Литий полимерные аккумуляторы для авиамоделей

Сравнение и выбор аккумуляторов для квадрокоптера и RC моделей: Li-Ion 18650 или Li-Pol сборка

В данной статье разобраны преимущества литий-ионных Li-Ion 18650 и литий-полимерных аккумуляторов Li-Pol при их использовании в квадрокоптерах и RC моделях. Никель-металл-гидридные батареи здесь не рассматриваются, поскольку их использование для машинок на радиоуправлении мало эффективно, а для дронов и RC моделей вертолетов практически неприменимо.

Определение по формулам расчетных емкости, тока и напряжения аккумуляторной батареи для квадрокоптера здесь не дается, так как параметры расчета зависят от типа дрона (съемочный, гоночный, дальнолет и т. д.) и многих других факторов, что требует отдельной статьи. В данном обзоре дано сравнение эксплуатационных качеств Li-Ion 18650 и Li-Pol аккумуляторов для работы в RC моделях и рекомендации по выбору типа батареи и лучшего производителя.

Отличия 18650 Li-Ion и Li-Pol аккумуляторов для квадрокоптеров

18650 Li-Ion и Li-Pol аккумуляторы, применяемые для квадрокоптеров и RC моделей, в своей основе имеют одну и ту же литий-ионную технологию. То есть, по сути литий-полимерный аккумуляторный элемент является всего-лишь разновидностью литий-ионного.

Основное отличие литий-ионных и литий полимерных аккумуляторов для RC моделей:

• в 18650 Li-Ion элементе пластины положительного и отрицательного электрода скручены в рулон,
• в Li-Pol сборках эти пластины могут принимать любую форму, благодаря полимерному электролиту.

Поэтому Li-Pol аккумуляторы можно делать любой формы, в том числе очень плоскими, что позволяет лучше заполнить объем аккумуляторного отсека квадрокоптера или любой другой радиоуправляемой RC модели.

Преимущества Li-Pol аккумуляторов для RC моделей

Литий-полимерные Li-Pol аккумуляторы для RC моделей с радиоуправлением имеют следующие преимущества:

1. Снабжены двумя разъемами.
2. Прямоугольный формат элементов.
3. Входят в заводскую комплектацию RC моделей.

Li-Pol аккумуляторные сборки изначально имеют два разъема для RC моделей: силовой XT или Т-коннектор для подключения питания и балансировочный JST-XH, используемый для контроля равномерности заряда ячеек батареи.

• Литий-полимер
• Напряжение 7.4В
• Усиленная проводка
• Предустановленный разъем типа Т-коннектор

Преимущества Li-Ion 18650 аккумуляторов для квадрокоптеров

Li-Ion 18650 аккумуляторы перед Li-Pol батареями имеют следующие преимущества для квадрокоптеров :

1. Большая удельная емкость.
2. Больший разрядный ток.

• Литий-ионные аккумуляторные батареи 18650 Li-Ion имеют большую удельную емкость в пересчете на единицу веса. Это очень важное преимущество, так позволяет взять на борт батарею большей емкости при том же взлетном весе.
• Больший разрядный ток Li-Ion 18650 аккумуляторов позволяет использовать мощные двигатели и не бояться перегрузки акб при резкой «подаче газа».

Несмотря на явные преимущества современных литий-ионных 18650 акб для применения в квадрокоптерах, батарею приходится собирать самостоятельно из отдельных Li-Ion ячеек.

Выбор аккумулятора для квадрокоптеров и RC моделей по характеристикам

При выборе аккумулятора для серийно производимого квадрокоптера или модели RC необходимо обратить внимание на характеристики комплектной аккумуляторной батареи.

• Новая батарея должна иметь напряжение не меньше, чем в заводской, но не выше, чем допускают двигатели RC модели.
• Ток отдачи должен быть равен или больше, чем в комплектной акб.
• Емкость аккумулятора для квадрокоптера желательно иметь максимально возможную. Но надо понимать, что с ростом емкости увеличиваются размеры и вес батареи. И, с некоторой величины, прирост емкости не дает увеличения длительности полета дрона. Рекомендуется применять аккумуляторы с возможно большей емкостью, при условии, что взлетный вес не превысит 75% от максимального значения для данного квадрокоптера.
• Новая батарея должна помещаться в аккумуляторный отсек RC модели.

Маркировка характеристик на аккумуляторе для RC моделей

Для правильного выбора аккумулятора для RC моделей ниже описаны характеристики акб и соответствующая им маркировка, наносимая на корпус батареи.

1. Напряжение.
2. Максимальный ток отдачи.
3. Номинальная емкость.
4. Структура сборки.

• Напряжение измеряется в Вольтах и на элементах обозначается числом с символом «В» (вольт) или «V» (Volt). Н апряжение , необходимое для работы квадрокоптера или RC модели, определяется используемыми моторами и платой управления.
• Максимальный ток отдачи батареи измеряется в Амперах (А) или миллиамперах (мА), в зарубежном обозначении mA или A. Максимальный ток акб должен быть выше суммарного тока, потребляемого всеми вместе двигателями на максимальной мощности. Ток остальной электроники очень мал, в сравнении с этим значением. Максимальный ток обозначается на корпусе батареи числом с буквой «С». Это означает, что ток численно равен емкости, умноженной на число перед символом «С». Например, обозначение 15С на аккумуляторной батарее с емкостью 900 mAh показывает, что акб может отдавать ток 15*900=13500 мА, то есть 13.5 Ампер.
• Емкость аккумулятора показывает, как долго батарея может отдавать номинальный ток. Емкость измеряется в миллиАмпер*часах (мАч) или Ампер*часах (Ач), в зарубежном написании mAh или Ah. Чем выше емкость, тем дольше от одной зарядки может работать квадрокоптер или любая другая RC модель.
• Структура аккумуляторной сборки записывается в формате xSyP, где x и y — числовые значения. S (Serial) — означает последовательное включение элементов (ячеек) батареи, а P (Parallel) — параллельное. Таким образом, запись 3S2P означает батарею из трех последовательно соединенных групп ячеек, в каждой из которых по два элемента включено параллельно. При последовательном включении аккумуляторных элементов суммируется напряжение, при параллельном — суммируется ток. Если ячейки включатся только последовательно (без параллельного включения), то надпись 1P может исключаться.

Сравнение Li-Ion 18650 и Li-Pol аккумулятора для квадрокоптера

Для сравнения возьмем две батареи аккумуляторов для квадрокоптера, Li-Ion и Li-Pol, с примерно одинаковыми параметрами:

Li-Pol — Robiton LP-STT3-2000 Lipo 11.1 В 2000 мАч.

Источник

Литий полимерные аккумуляторы для авиамоделей

ДОСТАВКА

ДОСТАВКА МОДЕЛЕЙ ПО РОССИИ ОПЛАТА ПРИ ПОЛУЧЕНИИ Бесплатная доставка во многие регионы!

Скидки на Traxxas

Скидки на радиоуправляемые модели Traxxas!
Легендарные и лучшие модели можно купить дешевле!

Traxxas TRX-4 лучшая трофи 2021г.

Новая модель трофи!
Блокировка дифференциалов с пульта!
2-х скоростная коробка!
Полная влагозащита!
Точная копия Land Rover Defender!
Аналогов пока нет!

Поиск по каталогу

Каталог

Отзывы

ПОПУЛЯРНЫЕ МОДЕЛИ 2021 ГОДА

Сообщество

Руководство по литий-полимерным батареям

1. Зарядка и меры безопасности.

ВАЖНО!

Если вы не имеете опыта обращения с аккумуляторными батареями, не используйте литий полимерные батареи.

Прочитайте для того, чтобы понять почему.

Литиевые элементы должны заряжаться совершенно по другому, чем NiCd или NiMH. Они требуют специального зарядного устройства, разработанного для заряда литиевых элементов. Любое зарядное устройство, которое может заряжать Li-ion элементы, может заряжать Li-Po, при соответствующем количестве элементов.

Вы НИКОГДА не должны заряжать литиевые элементы с помощью зарядного устройства для NiCd или NiMH элементов. Это опасно! Заряд элементов является наиболее опасной частью использования литиевых батарей. Будьте ПРЕДЕЛЬНО осторожны, когда вы заряжаете литиевые батареи. Важно настроить зарядное устройство на правильное напряжение и правильное число элементов. Ошибка, сделанная в этом, может вызвать интенсивное возгорание батареи. Большое количество пожаров было вызвано литиевыми батареями.

ПОЖАЛУЙСТА БУДЬТЕ ОТВЕТСТВЕННЫ,когда заряжаете литиевые батареи.

Фред Маркс написал хорошее правило: «Безопасность является вопросом дисциплины» — пожалуйста не забывайте об этом.

Здесь приведено несколько ОБЯЗАТЕЛЬНЫХ правил для заряда и использования LiPo батарей:
1. Используйте только зарядное устройство предназначенное для литиевых батарей. Зарядное устройство может быть разработано для заряда Li-Ion или Li-Po батарей. Оба типа батарей заряжаются совершенно одинаково. Некоторые старые зарядные устройства могут заряжать батареи на 0,1 В меньше (4,1 В вместо 4,2 В), но это не повредит батарею.

2. Удостоверьтесь, что в зарядном устройстве установлено правильное число элементов (ячеек). Если вы не знаете, как это сделать, используйте зарядное устройство, для которого вам это известно, или не заряжайте батареи.

3. Перед зарядом новой литиевой батареи, проверьте напряжение каждого элемента батареи. Это нужно делать после каждого десятого цикла. Это является крайне необходимым потому, что несбалансированная батарея может взорваться при заряде, даже если установлено правильное число элементов (ячеек). Если элементы расходятся более, чем на 0,1 В друг от друга, тогда зарядите каждый элемент до 4,2 В, чтобы они все были равны. Если после каждого разряда батарея становится несбалансированной, тогда у вас имеется неисправный элемент (ячейка) и батарею необходимо заменить.

4. НИКОГДА не оставляйте процесс заряда без внимания. Это первая причина, по которой сгорело множество домов и автомобилей.

5. Используйте безопасную поверхность для заряда ваших батарей на тот случай, что если батареи воспламенятся, они не повредят всего остального. Вентилируемый несгораемый шкаф, диск из пирекса, камин или поверхность плиты могут быть хорошим выбором.

6. НЕ ЗАРЯЖАЙТЕ ТОКОМ БОЛЬШЕ, ЧЕМ 1C (C — емкость батареи в Ач). Известны случаи пожаров из-за нарушения этого правила.

7. Если элемент (ячейка) вздувается при заряде, НЕ ПРОКАЛЫВАЙТЕ элемент, пока он еще горячий. Поместите элемент/батарею в соленую воду и подождите, пока элемент остынет. Когда он остынет, осторожно проткните внешнюю оболочку и поместите его обратно в соленую воду. После этого элемент можно без опаски выкинуть в мусор.

8. ОЧЕНЬ ВАЖНО: если вы потерпели аварию, ваши литиевые элементы могут быть повреждены таким образом, что они имеют короткое замыкание внутри. Элемент может выглядеть совершенно нетронутым. Если вы потерпели аварию, в любом случае снимите батарею с модели и внимательно понаблюдайте за ней в течение следующих 20 минут. Несколько пожаров было вызвано тем, что поврежденные элементы были оставлены в модели и воспламенились позже.

9. Заряжайте ваши батареи в открытом вентилируемом помещении. Если оболочка батареи прорывается или взрывается, из батареи распыляются опасные испарения и материалы.

10. Храните ведро с песком поблизости от места, где вы запускаете модель или заряжаете батареи. Это дешевый способ тушения огня. Это дешево и абсолютно необходимо.

11. Осознайте, что эти батареи потенциально опасны, и не думайте: «это не произойдет со мной», как только вы так сочтете, это случится с вами и вы будете пытаться спасти ваших детей из вашего горящего дома или автомобиля. Будьте серьезны относительно этого.

Теперь, когда мы рассмотрели эти важные темы, давайте перейдем к более легким вопросам:

2. Что такое литиевая батарея?

Литий-полимерные батареи используются во многих электронных устройствах. Сотовые телефоны, ноутбуки, PDA (портативные компьютеры), слуховые аппараты — это только краткий список. Большинство, если не все, литиевые батареи не предназначены для использования в радиоуправляемых моделях, мы используем их в другом применении, для которого они не разрабатывались. Они похожи на литий-ионные батареи в том, что они имеют номинальное напряжение 3,6 В, но непохожи в том, что они не имеют твердого металлического кожуха, а скорее обладают гибким корпусом, заключающем в себе химические компоненты.

«Обычная» литий-полимерная батарея представляет из себя тонкий прямоугольник с двумя плоскими контактами на вершине, один положительный и другой отрицательный. Причина, по которой мы используем литиевые элементы, состоит в том, что они намного легче, чем сравнимые NiCd или NiMH батареи, что позволяет нам запускать модели дольше и лучше.

3. Напряжение и количество ячеек (элементов):

LiPo батареи ведут себя по-другому, чем NiCd или NiMH батареи, когда заряжаются или разряжаются. Литиевые батареи являются полностью заряженными, когда каждый элемент (ячейка) имеет напряжение 4,2 В. Они являются полностью разряженными, когда каждый элемент (ячейка) имеет напряжение 3,0 В. Важно не переходить границ как высокого напряжения 4,2 В, так и низкого 3,0 В остаточного напряжения или 2,5 В во время разряда. Переход за эти пределы может повредить батарею.

Способом обеспечения того, что вы не перейдете ниже 2,5 В во время эксплуатации, является установка напряжения отсечки LVC (low voltage cutoff) в вашем электронном регуляторе скорости ESC (electronic speed control). Важно использовать программируемый ESC, так как правильное напряжение отсечки является критическим для правильного функционирования батарей. Используйте режим программирования ESC для установки LVC в 2,5 В на элемент (ячейку) с жесткой осечкой или 3,0 В на элемент (ячейку) с мягкой отсечкой. Если ваш ESC не имеет жесткой или мягкой отсечки, используйте 3,0 В на элемент (ячейку). Вы узнаете, что пора заканчивать запуск, когда испытаете внезапное падение мощности, вызванное срабатыванием напряжения отсечки.

Если вы раньше использовали NiCd или NiMH батареи, переход на LiPo батареи приведет к использованию другого количества элементов. Если у вас было от 6 до 7 элементов NiCd или NiMH, тогда 2 LiPo элемента (ячейки) будут корректно соответствовать напряжению NiCd или NiMH элементов. Если у вас было 10-11 NiCd или NiMH элементов, тогда 3 LiPo элемента (ячейки) будут правильным выбором.

4. 10C из 3S4P?

Насколько быстро может разряжаться батарея определяет ее максимальную нагрузочную способность. Ток для батареи обычно считается в C. C определяет сколько времени занимает разряд батареи в долях часа. Например, 1C разряжает батарею за 1/1 часа или 1 час. 2C разряжает батарею за 1/2 часа или полчаса. Емкость всех батарей оценивается в mAh. Если батарея оценена в 2000 mAh и вы разряжаете ее током в 2000 mA (или 2 A, 1 А = 1000 mA), она будет полностью разряжена за 1 час. Оценка в C батарей таким образом основана на ее емкости. Элемент с емкостью в 2000 mAh разряжаемый током в 2 A, таким образом разряжается током в 1C (2000 mA x 1), а элемент эмкостью в 2000 mAh разряжаемый током в 6 A, таким образом разряжается током в 3C ( 2000 mA x 3).

Современная технология LiPo элементов не позволяет достичь таких высоких токов, как в NiCd или NiMH элементах. Из-за этого многие LiPo батареи состоят из параллельного соединения элементов для увеличения тока всей батареи. Когда 2 элемента соединены параллельно, они становятся подобными одному элементу с двойной емкостью и нагрузочной способностью. Если у вас есть два 2000 mAh элемента и вы соедините их параллельно, то вы получите такой же результат, как от одного 4000 mAh элемента. Этот 4000 mAh элемент имеет такую же оценку в C, как у исходных 2000 mAh элементов. Таким образом, если 2000 mAh элементы могут разряжаться при максимальном токе 5C или 10 A, тогда новая 4000 mAh батарея может также разряжаться током 5C или (4000 mA x 5) 20 A. Этот метод построения батарей позволяет нам использовать LiPo батареи при более высоких токах, чем может выдерживать один элемент (ячейка).

Соглашение по маркировке, которое позволяет вам определить количество элементов (ячеек) соединенных параллельно и количество элементов (ячеек) соединенных последовательно, это метод XSXP. Число перед S означает число последовательно соединенных элементов, так 3S означает батарею с 3 последовательными элементами. Число перед P означает число параллельно соединенных элементов. Так 3S4P батарея с элементами емкостью 2100 mAh имеет общее количество в 12 элементов (ячеек) внутри. Она обладает таким же напряжением, как и любая другая 3S батарея, так как количество элементов с последовательным соединением определяет напряжение батареи. Она способна выдерживать ток в 4 раза больше, чем оценка в C отдельных 12 элементов. Скажем ваш элемент обладает максимальным током разряда в 6C. Это означает, что батарея обладает напряжением в 10,8 В (3 x 3,6 В) и максимальным током разряда в 50,4 A (2100 mAh x 6C x 4P ).

5. Общие советы по использованию.

1. Литиевые батареи плохо работают при низких температурах. Если вы использует их зимой, держите их в тепле перед использованием.

2. Не позволяйте батареям перегреваться. Попробуйте и поддерживайте температуру не выше 60-70º C. Это продлит срок службы батарей.

3. Не нагружайте батареи током, превышающим их максимальную оценку в C. Это повредит батарею и ее реальная емкость снизится. Если вы зарядите такую батарею, вы сможете зарядить ее только на 1/2 — 1/4 номинальной емкости.

4. Если вы составляете свою собственную батарею, оставляйте свободное пространство между элементами для охлаждения батареи. Это особенно важно, если вы составляете батарею, состоящую более чем из 2 элементов.

5. Некоторые LiPo элементы (ячейки) имеют алюминиевые ушки, к которым вы должны припаиваться. Обычная пайка не работает с алюминием. Вам необходимо приобрести пасту для пайки алюминия.

Источник