До какого напряжения можно разряжать lipo. Правильная зарядка литий-полимерных аккумуляторов
У многих начинающих моделистов рано или поздно возникает вопрос, что такое LiPo аккумуляторы, как их подбирать, заряжать, как правильно использовать и хранить литий полимерный аккумулятор.
Эта статья создана, чтобы просто и доступно дать ответы на волнующие новичка вопросы касательно элементов питания различных моделей.
Что же такое LiPo аккумулятор нам поможет разобраться Википедия?
Цитата из Википедии:
«Литий-полимерный аккумулятор (литий-ионный полимерный аккумулятор (lithium-ion polymer battery); аббревиатуры: Li-pol, Li-polymer LiPo, LIP, Li-poly и т.д.) - это усовершенствованная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя. Используется в мобильных телефонах, цифровой технике, радиоуправляемых моделях и пр.
Обычные бытовые литий-полимерные аккумуляторы не способны отдавать большой ток, но существуют специальные силовые литий-полимерные аккумуляторы, способные отдавать ток, в 10 и даже 130 раз превышающий численное значение ёмкости в ампер-часах. Они широко применяются как аккумуляторы для радиоуправляемых моделей, а также в портативном электроинструменте и в некоторых современных электромобилях.»
Как выбрать LiPo аккумулятор? Основные критерии выбора литий полимерного аккумулятора.
В этом нам поможет маркировка аккумуляторов. Она указывается производителем на каждом акуме. К примеру, Turnigy nano-tech 2200mah 3S 25C Lipo Pack, где:
- Turnigy — фирма производитель
- nano tech – модель/технология производства
- 2200 mah – полная ёмкость батареи
- 3S — число банок, ячеек (1 банка = 3.7v)
- 25C – токоотдача (максимальный ток разряда)
1C — одна ёмкость батареи. Для нашего примера 2200 mah (или 2.2А)
А — ампер
Итого для данной батареи получаем: 25 х 2.2А = 55А
Следовательно силовая система питания радиоуправляемой модели, в которой будет использован данный аккумулятор должна иметь максимальную силу тока в электроцепи менее 55А, желательно с запасом не более 45-50А.
Если сила потребляемого тока модели будет близка к 55А то вышеуказанный аккумулятор быстро выйдет из строя.
Первым признаком выхода из строя является вздутие LiPo аккумулятора. Вернуть работоспособность можно поместив батарею в холодильник или подвал и сделать пару Но ресурс элемента питания уже не будет прежний.
Особо хотим отметить – LiPo одни из самых опасных аккумуляторов, обращаться с ними надо крайне бережно и внимательно. Любой удар, нагрев, переразрад или перезаряд могут привести к возгоранию или взрыву батареи.
- Повреждать внешнюю оболочку
- Заряжать большими токами
- Разряжать ниже 3V
- Подвергать нагреву или перегреву во время использования
Зарядка LiPo аккумуляторов.
Зарядное устройство для LiPo аккумуляторов.
Зарядка LiPo аккумуляторов должна осуществляться с помощью специальных зарядных устройств (ЗУ) с режимом балансировки.
Рекомендуеммыми зарядными устройствами являются:
Зарядное устройство/балансир IMAX-B6
(профессиональное, оригинал)
Зарядное устройство/балансир бюджетная версия IMAXRC-B3 (бюджетный вариант, оригинал)
Производитель фирма SkyRC.Существует много подделок и копий данных ЗУ. Которые часто горят и приводят к возгоранию аккумуляторов. Поэтому лучше покупать оригинальную продукцию. Проверить которую можно по коду на голограмме.
Большинство полнофункциональных ЗУ имеют несколько режимов заряда LiPo:
- Заряд — charge
- Разряд — discharge
- Баланс — balance
- Хранение – storage
Для хранения батареи нужно заражать в режиме «Storage» . Уровень заряда при этом будет установлен примерно на половину, что обеспечит оптимальные условия хранения.
Повседневный заряд аккумулятора, при наличии более 2 банок, стоит производить исключительно в режиме балансировки «Balance» .
Для начала процесса заряда нужно:
- Выбрать число S вашей батареи (2S, 3S и тд.)
- Выставить силу тока – А (1А, 1,1А и тд.)
И ждать окончания процесса заряда.
Важно не оставлять этой процесс без присмотра!
Как заряжать LiPo аккумуляторы.
Стоит отметить, что существуют акумы с током заряда 2С и даже 5С. Для них рекомендуемые показатели будут выше. Смотрите информацию, которую указывает производитель на самой батареи.
LiPo аккумуляторы имеют имеет 2 силовых провода:
- Силовой красный +
- Силовой черный —
А также балансировочный кабель (2S и выше).
Балансировочный провод применяется для равномерной зарядки всех банок.
На квадрокоптере или любой другой модели к этому разъему обычно подключают сигнализатор разряда батареи (пищалку). Сигнализатор бортовой разряда аккумулятора (1S-8S) с громким звуковым сигналом и индикатором показывающим напряжение.
Рассмотрим на примере: Turnigy nano-tech 2200mah 3S 25C
Ток 1С равен 2,2А, но оптимальным для батареи будет использовать ток заряда 1-1,5А.
Батарея будет заражаться дольше, чем при токе 2,2А, но срок эксплуатации будет увеличен.
Если ток заряда будет превышать 1С – возрастает риск взрыва батареи и возникновения пожара.
На первых порах можно обойтись обычной кастрюлей или любой металлической емкостью.
Хранение LiPo аккумуляторов.
Хранить батареи необходимо заряженными на 40-60% (напряжение при этом будет около 3.8v на банку).
Длительное хранение полностью заряженной или полностью разряженной батареи приведет к выходу её из строя.
Рекомендации для правильного хранения LiPo аккумуляторов:
- Перевести батарею в режим хранения «Storage»
- Избегать попадания прямых солнечных лучей
- Соблюдать температуру хранения в пределах 0..+10°С (температура холодильника), либо +5..+28°С (комнатная температура). Второй вариант менее предпочтителен.
- Хранить в специальном пакете, огнеупорном боксе, или закрывающейся железной емкости.
Стоит помнить, что любые отклонения от вышеуказанных параметров приводит к падению токоотдачи, снижению емкости или вовсе выходу из строя аккумулятора.
В настоящий момент литий-полимерные аккумуляторы (Li-Po) используются повсеместно (в том числе и моделистами) так как:
- они способны отдавать очень большие токи по сравнению с другими типами аккумулятором (в десятки раз выше чем, например, никель-металл-гидридные, такие, как Ni-Cd или Ni-Mh);
- отсутствует эффект «памяти» аккумулятора, возможно длительное хранение - за год хранения они теряют не более 10% емкости;
- позволяют осуществить большое количество циклов заряда-разряда без существенной потери емкости;
- обладают достаточно неплохим соотношением масса/емкость/токоотдача;
- этот тип аккумуляторов очень легко повредить (деформировать или проколоть), что ведет к возгоранию;
- при эксплуатации на холоде может внезапно “просесть” напряжение, нужно очень внимательно за этим следить;
- относительно высокая стоимость.
1. Рассмотрим маркировку Li-Po аккумуляторов:
Итак, первое, на что стоит обратить внимание, это надпись 3S1P 11,1V (цифра 1).
Это означает, что в этом аккумуляторе 3 ячейки подключены последовательно.
Если обозначение 3S2P, это означает две группы по 3, подключенных последовательно, ячейки, подключенные параллельно. Звучит как-то сложно, но это не так=)
Пояснение на картинке ниже:
Напряжение одной ячейки («банки») условно принимается как 3,7V, отсюда напряжение «трехбаночного» аккумулятора – 11,1V. На самом деле напряжение полностью заряженной ячейки 4,2V, то есть аккумулятор (акб) 3S, полностью заряженный, имеет напряжение 12,6V.
Минимальное напряжение на ячейке, ниже которого разряжать аккумулятор нельзя – 2,8V. На самом деле, лучше не опускать напряжение ниже 3,3V на ячейку, поскольку дальше начинаются процессы отложения солей, что ведет к необратимой деградации аккумулятора.
В случае, если идет использование акб на борту коптера, ниже, чем 3,5V на банку опускать не стоит, а в холодное время года не ниже 3,7V. Выяснено экспериментально, в процессе ни один коптер не пострадал=)
2. Итак, едем дальше. Токоотдача (цифра 2):
Как считается токоотдача: мы умножаем число «C» на емкость в Ah. В нашем случае 25С*2,2Ah (2200mAh переводим в Ah). Получаем 25С*2,2Ah=55A, то есть это аккумулятор способен отдавать 55 Ампер продолжительное время. Реально рекомендуется брать хотя бы 20% запас по току, то есть этот акб использовать с нагрузкой, потребляющей не более 44А в долговременном режиме. Некоторые производители кроме основной токоотдачи указывают пиковое значение «C», которое способен выдержать аккумулятор.
3. Ну и третий параметр это емкость. Измеряется в миллиампер часах или ампер часах (в нашем случае емкость акб 2200 миллиампер часов или 2,2 ампер часа).В переводе на русский это означает, что при подключении нагрузки, потребляющей 2,2А, акб полностью разрядится за 1 час.
Зарядка Li-Po аккумуляторов
Для зарядки Li-Po аккумуляторов рекомендуется использовать специализированные зарядные устройства, например такие: Вариант попроще (умеет заряжать с балансировкой только 2S и 3S аккумуляторы, небольшими токами и только Li-Po): https://goo.gl/o9J23tВариант покруче (умеет заряжать с балансировкой аккумуляторы 2S-6S, плюс Ni-Cd, Ni-Mh акб): https://goo.gl/gJdAET Если производитель не дает на эту тему спец рекомендаций, аккумуляторы рекомендуется заряжать током, не превышающим 1C. В нашем случае, это 2,2Ah*1C=2,2A, то есть этот аккум рекомендуется заряжать током не более 2,2 Ампер. Опять же, в реальности, чем меньше зарядные и разрядные токи, тем дольше будет жить аккумулятор. В инструкции к зарядному устройству можно прочитать о зарядке с балансировкой. Рекомендуется всегда заряжать аккумулятор только так, это исключает вариант разбалансировки ячеек (общее напряжение на нашем акб может быть 12,6V, но, при этом, на первой банке будет 4V, на второй 4,2V, а на третьей 4,4V). При перезаряде даже одной ячейки аккумулятор может загореться и даже взорваться, именно поэтому и рекомендуется ВСЕГДА проводить зарядку с балансировкой. Зарядку Li-Po аккумуляторов следует производить только под присмотром и в емкости, которая не горит! Самый лучший вариант – использование несгораемых пакетов для хранения и зарядки, например таких:
https://goo.gl/d6jmSz | https://goo.gl/cSd3C3
https://goo.gl/K8kUW7 Кроме того, если акб только после полета – ему нужно дать остыть!
Разрядка Li-Po аккумуляторов/хранение Li-Po аккумуляторов
Как посчитать максимальный ток, которым можно разряжать аккумулятор, мы уже обсудили.Теперь пойдут общие рекомендации по эксплуатации акб, особенно на коптерах (т.к. там обычно очень большие токи):
- Перед полетом нужно проверить не только общее напряжение на акб, но и напряжение на каждой банке (во избежание разбалансировки), сделать это можно мультиметром или, что более удобно, спец девайсом типа этих:
- В холодное время года не следует разряжать акб менее чем до 3,7V на ячейку
- Если в полете аккумулятор нагрелся, не следует его заряжать сразу после полета, нужно дать ему полностью остыть и только потом ставить на зарядку
- В случае если планируется долгое время не эксплуатировать акб, хранить его нужно в полузаряженном состоянии (напряжение около 3,7-3,8V на ячейку), это так называемый режим хранения. Зарядные устройства (ссылки были выше) умеют вводить акб в режим хранения, так называемый «STORAGE»
Если полет проходит в холодное время года (особенно при отрицательных температурах), аккумулятор нужно ставить теплым (например, подогреть его в машине)
Переносное зарядное устройство — это способ зарядить LiPo аккумуляторы в поле, чтобы дольше летать. Ниже мы рассмотрим способы и решения зарядки аккумуляторов в поле. Я считаю, что это выгоднее и проще, чем покупать кучу аккумуляторов.
Когда я иду летать, я запросто могу разрядить за день более 20 аккумуляторов, летая на гоночном. Можно, конечно, купить столько батарей, сколько нужно для сеанса полетов, но я считаю, что зарядка в поле является более экономичным и практичным решением.
Что входит в полевое (переносное) зарядное устройство
- Зарядник iSDT SC-200 (banggood)
- 1 LiPo аккумулятор 6S 10000mAh (aliexpress)
- Адаптер XT90 на XT60 (banggood)
- Параллельная плата зарядки (Parallel Charging Board) (banggood)
- Вольтметр (banggood)
Давайте я расскажу, почему мне так нравится полевая зарядка и почему она выгоднее.
Полевая зарядка — это дешево
Как вы уже наверное знаете, полностью заряженные LiPo не рекомендуется оставлять на хранение, это приводит к ухудшению характеристик батарейки, а главное, это небезопасно, так как возможно воспламенение.
Поэтому, если вы зарядили лишние аккумуляторы и не успеете их отлетать, вам придется их разряжать зарядником.
Но в полевой сборке, вы сможете «вернуть» заряд обратно в большой аккумулятор-донор или подзарядить совсем разряженные батареи, а также зарядить очки или шлем.
Портативность
Вес полевой зарядки ниже, чем 18 аккумуляторов, да и места занимает намного меньше.
- Общий вес 18 4S примерно 3.4кг
- Вес 8 4S + 1 большая + ЗУ + параллельная плата = 1513г + 1211г + 451г = 3,1 кг
Общая экономия веса конечно не такая большая, но тут больше играет роль экономия места. 6S чуть чуть больше, чем четыре 4S аккумуляторов.
Полевая зарядка безопаснее
Так как вместо 18 батареек, у нас 8, то по сути шанс воспламенения или любой другой опасной неполадки сокращается в 2 раза.
Минусы полевого зарядного устройства
У любой вещи есть свои минусы, в нашем случае их несколько:
- Нужно купить новое зарядное устройство для LiPo, которое будет поддерживать подключение в качестве источника аккумулятор LiPo. Если оно у вас уже есть, то этот минус исключается.
- Такая зарядка актуальна для тех, кто много летает. Если вы разряжаете менее 15-20 аккумуляторов за сеанс, то это будет уже не так привлекательно для вас.
- Чтобы обеспечить параллельный заряд, ваши батареи должны быть на одинаковом уровне напряжения. Это означает, что вы должны уделять дополнительное внимание напряжению во время полета и решать, когда вы должны приземлиться. Это просто сделать, если у вас есть OSD, которое отображает количество потребленного тока.
Выбор зарядного устройства для полевой зарядки
Зарядник нужен такой, который сможет работать на постоянном токе.Диапазон входного напряжения должен быть широким, чтобы можно было подключать любой аккумулятор в качестве источника питания.
Мне особенно нравятся серии iSDT (SC608, Q6, SC620) для зарядки батарей LiPo в полевых условиях из-за их компактных и легких конструкций. Они поддерживают вход 9V-32V и поставляются с разъемом XT60, который позволяет использовать LiPo-батареи в качестве источника питания. Они также отлично подходят для повседневной зарядки.
Выбор источника питания для полевой зарядки
Для такой зарядки, вам понадобится какой-нибудь емкий источник питания, ниже таблица с вариантами:
Название | LiPo аккумуляторы высокой ёмкости | Портативный генератор | Аккумулятор с глубоким разрядом | Генератор на солнечных панелях |
Топливо | Перезаряжаемые | бензин/ДТ | Перезаряжаемые | Перезаряжаемые — солнце |
Напряжение | 11.1V – 25.2V (3S-6S) | Различное – AC и DC | 12V | Различное – AC и DC |
Ёмкость | Низкая (10Ah – 16Ah+) | Высокая | Высокая (20Ah – 120Ah) | Средняя |
Вес | Легкие (1Kg – 2Kg) | Тяжелые | Тяжелые (5Kg – 35Kg) | Средние |
Цена | Недорого | Дорого | $50 – $300 | Дорого |
Для зарядки некоторые используют автомобильный аккумулятор, но это не рекомендуется делать, так как вы его просто испортите. Вместо него нужно использовать аккумуляторы глубокого разряда.
Если у вас много аккумуляторов и летаете вы всегда с кем-то, то отличным решением будет купить все же генератор на бензине или ДТ. Они мощные и часто выдают постоянный ток, который совместим с большим диапазоном зарядных устройств. Но они дорогие и шумные, в отличие от других источников питания.
Солнечные генераторы — отличный вариант, если там, где вы живете много солнца, ну или просто солнечный день во время полетов.
Я же предпочитаю заряжать с помощью большой Lipo батареи — это просто и дешево.
У любого новичка возникает вопрос: Что такое LiPo и с чем его едят. Попробуем разобраться.
После её прочтения новички стали задавать вопросы про LiPo, что послужило поводом для создания статьи.
1.Что же такое LiPo аккумулятор?
Зачастую случается,что человек не хочет ничего искать и сразу задаёт вопросы. Переносить текст не буду. Прочтите.
http://bit.ly/YgKh2X
LiPo акк. необходимо тщательно выбирать для модели.
Любой LiPo акк. имеет маркировку. Для примера Turnigy 1600 mah 3S 30C где,
Turnigy -фирма производитель
1600 mah -ёмкость батареи
3S - число банок (1 банка 3.7v)
30C - токоотдача
1C - одна ёмкость батареи. Для нашего примера 1600 ma(или 1.6А) А- ампер
Для предоставленной батареи получаем: 30 х 1.6А = 48А
Система РУ модели, в которой используется данный акк. , должна иметь пиковую силу тока в эл цепи менее 48А, желательно с запасом.(не более 40-45А)
При не соблюдении такого условия будет убита батарея.
Тревожным признаком будет её вздутие. Такие батареи можно вернуть в исходное состояние, положив их в холодильник или подвал/погреб;но функционал будет снижен. После таких процедур нужно сделать пару циклов разряд-заряд.
Хочу подчеркнуть,что LiPo это опасная штука и с ней надо бережно обращаться.
Что нельзя делать:
- повреждать внешнюю оболочку.
- нагревать.
- сильно разряжать(ниже 3v.)
- заряжать большими токами.
2.Как зарядить?
Для Зарядки LiPo батарей используются специальные зарядные устройства(ЗУ).
Настоятельно Рекомендуется использовать ЗУ с возможностью балансировки.
Любой LiPo акк. (2S и выше) имеет 2 провода: 1) Силовой (красный"+" и черный "-")
2) Балансировочный.
Балансировочный провод необходим для равномерной зарядки всех банок батареи.
На балансировочный провод моделисты цепляют вольтметр-пищалку,для предотвращения разряда ниже порога.
LiPo батареи можно заряжать током 1С. Для долгой жизни башей батареи нужно использовать ток заряда 0.4-0.6С. При выборе такого тока батарея дольше проживет(будет меньше прогрессировать старение).
Но обязан указать,что есть батареи с током заряда 2С или 5С. На упаковке будет указано.
Рассмотрим на примере: Turnigy 1600 mah 3S 30C
Ток 1С равен 1,6А, но оптимально для батареи можно взять ток заряда 1А.
Батарея будет за зарядке дольше,чем при токе 1,6А, но срок эксплуатации будет больше.
Если ток заряда больше 1С, то батарея может взорваться и будет пожар.
Большинство продвинутых ЗУ имеют разлизные варианты заряда LiPo
Заряд charge
Разряд discharge
Баланс balance
Хранение storage
Нужно выбрать число S вашей батареи, выставить силу тока - А и ждать.
3.Как хранить?
Хранить батареи необходимо заряженными на 60%(3.8v на банку)
При длительном хранении заряженной на 100% или разряженной,батарея умрет/раздуется.
Для правильного хранения LiPo необходимо:
- Хранить вдалеке от прямых солнечных лучей
- Рекомендуются температуры от +18 до +5 (некоторые моделисты хранят их в холодильнике)
- Хранить в спец. пакете или огнеупорном боксе.
- Перевести батарею в режим хранения.
Статья написана для группы в ВК RC обзоры
В этой статье, на основе рекомендаций множества пилотов и гонщиков на мини коптерах, мы покажем несколько отличных зарядников для LiPo аккумуляторов. Выбранные зарядные устройства отличаются надежностью, легкостью использования и широкими возможностями.
Портативность — это еще один критерий, важный для пилотов мини коптеров, т.к. в поле тоже бывает нужно заряжать аккумуляторы.
Другие популярные комплектующие для гоночных коптеров можно найти по тэгу « «.
Зарядные устройства серии iSDT
iSDT Q6 Plus 300W
- Купить на Banggood | Amazon | GetFPV | RDQ
- Обзор (англ.)
iSDT SC-608 150W
- Купить на Banggood | Amazon
- Обзор (англ.)
iSDT D2 200W 2-Channel
Без сомнения, зарядники iSDT очень популярны в нашей группе. Есть 3 варианта с разной максимальной мощностью, они подойдут большинству пилотов. Интерфейс пользователя на цветном экране прост в использовании. Для указанной мощности они довольно компактные.
Все три зарядника портативные, ими легко пользоваться в поле. Однако, это относительно новые зарядники, так что убедитесь, что установлена последняя прошивка, со всеми исправлениями и улучшениями. Вот .
Небольшой недостаток этих зарядных устройств — это отсутствие блока питания. Его нужно покупать отдельно. Например, такой .
На ebay я купил недорогой и легкий блок питания для ноутбуков (100 Вт), его удобно брать с собой в поездки. Благодаря широкому диапазону входного напряжения, подойдет очень много разных блоков питания. Выходной разъем можно немного модифицировать и добавить XT60.
D2 — это по сути два зарядника в одном корпусе, он может заряжать 2 разных аккумулятора одновременно, или к нему можно подключить 2 разные платы параллельной зарядки. Кроме того, в него встроен блок питания, так что он напрямую подключается к розетке.
Обновление (август 2017). Модели SC608 и SC620 больше не производятся. Их ещё можно найти в продаже, но обновлений прошивок больше не будет. ИМХО, смысл брать их всё ещё есть.
SC608 | Q6 | SC620 | D2 | |
Цена | $50 | $60 | $70 | $140 |
Мощность, Вт | 150 | 300 | 500 | 200 х2 |
Макс. ток заряда, А | 8 | 14 | 20 | 20 х 2 |
Встроенный БП, напряжение питания | Нет | Нет | Нет | Есть |
Вес, г | 110 | 119 | 289 | 510 |
SkyRC iMAX B6 Mini
- Купить на Banggood | AliExpress
Простой, бюджетный зарядник. B6 Mini — обновленная версия старого и хорошо известного B6, который был одним из самых популярных зарядных устройств. Есть очень много подделок, так что убедитесь, что берете именно оригинал.
Цена | $40 |
Мощность, Вт | 60 |
Макс. ток заряда | 6A |
Нет,11 — 18 В | |
Вес, г | 233 |
SkyRC Q200
- Купить на Banggood | Amazon | AliExpress
Главная фишка SkyRC Q200 — это 4 независимых канала, т.е. он равен 4 отдельным зарядникам. Это значит, что вы можете одновременно заряжать 4 разных аккумулятора! Это просто великолепно, особенно понравится тем, кто не хочет или не может заряжать несколько аккумуляторов соединенных параллельно. Ну или если аккумуляторы с разным числом банок.
Имеет встроенный блок питания, а также вход постоянного тока, т.е. его можно использовать и в поле. Недостаток — вес около 1,3 кг.
Вы можете даже подключить этот зарядник к компьютеру или смартфону чтобы управлять им и контролировать процесс заряда.
Turnigy Reaktor 300W
В Reaktor 300W есть встроенный блок питания, а также вход постоянного тока. Это определенно один из самых надежных зарядных устройств.
Не любите платы параллельной зарядки? Тогда обратите внимание на SkyRC E4Q! Это недорогой 4-х канальный зарядник. Отлично подойдет и для зарядки аккумуляторов в очках/шлемах.
Имеет вход с разъемом XT60, и благодаря малым размерам и весу, отлично подойдет для работы в поле.
Цена | $55 |
Макс. мощность, Вт | 4 х 50 Вт |
Макс. ток заряда | 5 А |
Встроенный БП, напряжение питания | нет, 11 — 26 В |
Вес | 280 грамм |
Надеюсь эти подсказки оказались полезными. Мы будем следить за новыми устройствами и постараемся держать этот список в актуальном состоянии. Пишите, если есть вопросы.
История измерений
- Июль 2017 — первая версия статьи
- Июль 2018 — убран SC620 (снят с производства), добавлены SkyRC E4Q и iSDT D2