Силовые NiCd аккумуляторы. Аккумулятор силовой


Силовые NiCd аккумуляторы

Система Orphus

Автор - Виталий Пузрин

Вступление

Речь пойдет об аккумуляторах, которые используются для питания электродвигателей на радиоуправляемых моделях. Такие аккумуляторы стоят недешево, поэтому, чтобы продлить срок их службы и полностью использовать емкость, с ними надо правильно обращаться.

Так уж сложилось исторически, что первыми аккумуляторами, нашедшими применение в электромоделях, были NiCd (никель-кадмиевые). Дело в том, что электродвигатели, приводящие модели в движение, потребляют довольно большие токи. Изначально такие токи могли обеспечить только NiCd батареи. До сих пор они являются единственным и незаменимым источником энергии для многих электромоделей.

Одни из самых часто используемых в моделизме NiCd элементов имеют диаметр 22 мм и длину 42 мм. Максимальная емкость таких батарей составляет 2400 ма/ч. Типовые разрядные токи, на которых используются подобные аккумуляторы - 20-40 ампер. Естественно, что выбор силовых аккумуляторов этим не ограничивается. Они бывают самых разных размеров и емкостей. Мировым лидером в производстве NiCd элементов, способных отдавать большие токи, является фирма Sanyo. Аналогичные NiCd аккумуляторы также производят фирмы Panasonic и Varta.

Выбор аккумуляторов.

Назвать конкретные аккумуляторы, которые подойдут к вашей модели - довольно сложно. Поэтому здесь будут приведены лишь общие принципы выбора.

  1. Если говорить о выборе производителя, то Sanyo несомненно имеет ряд преимуществ по качеству работы. По сравнению с другиим производителями, аккумуляторы Sanyo имеют меньшее внутреннее сопротивление, большую отдачу, медленнее стареют и меньше греются.
  2. На всякий случай стоит напомнить, что аккумуляторы для батареи должны быть подобраны по емкости. Иначе батарея прослужит заметно меньше, чем могла бы, да и отдача будет поменьше.
  3. Если все-таки важно извлечь побольше емкости, то цена может отойти на второй план. Нужно выбирать аккумуляторы исходя из того, какую емкость они будут отдавать на заданной нагрузке, и только потом смотреть на отношение емкость/цена. Тут возможны довольно забавные ситуации. Если посмотреть банки Sanyo в форм-факторе АА на 800 и 1000 ма/ч, то при токе 10 ампер банки на 800 ма/ч выдадут больше емкости, хотя стоят они дешевле. Эта ситуация взята из авиамодельной практики, когда используется популярный мотор Speed 400 со стандартным пропеллером, без редуктора.
  4. Если важно извлекать из аккумуляторов еще больше, то их начинают селектировать не только по емкости, но и по напряжению. Выбирают те банки, которые имеют максимальное напряжение. Это где-то на 0.05 вольта больше, чем для стандартного случая.
  5. Наконец, чтобы извлекать из банок все до последнего, их специально обрабатывают по "Zap"-технологии, и только потом селектируют по емкости и напряжению. Но это необходимо только для очень серьезного спорта. Потому что цена таких банок возрастает раза в два. Для того, чтобы сделать 27-баночную батарею для планера F5B, спортсмены могут перебрать 2000 банок.

Пайка

Конечно, вы можете купить готовую батарею, но многие моделисты предпочитают приобретать комплекты селектированных и неспаянных элементов. Обычно это обходится дешевле. В принципе, пайка особых сложностей не вызывает, но надо учитывать несколько моментов, чтобы не повредить аккумуляторы и добиться высокого качества соединений. Само собой разумеется, что вы должны обладать некоторыми навыками пайки, чтобы не испортить аккумуляторы.

Взаимное расположение элементов в батарее может быть различным, и определяется только формой аккумуляторного отсека модели. Например, если речь идет об автомодели, для которой требуется батарея из 6 банок, то тут возможны 2 конфигурации:

  • Соединение банок торцами по 3 штуки, в 2 ряда
  • Расположение банок бок о бок и соединение соседних банок перемычками

При самостоятельной сборке элементы чаще всего располагаются вторым способом, так как пайка в этом случае наиболее простая.

Весь процесс можно разбить на несколько этапов.

  1. Обзаведитесь всеми необходимыми инструментами. Понадобятся как минимум паяльник, припой, флюс и перемычки. Паяльник должен быть мощностью 40-60 ватт, а еще лучше - 100 ватт с ограничением по температуре. Припой можно использовать ПОС61, а в качестве флюса - 30-50% ортофосфорную кислоту. Если нет фирменных перемычек, то можно использовать медную оплетку от экранированного провода, сечением не менее 2.5 кв. мм.
  2. Обязательно подготовьте аккумуляторы и перемычки перед пайкой. Аккумуляторы нужно разрядить и очистить от грязи. После этого все паяемые поверхности необходимо залудить. Обратите внимание, что залуживать нужно не всю поверхность, а только места пайки.
  3. Уложите аккумуляторы в ряд, так чтобы их полюсы чередовались, и подровняйте.В местах касания элементов нанесите циакриновый гель. Когда клей засохнет, переверните ряд из аккумуляторов на другую сторону и повторите операцию.Термоклеем пользоваться не рекомендуется, т.к. при нагреве аккумуляторов он размягчается и теряет прочность.
  4. Теперь, когда аккумуляторы зафиксированы, можно приступить к пайке. Поскольку аккумуляторы в местах пайки и перемычки вы уже залудили, проблем возникнуть не должно. Припой в месте пайки должен быть гладким и блестящим. Если олово выглядит мутным, то, возможно, вам не хватило мощности паяльника, или же вы решили обойтись без флюса. Качество соединения при этом остается под большим вопросом.
  5. Когда элементы соединены между собой, остается припаять провода с разъемом, или контакты из тех же перемычек, на случай, если вы задумаете на соревнованиях обходиться без разъемов. Во втором случае такие контакты будут спасать аккумуляторы от перегрева паяльником.
  6. После завершения пайки необходимо смыть остатки флюса щеткой, смоченной в воде или спирте (в зависимости от того, какой флюс применялся).

Замечание: при спайке элементов очень удобно использовать сборную опалубку в виде коробки по габаритам батареи, изготовленную из листового текстолита или подобного материала. Ее можно сделать самому или купить в хобби-магазине.

Раз уж речь зашла о пайке батарей, надо коснуться и способа пайки аккумуляторов встык, без использования перемычек.

Во-первых, перед тем как идти на такой подвиг, десять раз подумайте, надо оно вам или нет. Выигрыш по сопротивлению начинает сказываться при токах 70-100 ампер, а такое бывает, как правило, только на спортивных моделях (например, на планерах F5B). В большинстве же случаев токи аккумуляторов не превышают 40 ампер. Помните также, что если вы спаяете аккумуляторы встык без перемычек, то вы не сможете потом разобрать батарею, если это понадобится (например, чтобы заменить банку, которая вышла из строя).

При пайке аккумуляторов встык необходимо использовать специальную насадку на паяльник в виде молотка, диаметром 12-15 мм и длиной 30-40 мм. Для выравнивания банок можно использовать алюминиевый уголок. С элементов можно снимать "рубашки", оставляя только колечко у положительного полюса (на 27-баночной батарее это экономит около 10 грамм веса). На положительные полюсы также делаются изолирующие прокладки с отверстием в центре. Они защитят аккумулятор от брызг олова при пайке.

Торцы банок необходимо залудить. Затем банки прогревают, вставив между ними "молоток". После этого паяльник вынимают, а аккумуляторы быстро смыкают.

Затягивать батарею в термоусадочную пленку или нет - решать вам. Вообще, такая обтяжка несколько ухудшает теплоотвод, поэтому, скажем, на "классических" 6-баночных батареях ее стараются не использовать, тем более, что затрудняется доступ к отдельным элементам для индивидуального разряда. Но если речь идет о большом количестве банок и экономии веса (отказ от использования циакрина), то без обтяжки уже никак не обойтись.

Заряд

Зарядка силовых аккумуляторов отличается от зарядки обычных. Если обычные, как правило, заряжают током 0.1С (где С - емкость аккумулятора), то для силовых батарей требуется ток заряда 1.5С-2.5С. На заряд простых батарей уходит 10-14 часов. Силовые аккумуляторы заряжаются 20-40 минут. Естественно, что и зарядные устройства используются другие. Соответственно, их называются "медленными" и "быстрыми".

Механизм быстрой зарядки аккумуляторов отличается от обычного. В конце зарядки напряжение на элементе относительно быстро возрастает, а затем начинает снижаться. Посмотрите на зарядную кривую.

  1. Аккумулятор полностью разряжен, напряжение меньше 0.4 вольта.
  2. Быстрая зарядка.
  3. Дозарядка слабым постоянным током.
  4. Зарядное устройство отключено.

По пику напряжения зарядники и определяют, что процесс быстрой зарядки пора прервать. Зачастую после этого проводится второй короткий цикл заряда, для более полной накачки батареи.

Величина пика может немного варьироваться в зависимости от производителя. Например, фирма Sanyo рекомендует величину спада напряжения из рассчёта на одну банку примерно 10 милливольт от пика напряжения.

Внимание!

В любом случае температура батареи при заряде не должна быть выше 45 градусов.

Диапазон цен на быстрые зарядники колеблется от 20 до нескольких тысяч долларов. Все зависит от функциональных возможностей:

  • количества одновременно заряжаемых батарей
  • минимального и максимального количества банок в батарее, которое поддерживается зарядником
  • возможности регулировки тока заряда и диапазона его изменения
  • наличия индикатора и различных режимов заряда
  • наличия разрядника

Конечно, тут перечислены далеко не все критерии, и многое также будет зависеть от фирмы-производителя. Вообще говоря, если вы хотите максимально использовать емкость своих батарей, то придется раскошелиться на нормальный компьютерный зарядник, с регулируемым током и желательно с разрядником. Для многих из вас зарядника за 100-300 долларов будет вполне достаточно. Ну а если разница в несколько процентов емкости для вас не принципиальна, то можно будет обойтись и более дешевыми зарядными устройствами. Наиболее качественные и известные модели зарядников предлагают фирмы Robbe, Graupner и Schulze.

Можно еще добавить, что существуют различные модификации алгоритмов быстрого заряда, которые, по идее, должны приводить к более полной зарядке батарей. Однако на практике конечный эффект настолько неочевиден, что углубляться в такие тонкости нет смысла. Запомните лишь, что при работе с батареей стоит всегда обеспечивать ее полный цикл заряда/разряда. Тогда ваш аккумулятор прослужит дольше.

Разряд

После того, как батарея отработала, ее обязательно нужно разрядить. Если этого не сделать и сразу перейти к зарядке, то у аккумуляторов станет проявляться эффект памяти. Это выражается в том, что напряжение на банках при заряде немного повышается, а реальная емкость падает.

Если ваше зарядное устройство не имеет встроенного разрядника, то можно воспользоваться лампочкой накаливания (или несколькими) на 12в и ток 3-20 ампер. Лампу необходимо отключить, когда спираль будет еле тлеть. Если этого не сделать и ждать "до победного конца", то есть риск, что из-за разброса емкостей некоторые элементы батареи окажутся реверсированными (слегка заряженными в обратной полярности). Вообще говоря, можно купить специальный разрядник, который автоматически отключит нагрузку в нужный момент.

Для еще более полной разрядки можно рекомендовать доразрядить каждый элемент по отдельности через кремниевый диод и резистор номиналом 50-100 ом. На рынке предлагаются готовые устройства, которые подключаются к каждому элементу батареи, и разряжают их до конца.

Нюансы эксплуатации

Нужно сразу заметить, что при обычной эксплуатации с аккумуляторами можно обращаться весьма вольно. Но когда речь идет о соревнованиях, часто бывает необходимо извлечь из батареи все до последнего. В этом случае аккумуляторы требуют намного более аккуратного и бережного обращения. Разница в энергоотдаче составляет всего несколько процентов, но порой от этого зависит победа в соревновании.

Те, кто использует NiCd батареи, знают, что в начальный момент аккумулятор имеет повышенное напряжение, особенно в первую минуту работы, которое постепенно приходит в норму. Если батарею заряжать большим током, то аккумулятор будет выдавать повышенное напряжение дольше, хотя общее время отдачи энергии сократится. И наоборот, если заряжать меньшим током, то аккумулятор будет отдавать энергию более равномерно, а общее время работы чуть увеличится. На практике это значит, что в зависимости от режима эксплуатации можно подбирать оптимальный зарядный ток батарей. Например, тем, кто ездит в классе Stock, есть смысл заряжать аккумуляторы максимальным током (5 ампер). Ну а тем, кто ездит в классе Modified, возможно, будет полезно заряжать батареи помедленнее.

Никогда не гоняйте батарею до самого конца (пока мотор не перестанет крутиться). При этом Вы можете разрядить некоторые элементы в батарее до их переполюсовки.

Никогда не допускайте резких перепадов температур батареи. Да, после разряда аккумуляторы могут нагреться так, что их будет трудно держать в руках. Но это не повод использовать для охлаждения воду или холодильник. Лучше воспользоваться небольшим вентилятором и подождать полчасика или часик. Это, конечно, не быстро, но батарея прослужит намного дольше.

Существует мнение, что для того, чтобы извлекать максимум энергии из NiCd батарей, желательно делать между рабочими циклами перерывы хотя бы в 24 часа (батарея отдыхает, примерно как резиномотор). Правда, справедливости ради, надо сказать, что у разных людей мнения тут расходятся, и результаты выходят самые разные (у кого-то прирост емкости получается, а у кого-то нет).

Хранение

NiCd батареи надо хранить в разряженном состоянии. Лучше всего подключить цепочку из диодика и резистора на каждую банку, чтобы ограничить напряжение на уровне 0.5-0.7 в на элемент. Это также способствует выравниванию характеристик элементов, из которых состоит батарея.

После длительного хранения батареи необходимо прогнать 2-3 цикла заряд/разряд током 3-5а, чтобы она вошла в рабочий режим и работала с полной отдачей.

Заключение

Наверное, после прочтения этой статьи вы уже примерно поняли, что собой представляют силовые аккумуляторы и как с ними обращаться. Подводя итог, можно сказать, что, эксплуатируя аккумуляторы, нет смысла излишне усложнять свою жизнь. Конечно, когда речь идет о спорте, и тем более о мировых рекордах, то к эксплуатации батарей надо подходить со всей серьезностью. Ну а если вы используете батарею, чтобы покатать автомодель раз в неделю по лужайке перед домом, то многие нюансы можно и опустить. В этом случае зарядник можно взять попроще, разряд проводить при помощи лампы накаливания (без индивидуального разряда каждой банки).

И еще один момент, касающийся утилизации отработавших аккумуляторов. Дело в том, что кадмий, содержащийся в NiCd элементах, по токсичности не уступает ртути. Поэтому во всех цивилизованных странах имеются пункты приема таких батарей, а стоимость переработки сразу включается в цену аккумуляторов. Более того, во многих местах запрещено использовать NiCd-элементы, которые не включены в общую программу утилизации (на которых отсутствует специальная маркировка).

Обсудить на форуме

www.rcdesign.ru

Какой аккумулятор выбрать?

Какой аккумулятор выбрать?

Хорошо, когда есть из чего выбирать, но всё-таки начнём от обратного и сначала сравним два типа аккумуляторов, которые нас в основном интересуют это NiCd (никель-кадмий) и NiMH (никель-метал-гидрид) аккумуляторы, а затем уже будем выбирать, какой нам подойдет.

Некоторые скажут: " А чё тут думать ставь что есть, ну так примерно подбери по ёмкости и не забывай заряжать, да иногда "тренировать" (если есть чем) и порядок. Но как говорится всё просто только у ду....в.

И так, немного сухой информации.

Никель-кадмиевые аккумуляторы характеризуются длительным сроком службы, высокой удельной мощностью, возможностью быстрого и сверхбыстрого заряда, стабильностью разрядных характеристик в широком диапазоне нагрузок, приемлемыми характеристиками при низких температурах и механической прочностью. NiCD- е аккумуляторы, применяемые в радиоуправляемых моделях делятся на два типа это силовые и нет. Все силовые аккумуляторы, не зависимо от размера, снабжены специальными клапанами, находящимися у положительного электрода. Это связано с химическими процессами, протекающими в процессе заряда и разряда аккумулятора. Токи при этом могут составлять величину, превышающую ёмкость аккумулятора в 10 и более раз. Из этого ясно, что аккумуляторы не снабжённые клапанами не являются силовыми и не могут заряжаться токами выше 1С их ёмкости, а следовательно и разряжать их токами превышающих их удельную ёмкость не рекомендуется. В противном случае "эффект памяти" будет накапливаться и аккумулятор постепенно потеряет добрую половину своей ёмкости. Для тех, кому интересно поясню, зачем клапан. Во всех NiCd -х герметичных аккумуляторах используется так называемый "кислородный цикл". Сущность этого явления заключается в том, что в конце заряда начинает выделяться кислород, но выделение кислорода не наблюдается. Происходит это потому, что отрицательный электрод имеет избыточное количество кадмия. Выделяющийся на положительном электроде кислород рекомбинируется (реагирует) на отрицательном электроде, поэтому накопление газов не происходит. Для того, чтобы кислород легче достиг отрицательного электрода объём электролита доводят до минимума, но при этом используют сепаратор проницаемый для кислорода. Наши "модельные" NiCD аккумуляторы (SANYO, PANASONIC) в отличии от бытовых (GP, VARTA...) не содержат в электролите добавок LiOH, что позволяет эксплуатировать их при низких температурах разряд до -40с, а заряд до -20с., так, например при температуре -20с отдача по ёмкости составит примерно 75%, а все остальные типы аккумуляторов просто "здохнут" (некоторые навсегда). Отдача (тот же КПД) по ёмкости NiCd-х аккумуляторов лежит в пределах 80-85% , но только при токах разряда = 0,1..0,2С. и при температуре 20с. Что касается отдачи, то необходимо уточнить конкретно для нас и желательно на примере. Возьмём аккумулятор ёмкостью 1,7 А/ч. фирмы SANYO с напряжением 4,8V., и поставим его на самолёт средних размеров с размахом крыла от 1,9м и примерно до 2,2м. На нём имеем 2-ве машинки на элеронах, 2-ве машинки на элеваторе, одна на рудере и одна - газ. Опираясь на опыт испытаний и измерений в этом деле почти с уверенностью, могу сказать, что потребляемый ток, естественно в полёте, будет лежать в пределах 2,2-3 ампера. Это примерно две ёмкости (2С) нашего аккумулятора, а это значит, что согласно справочным данным разрядная ёмкость нашего аккумулятора составляет около 80% при температуре 20с. И это с учётом правильной эксплуатации, значит уже не 1,7Ач, а 1,36Ач., следовательно, аккумулятор надо выбирать большей ёмкости с учётом КПД и нашего моделистского "раздолбайства". Правильная эксплуатация аккумуляторов предполагает то, что после каждого разряда ниже 60%, так называемый "долив" недопустим, потому, что он снижает общую ёмкость аккумулятора на несколько процентов каждый раз и надо его разрядить, а затем полностью зарядить. Все эти эксплуатационные проблемы связаны с так называемой "памятью" аккумулятора. Есть еще несколько показателей неправильной эксплуатации аккумулятора и это очень хорошо заметно при использовании такого зарядного устройства как INFINITY-2. В автоматическом режиме заряда он всегда безошибочно определяет каким током заряжать вашу батарею и если она более-менее правильно эксплуатируется, то он выбирает ток равный примерно ёмкости вашего аккумулятора. Если вы часто употребляете "долив", то зарядный ток будет автоматически снижаться и ёмкость может упасть даже до 50% . Каждый раз, когда ваш зарядник будет сообщать о том, что все ОКЕЙ я дозарядил его, бери и лети, подумай, может, в нём ничего почти нет. И если горе-моделист вовремя не "чухнется", то "дрова" ему обеспечены. Таким образом, после неполного разряда и последующей подзарядки, аккумулятор при разряде отдаёт ёмкость, полученную при последней зарядке. Этот процесс умирания будет сопровождаться постепенным повышением напряжения на аккумуляторе в процессе заряда. Если на хорошей банке зарядное напряжение лежит в пределах 1,45 - 1,5V, то на умирающей оно будет увеличиваться и может достигнуть даже 1,7V. Связано это с образованием интерметаллидов кадмия с никелем и уменьшением площади поверхности активного материала отрицательного электрода из-за роста размера кристаллов. При появлении "эффекта памяти" необходимо произвести глубокий разряд аккумулятора (до напряжения 0,6V) очень малыми токами. Если ты правильно эксплуатируешь свой аккумулятор, как было написано, то ты "редкий моделист" и можешь летать долго и счастливо, но если ты "нормальный моделист", то бери пример с "редкого". При выборе NiCd-го аккумулятора для питания аппаратуры своего самолёта помни, что было написано выше и даже если ты "редкий" моделист выбери аккумулятор с запасом, хотя это справедливо и при выборе NiMH-х аккумуляторов тоже.

Теперь рассмотрим NiMH - е аккумуляторы. Химия у них схожая с NiCd-м аккумулятором, но основное их преимущество в том, что у них почти отсутствует эффект памяти (их можно "доливать" почти без потерь ёмкости) и хорошее соотношение между удельной ёмкостью и размером. Также очень низкий разброс по ёмкости между одинаковыми банками (порядка 1%), что повышает максимальную отдачу по ёмкости и повышает количество циклов заряд-разряд, но только при номинальном токе разряда, т.е. 1С. К недостаткам можно отнести очень крутую характеристику разряда, то есть, когда выходное напряжение просто "падает" до нуля при "высасывании" аккумулятора свыше 85%, а это катастрофа (если у вас не электролёт, поскольку там "высасывания" не происходит из-за электронной отсечки оставляющей немного ёмкости аккумулятора на работу рулевых машинок). Этого не происходит с NiCd -м аккумулятором и при полном разряде он даёт возможность дотянуть до посадки. Серво-машинки начинают работать заметно медленней, и самолёт становится "вялым", но остаётся живым. Эксплуатация и тем более заряд NiMH -х аккумуляторов недопустим при температуре ниже, чем +10с. Перезаряд NiMH-го аккумулятора недопустим и без хорошего зарядного устройства вполне возможен, что приводит к быстрому разогреву и потере ёмкости в некоторых случаях невосполнимой. Для NiMH - х аккумуляторов характерно небольшое время хранения без подзарядки, что объясняется значительным током утечки (не путать с внутренним сопротивлением) примерно 10% в месяц, против 2% у NiCd - х аккумуляторов. То есть пока самолет с NiCd - м аккумулятором висит зимой на стенке, то самолет с NiMH - м аккумулятором необходимо периодически снимать и батарею подзаряжать. Подведем, как говорится приговор. Правильная эксплуатация и тех и других аккумуляторов невозможна без интеллектуальных зарядных устройств типа Infinity или подобных ему. Если и выбирать в качестве силового NiMH -й аккумулятор, то выбирать его лучше с 50% запасом по ёмкости. При всех равных режимах эксплуатации NiCd -й аккумулятор имеет на 500 циклов заряд-разряд больше чем его конкурент. Правильный выбор это всегда взвешенный компромисс, основанный на изучении проблемы в сочетании с интуицией и накопленным опытом. В этом мне помогли следующие публикации: Журнал "Электронные компоненты", Рекламные материалы фирмы SANYO, Коровин Н.В. Электрохимическая энергетика. -М.: Энергоатомиздат И конечно INTERNET.

www.rcmodels.ru

Силовые NiMH аккумуляторы

Система Orphus

Автор - Виталий Пузрин

Вступление

В 1999 году фирма Panasonic представила миру моделей NiMH (никель-металгидридные) аккумуляторы в форм-факторе SC (диаметр 22 мм, высота 43 мм) емкостью 3000 ма/ч. Это открыло новые перспективы для электромоделей: позволило увеличить время полетов и заездов.

В настоящей статье будет рассказано, чем отличаются NiMH от NiCd батарей, и о некоторых нюансах эксплуатации. Моменты, одинаковые для обоих типов элементов, (например, сборка батарей) будут опущены. Вы сможете посмотреть их в предыдущей статье про NiCd аккумуляторы.

NiMH и NiCd

Вообще-то, сами по себе NiMH аккумуляторы - не новость. Их придумали очень давно, и уже много лет успешно применяют в различных областях. Применение NiMH в электромоделях долгое время сдерживалось их ограничениями по разрядным и зарядным токам. Только в 1999 году фирме Panasonic удалось представить 3000 ма/ч в корпусе SC с приемлемыми характеристиками. Такие аккумуляторы могут отдавать токи до 30 ампер, чего хватает для большинства электромоделей. При одинаковых габаритах с NiCd, NiMH имеют большую удельную емкость. Тем не менее, если речь идет о токах 70 ампер, NiCd до сих пор остаются вне конкуренции.

В настоящее время основными производителями NiMH аккумуляторов в форм-факторе SC являются фирмы Panasonic, Sanyo и Powers International.

Выбор аккумуляторов

Как уже говорилось выше, в настоящее время (середина 2002 года) существует всего 3 производителя силовых NiMH аккумуляторов емкостью 3000 ма/ч. Принимая решение о выборе производителя, имейте в виду следующее:

  1. Самое маленькое внутреннее сопротивление имеет Sanyo, дальше идет Panasonic и затем Powers.
  2. Для больших токов можно однозначно рекомендовать Sanyo.
  3. Для токов нагрузки до 20 ампер выигрыш по емкости будет у Powers, так как по сравнению с Sanyo они отдадут на 50-100 ма/ч больше.
  4. У аккумуляторов Powers GT-3000R напряжение несколько меньше чем у Sanyo и Panasonic (примерно на 0.02 вольта для каждой банки).

В общем, выбирать есть смысл из Sanyo и Powers. А Panasonic остается в сторонке.

Скоро, однако, ситуация может сильно измениться. На сайте Powers International уже говорится об аккумуляторах R-3300, которые имеют увеличенную емкость, в полтора раза большие разрядные токи (30 ампер вместо 20) и более высокое напряжение, чем их предшественники GT-3000R.

Зарядка NiMH

Зарядка NiMH аккумуляторов отличается от зарядки NiCd. Более того, если ваш зарядник не предназначен для использования с NiMH, вы можете просто вывести им батарею из строя или заметно сократить срок ее службы.

Зарядка NiMH (SC 3000 ма/ч) проводится током от 3 до 5 ампер. Как правило, 5 амперами можно заряжать любые подобные элементы, если нет особых замечаний производителя. Но иногда при больших токах заряда и высокой температуре воздуха можно перегреть банки, поэтому токами более 3 ампер лучше не пользоваться, если нет особой необходимости. Как и в случае с NiCd батареями, перед зарядкой аккумулятору надо обязательно дать остыть, а во время зарядки температура батареи не должна превышать 45 градусов. Про то, что нельзя допускать резких перепадов температур, уже писалось в статье о NiCd аккумуляторах. Вместо использования агрессивного охлаждения лучше взять небольшой вентилятор и подождать.

Прекращение зарядки производится по стандартному пиковому методу (по спаду напряжения в конце заряда). Отличие от NiCd заключается в том, что у NiMH элементов пик выражен в 2 раза слабее, поэтому к зарядникам предъявляются более высокие требования по контролю напряжения. Если зарядник имеет регулируемую чувствительность пика конечного напряжения, то ее необходимо установить в 0.02-0.03 вольта для 6-баночной батареи (3-5 мв на один элемент).

Проводить зарядку NiMH следует в обычном "линейном" режиме, когда ток заряда остается постоянным на протяжении всего процесса. "Линейный" режим установлен по умолчанию во многих дорогих зарядниках, и является единственно возможным во всех дешевых. Использование других режимов вроде бы не влияет на продолжительность работы батареи, но после такой зарядки напряжение батареи будет немного ниже.

Внимание! NiMH аккумуляторы очень плохо относятся к перезаряду. По этой причине их нельзя подпитывать слабым током по окончании заряда (так называемый режим "trickle charge"). Помните, что многие дешевые зарядники переходят в этот режим автоматически, когда быстрая зарядка закончилась. Поэтому долго держать батареи в таких зарядных устройствах нельзя: сразу после окончания зарядки аккумуляторы необходимо вынуть. А еще лучше, конечно, использовать более серьезные зарядные устройства, где такая ситуация исключена. NiMH батареи можно "добивать" в заряднике повторно, непосредственно за несколько минут до использования. Это позволит максимально полно использовать энергию аккумулятора. Для этого зарядку надо начать хотя бы за 1 час до старта. Зарядка займет 40-45 минут, и еще останется время на остывание и добивку. Хочется предостеречь товарищей, которые любят впадать в крайности, от того, чтобы производить добивку несколько раз. Как уже выше говорилось, NiMH аккумуляторы очень не любят перезаряда, поэтому вторая добивка принесет больше вреда, чем пользы. Помните, что добивку стоит проводить только на хороших зарядниках. Чувствительность пика напряжения необходимо увеличить до 0.01 вольта для 6-баночных батарей. В идеале, надо просто стараться, чтобы батарея после зарядки как можно меньше лежала без дела.

Замечание. Фирма SANYO вообще не рекомендует проводить второй цикл "добивки", а говорит о зарядке аккумуляторов непосредственно перед стартом. Тем не менее, практически все всё равно "добивают" батареи. Это идет немного в ущерб долговечности, но позволяет больше извлечь из аккумуляторов во время соревнований.

Разрядка NiMH

Между зарядками NiMH батареи должны быть обязательно разряжены, даже несмотря на то, что, по заявлениям некоторых производителей, эффект памяти в их NiMH элементах отсутствует. Если следующая эксплуатация батареи состоится в течение недели, то сразу после использования аккумулятор надо разрядить до напряжения из расчета 0.9 вольт на банку. Использовать фирменные разрядники для NiCd аккумуляторов нежелательно, поскольку они могут разрядить батарею сильнее, чем это допустимо, а это неблагоприятно влияет на состояние аккумуляторов и срок их службы.

Токи разряда не имеют принципиального значения. Единственное, за чем стоит следить, так это за тем, чтобы напряжение на банках не опустилось ниже 0.9 вольт. По этой же причине не стоит "сгонять" остатки электричества непосредственно на самой модели, гоняя ее двигатель без нагрузки. Таким способом можно сильно промахнуться с конечным напряжением.

Долгосрочное хранение

Если NiMH батарею предполагается хранить без использования дольше, чем 1 месяц, то ее надо обязательно зарядить хотя бы на 50% емкости. Все аккумуляторы имеют свойство терять энергию во время хранения. А как уже говорилось выше, NiMH элементы не любят переразряда. Поэтому хранить их в разряженном состоянии не стоит. Раз в 1-2 месяца следует проводить дозаряд, разряд и снова заряд на 30-60% емкости.

Заключение

В настоящее время NiMH аккумуляторы являются весьма перспективными с точки зрения ёмкости. Несмотря на кажущуюся сложность в обслуживании NiMH батарей, привычка следовать описанным выше правилам эксплуатации вырабатывается достаточно быстро, и вам останется только пользоваться большой ёмкостью NiMH аккумулятора в своё удовольствие.

Обсудить на форуме

www.rcdesign.ru

Силовые аккумуляторы - RC самолеты - Каталог статей

Силовые_аккум20NICd (никель-кадмиевые) аккумуляторы используются для питания электродвигателей на радиоуправляемых моделях. Они стоят недешево и, чтобы продлить срок их службы и полностью использовать емкость, с ними надо правильно обращаться.

NiCd – первые аккумуляторы, нашедшие применение в электромоделях. Электродвигатели, приводящие модели в движение, потребляют довольно большие токи. Изначально такие токи могли обеспечить только NiCd батареи. До сих пор они являются единственным и незаменимым источником энергии для многих электромоделей.

Одни из самых часто используемых в моделизме NiCd элементов имеют диаметр 22 мм и длину 42 мм, их максимальная емкость составляет 2400 ма/ч. Типовые разрядные токи, на которых используются подобные аккумуляторы - 20-40 ампер. Конечно, выбор силовых аккумуляторов этим не ограничивается. Они бывают самых разных размеров и емкостей. Мировым лидером в производстве NiCd элементов, способных отдавать большие токи, является фирма Sanyo. Аналогичные NiCd аккумуляторы также производят фирмы Panasonic и Varta.

Выбор аккумуляторов

Сложно назвать конкретные аккумуляторы, которые подойдут к вашей модели. Поэтому здесь будут приведены лишь общие принципы выбора.

1. Если говорить о выборе производителя, то Sanyo несомненно имеет ряд преимуществ по качеству работы. По сравнению с другиим производителями, аккумуляторы Sanyo имеют меньшее внутреннее сопротивление, большую отдачу, медленнее стареют и меньше греются. 2. Аккумуляторы для батареи должны быть подобраны по емкости. Иначе батарея прослужит заметно меньше, чем могла бы, да и отдача будет поменьше. 3. Если все-таки важно извлечь побольше емкости, то цена может отойти на второй план. Нужно выбирать аккумуляторы исходя из того, какую емкость они будут отдавать на заданной нагрузке, и только потом смотреть на отношение емкость/цена. Тут возможны довольно забавные ситуации. Если посмотреть банки Sanyo в форм-факторе АА на 800 и 1000 ма/ч, то при токе 10 ампер банки на 800 ма/ч выдадут больше емкости, хотя стоят они дешевле. Эта ситуация взята из авиамодельной практики, когда используется популярный мотор Speed 400 со стандартным пропеллером, без редуктора. 4. Если важно извлекать из аккумуляторов еще больше, то их начинают селектировать не только по емкости, но и по напряжению. Выбирают те банки, которые имеют максимальное напряжение. Это где-то на 0.05 вольта больше, чем для стандартного случая. 5. Наконец, чтобы извлекать из банок все до последнего, их специально обрабатывают по "Zap"-технологии, и только потом селектируют по емкости и напряжению. Но это необходимо только для очень серьезного спорта. Потому что цена таких банок возрастает раза в два. Для того, чтобы сделать 27-баночную батарею для планера F5B, спортсмены могут перебрать 2000 банок.

Пайка

Вы, конечно, можете купить готовую батарею, но многие моделисты отдают предпочтение приобретению комплектов селектированных и неспаянных элементов (обычно это обходится дешевле). Пайка особых сложностей не вызывает, но надо учесть несколько моментов, чтобы не повредить аккумуляторы и добиться высокого качества соединений. И, конечно же, вы должны обладать некоторыми навыками пайки, чтобы не испортить аккумуляторы.

Взаимное расположение элементов в батарее может быть различным, и определяется только формой аккумуляторного отсека модели. Например, если речь идет об автомодели, для которой требуется батарея из 6 банок, то тут возможны 2 конфигурации:

  • Соединение банок торцами по 3 штуки, в 2 ряда
  • Расположение банок бок о бок и соединение соседних банок перемычками
При самостоятельной сборке элементы чаще всего располагаются вторым способом, так как пайка в этом случае наиболее простая.

Весь процесс можно разбить на несколько этапов.

1. Нужно приобрести все необходимые инструменты (как минимум паяльник, припой, флюс и перемычки). Паяльник должен быть мощностью 40-60 ватт, а еще лучше - 100 ватт с ограничением по температуре. Припой можно использовать ПОС61, а в качестве флюса - 30-50% ортофосфорную кислоту. Если нет фирменных перемычек, то можно использовать медную оплетку от экранированного провода, сечением не менее 2.5 кв. мм. 2. Обязательно подготовьте аккумуляторы и перемычки перед пайкой. Аккумуляторы нужно разрядить и очистить от грязи. После этого все паяемые поверхности необходимо залудить. Обратите внимание, что залуживать нужно не всю поверхность, а только места пайки. 3. Уложите аккумуляторы в ряд, так чтобы их полюсы чередовались, и подровняйте.В местах касания элементов нанесите циакриновый гель. Когда клей засохнет, переверните ряд из аккумуляторов на другую сторону и повторите операцию.Термоклеем пользоваться не рекомендуется, т.к. при нагреве аккумуляторов он размягчается и теряет прочность. 4. Теперь, когда аккумуляторы зафиксированы, можно приступить к пайке. Поскольку аккумуляторы в местах пайки и перемычки вы уже залудили, проблем возникнуть не должно. Припой в месте пайки должен быть гладким и блестящим. Если олово выглядит мутным, то, возможно, вам не хватило мощности паяльника, или же вы решили обойтись без флюса. Качество соединения при этом остается под большим вопросом. 5. Когда элементы соединены между собой, остается припаять провода с разъемом, или контакты из тех же перемычек, на случай, если вы задумаете на соревнованиях обходиться без разъемов. Во втором случае такие контакты будут спасать аккумуляторы от перегрева паяльником. 6. После завершения пайки необходимо смыть остатки флюса щеткой, смоченной в воде или спирте (в зависимости от того, какой флюс применялся).

При спайке элементов очень удобно использовать сборную опалубку в виде коробки по габаритам батареи, изготовленную из листового текстолита или подобного материала. Ее можно сделать самому или купить.

Если уж речь зашла о пайке батарей, нужно упомянуть и способ пайки аккумуляторов встык, без использования перемычек.

Во-первых, перед тем как идти на такой подвиг, десять раз подумайте, надо оно вам или нет. Выигрыш по сопротивлению начинает сказываться при токах 70-100 ампер, а такое бывает, как правило, только на спортивных моделях (например, на планерах F5B). В большинстве же случаев токи аккумуляторов не превышают 40 ампер. Помните также, что если вы спаяете аккумуляторы встык без перемычек, то вы не сможете потом разобрать батарею, если это понадобится (например, чтобы заменить банку, которая вышла из строя).

При пайке аккумуляторов встык необходимо использовать специальную насадку на паяльник в виде молотка, диаметром 12-15 мм и длиной 30-40 мм. Для выравнивания банок можно использовать алюминиевый уголок. С элементов можно снимать "рубашки", оставляя только колечко у положительного полюса (на 27-баночной батарее это экономит около 10 грамм веса). На положительные полюсы также делаются изолирующие прокладки с отверстием в центре. Они защитят аккумулятор от брызг олова при пайке.

Торцы банок необходимо залудить. Затем банки прогревают, вставив между ними "молоток". После этого паяльник вынимают, а аккумуляторы быстро смыкают.

Затягивать батарею в термоусадочную пленку или нет - решать вам. Вообще, такая обтяжка несколько ухудшает теплоотвод, поэтому, скажем, на "классических" 6-баночных батареях ее стараются не использовать, тем более, что затрудняется доступ к отдельным элементам для индивидуального разряда. Но если речь идет о большом количестве банок и экономии веса (отказ от использования циакрина), то без обтяжки уже никак не обойтись.

Заряд

Зарядка силовых аккумуляторов отличается от зарядки обычных. Если обычные, как правило, заряжают током 0.1С (где С - емкость аккумулятора), то для силовых батарей требуется ток заряда 1.5С-2.5С. На заряд простых батарей уходит 10-14 часов. Силовые аккумуляторы заряжаются 20-40 минут. Естественно, что и зарядные устройства используются другие. Соответственно, их называются "медленными" и "быстрыми".

Механизм быстрой зарядки аккумуляторов отличается от обычного. В конце зарядки напряжение на элементе относительно быстро возрастает, а затем начинает снижаться.

Механизм123 1. Аккумулятор полностью разряжен, напряжение меньше 0.4 вольта. 2. Быстрая зарядка. 3. Дозарядка слабым постоянным током. 4. Зарядное устройство отключено.

По пику напряжения зарядники и определяют, что процесс быстрой зарядки пора прервать. Зачастую после этого проводится второй короткий цикл заряда, для более полной накачки батареи.

Величина пика может немного варьироваться в зависимости от производителя. Например, фирма Sanyo рекомендует величину спада напряжения из рассчёта на одну банку примерно 10 милливольт от пика напряжения.

Внимание! В любом случае температура батареи при заряде не должна быть выше 45 градусов.

Диапазон цен на быстрые зарядники колеблется от 20 до нескольких тысяч долларов. Все зависит от функциональных возможностей:

  • количества одновременно заряжаемых батарей
  • минимального и максимального количества банок в батарее, которое поддерживается зарядником
  • возможности регулировки тока заряда и диапазона его изменения
  • наличия индикатора и различных режимов заряда
  • наличия разрядника
Конечно, тут перечислены далеко не все критерии, и многое также будет зависеть от фирмы-производителя. Если вы хотите максимально использовать емкость своих батарей, то придется раскошелиться на нормальный компьютерный зарядник, с регулируемым током и желательно с разрядником. Ну а если разница в несколько процентов емкости для вас не принципиальна, то можно будет обойтись и более дешевыми зарядными устройствами. Наиболее качественные и известные модели зарядников предлагают фирмы Robbe, Graupner и Schulze.

Существуют различные модификации алгоритмов быстрого заряда, которые, по идее, должны приводить к более полной зарядке батарей. Однако на практике конечный эффект настолько неочевиден, что углубляться в такие тонкости нет смысла. Запомните лишь, что при работе с батареей стоит всегда обеспечивать ее полный цикл заряда/разряда. Тогда ваш аккумулятор прослужит дольше.

Разряд

После того, как батарея отработала, ее обязательно нужно разрядить. Если этого не сделать и сразу перейти к зарядке, то у аккумуляторов станет проявляться эффект памяти. Это выражается в том, что напряжение на банках при заряде немного повышается, а реальная емкость падает.

Если ваше зарядное устройство не имеет встроенного разрядника, то можно воспользоваться лампочкой накаливания (или несколькими) на 12в и ток 3-20 ампер. Лампу необходимо отключить, когда спираль будет еле тлеть. Если этого не сделать и ждать "до победного конца", то есть риск, что из-за разброса емкостей некоторые элементы батареи окажутся реверсированными (слегка заряженными в обратной полярности). Вообще говоря, можно купить специальный разрядник, который автоматически отключит нагрузку в нужный момент. Для еще более полной разрядки можно рекомендовать доразрядить каждый элемент по отдельности через кремниевый диод и резистор номиналом 50-100 ом. На рынке предлагаются готовые устройства, которые подключаются к каждому элементу батареи, и разряжают их до конца.

Нюансы эксплуатации

При обычной эксплуатации с аккумуляторами можно обращаться весьма вольно, но когда речь идет о соревнованиях, часто бывает необходимо извлечь из батареи все до последнего. В этом случае аккумуляторы требуют намного более аккуратного и бережного обращения. Разница в энергоотдаче составляет всего несколько процентов, но порой от этого зависит победа в соревновании.

Те, кто использует NiCd батареи, знают, что в начальный момент аккумулятор имеет повышенное напряжение, особенно в первую минуту работы, которое постепенно приходит в норму. Если батарею заряжать большим током, то аккумулятор будет выдавать повышенное напряжение дольше, хотя общее время отдачи энергии сократится. И наоборот, если заряжать меньшим током, то аккумулятор будет отдавать энергию более равномерно, а общее время работы чуть увеличится. На практике это значит, что в зависимости от режима эксплуатации можно подбирать оптимальный зарядный ток батарей. Например, тем, кто ездит в классе Stock, есть смысл заряжать аккумуляторы максимальным током (5 ампер). Ну а тем, кто ездит в классе Modified, возможно, будет полезно заряжать батареи помедленнее.

Никогда не гоняйте батарею до самого конца (пока мотор не перестанет крутиться). При этом Вы можете разрядить некоторые элементы в батарее до их переполюсовки. Никогда не допускайте резких перепадов температур батареи. Да, после разряда аккумуляторы могут нагреться так, что их будет трудно держать в руках. Но это не повод использовать для охлаждения воду или холодильник. Лучше воспользоваться небольшим вентилятором и подождать полчасика или часик. Это, конечно, не быстро, но батарея прослужит намного дольше.

Существует мнение, что для того, чтобы извлекать максимум энергии из NiCd батарей, желательно делать между рабочими циклами перерывы хотя бы в 24 часа (батарея отдыхает, примерно как резиномотор). Правда, справедливости ради, надо сказать, что у разных людей мнения тут расходятся, и результаты выходят самые разные (у кого-то прирост емкости получается, а у кого-то нет).

Хранение

NiCd батареи надо хранить в разряженном состоянии. Лучше всего подключить цепочку из диодика и резистора на каждую банку, чтобы ограничить напряжение на уровне 0.5-0.7 в на элемент. Это также способствует выравниванию характеристик элементов, из которых состоит батарея. После длительного хранения батареи необходимо прогнать 2-3 цикла заряд/разряд током 3-5а, чтобы она вошла в рабочий режим и работала с полной отдачей.

Заключение

Наверное, после прочтения этой статьи вы уже примерно поняли, что собой представляют силовые аккумуляторы и как с ними обращаться. Подводя итог, можно сказать, что, эксплуатируя аккумуляторы, нет смысла излишне усложнять свою жизнь. Конечно, когда речь идет о спорте, и тем более о мировых рекордах, то к эксплуатации батарей надо подходить со всей серьезностью. Ну а если вы используете батарею, чтобы покатать автомодель раз в неделю по лужайке перед домом, то многие нюансы можно и опустить. В этом случае зарядник можно взять попроще, разряд проводить при помощи лампы накаливания (без индивидуального разряда каждой банки).

И еще один момент, касающийся утилизации отработавших аккумуляторов. Дело в том, что кадмий, содержащийся в NiCd элементах, по токсичности не уступает ртути. Поэтому во всех цивилизованных странах имеются пункты приема таких батарей, а стоимость переработки сразу включается в цену аккумуляторов. Более того, во многих местах запрещено использовать NiCd-элементы, которые не включены в общую программу утилизации (на которых отсутствует специальная маркировка).

Вступление

В 1999 году благодаря тому.что фирма Panasonic выпустила NiMH (никель-металгидридные) аккумуляторы для электромоделей,- появилась возможность увеличить время полетов и заездов. Эти аккумуляторы в форм-факторе SC, их диаметр 22 мм, высота 43 мм, емкость 3000 ма/ч.

Сами по себе NiMH аккумуляторы - не новинка. Их изобрели очень давно, и уже много лет удачно используют в разнообразных сферах. Использование NiMH в электромоделях долгое время удерживалось их ограничениями по разрядным и зарядным токам. Только лишь в 1999 году фирма Panasonic смогла представить 3000 ма/ч в корпусе SC с подходящими характеристиками. Эти аккумуляторы способны отдавать токи до 30 ампер, что достаточно для большинства электромоделей. NiMH имеют одинаковые размеры с NiCd, но большую удельную емкость. Но, если речь идет о токах 70 ампер, NiCd до сих пор остаются вне конкуренции.

На сегодняшний день главными производителями NiMH аккумуляторов в форм-факторе SC являются фирмы Panasonic, Sanyo и Powers International.

Выбор аккумуляторов

В середине 2002 года существовало только 3 производителя силовых NiMH аккумуляторов емкостью 3000 ма/ч. Выбирая производителя, примите во внимание следующее:

  1. Наименьшим внутренним сопротивлением обладает Sanyo, дальше идет Panasonic и затем Powers.
  2. Для больших токов однозначно советуем Sanyo.
  3. Для токов нагрузки до 20 ампер приоритет по емкости будет у Powers, так как они отдадут на 50-100 ма/ч больше, чем Sanyo.
  4. У аккумуляторов Powers GT-3000R напряжение меньше чем у Sanyo и Panasonic (на 0.02 вольта для каждой банки).

Все же ситуация может сильно измениться. На сайте Powers International уже появилась информация об аккумуляторах R-3300. Они обладают увеличенной емкостью, в полтора раза большие разрядные токи (30 ампер вместо 20) и более высокое напряжение, чем их предшественники GT-3000R.

Зарядка NiMH

Зарядка NiMH аккумуляторов отличается от зарядки NiCd. А если ваш зарядник не предназначен для применения с NiMH, вы можете попросту вывести им батарею из строя или сократить срок ее использования.

Зарядка NiMH (SC 3000 ма/ч) проводится током от 3 до 5 ампер. Обычно, 5 амперами можно заряжать любые подобные элементы. Но если нет особой необходимости- токи более 3 ампер лучше не использовать,так как иногда при больших токах заряда и высокой температуре воздуха можно перегреть банки. Перед зарядкой аккумулятору необходимо непременно дать остыть, а во время зарядки температура батареи не должна превышать 45 градусов. Также нельзя допускать резких перепадов температур. Вместо применения агрессивного охлаждения лучше взять небольшой вентилятор и подождать.

Останавливать зарядки нужно по стандартному пиковому методу (по спаду напряжения в конце заряда). По сравнению с NiCd - у NiMH элементов пик выражен в 2 раза слабее, поэтому к зарядникам предъявляются более высокие требования по контролю напряжения. Если зарядник имеет регулируемую чувствительность пика конечного напряжения, то ее необходимо установить в 0.02-0.03 вольта для 6-баночной батареи (3-5 мв на один элемент).

Проводить зарядку NiMH следует в обычном "линейном" режиме, когда ток заряда остается постоянным на протяжении всего процесса. "Линейный" режим установлен по умолчанию во многих дорогих зарядниках, и является единственно возможным во всех дешевых. Использование других режимов вроде бы не влияет на продолжительность работы батареи, но после такой зарядки напряжение батареи будет немного ниже.

Внимание! NiMH аккумуляторы очень плохо относятся к перезаряду. По этой причине их нельзя подпитывать слабым током по окончании заряда (так называемый режим "trickle charge"). Помните, что многие дешевые зарядники переходят в этот режим автоматически, когда быстрая зарядка закончилась. Поэтому долго держать батареи в таких зарядных устройствах нельзя: сразу после окончания зарядки аккумуляторы необходимо вынуть. А еще лучше, конечно, использовать более серьезные зарядные устройства, где такая ситуация исключена. NiMH батареи можно "добивать" в заряднике повторно, непосредственно за несколько минут до использования. Это позволит максимально полно использовать энергию аккумулятора. Для этого зарядку надо начать хотя бы за 1 час до старта. Зарядка займет 40-45 минут, и еще останется время на остывание и добивку. Хочется предостеречь товарищей, которые любят впадать в крайности, от того, чтобы производить добивку несколько раз. Как уже выше говорилось, NiMH аккумуляторы очень не любят перезаряда, поэтому вторая добивка принесет больше вреда, чем пользы. Помните, что добивку стоит проводить только на хороших зарядниках. Чувствительность пика напряжения необходимо увеличить до 0.01 вольта для 6-баночных батарей. В идеале, надо просто стараться, чтобы батарея после зарядки как можно меньше лежала без дела.

Замечание. Фирма SANYO вообще не рекомендует проводить второй цикл "добивки", а говорит о зарядке аккумуляторов непосредственно перед стартом. Тем не менее, практически все всё равно "добивают" батареи. Это идет немного в ущерб долговечности, но позволяет больше извлечь из аккумуляторов во время соревнований.

Разрядка NiMH

Между зарядками NiMH батареи должны быть обязательно разряжены, даже несмотря на то, что, по заявлениям некоторых производителей, эффект памяти в их NiMH элементах отсутствует. Если следующая эксплуатация батареи состоится в течение недели, то сразу после использования аккумулятор надо разрядить до напряжения из расчета 0.9 вольт на банку. Использовать фирменные разрядники для NiCd аккумуляторов нежелательно, поскольку они могут разрядить батарею сильнее, чем это допустимо, а это неблагоприятно влияет на состояние аккумуляторов и срок их службы.

Токи разряда не имеют принципиального значения. Единственное, за чем стоит следить, так это за тем, чтобы напряжение на банках не опустилось ниже 0.9 вольт. По этой же причине не стоит "сгонять" остатки электричества непосредственно на самой модели, гоняя ее двигатель без нагрузки. Таким способом можно сильно промахнуться с конечным напряжением.

Долгосрочное хранение

Если NiMH батарею предполагается хранить без использования дольше, чем 1 месяц, то ее надо обязательно зарядить хотя бы на 50% емкости. Все аккумуляторы имеют свойство терять энергию во время хранения. А как уже говорилось выше, NiMH элементы не любят переразряда. Поэтому хранить их в разряженном состоянии не стоит. Раз в 1-2 месяца следует проводить дозаряд, разряд и снова заряд на 30-60% емкости.

Заключение

В настоящее время NiMH аккумуляторы являются весьма перспективными с точки зрения ёмкости. Несмотря на кажущуюся сложность в обслуживании NiMH батарей, привычка следовать описанным выше правилам эксплуатации вырабатывается достаточно быстро, и вам останется только пользоваться большой ёмкостью NiMH аккумулятора в своё удовольствие.

lida-elite.clan.su

Аккумуляторы для радиоуправляемых моделей - RC Total

Аккумулятор - необходимая часть любой радиоуправляемой модели, даже если она оборудована двигателем внутреннего сгорания. От аккумулятора питается вся бортовая электроника автомодели, а в электрических моделях они также являются основным источником энергии для движения и от их характеристик зависит очень многое.

Характеристики аккумуляторов

Ёмкость - количество запасаемой аккумулятором энергии, изменяется в миллиампер-часах (mAh). Может варьироваться в пределах от 150mAh (для микро-моделей) до 10000mAh (для силовых аккумуляторов больших моделей).

Напряжение элемента зависит от типа аккумулятора. Обычно используются аккумуляторные батареи, состоящие из 2-6 соединенных элементов.

Напряжение батареи зависит от количества и способа соединения её элементов.

Токоотдача - способность аккумулятора отдавать ток определённой величины. Измеряется в значениях ёмкости. Например, аккумулятор с ёмкостью 1000mAh и токоотдачей 5C может отдать максимальный ток 1000×5 = 5000 mA (5 ампер).

Внутреннее сопротивление определяет максимальную токоотдачу батареи. Чем меньше внутреннее сопротивление, тем выше токоотдача.

Типы аккумуляторов

В радиоуправляемых моделях могут использоваться несколько разных типов аккумуляторов, характеристики которых существенно отличаются. Практически каждый из типов обладает своими достоинствами и недостатками, а также особыми правилами обращения.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Один из самых старых, сейчас уже почти не применяемых типов аккумуляторов. Элементы NiCd представляют собой цилиндры различных размеров, именуемые "банками", в том числе AA, AAA. Самыми ходовыми для создания батарей является размер Sub-C (толще и короче размера AA). Считаются одними из самых неприхотливых, обладают большим сроком службы (порядка 1000 циклов заряд-разряд), единственный вид аккумуляторов, которые могут храниться разряженными. Обладают одним из самых низких соотношений емкости к массе (порядка 45-65 Вт·ч/кг). Могут работать при низких температурах. Обладают выраженным "эффектом памяти": если аккумулятор начать заряжать до того, как он полностью разрядился, то в следующий раз он сможет разрядится только до этого же уровня, фактически потеряв часть своей ёмкости. Номинальное напряжение 1.2 В, рабочее напряжение от 1 до 1.35 В (1% и 100% ёмкости) на элемент.

Различные размеры NiCd элементовРазличные размеры NiCd элементов Собранная из шести элементов NiCd батареяСобранная из шести элементов NiCd батарея

Никель-металл-гидридные (NiMH)

Похожи по характеристикам и размерам на никель-кадмиевые аккумуляторы, обладают в полтора-два раза большей ёмкостью при той же массе (60-72 Вт·ч/кг), но меньшим количеством циклов заряд-разряд. Достаточно широко распространены, используются и как силовые в недорогих моделях с электродвигателем, и как бортовые в моделях с ДВС, а также в передатчиках. Постепенно вытесняются во всех областях применения аккумуляторами на основе лития. Имеют менее выраженный эффект памяти, чем NiCd аккумуляторы. Должны храниться полностью заряженными, напряжение не должно падать ниже 1.37 В. Номинальное напряжение 1.2 В, рабочее напряжение от 1-1.1 до 1.4 В на элемент. Плохо переносят перезаряд и переразряд (когда напряжение выходит за рекомендуемые пределы). Существуют также NiMH аккумуляторы с низким саморазрядом (LSD NiMH), обладающие улучшенными характеристиками. Жаргонное название - "нимхи".

Различные виды батарей из NiCd или NiMh элементовРазличные виды батарей из NiCd или NiMh элементов

Литий-полимерные (LiPo)

На данный момент это самый распространенный тип аккумуляторов. Выпускаются в виде плоских пластин самых различных размеров. Хотя элементы LiPo не цилиндрической формы, они также часто по аналогии с NiCd и NiMh именуются "банками". Обладают примерно в 3 раза большим отношением ёмкости к массе, чем NiMh аккумуляторы. Используются в качестве силовых аккумуляторов в мощных моделях с электродвигателем, редко в качестве бортовых аккумуляторов ДВС-моделей. Требуют очень аккуратного обращения - механическое повреждение аккумулятора, превышения тока зарядки или короткое замыкание могут привести к возгоранию! Настоятельно рекомендуется использовать при зарядке и хранении специальные несгораемые мешки! Эффект памяти полностью отсутствует. Стареют даже если не используются, через два года теряют порядка 20% максимальной ёмкости. Номинальное напряжение 3.7 В, рабочее напряжение примерно от 3.2 до 4.2 В на элемент, выход за указанные пределы опасен. Обязательно применение специальных зарядных устройств для LiPo аккумуляторов! Должны храниться с 40% заряда (порядка 3.7 В на элемент). Технологии LiPo аккумуляторов постоянно совершенствуются и их характеристики улучшаются. Жаргонное название - "липоли" или "липохи".

Элемент LiPoЭлемент LiPo LiPo батарея из двух элементовLiPo батарея из двух элементов

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4)

Довольно новый тип аккумулятора, сочетающий достоинства LiPo в плане ёмкости (немного меньше) и неприхотливости NiCd. Пока мало распространен, в первую очередь из-за непривычного напряжения и малого количества типоразмеров, представленных на рынке. В основном используются как бортовые аккумуляторы ДВС-моделей и в передатчиках, но есть и силовые LiFe аккумуляторы для моделей с электродвигателем. Элементы выпускаются разными фирмами как в виде цилиндров, так и в виде пластин. Номинальное напряжение 3.3 В, рабочее напряжение от 2 до 3.65 В.

Элемент LiFePO4 в виде пластиныЭлемент LiFePO4 в виде пластины Бортовой аккумулятор LiFeБортовой аккумулятор LiFe

Соединение элементов аккумуляторов

Напряжение одиночного элемента практически любого типа аккумулятора недостаточно почти никогда для его практического применения, поэтому аккумуляторные элементы собирают в батареи. Последовательное соединение элементов увеличивает напряжение пропорционально количеству элементов. Например, шесть соединенных последовательно NiMh элементов дадут батарею с напряжением 1.2×6 = 7.2 В. Практикуется также параллельное соединение элементов, при этом увеличивается ёмкость. Например, два элемента ёмкостью 1000mAh, соединенные параллельно, образуют батарею с таким же напряжением, как напряжение одного элемента, но ёмкостью 2000mAh. Для краткого обозначения типа соединения элементов в батарее используются обозначения вида 3S2P, которое обозначает, что в батарее использовано шесть элементов, соединенных по три последовательно и два параллельно. Например, если для сборки такой батареи использованы элементы ёмкостью 1000mAh и напряжением 1.2 В, то полученный аккумулятор будет иметь ёмкость 2000mAh и напряжение 3.6 В. В LiPo батареях не используется параллельное соединение, поэтому для их обозначения используется укороченная запись, например: 1S, 2S, 3S и т.д.

3S2P соединение элементов аккумуляторной батареи3S2P соединение элементов аккумуляторной батареи

Подробнее о напряжении аккумуляторов

На аккумуляторах всегда указывается их номинальное напряжение. Как уже говорилось, для NiCd и NiMh оно составляет 1.2 В на элемент, для LiPo 3.7 В, для LiFe 3.3 В. Надо понимать, что это их среднее напряжение, на самом деле, напряжение полностью зараженного аккумулятора заметно выше и постепенно уменьшается по мере его разряда, но нелинейно. Кривая разряда у аккумуляторов различных типов разная, но практически всегда можно почувствовать, что при разряде аккумулятора автомодель начинает ехать хуже, так как её максимальная скорость зависит от напряжения аккумулятора. Это, кстати, можно считать одним из недостатков электрических автомоделей перед моделями с ДВС.

Балансировка LiPo

LiPo батареи очень чувствительны с напряжению на каждом элементе, но при этом их элементы батареи имеют свойство разряжаться неодинаково. Например, 3S батарея может иметь после разрядки следующие напряжения на своих элементах: 3.2 В, 3.5 В, 3.1 В. Такая батарея нуждается в балансировке - выравнивании напряжений на элементах батареи. Для этого у LiPo батарей имеется балансировочный разъем. Все зарядные устройства для LiPo батарей также имеют такой разъем и могут заряжать батареи, одновременно балансируя их. Чем качественнее батарея, тем меньше, теоретически, должен быть дисбаланс элементов при её работе.

Подсоединение балансировочного разъема внутри 3S LiPo батареиПодсоединение балансировочного разъема внутри 3S LiPo батареи

Выбор аккумулятора

При выборе аккумулятора нужно руководствоваться возможностями регулятора скорости, используемого на модели. В характеристиках регулятора указывается разброс напряжений, с которыми он может работать и тип аккумуляторов. Превышение допустимого напряжение может повлечь выход регулятора из строя. Часто пределы используемых напряжений указываются не в вольтах, а в количестве "банок", например регулятор Castle Creations Mamba Monster 2 Waterproof может использовать до 6S LiPo или 18S NiMh.

Поддержка регулятором LiPo-аккумуляторов выражается в наличии в нём так называемой "отсечки". Отсечка предотвращает повреждение аккумулятора, не допуская его слишком сильного разряда. При этом модель просто резко останавливается, тогда как модель с регулятором без отсечки будет ездить всё медленнее и медленнее из-за слишком низкого напряжения аккумулятора, аккумулятор при этом, скорее всего, будет повреждён. При сильном желании использовать LiPo батареи с регулятором, у которого отсутствует функция отсечки, рекомендуется ходя бы поставить на его балансировочный разъём специальный индикатор со звуковой сигнализацией, который сообщит о разряде батареи.

Что касается выбора фирмы-производителя батарей, то для хобби мы бы рекомендовали использовать батареи китайского производителя Turnigy. Они в несколько раз дешевле дорогих фирменных батарей и полностью отрабатывают свою стоимость. Дорогие батареи высокого качества могут быть необходимы только для серьезных соревнований. Одна из оптимальных батарей для использования на багги и трагги масштаба 1/8 с двигателем 2200kv - Turnigy 4000mAh 4S 30C.

Внимание! Перед покупкой не забывайте проверять размеры батареи и вашего батарейного отсека! Размеры LiPo очень разные и могут меняться даже у одного производителя в зависимости от ёмкости, количества банок и токоотдачи.

rctotal.ru


Смотрите также