LiPo akkumulátorok és kezelésük

2017.10.05. 05:00 | Írta: kkm.furdancs

Manapság a mobiltelefonok és a laptopok leggyakrabban lítium-polimer (LiPo) akkumulátorokkal vannak felszerelve, de hobbi célra, mint például drónok vagy modellek, szenzorok, stb. üzemeltetésének is népszerű áramforrásai. E típus energiasűrűsége a nagyobb, mint a NiCad vagy NiMH akkué.

lipo03.jpg

Egységnyi tömegre vetítve jelenleg a LiPo akkumulátorok képesek a legtöbb elektromos energiát tárolni. A lítium-polimer akkumulátorok különleges figyelmet igényelnek, ha hosszú élettartamot szeretnénk elérni, valamint biztonságosan kell tárolni őket. E témának szentelünk ma egy nagyobb lélegzetű írást. Szóba kerülnek benne a hírhedt telefonrobbanások okai is.

niiiop.jpg

A LiPo akkumulátorok sokféle méretben és kivitelben készülnek,
hogy minden felhasználó megtalálja a megfelelőt


Az akkumulátorok jellemző adatai

Amikor valamilyen elektromos hajtású barkácsmunkához akkumulátort keresünk, számos, az akkumulátort jellemző adatot kell áttekintenünk.

Cellaszám: Az akkumulátorok fő jellemzője a kapocsfeszültség. A lítium-polimer akkumulátorokban a kapocsfeszültséget elsősorban az akkumulátor cellaszáma határozza meg. A LiPo akkumulátorok 3,7 V névleges feszültségű cellái vékony, puha borítású egységek, amelyeknek a belsejében találhatók az energiatároló vegyi anyagok. Az áramleadásért felelős kémiai folyamatokban részt vevő vegyületek sajátságainak köszönhetően a teljesen feltöltött cellák kapocsfeszültsége 4,2 V, és a cella töltöttségének sohasem szabad 3 V alá csökkennie. Ha a cella feszültsége már kívül esik ezeken a határértékeken, akkor az akkumulátor tartósan károsodhat, vagy a legrosszabb esetben a cella instabillá válik és felrobban. Ezért különleges, soros cellakiegyenlítő töltővel lehet biztonságosan tölteni a LiPo akkumulátorokat. A nagyobb kapocsfeszültség eléréséhez több cellát sorba kapcsolnak. A leggyakoribb elrendezés a 11,1 V kapocsfeszültségű háromcellás akkumulátor. A cellaszámot a következőképpen jelölik: az egycellásak 1S, a kétcellásak 2S feliratot kapnak és így tovább.

lipo01.gif

Néha az akkumulátor cellaszámának a  jelölése összetett szám-/betűsor, például 3S2P, amely azt jelenti, hogy három cella van sorba kötve, és mindegyik mellé egy-egy cella párhuzamosan. Az akkumulátor összkapacitásának és merítési kapacitásának növeléséhez párhuzamosan kapcsolnak egymáshoz cellákat. Ebben az esetben a párhuzamosan kötött cellák kapocsfeszültsége nem változik, de értelemszerűen a két vagy több cellában több áram tárolható (nő az összkapacitás), és időegység alatt több áram nyerhető ki az akkumulátorból. A 3S2P akkumulátorban tehát összesen hat cella található.

Milliamperóra (mAh): Az akkumulátorból kinyerhető energiát, azaz a töltéstároló képességét a kapacitása jelzi. Ennek mértékegysége a milliamperóra (mAh). Minél hosszabb ideig szeretnénk repülni, annál nagyobb kapacitású akkumulátorra lesz szükségünk. Azonban a kapacitás növelése növeli az akkumulátor tömegét, tehát a motoroknak keményebben kell dolgozniuk a többlettömeg mozgatásához, aminek következtében hamarabb lemerülnek az akkumulátorok.

C merítési arány, vagyis merítési kapacitás: Az akkumulátorok merítési aránya azt adja meg, hogy egy adott időegység alatt maximum mekkora áramot tudunk kinyerni belőlük. A maximális áramerősséget egyszerű képlettel lehet meghatározni: az akkumulátor amperórában mért kapacitását meg kell szorozni a C aránnyal. Tehát egy 2200 mAh-ás (azaz 2,2 amperórás), 25C arányú akkumulátorból maximum 2,2 x 25=55 A erősségű áram nyerhető. Minél nagyobb egy akkumulátor C merítési aránya, annál nagyobb a tömege. Az akkumulátorok C értékének tanulmányozásánál gyakran kétféle adatot is találunk: a csúcsérték mindig nagyobb, mint a folyamatosan leadható áram. A csúcsértéket az akkumulátor csak korlátozott ideig (rendszerint 30 másodpercnél rövidebb időtartamra) tudja szolgáltatni.

lipo07.jpg

A LiPo akkumulátor biztonsága és karbantartása
Minden akkumulátornak megvan az újratöltési ciklusok számával jellemezhető élettartama, vagyis hogy hányszor tudjuk feltölteni és lemeríteni őket. A lehető leghosszabb élettartam eléréséhez tartsuk be az akkumulátor töltésére és tárolására vonatkozó előírásokat. A többi akkumulátor-típushoz képest a LiPo akkumulátorok nagyobb energiasűrűsége egyben azt is jelenti, hogy kicsit gyúlékonyabbak, és az is előfordulhat, hogy instabillá válnak, és akár ki is gyulladnak, ha nem tartjuk őket karban. Azonban senkit se riasszanak el ezek a figyelmeztetések. Ha megfelelő figyelmet fordítunk a töltésükre és a tárolásukra, és olyan megbízható márkát választunk, ahol a termékek alapos minőség-ellenőrzésen esnek át forgalmazásuk előtt, akkor egy pillanatig sem kell aggódnunk. A világhálón keringő lángra lobbanó és felrobbanó akkumulátorokról szóló történetek főszereplői rendszerint rossz minőségű akkuk, vagy a nem szakszerű felhasználás és karbantartás eredményei.

Ahogy az akkumulátor öregszik, előfordulhat, hogy teljes feltöltés után hamarabb lemerül. Később ennél szembeötlőbb figyelmeztetést kapunk, amikor az akkumulátorban lejátszódó kémiai folyamatok instabillá válnak, a cellák megduzzadnak, és az akku oldalai kidomborodnak. Ahogy ilyen jeleket észlelünk, az akkumulátort azonnal le kell venni, és gondoskodni kell biztonságos elhelyezéséről. A LiPo akkumulátorokat nem szabad a kommunális szemétbe dobni, vigyük őket a megfelelő gyűjtőhelyre.

lipo02.jpg

A LiPo akkumulátorok tárolása 
Ha az akkumulátorokat hosszabb ideig nem használjuk, nem árt megfontolni a következő tanácsokat. Először is a LiPo akkumulátorokat soha ne tároljuk teljesen feltöltött vagy teljesen lemerített állapotban, mivel ezek az állapotok a benne lejátszódó kémiai folyamatokat megzavarhatják, és végül károsodást okoznak. Az akkumulátorokat 50…70 %-os töltöttségi szinten kell tárolni, vagy a lehető legközelebb a cellánkénti 3,85 V-os értékhez. A korszerű akkumulátortöltők tárolási feszültségre töltik (vagy merítik) a cellákat. Ha nincs ilyen professzionális töltőnk, akkor a teljesen feltöltött akkumulátort a fogyasztóhoz csatlakoztatva addig merítjük, amíg az akkumulátor töltöttsége 50…70 %-os, vagy akkumulátor feszültségmérővel ellenőrizve addig üzemeltetjük, amíg a cellák feszültsége nagyjából 3,85 V lesz.A LiPo akkumulátorokat mindig LiPo biztonsági tasakban kell tárolni, amelyet a gyártók tűzbiztosra terveznek. Ez megakadályozza, hogy az akkumulátorban keletkezett tűz továbbterjedjen, ha valamilyen nemkívánatos folyamat játszódna le tárolás közben.

lipo04.jpg

A LiPo akkumulátorokat mindig a LiPo Guard tárolótáskákban kell tárolni és szállítani

Az akkumulátorokat tartsuk hűvös, száraz helyen. Ne hagyjuk autónk csomagtartójában egy forró, napsütéses napra, mert a hosszú ideig tartó forróság a bennük zajló kémiai folyamatokat felgyorsíthatja vagy megváltoztathatja. Ha hosszabb ideig nem használjuk a LiPo akkumulátorokat, érdemes havonta ellenőrizni, hogy a töltöttségük a kívánatos 50…70 %-os értéken maradt-e, és szükség esetén újra fel kell tölteni őket.

A LiPo akkumulátorok töltése
A lítium-polimer akkumulátorok speciális felépítése és az egyes cellák külön kivezetéses megoldása miatt kizárólag speciális, cellakiegyenlítő LiPo-akkumulátortöltőkkel szabad őket tölteni. Az persze jó lenne, ha a lehető leggyorsabban lehetne tölteni az akkumulátorokat, azonban a túl gyors töltés károsíthatja az akkumulátorokat, instabillá válhatnak, sőt, akár fel is robbanhatnak. Ezért mindig meghatározzák a maximális töltési hányadost. A legtöbb modern lítium-polimer akkumulátor töltési aránya 5C. Az akkumulátorok élettartamát növeli, ha minden esetben a lehető leglassabban töltjük. Sokan azt tanácsolják, hogy maximum 1C töltési aránnyal töltsünk, de ez igazából csak az olcsó lítium-polimer akkumulátorokra igaz.

lipo05.jpg

A LiPo akkumulátorokat speciális töltővel lehet tölteni. A töltő folyamatosan figyeli valamennyi cella feszültségét a cellák kiegyenlítő csatlakozóján keresztül, és úgy tölt, hogy minden cellának azonos legyen a feszültsége

A drágább, „prémium” márkás termékek, amelyek szigorú akkumulátorbiztonsági teszteken is átestek, nagyobb töltőárammal is tölthetők (általában legfeljebb 5C értékig), és ez nem befolyásolja hátrányosan sem az akkumulátorok élettartamát, sem működésüket. A biztonság kedvéért mindig olvassuk el akkumulátoraink használati utasítását és ellenőrizzük maximális töltési arányukat.

lipo08.jpg

Fontos, hogy a lítium-polimer akkumulátort sohase hagyjuk felügyelet nélkül töltés közben. Bár ez nagyon ritka, de az akkumulátor vagy/és a töltő is meghibásodhat és ha figyelemmel kísérjük a töltési folyamatot, ilyenkor beavatkozhatunk, és ezzel megakadályozhatunk egy katasztrófát. A töltés alatt érdemes rendszeresen ellenőrizni az akkumulátor és a töltő hőmérsékletét, és ha annyira felmelegszik valamelyik, hogy a kezünkkel már nem tudjuk megérinteni, azonnal abba kell hagyni a töltést, és szakértő segítségét kell kérni. Egyes magasabb kategóriájú töltőkbe gyárilag beépítenek biztonsági funkciókat, amelyek automatikusan ellenőrzik a cellák hőmérsékletét, és szükség esetén beavatkoznak. Ne sajnáljuk egy jó akkumulátortöltőre a pénzt, mert felszerelésünk ezen eleme mindennapos használatban lesz.

A fentiek Alex Elliott: A drónok kézikönyve kötetből származnak a kiadó engedélyével. Mindazoknak alapmű, akik drónt vásárolnak, üzemeltetnek vagy építenek, de beleolvasva láthatják, hogy hasonló bőséggel és igényességgel tárgyalja a más hobbikhoz (vagy műszaki alapműveltséghez) szükséges elektronikai, mechanikai és tervezési ismereteket is. Könyvajánlónkat fejezeteinek bemutatásával itt találják.

 

 Ha tetszett a bejegyzés, oszd meg ismerőseiddel. Ha nem, akkor is. 
Csatlakozz a Furdancs Facebook-közösségéhez! Nem fogjuk megbánni.

 

A bejegyzés trackback címe:

https://furdancs.blog.hu/api/trackback/id/tr5212914413

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Arcade Macho 2017.10.22. 00:30:37

a LiPo valojaban kutyakozonseges lithium ion, valojaban a nepnyelv LiPo -kent azokat az akksikat kezdte el nevezni aminek nincsen merevfalu taroloja
süti beállítások módosítása