати, що є батареї зі струмом заряду 2С чи 5С. На упаковці буде вказано.
Розглянемо на прикладі: Turnigy 1600 mah 3S 30C
Струм 1С дорівнює 1,6А, але оптимально для батареї можна взяти струм заряду 1А.
Батарея буде заряджатися довше, ніж при струмі 1,6А, але термін експлуатації буде більшим.
Якщо струм заряду більший за 1С, то батарея може вибухнути і буде пожежа.

Більшість розвинених ЗУ мають різні варіанти заряду LiPo
Заряд charge
Розряд discharge
Баланс balance
Зберігання storage
Потрібно вибрати число S вашої батареї, виставити силу струму А і чекати.

3.Як зберігати?
Зберігати батареї необхідно зарядженими на 60% (3.8v на банку)
При тривалому зберіганні зарядженої на 100% або розрядженої батареї помре/роздмухується.
Для правильного зберігання LiPo необхідно:

1. Зберігати далеко від прямих сонячних променів
2. Рекомендуються температури від +18 до +5 (деякі моделісти зберігають їх у холодильнику)
3. Зберігати у спец. пакеті або вогнетривкому боксі.
4. Перевести батарею в режим зберігання.

При неправильному догляді за LiPo вона має тенденцію швидко "вмирати" (падає струмовіддача, знижується ємність)

Стаття написана для групи у ВК RC огляди

страйкбольна зброя

Останнім часом стало багато питань щодо LiPo акумуляторів. Вирішив написати статтю про зарядку, використання та підбір LiPo акумуляторів.

Наприклад розглянемо акумулятор ZIPPY Flightmax 1000mAh 2S1P 20C

Все, що йде до цифри 1000 - це назва фірми виробника або торгова марка.

1000mAh– це ємність акумулятора.

2S1P– 2S – це кількість батарей у складанні. Кожна батарея має напругу близько 3.7 вольта, тому напруга такого акумулятора дорівнює 7.4 вольта. 1P – це кількість збірок. Тобто якщо взяти 2 однакові акумулятори, з'єднати їх ізолентою і спаяти силові дроти паралельно (плюс з плюсом, а мінус з мінусом) то ми отримаємо подвоєння ємності, позначається така батарея 1000 2S2P і фактично дорівнює експлуатації 2000 2S1. Зазвичай використовують лише одинарні зборки, тому 1P не говорять і не пишуть.

20C– максимальний струм розряду, що вимірюється в ємностях батарей.

Щоб порахувати скільки LiPo зможе віддати ампер при завантаженні двигуном необхідно помножити Ємність на кількість С і розділити на 1000 (оскільки ємність вказана в міліампер/годинах). Максимальний струм даної батареї дорівнюватиме 20 Амперам. Для 2200 20С - 44 ампера, 1200 30С = 36 Ампер і так далі.

Заряджання LiPo батарей

LiPo батареї заряджають струмом 1С (якщо тільки інше не вказано на батареї, останнім часом з'явилися з можливістю зарядки струмом 2 і 5C). Штатний зарядний струм розглянутої батареї 1 Ампер. Для батареї 2200 буде 2.2 ампера і тд.

Комп'ютеризований зарядник здійснює балансування батареї (вирівнювання вольтажу на кожному банку батареї) під час заряджання. Хоча можна заряджати 2S батареї і без підключення балансувального кабелю (білий роз'єм на фото) я настійно рекомендую підключати балансувальний роз'єм завжди! 3S та великі зборки заряджати тільки з підключеним баланувальним проводом! Якщо ви не підключите і одна зі банок набере більше ніж 4.4 вольта, то на вас чекає незабутній феєрверк!

Можна убезпечити себе та заряджати у спецпакетах – вони не згоряються та спеціально призначені для зниження шкоди у разі займання LiPo батарей.

Продовжуємо розповідь про заряджання LiPo акумуляторів.

Зазвичай швидко заливається в акумулятор близько 90% ємності, а потім починається дозаряд із балансуванням банок. Більш заряджені і підійшовши до межі шунтуються і заряд йде на банки, що залишилися. Саме тому на ній можна заряджати пару батарей 3S як одну 6S.

Батарея заряджається до 4.2 вольта на банку (зазвичай кілька мілівольт менше).

Режим "зберігання"

На "розумному" заряднику можна перевести LiPo в режим зберігання, при цьому батарея дозарядиться/дорозрядиться до 3,85 на банку. Цілком заряджені батареї при зберіганні більше 2-х місяців (може і менше) дихнуть. Перевірено на власному досвіді. Кажуть, що і повністю розряджені теж, але за більший термін.

Я зберігаю акумулятори у пластиковій валізці. Це зручно. Знайомий зберігає та носить у полі у вищезгаданих пакетах. LiPo це звичайна батарейка і якщо не замикати контакти і не пробивати її наскрізь, вона не принесе ніяких неприємностей при зберіганні та транспортуванні.

Експлуатація LiPo

Розряджати акумулятор LiPo нижче ніж на 3 вольти на банку не рекомендується - може здохнути. Можна використовувати звукові індикатори, але є шанс, що запищить у невідповідний момент і вас засиплять кулями з ніг до голови, як останнього коня! Звукова пищалка під'єднується в балансирний роз'єм і як запищить - настав час міняти або діставати вторинку.

При споживанні двигуном струму більше того, що може віддати акумулятор, LiPo намагається здутися і здохнути. Тож за цим треба стежити суворо! Використовуйте ватметри для контролю.

При експлуатації є ще один аспект – наша батарея 1000mAh 20С. За ідеєю віддає 20А. Мотори зазвичай дозволяє перевищувати рекомендовані струми на 20%, втім я перевищував і на 80% 🙂

Реально максимальну струмовіддачу батареї тримають не надто добре. Наприклад у мене 2200 20С віддає струм в 44А всього протягом 2-3-х хвилин, потім йде просадка напруги, хоча за розрахунками повинна віддавати не менше 5ти хвилин.

Так що при виборі LiPo батареї дивимося на максимальний струм, заявлений для обраного двигуна і накидаємо запасець. Так для мотора, який їсть 8-12А наша 1000mAh 20С цілком підійде, а ось для 16-18А я вибрав або з більшою токотдачею, наприклад 25-30С або взяв більшої ємності, наприклад 1600 20С.

На даний момент написання цієї статті літій - полімерні акумулятори (LiPo) - лідери по віддачі струму і тому моделісти всіх країн з радістю перейшли саме на них. Що таке LiPo акумулятор, це спеціальний полімер який насичений літієм розчином.

Перевага LiPo:

1. Так наприклад LiPo при однаковій вазі здатні віддавати більше енергії ніж NiCd у 4-5 разів, а NiMH у 3-4 рази.
2. Кількість робочих циклів 500–600. За два роки акумулятор втрачає лише ~ 20% ємності.
3. Буває два типи – швидко розрядні (Hi) та звичайні. Якщо, наприклад, в позначенні є 3С 1000мА, це говорить про те, що така батарея здатна без шкоди собі віддавати струм до 3А, а якщо 40С 1000мА, то струм 40А не проблема для такого акумулятора. Можете собі уявити, скільки ампер зможе віддавати акумулятор. 40С 3S 5000мА, йому під силу крутити стартер справжнього автомобіля, тільки підключати його треба в паралель штатному свинцевому акумулятору і робити дуже короткі поштовхи, щоб тонкі проводки не спалахнули вогнем!
4. Звичайні ж Липошки (простонародна назва LiPo) застосовують в електроніці, що не вимагає великих розрядних струмів, мобільних пристроях, інструментах і в позначенні таких не застосовується боква (С). Літера (S) у позначенні вказує скільки банок в акумуляторі.

Що бояться LiPo:

1. Висока температура акумулятора набагато страшніша за низьку напругу. Не слід при розряді допускати нагрівання акумулятора більш ніж 60 ° С (відбудеться самозаймання або вибух!)
2. При використанні повітря в холодний сезон обов'язково витримати акумулятори в теплі перед використанням.
3. Здуття акумулятора, як наслідок хімічних процесів усередині нього, як наслідок деградація, фізичне старіння, зменшення ємності.
4. При порушенні досить м'якої оболонки батареї або зміні її форми можливі спалах і навіть вибух! Навіть якщо здається, що після аварії літака нічого не сталося з батареєю, але НП може статися при наступній зарядці!

Розрядка LiPo:

1. Мінімальна напруга розрядженої банки акумулятора не повинна опускатися нижче 2.5B, але краще не ризикувати і не опускати нижче 3.3В інакше починається відкладення солей і кількість циклів зменшується, а також можливе внутрішнє коротке замикання і відповідно викличе сильне розігрів, спалах і навіть вибух. Тому в обов'язковому порядку треба використовувати звукові індикатори, які видають гучний писк при підході акумулятора до мінімальних значень напруги будь-якої з банок.
2. Для нових акумуляторів, перші три розрядки треба зробити струмом 3-5C. Це дозволить розконсервувати елементи (виробити інгібітор), вирівняти напругу по банкам та набрати повну ємність.

Заряджання LiPo:

Обережно!Особисто я завжди заряджаю акумулятори поза домом, чого і всім рекомендую, це пов'язано з великою кількістю самозаймань!

Зберігання LiPo:

1. Температура зберігання від 5 до 28°З іншими джерелами від 0 до 10°С. Моделісти вважають, що зберігання акумуляторів у холодильнику, є найкращий варіант і так вони прослужать значно довше.
2. Напруга на банках 3.7-3.85В, це ~40% від повного заряду, саме з такою напругою поставляються виробниками LiPo акумулятори. Інтелектуальні ЗУ мають режим переведення LiPo в режим зберігання. При зберіганні з іншим рівнем заряду вони втрачають свою ємність набагато швидше, яка потім не відновлюється.
3. LiPo акумулятори старіють навіть коли не використовуються, тому не треба купувати акумулятори про запас. При покупці обов'язково перевірити дату виробництва, адже двохрічний акумулятор вже втратив щонайменше 20% ємності.