Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов. S аккумулятор


Литий-ионный аккумулятор Golisi S30 и S26

Производитель литий-ионных аккумуляторных батарей и зарядных устройств GOLISI. Выпустил новую модель батарей S30. Модель имеет емкость 3000 мАч и рассчитана на максимальный отдаваемый ток 35А. В этом обзоре я сравню модель S30 с её предшественником S26. Как можно догадаться из обозначения модель S26 имеет емкость 2600 мАч.

Обзор будет построен следующим образом:

1. Сначала я расскажу про упаковку. 2. Покажу батареи со всех сторон, замерю вес. 3. Сравню характеристики двух моделей S30 и S26. 4. Замерю ёмкость батарей при помощи iMax B6 и BT-C3100. 5. Также я замерю внутренне динамическое сопротивление аккумуляторов. 6. Проверю заявленный максимальный отдаваемый ток. 7. Замерю нагрев батарей в двух режимах работы: при разряде токами 5 и 10 А. 8. Сделаю выводы.

Аккумуляторы из обзора не имеют защитной платы. Поэтому при их эксплуатации следует придерживаться нескольких правил: 1. Не допускать короткого замыкания. 2. Не допускать глубокого разряда ниже 2,5 В для S26 и 2,75 В для S30. Т.е. с осторожностью использовать в устройствах, где может происходить неконтролируемый разряд аккумулятора, к примеру, в фонарях. 3. Не перезаряжать выше допустимого уровня напряжения. Для батарей из этого обзора это 4,2В. 4. В ходе эксплуатации не допускать превышения температуры, оговоренной в документации. 5. Придерживаться рекомендаций по температуре хранения.

1. Упаковка.

На обзор мне было предоставлено по две батареи каждой модели. Образцы пришли в четырех картонных коробочках. В каждой из которых находилось по одной батареи в жестком пластиковом футляре. Каждый футляр рассчитан на транспортировку или хранение двух незащищенных батарей типоразмера 18650. Защищенные батареи в него не умещаются.

Еще коробочки

2. Внешний вид

Внешне аккумуляторы друг от друга отличаются только надписью. Размеры плюсового контакта идентичны. Кстати, если сравнить габариты плюсового контакта, к примеру, с аккумуляторами LG HE2 или LG HG2, то у батарей Golisi он чуть меньше. Его габариты примерно одинаковы с контактами батарей Sony. На обратной стороне батареи имеют обозначение полярности и штрих-код.

Заявленная ёмкость батарей S30 больше на 400 мАч, чем у предыдущей модели S26, следовательно вес батарей также немного отличается. S30 – 50,9 г. S26 – 47,8 г. Разница не столь существенна. При этом обе модели батарей немного тяжелее, чем SONY VTC6 (46,8 г) или LG HG2 (45,7 г) или Samsung 30Q (45,9 г).

3. Характеристики батарей

S26

Габариты: 18 x 65mm Типоразмер: 18650 Ёмкость: 2600mAh Отдаваемый ток: 35A Номинальное напряжение: 3.7V Максимальное напряжение: 4.20±0.05V Количество циклов: >800 Температура во время заряда: 0 — 45 C Температура во время разряда:-20 — 60 C Температура хранения: -20 — 50 C Сертификаты: Certificates: CE, ROHS, FCC, MSDS, WEEE, UN38.3, IEC62133, drop test, sea / air shipping safetly report

S30

Габариты: 18 x 65mm Типоразмер: 18650 Ёмкость: 3000mAh Отдаваемый ток: 35A Номинальное напряжение: 3.7V Energy density: Volumetric: 567 Wh/l, Gravimetric:194 Wh/kg Зарядный ток: max 2A Метод заряда: CC-CV, (1.5 часа до полного заряда) Температура во время заряда: 0 — 45 C Температура во время разряда:-20 — 60 C Температура хранения: -20 — 50 C Сертификаты: CE, ROHS, FCC, WEEE, MSDS, UN38.3, IEC62133, drop test, sea / air shipping safetly report

Полноценную документацию в pdf-файле на данные батареи мне найти не удалось. Даже на официальном сайте производителя информации почти нет. Для модели S30 приводятся следующие графики:

4. Замеры емкости

Замеры емкости я проводил после примерно 7-8 циклов заряда-разряда. Во всех тестах заряд осуществлялся током 1 А, а разряд проводился токами 0,5 А и 1 А. Данные, полученные при измерениях устройством OPUS BT-C3100 и iMax B6 значительно отличаются. С чем это связано я объяснить не могу, разряд проводился с напряжения 4,2 В до напряжения 3,0 В.

Пруфы

Чтобы никого не обмануть, дам ссылку на обзор батарей, в котором присутствуют графики разряда разными токами от 0,2 до 30 А. Значения, полученные мной при помощи зарядного устройства OPUS BT-C3100 примерно соответствуют данным в следующих графиках, взятых из обзоров, на которые я дал ссылки: Golisi S26 и Golisi S30

5. Замер динамического сопротивления

Измерения буду проводить при помощи зарядного устройства BT-C3100. При измерении буду следовать рекомендациям, которые даются в документации на устройство. «Поскольку внутренне сопротивление аккумулятора очень мало, то погрешность в его измерения могут вносить контакты, между которыми зажимается аккумулятор. Для более точного измерения рекомендуется дополнительно чем-то прижимать контакты на время проведения измерений» Разумеется, точность измерений при таком способе будет не высока, но это поможет дать более подробную картину о характеристиках аккумуляторов.

6. Разряд максимальным током

Для измерения отдаваемого тока я воспользуюсь методом, который был применён в прошлых моих обзорах аккумуляторов. А именно я возьму электронную сигарету с максимальной выдаваемой мощностью 230 Вт, которая питается от двух аккумуляторов типоразмера 18650 и в разрыв между аккумуляторами подключу токовый шунт 75ШСМ 50А. В качестве нагрузки будет использоваться проволока испарителя. Небольшое пояснение: упрощенно можно сказать, что сам испаритель представляет собой катушку проволоки с сопротивлением 0,15Ом. Спираль испарителя изготовлена из Кантала*. Измеренное мною сопротивление шунта составило 1,52мОм. *Кантал – сплав на основе железа, включающий в себя также Хром, Алюминий, Кремний и Марганец. Является торговой маркой, принадлежащей компании Sandvic, у остальных производителей этот материал называется Фехраль. Применяется для изготовления нагревательных элементов мощных электронагревательных устройств промышленных и технологических печей, пуско-тормозных резисторов электровозов, моторвагонного подвижного состава, в электронных сигаретах в качестве нагревательного элемента. Более подробно про этот материал можно узнать тут: wiki

Одновременно с замером тока буду показывать просадку напряжения на одном из аккумуляторов. Для этого я немного модифицировал электронную сигарету. К положительному полюсу батарейного отсека бокс-мода я подсоединил проводок, который вывел наружу, чтобы к нему можно было подключить мультиметр. Упрощенную схему можно увидеть на рисунке ниже. Перед проведением замеров напряжений и токов я полностью зарядил аккумулятор.

На следующих фотографиях показан токовый шунт и остальные части схемы.

На следующей фотографии показан процесс измерения максимального отдаваемого батареями тока. Слева батареи S30, справа S26. Токовые клещи показывают падение напряжения во время разряда максимальным током. Слева от желтой полосы в момент разряда, справа от желтой полосы до начала разряда.

Для батареи S30 максимальное падение напряжения на шунте составило 53,9 мВ, следовательно, поделив это значение на сопротивление шунта (1,52 мОм), получим максимальное значение разрядного тока. Оно составило 35,13 А. При этом напряжение на аккумуляторе просело до 3,4 В. Видим, что батарея обеспечивает заявленное значение разрядного тока.

Для батареи S26 максимальное падение напряжения на шунте составило 54 мВ, следовательно максимальное значение разрядного тока составило 35,52 А. При этом напряжение на аккумуляторе просело до 3,3 В.

Из этого эксперимента можно сделать вывод, что оба типа батарей обеспечивают заявленное значение максимального разрядного тока. При этом падение напряжение на батарее находится на том же уровне, что и для остальных брендовых батарей, которые я тестировал ранее. Оно находилось в диапазоне 3,24 – 3,4 В, в зависимости от типа батарей.

7. Тест на нагрев.

В ходе проведения этого теста я разряжал батареи током 5 м 10 А. Оба типа батарей разряжались до 2,9 В. Также я провел разряд батарей током 1А, но в этом случае результаты не такие интересные. Оба типа батарей совершенно не нагрелись.

При разряде током 5А батареи S26 нагрелись до температуры 43,5°С. Данное значение температуры было зафиксировано в самом конце разряда, когда напряжение на батареи достигло 2,9 В. На следующих темплограммах данному режиму разряда соответствует картинка по центру. Затем я разрядил батареи S26 током 10 А, в ходе этого эксперимента я немного превысил максимальную допустимую температуру батарей. В конце разряда батарея нагрелась до 61,9 °С.

Далее я провел те же эксперименты с батареей S30. Током в 1А разряжать до конца не стал, т.к. уже через 10 минут было понято, что при таком разрядом токе температура поверхности батареи совершенно не изменяется. А вот при разряде током 5 А батарея нагрелась до 46 °С. Значение температуры также зафиксировано в конечной точке разряда, т.е. при напряжении на батарее 2,9 В. А при разряде током 10 А батарея нагрелась до 61,3 °С. Внизу на теплограмме можно увидеть точку со значением температуры 75,1 °С, на эту точку не обращаем внимания, это температура контакта, не рассчитанного на такие токи. Разряд проводился с стандартном батарейном отсеке, который можно купить в любом магазине электротоваров или заказать с Китая.

8. Вывод

Из проделанных мною экспериментов можно сделать вывод, что оба типа батарей обеспечивают заявленное значение максимального отдаваемого тока. Емкость батареи S26 соответствует заявленному значению в 2600 мАч, а вот у батареи S30 емкость оказалась немного меньше заявленной. Стоимость батареи S30 составляет $9,3 а батарея S26 стоит несколько дешевле $6,1. Мое мнение таково, что не стоит переплачивать за $3,2 за небольшую разницу в емкости. Пока я проводил тесты и оформлял обзор, на рынке успели появится ещё два типа батарей S32 типоразмера 20700 с емкостью 3200 мАч и максимальным током 30 А, а также S35 типоразмера 21700 с емкостью 3750 мАч и максимальным отдаваемым током 40 А.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

mysku.ru

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Вынужден сразу оговориться, применения не будет, так как покупал их просто в довесок к заказу, чтобы сработал купон на скидку, да и просто на всякий случай, вдруг пригодятся. Хотя в конце покажу один из вариантов, где их можно применить.

Заказал довольно давно, у продавца в продаже их уже нет, стоили около 85 центов за штучку, нашел ближайший похожий лот, на него и ведет ссылка.

Платки в аккуратных пакетиках, присутствует номер артикула, кроме того есть подозрение, что "ноги растут" из магазина Банггуд.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Внешне выглядят очень аккуратно, все контакты подписаны.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Размеры платы довольно компактные, даже при том, что часть платы просто пустая.Длина 35мм, ширина 6.2мм.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Сверху расположился контроллер, его "обвязка", и также транзисторная сборка.Снижу маркировка - ZYT240 2S 3565.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Ничего по этой маркировке я не нашел, нашел только по номеру артикула. Изначально нашел больше параметров, но так и не смог опять найти место, где нашел.напряжение: 7.2 В/8.6 Врабочий Ток: 3А (4-8A пик)цвет: Зеленыйвес: 2 гразмер 35 х 6 мм

Взвешивать плату не буду, цвет и так видно, размеры указал выше, потому проверять будем все остальное :)

Но для начала о самой плате.Как я писал выше, на плате установлен контроллер и полевой транзистор.1. Контроллер, предположительно является аналогом S-8252, ссылка на даташит.2. Сборка из двух N-канальных полевых транзисторов. Заявленный максимальный длительный ток при температуре 70 градусов - 5 Ампер, ссылка на даташит.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Схема включения контроллера выглядит почти также как и у его одноканального варианта, только добавился еще один вывод - контроля второго аккумулятора. Кстати, в одноканальных вариантах иногда есть версии с терморезистором контроля перегрева, здесь такого варианта нет, так как выводы у микросхемы использованы все.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Краткое описание назначения элементов, установленных на плате.1. Сборка полевых транзисторов. Собственно подключают и отключают нагрузку или зарядное от батареи.2. Защитный резистор. Защищает контроллер от выхода из строя в режиме заряда. Токового шунта на плате нет, в этом качестве используется измерение падения на сборке транзисторов.3. Контроллер, измеряет напряжение на аккумуляторах, управляет полевыми транзисторами.4,5. Защитные цепи измерительной цепи верхней и нижней батареи сборки. Конденсатор защищает от всплесков напряжения.

Около резистора R3 видно место под конденсатор С3. Если на это место установить конденсатор небольшой емкости (подобрать экспериментально), то микросхема будет меньше "видеть" всплески тока нагрузки, иногда бывает полезно с нагрузками, которые имеют небольшой статический ток и большой динамический.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Небольшой, но интересное наблюдение, плата в длину равна ширине сборки из двух аккумуляторов размера 18ххх.

Плату я подключал следующим образом (на всякий случай).Сначала подготавливаем короткие провода, сечение 0.5-0.75мм, паяем к площадкам платы, так надежнее, чем если бы сначала паять к аккумуляторам, а затем к плате, меньше шанс случайно закоротить выводы батареи.Припаиваем крайние выводы сборки.Припаиваем средний вывод. Здесь сечение провода значения не имеет, по нему не идет большой ток.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Альтернативный вариант установки платы, в таком варианте можно все аккуратно подключить, а затем изолировать термоусадкой. Получится весьма удобная батарея.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Иногда при подключении аккумуляторов к плате, она включается в заблокированном режиме, т.е. напряжения на выходе нет. Это нормально, надо просто подключить сборку к зарядному устройству и потом напряжение появится.В моем случае плата стартовала сама.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Дальше переходим к тестам.Подключаю батарею к тестеру аккумуляторов, в данном случае он выступает в роли тестера платы :)

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Дальше я запустил программу ступенчатого увеличения тока от 0.2 Ампера до 5. при значении тока в 3.6 Ампера защита отключила нагрузку.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

После этого я перешел к тестированию нижнего порога отключения. но сначала протестировал, сколько теряется на плате при различном токе.1. 0.75 Ампера2. 1.5 Ампера3. 2.25 Ампера4. 3 Ампера.5. 3 Ампера, через пол минуты напряжение немного подросло.6. 3 Ампера, примерно через 3-4 минуты, рост напряжения прекратился.

Рост напряжения от прогрева это нормальное явление, как минимум медь, из которой сделаны дорожки печатной платы, имеет положительный ТКС, т.е. сопротивление увеличивается с ростом температуры.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Через еще некоторое время я измерил температуру платы при токе 3 Ампера, самый горячий элемент - транзисторная сборка, почти 70 градусов. 70 градусов это не очень много, но при упаковке платы в аккумуляторную сборку охлаждение ухудшится и температура вырастет, потому я бы не советовал длительно использовать плату в таком варианте при больших токах.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Суммарное напряжение батареи при отключении составило около 5.35 Вольта.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Но так как плата следит за напряжением отдельных аккумуляторов, то я сначала нашел аккумулятор с более низким напряжением и потом измерял напряжение на нем.Плата отключила нагрузку по падению напряжения ниже 2.41 Вольта, на втором аккумуляторе в это время напряжение было заметно выше.Это собственно тот важный момент защиты, плата следит за каждым аккумуляторов отдельно.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

После этого я повторил операцию, но уже при заряде.Отключение произошло при напряжении сборки в 7.49 Вольта (примерно).

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Но на самом деле отключение произошло из-за "перекоса" батареи из-за того, что установлены аккумуляторы имеющие заметно разную емкость (так вот сложилось).Собственно потому я не советую использовать аккумуляторы разной емкости при последовательном соединении, как бы вам не хотелось это сделать. Обычно так делают когда хотят использовать старые аккумуляторы от ноутбуков.На самом деле отключение произошло по превышению напряжения на одном из аккумуляторов.Напряжение аварийного отключения составило 4.28 Вольта, многовато, лучше было бы 4.25, но возможно сказалось то, что скорость роста напряжения была довольно большой.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

После аварийного отключения я еще раз запустил заряд, плата корректно отключила батарею, а на входе при этом было около 12 Вольт.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Если немного "отбалансировать" батарею, то заряд идет вполне корректно, 8.4 Вольта на батарее и она продолжает заряжаться.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

В интернете бродит довольно распространенное заблуждение, что вышеуказанная плата (и похожие) отвечают за заряд аккумулятора.Почти все такие и похожие платы отвечают только за три вещи:1. Контроль переразряда батареи2. Контроль перезаряда батареи3. Защита от превышения тока нагрузки.Иногда плата может контролировать температуру батареи.

Все! Плата не умеет заряжать аккумуляторы. Причем это же касается и больших плат для установки в электроинструмент и радиоуправляемые игрушки. Платы со встроенным зарядным существуют, но встречаются так редко, что можно сказать - их нет.Также нельзя использовать функцию аварийного отключения по переразряду как функцию заряда, это аварийная защита!

Как я обещал в самом начале, покажу куда можно применить подобную плату.Например я пару лет назад переделывал аккумуляторы радиостанций, менял никелевые аккумуляторы на литиевые. Тогда я использовал аккумуляторы с защитой, с этой платой защита не нужна.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

Кстати, тогда же я делал и активный балансир и зарядное на одной плате.

Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов

На этом вроде все. Могу сказать, что плата годная, полностью работоспособна и за небольшие деньги может спасти вашу батарею :)

www.kirich.blog

Аккумуляторы для коптеров: LiHV (4.35V) и LiPo (4.20V)

Мы постоянно слышим положительные отзывы о LiHV аккумуляторах, и, как говорят, они лучше чем традиционные LiPo, особенно для гоночных мини коптеров. Я сделал несколько тестов и попытался проверить это.

Огромное спасибо Aircraft-World.com за присланные на тестирование аккумуляторы Hyperion HVLi.

Что такое LiHV аккумулятор?

LiHV (или HVLi) — сокращение от «High Voltage Lithium Polymer» (Литий-полимерный аккумулятор высокого напряжения). Это разновидность обычного Lipo аккумулятора, которую можно безопасно заряжать до напряжения 4.35В на банку.

Когда вы заряжаете LiHV аккумуляторы обычным зарядником для LiPo до напряжения 4.20 В, получите вполне обычный аккумулятор. Однако, если зарядить их полностью, до напряжения 4.35 В на ячейку, то это даст следующие преимущества:

  • Полностью заряженный LiHV аккумулятор имеет большее напряжение, чем обычный LiPo (на 4S напряжение будет 17.4 В, вместо 16.8В), следовательно ваши моторы будут развивать бОльшую мощность, обороты также будут выше, теоретически квадрик полетит быстрее
  • Во-вторых, у LiHV емкость на единицу веса выше, так что, теоретически (опять же) летать вы сможете дольше. Hyperion (компания, выпускающая HVLi аккумуляторы, которые я тестировал) уверяет что емкость на 10% больше чем у обычных LiPo тех же размеров и веса
  • И последнее, из-за более высокого качества LiHv аккумуляторов, на полном газу напряжение проседает меньше

Можно ли заряжать обычные LiPo до 4.35В?

Возможно вам любопытно: «могу ли я перезарядить свои обычные LiPo до 4.30 или даже 4.35В чтобы получить бОльшую мощность и увеличить длительность полета?» Ответ: НЕТ! Это ОЧЕНЬ опасно и скорее всего приведет к пожару из-за различий в химии ячеек аккумуляторов.

Как заряжать HVLi?

Прежде чем купить LiHv аккумуляторы, нужно проверить ваш зарядник,  потому что далеко не все зарядники поддерживают LiHV аккумуляторы.

Некоторые зарядники не позволяют выбрать типа аккумулятора LiHV, но позволяют заряжать литиевые аккумуляторы до 4.3В на ячейку. Лучше всего иметь зарядник, который специально рассчитан на LiHV аккумуляторы, например IMAX X150.

Не стоит заряжать HVLi аккумуляторы совместно с обычными LiPo, заряд обычного lipo выше 4.2 В может привести к пожару. Зарядник не может определить тип подключенного аккумулятора: это HVLi или обычный LiPo, поэтому будьте очень осторожны и не перепутайте их.

HVLi  аккумуляторы для тестирования

Эти аккумуляторы Hyperion HVLi пришли со стандартным разъемом XT60 и балансирным разъемом JST-XH. Силовые провода сечением 14AWG.

Hyperion-1800mah-4S-HVLi-battery-4.35V-40-80C

В сравнении с обыкновенными Lipo такой же емкости, LiHV меньше и легче, из-за большей энергии на единицу веса.

  • Hyperion 4S 1800mAh 40C – 178г
  • Turnigy Nano-Tech 4S 1800mAh 65C – 228г

Hyperion-1800mah-4S-HVLi-battery-4.35V-compare-to-turnigy-nano-tech-size

Это небольшой аккум емкостью 1400 мАч.

Hyperion-1400mah-4S-HVLi-battery-4.35V-40-80C

  • Hyperion 4S 1400mAh 40C – 142 грамм
  • Dronelab 4S 1500mAh 50C – 157 грамм

Hyperion-1800mah-4S-HVLi-battery-4.35V-compare-to-drone-lab-size

Тестирование и сравнение HVLi и LiPo

С помощью KISS FC + KISS ESC 24A я могу отслеживать напряжение и потребляемый ток прямо во время полета.

kiss-fc-osd-display-esc-telemetry-data hyperion-hvli-lipo-excel-battery-data-analysis

Я протестировал и сравнил Hyperion 4S 1800mAh и Turnigy Nano-Tech 4S 1800mAh. Тест я проводил дважды, во время первого теста я просто висел в воздухе, во время второго — летал на средней скорости.

Тест в висении

Я висел в одном и том же месте и приземлялся только тогда, когда истраченная емкость аккумулятора достигала 1800 мАч — официальная емкость аккумулятора (снял GoPro чтобы немного увеличить время висения)

  • Hyperion: 10:45
  • Turnigy: 9:09

Я думал, что придется садится примерно одновременно, оба аккумулятора были одной емкости — 1800 мАч, но получилось иначе! На Hyperion’е я висел на 96 секунд дольше чем с Turnigy.

Мое предположение — это связано с весом аккумулятора, Hyperion на 50 грамм легче чем Turnigy и моторы потребляют меньший ток во время висения. График подтверждает это, как вы видите, квадрику приходится потреблять бОльшую мощность, чтобы оставаться в воздухе при бОльшем весе аккумулятора.

Также стоит обратить внимание на напряжение аккумуляторов на протяжении всего цикла разряда. Изначально напряжение HVLi выше чем LiPo, но ко второй половине процесса разряда напряжение HVLi приближается к LiPo.

Забавный факт: после того, как из Turnigy Nano-tech было вытянуто 1800 мАч, его напряжение было еще достаточно велико: 14.4 В (3.6 В на банку). Возможно это означает, что аккум большей емкости, чем заявлено производителем (может 1900мАч?)

FormatFactoryhvli-vs-lipo-battery-hover-test-graph-capacity-voltage-power

Тестируем в быстром полете

В этом тесте я летал с примерно постоянным газом, от 70 до 80%. БОльшее напряжение улучшило отклик квадрика и увеличило его скорость. Это видно из графика потребляемой мощности, в целом квадрик может взять бОльшую мощность от аккумулятора LiHV, чем от LiPo.

Однако я не заметил значительного увеличения полетного времени в сравнении с Nano-Tech LiPo, возможно потому что я гонял слишком быстро.

Результат похож на тест в висении, мы видим большее напряжение в начале, но они сходятся ближе к концу. Это говорит о том, что аккумулятор даст вам бОльшие обороты двигателя и меньшую просадку напряжения, спасибо высокому начальному напряжению; во второй половине мощность снимаемая с аккумуляторов будет примерно одинаковой. Думаю это то, что нужно учесть в гонках на выносливость, где вы должны решать когда лучшее время для замены аккумуляторов.

  • Замечу, что аккумулятор Turnigy, используется уже около года, так что токи разряда несколько ниже, чем у новых аккумуляторов. У меня нет новых аккумуляторов 1800 мАч.

FormatFactoryhvli-vs-lipo-battery-flight-test-graph-voltage-power

HVLi для очков Fatshark

Кроме вышеупомянутых аккумуляторов я протестировал 2S HVLi, который предназначены для очков Fatshark — 2S 1300mAh 2C-4C. Они выглядят абсолютно также как и оригинальные Lipo из комплекта очков Dominator, но HVLi хватает намного дольше!

Аккумуляторы для очков можно взять тут.

Hyperion-1300mah-2S-HVLi-battery-for-fatshark-FPV-Goggles-connectors

Я протестировал 3 аккумулятора 2S:

  • Fatshark 2S 1000mAh (стоковый аккум): 0:50:10
  • Turnigy 2S 1300mAh: 2:37:26
  • Hyperion HvLi 2S 1300mAh: 2:52:42

Аккумулятор Hyperion может питать очки непрерывно почти 3 часа! Впечатляюще 🙂

Замечу, что я модифицировал аккумуляторы очков для упрощения зарядки (англ).

Hyperion-1300mah-2S-HVLi-battery-goggles-compare-to-original-lipo-1300mah-turnigy

Еще одна тема для обсуждения: процедура раскачки (англ.) новых литиевых аккумуляторов. Раскачиваете ли вы свои аккумуляторы?

 

Оригинал: LiHV (4.35V) vs LiPo (4.20V) | Battery for multirotor

blog.rcdetails.info

Ученые нашли способ повышения срока службы сверхъёмких литий-серных аккумуляторов (Li-S)

Ученые из Стэнфордского университета сделали серьезный шаг по превращению экзотической технологии в изделие, доступное для массового использования. С помощью графена (двумерного углеродного кристалла) инженеры увеличили срок службы литий-серного аккумулятора (Li-S) в два раза.Первые образцы литий-серных аккумуляторов появились в 2004 году. Инженеры американской компании Sion Power представили вторичный химический источник тока, где жидкий катод был отделен от электролита специальной мембраной. Конструкция аккумулятора была схожа с литий-ионным, однако в отличие от последнего, Li-S аккумулятор вместе с литиевым анодом использовал серосодержащий катод, благодаря которому увеличивалась удельная зарядная емкость батареи.

Энергетическая емкость уже первых моделей Li-S аккумуляторов достигала 300 ватт-часов на килограмм, теоретическая же емкость, по некоторым оценкам, может составлять 2600 Вт*ч на килограмм! Для сравнения, удельная емкость Li-ion батареи в среднем составляет 100-250 Вт*ч/кг. То есть по сути, литий-серные аккумуляторы равного веса могли бы увеличить запас автономного хода современных электромобилей в 2-3 раза.

Однако такие батареи имеют существенный недостаток — маленький срок службы (всего 50-60 циклов разряда/заряда). Формирующиеся в процессе разряда Li-S батареи полисульфиды частично растворяются в электролите. Это приводит к быстрой потере активный массы серы и падению энергоемкости аккумулятора. Команде исследователей из Стэнфорда удалось стабилизировать литий-серные аккумуляторы на уровне 100 циклов разряда/заряда, при небольшом падении емкости. Правда, предложенный учеными способ (добавление полиэтиленгликоля, микрочастиц сажи и полуокисленного графена) привел к большому разбросу в параметрах катодов. После 100 циклов лучшие из них продемонстрировали 10% потери емкости, худшие – 25%.

Тем не менее, это большой шаг вперед на пути к сверхъёмкому источнику тока. Ведь ранее литий-серные аккумуляторы и вовсе выходили из строя после 60 циклов разряда/заряда.

Новости по теме

ecoconceptcars.ru

Как выглядит аккумулятор Tesla Model S / Хабр

Журналисты Cnet побывали на экскурсии в штаб-квартире Tesla и посетили термальную тестовую лабораторию, где испытывают аккумуляторы для будущей Tesla Model S при температурах от -75°С до 50°С.

В нынешнем спорткаре Tesla Roadster ячейки упакованы в виде компактной «коробки», которая помещается прямо позади сидений Lotus Elise (шасси, которое используется для Roadster). В Model S решили использовать другой подход: ячейки расположат вдоль всего днища автомобиля, чтобы как можно ниже опустить центр тяжести. Главный инженер Tesla объяснил также, что такой формат способствует повышению торсионной жёсткости и безопасности. Стальная рамка по периметру защищает от деформации. Вообще, он считает, что Model S займёт первое место в своём классе по торсионной жёсткости, что положительно скажется на управляемости автомобиля. Пласт батарей также служит дополнительной защитной арматурой, которая предотвращает проникновение в кабину при боковом ударе.

Tesla пока не разглашает, сколько будет весить комплект аккумуляторов для Model S, но выглядит он помассивнее, чем у Roadster, у которого вес батарей приближается к 450 кг. На первый взгляд, габариты аккумуляторной подложки Model S составляют примерно 2,1 метра в длину, 1,2 метра в ширину и 15 см в толщину.

Также как в Roadster, аккумуляторы Model S состоят из цилиндрических Li-Ion ячеек 18650s. Tesla всячески испытывает их при разных температурах, силе тока и даже в краш-тестах. Собранные данные отправят изготовителям ячеек для коррекции производства — среди них компании Panasonic и Samsung.

Model S пойдёт в массовое производство в 2012 году, а покупатели смогут выбрать машину с тремя вариантами ёмкости аккумулятора: на 257, 370 и 483 км от одной подзарядки. Model S будет разгоняться до 100 км/ч за 5,6 с, а максимальная скорость заявлена в 193 км/ч.

Аккумуляторы Tesla занимают первое место по плотности заряда среди всех электромобилей, и компания работает над дальнейшим повышением этого показателя. Хотя конкуренты пробуют различные технологии, Tesla по-прежнему отдаёт предпочтение тем же аккумуляторам, что используются в ноутбуках.

Система жидкого охлаждения должна увеличить срок жизни аккумуляторов до 7 лет или 160 тыс. км. Это гораздо больше, чем в нынешнем «Родстере» (3 года / 58 тыс. км). Кстати, в Model S система жидкого охлаждения будет также охлаждать и электромотор.

Производство Roadster останавливается в 2011 году, когда заканчивается контракт с Lotus, но при этом изготовленные «Родстеры» можно будет купить даже в 2012 году. Сборка Model S начнётся в середине 2012 года, а продажи вскоре после этого.

habr.com

Литий-полимерный аккумулятор - База знаний - Каталог статей

Литий-полимерный аккумулятор

   Прогресс идет вперед, и на смену традиционно используемым NiCd (никель-кадмиевым) и NiMh (никель-металлогидридным) мы получили возможность использовать литиевые аккумуляторы. При сравнимом весе одного элемента они имеют большую, по сравнению с NiCd и NiMH емкость, кроме того, напряжение элемента у них в три раза выше - 3.6V/элемент вместо 1.2V. Так что для большинства приводов достаточно батареи из двух или трех элементов.

   Среди литиевых аккумуляторов различают два основных типа - литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (LiPo, Li-Po или Li-Pol). Разница между ними – в типе используемого электролита. В случае LiIon – это гелевый электролит, в случае LiPo – специальный полимер, насыщенный литийсодержащим раствором. Но для использования в силовых установках приводов наибольшее распространение получили литий-полимерные аккумуляторы, так что в дальнейшем разговор пойдет именно о них. Впрочем, жесткое разделение тут весьма условно, так как оба типа отличаются в основном используемым электролитом, и все, что будет сказано про литий-полимерные аккумуляторы, практически в полной мере относится и к литий-ионным (заряд, разряд, особенности эксплуатации, техника безопасности).    С практической точки зрения нас волнует только тот момент, что литий-полимерные аккумуляторы в настоящий момент обеспечивают более высокие разрядные токи. Поэтому на страйкбольном рынке в качестве источника энергии для электродвигателей приводов, в основном, предлагают именно их.

   Литий-полимерный аккумулятор (Li-pol или Li-polymer) — это более совершенная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя. Используется в мобильных телефонах, цифровой технике и пр.     Обычные бытовые литий-полимерные аккумуляторы не способны отдавать большой ток, но существуют специальные силовые литий-полимерные аккумуляторы, способные отдавать ток в 10 и даже 45 раз превышающий численное значение ёмкости. Они широко применяются как аккумуляторы для радиоуправляемых моделей, а также в портативном электроинструменте и в некоторых современных электромобилях.

Преимущества* Большая плотность энергии на единицу объёма и массы;* Низкий саморазряд;* Толщина элементов от 1 мм;* Возможность получать очень гибкие формы;* Незначительный перепад напряжения по мере разряда.

Недостатки* Количество рабочих циклов 300- 500, при разрядных токах в 2С до потери емкости в 20% (для сравнения: NiCd- 1000 циклов, NiMH – 500, LiFePO4 - 2000).* Аккумуляторы пожароопасны при перезаряде и/или перегреве. Для борьбы с этим явлением все бытовые аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая предотвращает перезаряд и перегрев вследствие слишком интенсивного заряда. По этой же причине требуют специальных алгоритмов зарядки (зарядных устройств).* Старение:   Литиевые аккумуляторы "стареют", даже если не используются, а просто лежат на полке. Через 2 года батарея теряет около 20% ёмкости.   Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы снижают ёмкость, в отличие от никелевых и никель-металл-гидридных, под воздействием заряда. Чем больше заряд аккумулятора, тем меньше срок его службы. Хранить их лучше заряженными на 40-50%, и температуре 0-10 градусов.   Глубокий разряд полностью выводит из строя литиево-ионный аккумулятор. Оптимальные условия хранения Li-ion аккумуляторов достигаются при 40%-ом заряде от ёмкости аккумулятора.Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются, а просто лежат на полке. Соответственно, нет необходимости покупать аккумулятор "про запас" или чрезмерно увлекаться "экономией" его ресурса. При покупке обязательно посмотрите на дату производства, чтобы знать, сколько данный источник питания уже пролежал на складе. В случае, если с момента изготовления прошло более двух лет, лучше воздержитесь от покупки.

Рассмотрим LiPo аккумулятор на примере Turnigy nano-tech 2000mah 2S 15~25C Lipo AIRSOFT Pac

   Все что идет до цифры 2000 -- это название фирмы изготовителя или торговая марка.

* 2000 mAh - это емкость аккумулятора.* 2S1P - 2S это количество батарей в сборке. Каждая батарея имеет напряжение около 3.7 вольта, так что напряжение такого аккумулятора равно 7.4 вольта.  1P - это количество сборок. То есть если взять 2 одинаковых аккумулятора, соединить их "изолентой" и спаять силовые провода параллельно (плюс с плюсом, а минус с минусом) то мы получим удвоение емкости, обозначается такая батарея 1000 2S2P и фактически равняется в эксплуатации 2000 2S1P. Обычно используют только одинарные сборки, поэтому 1P не говорят и не пишут.* 20C - максимальный ток разряда, измеряется в емкостях батарей.

   Что бы посчитать сколько LiPo сможет отдать ампер при загрузке двигателем необходимо умножить Емкость на количество С и разделить на 2000 (так как емкость указана в миллиампер/часах). Максимальный ток данной батареи будет равен 50 Амперам. Для 2200 20С - 44 ампера, 1200 30С = 36 Ампер и так далее.

Зарядка LiPo батарей

   LiPo батареи очень критичны к зарядке, их нельзя перезаряжать, иначе они могут воспламениться.Для зарядки необходимо использовать специальные зарядные устройства с балансиром (контролирует заряд каждой банки аккумулятора отдельно).    LiPo батареи заряжают током 1С (если только другое не указанно на самой батарее, в последнее время появились с возможностью зарядки током 2 и 5C). Штатный зарядный ток рассматриваемой батареи 1 Ампер. Для батареи 2200 - будет 2.2 ампера и тд.      Существует довольно большое разнообразие зарядных устройств для LiPo аккумуляторов, мы же остановимся лишь на наиболее «достойных». Все зарядные устройства, перечисленные ниже, заряжают Li-ion, LiPo, LiFe, NiMh, NiCd, Pb и новый стандарт 123:

Turnigy Accucel-6 50W 6A Balancer/Charger w/ accessories - $22.99

Из интересных особенностей: 2-6S, ток до 6А. Наиболее интересное предложение по цене/возможностям.

Turnigy Accucel-8 150W 7A Balancer/Charger - $42.44

   Это расширенная, в сравнении с предыдущим, версия: имеет термодатчик (для отключения зарядки при перегреве батареи) и шнур соединения с компьютером (можно "отслеживать процесс зарядки и писать лог файл).

   Turnigy - это клоны зарядных устройств известного бренда IMax. Отличие только в удешевленном производстве и более дешевых электронных компонентах.Сами  IMax`ы стоят по дороже.

IMAX B6 Charger/Discharger 1-6 Cells (GENUINE) - $24.99

Genuine IMAX B8+ Charger/Discharger 1-8 Cells - $39.99

К всем зарядным устройствам, кроме первой, вам понадобиться блок питания. Можно использовать компьютерный, от ноутбука:

12V 5A 110/240V 50/60Hz Power Supply - $9.99

   "На выезде" -- можно подключать зарядное устройство к аккумулятору автомобиля.

   С помощью разветвителей Twin pack charge lead (2 x 3S)6S и Twin pack charge lead (2 x 3S)6S w/ XT60 можно заряжать пару одинаковых 3S батареи на зарядном устройстве с поддержкой 6S. При умелом "приложении рук", такой разветвитель можно переделать для зарядки пары 2S батарей.     Компьютеризированный "зарядник" производит балансировку батареи (выравнивание вольтажа на каждой банке батареи) во время зарядки. Хотя можно заряжать 2S батареи и без подключения балансировочного кабеля (белый разъем на фото) настоятельно рекомендуется подключать балансировочный разъем всегда! 3S и большие сборки заряжать только с подключенным баланировочным проводом! Если вы не подключите и одна из банок наберет больше чем 4.4 вольта, то вас ждет незабываемый фейерверк!

Можно обезопасить себя и заряжать в спецпакетах - они не сгораемые и специально предназначены для снижения вреда в случае возгорания LiPo батарей:

Lithium Polymer Charge Pack 18x22cm Sack - $1.99

   Продолжаем рассказ про зарядку LiPo аккумуляторов.

  Обычно быстро заливается в аккумулятор около 90% емкости, а потом начинается дозаряд с балансировкой банок. Более заряженные и подошедшие к пределу шунтируются и заряд идет на оставшиеся банки. Именно поэтому на ней можно заряжать пару 3S батарей как одну 6S.

Эксплуатация LiPo

Разряжать аккумулятор LiPo ниже чем на 3 вольта на банку не рекомендуется - может "умереть". Для своевременного предупреждения разряда часто используют звуковые индикаторы:

Hobby King Battery Monitor 2S - $3.49

   Когда аккумулятор подходит к границе индикатор начинает попискивать, сначала редко, потом чаще.     При потреблении мотором тока больше того, что может отдать аккумулятор, LiPo норовит вздуться и "умереть". Так что за этим надо следить строго! Используйте ваттметры для контроля:

Battery Monitor 2-6S - $1.96

   Достаточно замерить один раз для каждой имеющейся пружины и просто знать сколько ампер мотор "кушает" на данной пружине.

   При эксплуатации есть еще один нюанс - наша батарея 2000mAh 15С (min). По идее  -- отдает 30А. Моторы обычно позволяют превышать рекомендуемые токи на 20%.     Реально долго держать максимальную токоотдачу батареи -- не слишком хорошо. К примеру, есть случаи, когда 2200мА/ч, 20С отдает ток в 44А всего в течении 2-3 минут, потом идет "просадка" напряжения, хотя по расчетам обязана отдавать не менее 5 минут.     Так что, при выборе LiPo батареи, нужно обращать внимание на максимальный ток, заявленный для выбранного двигателя и, учитывать запас.    Так, для мотора, который "кушает" 8-12А, вполне подойдет 1000mAh 20С, а вот для 16-18А нужно подбирать либо с большей токотдачей, например 25-30С, либо взять аккумулятор большей емкости, например 1600 20С.    Сейчас в свободой продаже есть батареи  nano-tech с токоотдачей 25-50С.

   В эксплуатации LiPo аккумуляторов существует несколько важных моментов, на которые настоятельно рекомендуется обратить внимание. Перечислим их в порядке убывания опасности: 1. Заряд до напряжения, превышающего 4.20 вольт/банку. 2. Короткое замыкание аккумулятора. 3. Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60°С. 4. Разряд ниже напряжения 3.00 вольта/банку. 5. Нагрев аккумулятора выше 60°С. 6. Разгерметизация аккумулятора. 7. Хранение в разряженном состоянии.

   Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, всех остальных - к полной или частичной потере емкости.        Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:

   Чтобы не было пожара, надо иметь нормальное зарядное устройство и правильно выставлять на нем число заряжаемых банок. Необходимо, также, использовать разъемы, исключающие возможность короткого замыкания батареи и контролировать ток, потребляемый мотором на «полном газу». Кроме того, не рекомендуется в приводе закрывать аккумулятор со всех сторон от поступления потока воздуха, а если это невозможно, то следует предусмотреть специальные каналы для охлаждения.       В случаях, когда ток, потребляемый двигателем, составляет более 2С, а аккумулятор в приводе закрыт со всех сторон, после 5-6 минут (непрерывной) работы мотора следует его остановить, а затем вытащить и потрогать аккумулятор - не слишком ли горячий. Дело в том, что после нагрева выше определенной температуры (около 70 градусов) в аккумуляторе начинает идти «цепная реакция», превращающая запасенную им энергию в тепло и аккумулятор буквально растекается, поджигая все, что может гореть.       Если замкнуть почти разряженный аккумулятор, то пожара не будет, он тихо и мирно "умрет" из-за переразряда... Отсюда следует второе важное правило: следите за напряжением в конце разряда аккумулятора и обязательно отключайте аккумулятор после работы!    Если забыть о подключенном аккумуляторе на сутки-другие, то окажется, что с ним можно попрощаться - не любит литий глубокого разряда.

   Разгерметизация – еще одна причина выхода литиевых аккумуляторов из строя, поскольку внутрь элемента не должен попадать воздух. Это может произойти при повреждении внешнего защитного пакета (аккумулятор запаян в пакет наподобие термоусадочной трубки), в результате удара или повреждения острым предметом, или при сильном перегреве вывода аккумулятора при пайке. Вывод - не ронять с большой высоты и паять аккуратно.

Хранение

   Хранение аккумуляторов, судя по рекомендациям производителей, следует производить в заряженном на 50-70% состоянии, лучше в прохладном месте, при температурах не выше 20°С. Хранение в разряженном состоянии отрицательно сказывается на сроке службы - как и у всех аккумуляторов, у литий-полимерных есть небольшой саморазряд.

Режим "хранение"

   На компьютеризированном зарядном устройстве можно перевести LiPo в режим хранения, при этом заряд батареи будет доведён до 3,85В на банку. Полностью заряженные батареи при хранении более 2-х месяцев (может и меньше) дохнут. Проверенно на личном опыте. Говорят что и полностью разряженные тоже, но за больший срок.    Кто-то хранит аккумуляторы в пластиковом чемоданчике -- это удобно. Кто-то хранит и носит "в поле" в вышеупомянутых пакетах...    LiPo -- это обычная батарейка и если не замыкать контакты и не пробивать ее насквозь, то она не принесет никаких неприятностей при хранении и транспортировке.

Подготовка LiPo к эксплуатации

   Подготовить LiPo к эксплуатации очень просто - просто зарядите ее и все! :)   Данный тип батареи не имеет эффекта памяти (не нужно доразряжать перед новой зарядкой), не требуется циклировать - делать циклы заряд-разряд перед эксплуатацией.   Если вы заряжаете "в поле", то стоит поискать аккумуляторы с ускоренной зарядкой, на них пишут Fast charge 2С или 5С, так например вышеупомянутые nano-tech имеют 15C на зарядку. По идее, их можно заряжать током 33 Ампера! :)  Зарядное устройство, которое имеет максимальны ток зарядки 5А, позволяет сократить зарядку с 50 минут до 20!        Итак, подчеркнем еще раз самые важные моменты, связанные с использованием литий-полимерных аккумуляторов:
  • Используйте нормальное зарядное устройство.
  • Применяйте разъемы, исключающие возможность замыкания батареи.
  • Не превышайте допустимые токи разряда.
  • Следите за температурой аккумулятора при отсутствии охлаждения.
  • Не разряжайте аккумулятор ниже напряжения 3V на банку (не забывайте отключать аккумулятор после игры!).
  • Не подвергайте батарею ударам.

По материалам сайтов:

http://ru.wikipedia.org/http://www.rcdesign.ru/http://rc-aviation.ru/

ilveksen.ucoz.com


Смотрите также