Nejste si jistí s výběrem správné baterie pro váš RC model? Sepsali jsme pro vás přehledné informace o typech akumulátorů.
Obsah článku
Popis akumulátorů - co vše z akumulátoru zjistíte
- 1. Typ akumulátoru: LiPo, LiHv, LiFe, NiCd, NiMH, LiIon, olověné akumulátory.
- 2. Celkové napětí - V: Udává celkové jmenovité napětí všech článků akumulátoru.
- 3. Počet článků – S: Akumulátor může být tvořen jedním nebo více články. Pokud jsou články zapojeny paralelně, tak napětí zůstává stejné, ale zvyšuje se kapacita. A když je zapojíme sériově, tak dostaneme vyšší napětí o stejné kapacitě. Pro označení počtu sériově zapojených článků se používá písmeno S.
- 4. Kapacita akumulátoru – mAh: Kapacita akumulátoru v mAh (miliampérhodinách, 1 Ah = 1000 mAh) nám udává proud, který je akumulátor schopný dodávat po dobu jedné hodiny. Obecně vyšší kapacita = delší výdrž akumulátoru.
- 5. Maximální vybíjecí proud – C: Další důležitou hodnotou je maximální vybíjecí proud, který se uvádí zejména u lithiových akumulátorů. Na obalu akumulátoru bývá označován číslem a písmenem C. Vynásobením hodnoty C a kapacity dostaneme maximální povolenou velikost vybíjecího proudu. Analogicky se někdy uvádí i maximální nabíjecí proud, běžně se pohybuje v rozsahu od 0.5 do 3C
- 6. Silový konektor: Slouží pro nabíjení a vybíjení akumulátoru.
- 7. Servisní konektor: Některé typy akumulátorů (zejména LiPo) mají balanční konektor pro vyrovnávání napětí na jednotlivých článcích akumulátoru při nabíjení. Počet vodičů balančního konektoru je dán právě počtem článků plus zem (GND). Tudíž 3S akumulátor má čtyřpinový balanční konektor a např. 6S akupack má 7 pinový balanční konektor.
Lithium-polymerový akumulátor (Li-Pol)
Chcete-li dosáhnout maximálního výkonu modelu poháněného elektrickým pohonem, není nic lepšího než Li-Pol akumulátory (označují se také jako Li-Pol). Li-Pol akumulátory poskytují vysoké vybíjecí proudy a vysokou kapacitu. Striktně vyžadují dodržování správného postupu nabíjení, vybíjení a skladování!
LiPo akumulátory se musí dlouhodobě (více než týden) skladovat nabité na skladovací napětí 3,7-3,9V. Správný nabíječ by měl podporovat nabití na skladovací napětí. Při dlouhodobé skladování v nabitém nebo vybitém stavu dochází degradaci článků (nafukují se). Nikdy nesmí dojít k pod vybití článku pod 3 V, jinak dojde k trvalému poškození článku a nabíječka není schopná rozpoznat počet článků baterie a nespustí nabíjení.
Nabíjení
U více článkových akumulátorů je vyveden tzv. servisní konektor, na kterém si nabíječ změří napětí jednotlivých článků. Pokud je napětí článků rozdílné, nabíječ je prostřednictvím balancéru napětí článku vyrovná.
Nominální napětí - 3,7V, maximální – 4,2V, minimální – 3V
Vždy používejte vhodnou nabíječku zajišťující konec nabíjení a možnost nastavení parametrů nabíjení. Akumulátory skladujte nejlépe v bezpečnostních obalech.
Použití
Pohon RC modelů. Zařízení (regulátor) musí mít program zamezující podvybití LiPo akumulátorů!
Výhody
- Vysoký poměr uložené energie k hmotnosti a objemu
- Vysoké napětí článku
- Velmi nízké samovybíjení
- Velmi nízký vnitřní odpor - akumulátor je schopen dodat obrovské proudy
- Nízká cena
Nevýhody
- Riziko požáru při mechanickém poškození článku
- Nutno striktně dodržovat správné zacházení s akumulátorem
- Užší provozní rozsah teplot: od 5° až 40 °C
Lithium-polymerový HV akumulátor (Li-Pol HV)
Li-HV (High Voltage) akumulátory jsou velmi podobné předchozímu typu Li-Po. Tyto akumulátory lze nabíjet na vyšší napětí - 4.35 V. Oproti LiPo akumulátorům lze do LiHV akumulátorů dostat o přibližně 15-20% více energie.
Nabíjení
Nabíjení je stejné jako u Li-Po akumulátorů – zvolí se program Li-HV
- nominální napětí - 3,85V
- maximální – 4,35V
- minimální – 3V
Výhody
- Nejvyšší poměr uložené energie k hmotnosti a objemu
- Vysoké napětí článku
- Velmi nízké samovybíjení
- Velmi nízký vnitřní odpor - akumulátor je schopen dodat obrovské proudy
Nevýhody
- Riziko požáru při mechanickém proražení článku
- Nutno striktně dodržovat správné zacházení s akumulátorem
- Užší provozní rozsah teplot: od 5° až 40 °C
- Vyšší cena
Lithium-iontový akumulátor (Li-Ion)
Akumulátor Li-ion byl první lithiový akumulátor. Má vysokou hustotu energie vzhledem k objemu.
Nabíjení
Nabíjení je obdobné jako u LiPo akumulátorů – volba programu Li-ion.
- nominální napětí - 3,8V
- maximální - 4,1V
- minimální - 3V
Použití
Li-ion akumulátory jsou vhodné pro menší odběry do 10C, nedokáží tedy tak jako Li-Pol dávat proud 20C apod. nejčastěji jsou používany v RC vysílačích, přijímačích, pro pohon některých méně náročných RC modelů, spotřební elektronika.
Výhody
- Netrpí paměťovým efektem
- Nižší cena a vyšší životnost než LiPo akumulátory
- Vysoká hustota energie vzhledem k objemu a hmotnosti
- Nízké samovybíjení
- Mechanická odolnost
Nevýhody
- Nutno striktně dodržovat správné zacházení s akumulátorem
- Horší vlastnosti při teplotách pod 5 °C
- Oproti LiPo akumulátor má menší proudovou zatížitelnost
Lithium-železo-fosfátový akumulátor (Li-Fe)
LiFe akumulátory vynikají především svou dlouhou životností a vysokým počtem nabíjecích cyklů. Oproti LiPo akumulátorům mají LiFe akumulátory široký rozsah provozních teplot a vysokou chemickou stálost. Z toho důvodu jsou vhodné především pro napájení přijímačů a serv, dále pro napájení elektronického zapalování nebo do RC vysílačů. V poslední době se používají v elekrokolech a obdobných produktech právě z důvodu schopnosti pracovat při nižších teplotách.
Nabíjení
Nabíjení je obdobné jako u LiPo akumulátorů – volba programu Li-Fe.
- nominální napětí - 3,3V
- maximální - 3,6V
- minimální - 2,8V
Použití
Pohon modelů, RC vysílače, RC přijímače, spotřební elektronika.
Více článkové akumulátory jsou vybaveny balančním konektorem pro vyrovnání napětí článků podobně jako Li-po baterie.
Výhody
- Netrpí paměťovým efektem
- Vysoká bezpečnost
- Vysoká spolehlivost
- Vysoká životnosti
- Schopnost dodávat vysoký proud
- Široký rozsah provozní teplot: od -15° do +60°C
Nevýhody
- Oproti ostatním lithiovým akumulátorům nižší měrná kapacita
- Vyšší cena
Nikl-kadmiový akumulátor (Ni-Cd)
Charakteristika
Nikl-kadmiový akumulátor patří mezi první, který se používaly v nejrůznější elektronice včetně RC modelů. Z důvodu obsahu jedovatého kadmia byla produkce těchto akumulátorů dávno ukončena. NiCd akumulátory jsou nahrazeny akumulátory NiMH, které neobsahují kadmium.
Paměťový efekt
Akumulátory s paměťovým efektem, mezi které patří i NiCd akumulátory, je nutné před nabíjením úplně vybít. V opačném případě se do akumulátoru nenabije tolik, kolik by mělo - akumulátor ztrácí kapacitu. Jediným způsobem, jak částečně obnovit kapacitu je tzv. cyklování, při kterém opakovaně dochází k úplnému vybití a nabití akumulátoru.
Formátování
Nové nebo delší dobu nepoužívané akumulátory se musí naformátovat. Během formátování dojde k obnovení chemických reakcí, včetně obnovení kapacity. Tento proces se provádí pozvolným nabíjením s nízkým nabíjecím proudem, typicky 0.1C.
Nabíjení
Pro ukončení nabíjecího procesu se nejčastěji používá metoda Delta-Peak. Metoda Delta-Peak pracuje tak, že nabíječ neustále monitoruje napětí akumulátoru a pokud dojde k poklesu napětí na akumulátoru, nabíjení je ukončeno. Protože metoda Delta-Peak nefunguje spolehlivě zejména u nenaformátovaných akumulátoru, je z tohoto důvodu důležité akumulátor během nabíjení nenechávat bez dozoru. Pokud je akumulátor během nabíjení teplý - je již nabit.
Některé nabíječe (často u ručního nářadí - aku-šroubováky) používají pro detekci konce nabíjení senzor teploty, který je nainstalován v bateriové sadě.
Hluboce podvybité akumulátory některé nabíječe nedetekují. Podvybíjením akumulátoru rovněž dochází k jeho poškozování.
Nominální napětí - 1,2V, maximální – 1,5V, minimální – 0,85V
Použití
Pohon méně výkonných RC modelů, vysílačů, přijímačů.
Výhody
- Nízký vnitřní odpor, akumulátor je schopen dodat vysoký proud
- Pracuje i při nízkých teplotách
- Vysoká mechanická odolnost
- Provozně nenáročné, blbuvzdorné
Nevýhody
- Těžší/objemnější než lithiové akumulátory
- Paměťový efekt
- Samovybíjení
- Škodlivé životnímu prostředí
Nikl-metal hydridový akumulátor (NiMH)
Charakteristika
NiMH akumulátory jsou spolu s LiPo akumulátory nejrozšířenějším zdrojem energie pro RC modely. Dnešní verze NiMH akumulátorů vynikají malým samovybíjením a zároveň poskytují výborný poměr cena/výkon.
Nabíjení
Oproti NiCd akumulátoru není potřeba NiMH akumulátor před nabíjením vybíjet. Stejně jako u NiCD akumulátorů je potřeba nový nebo dlouho nepoužívaný akumulátor naformátovat. Pro ukončení nabíjení se používá metoda Delta-Peak, viz popis u NiCd akumulátorů.
Pro snížení vnitřního odporu akumulátoru je optimální akumulátor nabíjet maximálně 2 hodiny před jeho použitím.
- nominální napětí - 1,2V
- maximální - 3,5V
- minimální - 0,85V
Použití
Pohon nenáročných RC modelů, RC vysílače, drobná elektronika.
Výhody
- Bez paměťového efektu
- Vysoká mechanická odolnost
- Provozně nenáročné
Nevýhody
- Těžší/objemnější než lithiové akumulátory
- U větších článků dochází k vyššímu samovybíjení
- Nutnost prvotního formátování akumulátoru
Jak vybrat Li-Po baterii pro váš RC model
Napětí baterie
Než zakoupíte Li-po baterii je důležité si uvědomit následující informace. Každá pohonná jednotka (motor) pracuje v nějakém (výrobcem určeném) provozním napětí. Například provozní napětí motoru je 2-4S tzn., že motor můžete provozovat při nominálním napětí 7,4-16,8V. Dle toho zvolíte i počet článku (napětí) Li-Po baterie 2-4S.
Vybíjecí proud baterie
Vybíjecí proud, hodnota C na baterii, je velmi důležitá hodnota pro bezproblémový provoz pohonné jednotky (motoru). Každý motor, aby mohl správně pracovat, potřebuje určitý proud, aby dosáhnul požadovaného výkonu. Například motor X,Y dle specifikace motoru potřebuje k dosažení max. výkonu 50A a tento proud musí být schopna dát i baterie.
Vybíjecí proud baterie volíme následovně - do svého RC modelu jste se rozhodli vybrat vzhledem k rozměrům a váze baterie např Li-Po baterii 1500mAh 3S 20C (11,1V). Baterie v tomto případě je schopna dát proud 1500x20= 30000mAh – tj. 30A – to znamená, že pro provoz vašeho motoru to stačit nebude. Pokud i tak by jste tuto baterii vybrali, hrozí velmi velké zahřívání baterie, které může vést k okamžitému poškození baterie (nafouknutí) nebo i ke shoření, či výbuchu.
Proto je potřeba, buď zvětšit kapacitu baterie nebo vybíjecí proud (hodnotu C). Bohužel často není možné do RC modelu vložit baterii s vyšší kapacitou, protože se zvětšující se kapacitou narůstají rozměry a váha baterie, tudíž je potřeba vybrat baterii s vyšší hodnotou C. Pokud bychom tedy zvolili např. 1500mAh 3S 35C, tak v tomto případě to bude následovně – 1 500 x 35 = 52 500 mAh – tj. 52,5 A . V tomto případě je baterii již schopna dát motoru požadované proudy a lze ji proto vybrat.
Většina Li-Po baterii má udávaný vybíjecí proud stály a maximální. 1500mAh 3S 20C (40C), což znamená, že baterie je schopna krátkodobě dodávat i vyšší proudy 20C –30A max. 40C – 60A. Avšak doporučuje se dimenzovat pro váš motor baterii, dle stálého vybíjecího proudu. Hodnota C na baterii nemusí být vždy přesná, proto je vhodné volit ji s dostačující rezervou, aby jste se vyhnuli případným komplikacím.
Zdroj: rc-zoom.cz