2012. október 01., hétfő 07:34

LiPo akksikról általában.

Írta: 
Értékelés:
(0 szavazat)

 

LiPo akksikról általában.

Előszó gyanánt:

A következő leírás nem doktori disszertáció. Arra szolgál, hogy a kezdő modellezőknek áttekintést adjon az adott témában – a teljesség és tökéletesség igénye nélkül.
A leírtak jobbára tapasztalatokon alapulnak, amely akár el is térhet mások véleményétől – de talán túl nagy butaságokat nem tartalmaz.
Akinek ennél tudományosabb és mélyebb leírásra van szüksége az belemerülhet a neten a rengeteg ezzel foglalkozó szakmai anyagba.

(Természetesen ha bármilyen elírást, vagy tévedést találtok akkor keressetek meg és javítom!)

Miért LiPo?

A LiPo akkumulátorok a NiCd és NiMh akkumulátorokat váltották le a modellezésben. Bár ez utóbbiakat még széles körben használják, de végnapjaikat élik.
LiPo akkumulátorok előnyei a NiMh-val szemben:

  •  Azonos teljesítménynél lényegesen kisebb súly
  • Megfelelő kezelés esetén hosszabb élettartam
  • Kiegyensúlyozottabb feszültséggörbe (értsd: míg a NiMh folyamatosan merül, addig a LiPo szinte a lemerülésig magas feszültséget tud tartani)
  • Nagyobb a leadott áram (értsd: szükség esetén a szabályzó/motor sokkal nagyobbat tud „szippantani” az akksiból – nagyobb teljesítményre képes)
  • Magasabb töltési áram (értsd: hamarabb fel lehet tölteni)

Veszélyek:

A fent felsorolt előnyei mellett természetesen hátrányai is vannak a LiPo akksiknak – nagyon érzékeny és szeszélyes szerkezetek.
Sem túltölteni, sem túlmeríteni nem szabad őket. Ha ez mégis előfordul, akkor jó esetben csak egyszerűen elromlanak – rossz esetben ki is gyulladnak.
Éppen ezért használat folyamán olyan elektronikát kell alkalmazni ami nem engedi bizonyos szint alá merülni az feszültséget. A manapság használt szabályzók szinte mindegyike rendelkezik „LiPo védelemmel”. Ez annyit jelent, hogy a szabályzó bizonyos feszültség alatt automatikusan kikapcsol, ezzel óvva meg az akksit a túlmerüléstől.
E mellett szoktak még alkalmazni külső LiPo őröket is, de ezeknek a hatékonysága megkérdőjelezhető.
Töltéskor olyan töltővel kell rendelkezni, ami cellánként be tudja állítani a megfelelő feszültséget (blanszolás) ezzel elkerülendő a túltöltést.
Ezen szeszélyei mellett a LiPo akksi nem viseli túl jól a mechanikai behatásokat sem. A cellái puha, zselés anyagot tartalmaznak amely cellák ha összenyomódnak, kilyukadnak, stb. akkor szeretnek kigyulladni.
Autókban éppen ezért az úgynevezett „kemény tokos (HC – Hard Case)” akksikat szokták alkalmazni. Ezeknél maga az akkumulátor egy viszonylag kemény tokba van csomagolva, hogy megvédje a cellákat az ütődésektől/nyomódásoktól.

Kínait, vagy márkásat – esetleg valami más technológiával készültet?

Sokféle hasznos és haszontalan információ van feltüntetve egy LiPo akksin – elsőre nehéz rajtuk eligazodni. Természetesen a gyártó logója mellett valami varázsszó is szokott szerepelni a csomagoláson. Na ezek a nagyjából haszontalan információk.
Azt kell tudni, hogy a világon egyedül csak Kínában állítnak elő LiPo akkumulátort – tehát itt aztán tényleg igaz az ősi modellező mondás „ami nem kínai az hamisítvány”.
A márkásabb modellek tehát pontosan ugyan azt a cellát tartalmazzák mint a „márkátlanok” – ráadásul a technológiában sem lehet igazából lényegi különbség. A vitathatatlanul drágább márkás akksik mellett szól az, hogy ezekbe válogatják a cellákat tehát ezzel némileg garantált a minőség. E mellett sok gyártó esetenként egyedi megoldásokat alkalmaz a tokozásnál, vagy a csatlakozóknál – ami természetesen megint a minőséget/használhatóságot javíthatja.
Ami még nem elhanyagolandó tény, hogy a világ nyugati felében (pl. EU) nagy figyelmet fordítanak a hatóságok arra, hogy ami a csomagolásra van írva az igaz is legyen. Tehát az innen származó termékek esetében nagyjából megbízhatunk a feltüntetett értékekben.
Ázsiában erre nem ügyelnek olyan éberen…

Jelölések – számháború:

Kezdő és nem kellően kitartó modellezőt a LiPo akksikon található érthetetlen feliratok hamar elriasszák, pedig nem kell űrhajósvizsga ezen jelölések megértéséhez.

  • Kapacitás:
    Az első és legfontosabb – mint minden akkumulátornál – a kapacitás. Azaz, hogy mennyi áramot képes az akksi leadni. Ezt „mAh”-ban számolják, az érték (autós akksiknál) nagyjából 2000 és 7000 között szokott mozogni. Értelem szerűen a kisebb kapacitású akksival rövidebb ideig lehet játszani, míg a nagyobb kapacitásúval hosszabb ideig.
    Minél nagyobb a kapacitás, annál nagyobb a súly – és természetesen az ár. (és a leadott áram – de ezt majd később a C értéknél
  • Feszültség:
    A LiPo akkumulátor 3.7V-os névleges értékű cellákból áll. Az akksi teljes feszültsége a benne található, sorba kötött cellák számából adódik össze.
    Pl. kétcellás akksi -> 7.4V, négycellás akksi 14.8V, stb.
    Autókban általában kettő- vagy négycellásakat használunk – de pl. helikopterekben akár nyolccellás is előfordulhat.
    A feszültség jelölése mellett még szokták alkalmazni a cellaszám meghatározására az „S” betűt. Tehát a „2S” jelölés a 7.4V-os, kétcellás akksit jelenti.
    Ugyan a feszültséget nem befolyásolja de sok esetben azt is jelölik, hogy az adott akksiban egy 3.7V-os egység hány darab párhuzamosan kötött cellából áll. Nagyobb kapacitás eléréséhez sok esetben több – általában kettő – cellát párhuzamosan kötnek. Ennek a jelölése a „P” betű. Tehát a 2S2P jelölés egy 7.4V-os akkumulátort jelöl, ahol az egyes cellák maguk is két párhuzamosan kötött cellából állnak (valójában négy cellánk van az akksiban)
  • „C” érték
    No ez az amitől a LiPo akksi valójában különbözik a versenytársaitól. A „C” érték adja meg azt az áramerősséget amit az akkumulátor le tud adni. Ezt is általában kétféle értékkel határozzák meg – folyamatos és csúcs áram. Az elsőt folyamatosan, míg a másodikat rövid ideig (max. 10mp) képes az akkumulátor meghibásodás nélkül leadni. A jelölés pl. 45/90C (állandó/csúcs)
    A leadott áramot egyszerű kiszámolni - a kapacitást szorozni kell a „C” értékkel. Pl. egy 5000mAh 45/90C akksinál az állandó áramerősség 225A (5A*45), míg a csúcs terhelhetőség 450A (5A*90).
    A „C” érték a általában 20 és 70 között szokott mozogni.
    Minél magasabb a „C” érték, annál „ütősebb” az akksi – magyarul minél nagyobb áramot képes leadni, annál dinamikusabb lesz a jármű amit hajt. Azt viszont fontos megjegyezni, hogy ezen plusz robbanékonyság kiaknázásához elengedhetetlen az az elektronika (szabályzó és motor) ami ezt valóban kezelni is tudja (-> képes ekkora áramot meghibásodás nélkül átengedni magán). Az alap szabályzók és motorok nem nagyon tudnak mit kezdeni ezen lehetőséggel.
    Ugyancsak érdemes számításba venni, hogy a magasabb „C” érték nagyobb áramot eredményez -> azonos kapacitású akkumulátorok esetén a magasabb „C” értékűvel kevesebb ideig lehet majd autózni.
    A magasabb „C” érték e mellett sokba kerül. Tehát vásárláskor érdemes számolgatni egy kicsit – van e szükség magas „C” értékű akksira, avagy nem.
    Hobbi modellezés esetén a válasz egyértelműen NEM – oda elég a 30C körüli akksi is.

Használat:

Tapasztalataim alapján a jól karbantartott LiPo akksi szinte örök, mint a nyomorúság. Persze ez így erős túlzás de azt azért el lehet mondani, hogy a kellő odafigyeléssel használt LiPo akksi nagyon sokáig bírja.
A mai szabályzók szinte mindegyike rendelkezik LiPo védelemmel. Jó esetben ez programozható is – „Cut off voltage” néven szokott futni a szabályzók menüjében. Az alapbeállítás 3.2V szokott lenni cellánként, tehát egy kétcellás akksi esetén a szabályzó jó esetben kikapcsol ha az akksi feszültsége 6.4V alá esik.
Természetesen ezt le lehet venni 3V-ra, vagy némely szabályzónál még ez alá is de az már hordoz némi rizikót magával. (a LiPo védelem teljes kikapcsolása esetén számoljunk azzal, hogy ez könnyedén az akksinkba is kerülhet).

Fontos megjegyezni, hogy a „LiPo védelem” az akksi teljes feszültségét vizsgálja – az egyes cellák feszültségét nem látja. Előfordulhat, hogy a cellák nem egyformán merülnek – ezt hívják úgy hogy a cellák feszültsége „szétcsúszik”. Ebben az esetben könnyen előfordulhat, hogy jól működő a LiPo védelem esetén is túlmerül az egyik cella – azaz az akkumulátor tönkremegy.
A gyári leírások szerint az túlmerülési szint valahol 2.9V környékén van. Tehát minél lejjebb vesszük a LiPo védelmet a szabályzón, annál könnyebben előfordulhat hogy a védelem ellenére is tönkrevágjuk az akksit. Pl. ha 3V-ra van állítva, akkor kétcellás akksinál 6V-on fog a szabályzó kikapcsolni. Viszont, ha szétcsúsztak a cellák az akksiban akkor előfordulhat, hogy az egyik 3.2V-on áll, míg a másik már beesett 2.8V-ra – így jön ki a 6V.

Töltés:

A LiPo akksik nagy előnye hogy viszonylag nagy töltőáramot képesek elviselni, ezért kellően izmos töltővel hamar fel lehet őket tölteni.
A legújabb fejlesztésű LiPo akksik szükség esetén akár 4-5C-vel is tölthetőek (az egészséges az 1C !). A „C” érték ebben is ugyan azt jelenti, mint a merítésnél. Pl. a maximális töltőáram egy 5000mAh akksinál 25A is lehet (5A*5).
A töltési idő elvi szinten igen könnyen kiszámolható. 1 „C” töltéssel az akssi elvileg egy óra alatt tölthető fel. 5 „C”-vel ennek elvileg az ötöde. Azért csak „elvileg”, mert a LiPo töltők – főleg balanszolásnál – a töltés vége felé leejtik a töltőáramot, ezért a teljes töltés ennél azért minden esetben több időt vesz igénybe.

Mi is az a balanszolás?

Ahogy azt már feljebb láthattuk a LiPo akksik 3.7V-os cellákból vannak összerakva. Mivel sem túlmeríteni, sem túltölteni nem szabad ezeket a cellákat, ezért olyan eszközt kell használnunk a töltéshez ami nem csak az akksi teljes feszültségét tudja figyelni, hanem látja az egyes cellák állapotát is – és ha kell cellánként töltöget.
Éppen ezért minden LiPo akksinak vagy egy úgynevezett „blalanszer” kábele, vagy csatlakozója is amely segítségével a töltő képes monitorozni és szükség esetén egyesével töltögetni a cellákat.
A LiPo töltőkön több program is van – gyorstöltés, tárolótöltés és balanszolás.
Sokan azt vallják, hogy nem kell minden alkalommal balanszolni az akksit – elég azt csak pl. minden tízedik töltésnél. Én nem vallom ezt az álláspontot – a LiPo akksit igenis minden esetben balanszolni kell. Ha cellák között csak 0.1V feszültségkülönbség kialakul valahogy, akkor tíz merítés/töltés jó eséllyel tönkre is vágja az akksit - hiszen a cellák között különbség minden alkalommal csak nőni fog.

A balanszolás való igaz, hogy időigényesebb mint a gyorstöltés – de ha hosszútávon akarja valaki használni az akksiját akkor megéri rááldozni a plusz időt.

Tanácsok:

  • Ha hosszú ideig nincs használatban, akkor a LiPo akksit érdemes félig töltött állapotban tartani. Ez cellánként 3.8V-ot jelent. Általában a töltőknek van direkt ilyen tároló programjuk, amikor szükség szerint erre az értékre töltik, vagy merítik a cellákat. E mellett néhány havonta illik egy kicsit „megtornáztatni” – bemeríteni/feltölteni, majd újra tárolófeszültségre állítani.
    Sokan azt vallják, hogy az akksikat hűtőben kell tárolni. Ártani valószínűleg nem árt, de én személy szerint ennek nem érzem szükségét – a gyári leírások sem említik ezt.
    Erős hőhatásnak (pl. napfény, sugárzó hő, stb.) természetesen nem szabad kitenni, de normál körülmények között a fent leírt módon sokáig el lehet tartani őket.
  • Az akkumulátorok élettartamát igen jelentősen befolyásolja, hogy mennyre vannak „kicsavarva”. Minél többször merítjük „csutkára” annál hamarabb fogja megadni magát. Ráadásul, ha ez a „kicsvarás” hatalmas áramfelvétellel is jár, akkor tényleg nagyon gyorsan kivégezhetjük.
    Érdemes úgy méretezni az akkumulátort, hogy ne használjuk ki a teljes kapacitását minden alkalommal. Ne várjuk meg amíg a LiPo védelem közbelép és kikapcsol a szabályzó. Ha érezhetően kezd lassulni az autó, akkor ne erőltessük tovább. E mellett ha túl erős az elektronika és túl nagyokat akar harapni, akkor túl fog melegedni az akksi. Ebben az esetben érdemes nagyobb kapacitásra váltani (nagyobb kapacitás, azonos „C” értéknél is nagyobb áramot jelent)
    Fontos!
    Ne feledjük, hogy abban az esetben ha a 3.7V-os cella már eleve kettő, vagy több cella párhuzamos kötésével van megoldva (2P, 3P, stb.) – ott nem láthatjuk az egyes cellákon belüli elcsúszásokat. A „csutkára” merítés ilyen szempontból is kockázatos lehet.
  • A melegedés az akksi halála. Mind merítésnél, mind töltésnél.
    Nagy igénybevételnél sajnos természetes az akkumulátor melegedése. Ilyenkor kicsit fel is szokott púposodni, ami jó esetben a lehűlést követően vissza is apad – mondjuk a púposodás semmiképp nem nevezhető jó jelnek.
    Fontos, hogy meleg akksit sosem szabad tölteni! Minden esetben meg kell várni amíg kihűl. (ezért érdemes két-három akksival rendelkezni – nagyságrendekkel meg lehet növelni az élettartamukat ha használat után hagyjuk őket kicsit „pihenni”)
    Ha nagy a púposodás, vagy kihűlt állapotban sem akar leapadni, akkor azzal az akksival már nem nagyon szabad küszködni. Veszélyes is tud lenni ilyen állapotában.
  • Töltéshez érdemes LiPo zsákot használni. Ez egy tűzálló anyagból készült kis tasak, amibe töltés folyamán betehetjük az akksit. Teljes védelmet ez sem nyújt – felügyelet nélkül töltést sosem szabad otthagyni! – de baj talán esetén annyi időnk lesz, hogy kiszaladjunk a házból az égő akksival…
  • Az általánosan használt LiPo akksik már olyan áramot adnak le amihez a régiebben használt csatlakozók nem minden esetben megfelelőek. A NiMh pakkok túlnyomó többsége még pl. Tamiya csatival volt ellátva. LiPo akksihoz ez már nem megfelelő, jó eséllyel hamar el fog égni. Általános használathoz - főleg kétcellás akksikhoz - a Deans (T), vagy a sima 4mm-es aranyozott csati még megfelel. Utóbbi azért biztosabb, de az első is teljesen jó hobbi célokra.
    Fontos, hogyha csatit kell cserélni akkor azt csak nagyon elővigyázatosan! Beforrasztott vezetékes akksinál elkerülhetetlen a feszültség alatti vezetékek forrasztgatása – egy LiPo akksi rövidre zárása tud meglepetéseket okozni.
    Az akksira minden esetben a csati „anya” részét kell felrakni – és nagyon ügyelni kell a szigetelésre (főleg hengeres, arany csatik esetén)

Szimi

RCRulez.hu

 

Megjelent: 1447 alkalommal Utoljára frissítve: 2012. november 11., vasárnap 16:49
A hozzászóláshoz be kell jelentkezned