Sta je bolje: LiPo ili NiMh/NiCd? Kako radi LiPo punjac i balanser

[magic]

Ovo je prenet i malo modifikovan post sa starog foruma smisljen kao vodic za pocetnike u "struji". Baterije su jedna od skupljih stavki kada ulazimo u svet elektro RC modelarstva pa mislim da je korektno da prenesem moja licna iskustva i trenutno vidjenje problema.


Zasto mislim da LiPo nisu skupe u odnosu na Nixx?

Zato sto ako se drzimo iste tezine za oba tipa baterije od cca 160g sto je 8,4V i 1400mAh za NiMh
http://www.der-schweighofer.at/web/productdetails.php?artikelnummer=66266&prodID=127

i 11.1V za 1800 LiPo
http://www.der-schweighofer.at/web/productdetails.php?artikelnummer=70533&prodID=354

motocalc (programcic koji racuna potisak i mnoge druge parametre leta modela) kaze da za ISTI potisak od 600g jedan Hacker (Keda) A20/22L leti sa prvom 8:20 min a sa drugom 14:15 min onda razlika u ceni od 2,5 puta ne izgleda uopste vise tako strasno!  Ako uzmemo u obzir da LiPo imaju barem 5 puta vise ciklusa  + ostale prednosti i - mane onda je sve receno! Osnovni punjaci za oba tipa baterija danas kostaju isto, tako da i tu vise nema razlike! Ako u celu pricu ubacimo i to da se u Beogradu moze kupiti 2100mAh LiPo od Towerhobbies za 35Eur mislim da sam time sve rekao. Sada vise nema nikakvog razloga da imamo nesto drugo sem LiPo baterija!!!

Kad vec pominjem 3S 2100mAh evo i direktnog poredjenja opet po tezini (185g) i ceni sa NiMh od 9,6V i 1400mAh:
http://www.der-schweighofer.at/web/productdetails.php?artikelnummer=66267&prodID=129
http://www.der-schweighofer.at/web/productdetails.php?artikelnummer=70539&prodID=354

Opet Hacker A20/22L sa 10x4,7 elisom i oba na 600g potiska; 10 min za NiMh i 17:35 min za LiPo. Prakticno isti odnos kao i u prethodnom slucaju.

Poredio sam 2 vrhunska modela baterija iz obe kategorije. Naravno, moze i jeftinije ali ce odnos uvek biti manje vise isti ako poreditimo isti kvalitet.


Zasto bas mora LiPo punjac i zasto bas mora taj balanser?

Prvo i jako bitno je to da se MORA imati punjac koji podrzava LiPo mod jer u suprotnom postoji opastnost od zapaljenja baterije. A sta je to ustvari LiPo mod? To je CC/CV  odnosno constant current/constant voltage nacin punjenja . Prevedeno na srpski to znaci sledece: punimo bateriju UVEK sa strujom od 1C Ampera (A) ili sto blizom manjom od 1C ako punjac nema mogucnost tacnog podesavanja (gde je C kapacitet baterije, tj. 1.5A za 1500mAh bat)). Punjacu je potrebna odredjena elektricna snaga (W=AxV) da bi punio bateriju. U prvoj fazi punjenja tzv. CC (konstantna struja) fazi punjac drzi konstantne Ampere a lagano podize napon-Volte (V) odnosno ukupnu snagu (W) punjenja. Kako se baterija puni tako se potrebna snaga povecava. U trenutku kada dostigne 4.2V po celiji (npr 12.6V za 3S bat) tada punjac odrzava konstantnih 4.2V po celiji a smanjuje Ampere do cca 0.15A i tada prekida punjenje. Ovo je tzv. CV (konstantni napon) faza. U ovoj fazi ubaci se jos oko 15-20% kapaciteta. Odredjeni punjaci cak nude i preskakanje CV faze kako bi se skratilo punjenje baterija na terenu jer ova faza traje dosta dugo za ono sto daje. Zbog svega gore navedenog sada je jasno zasto svaki put i SVAKOM punjacu treba na neki nacin da kazemo koliko celija punimo jer on to u suprotnom NE ZNA i ako npr. 2S punimo kao 3S imacemo veliki problem jer se punjac nece zaustaviti na 8.4V kao sto bi trebao vec ce terati do 12.6V. To bi u NAJBOLJEM SLUCAJU rezultovalo trajnjim ostecenjem celija.
Isto tako, NiCd/NiMh punjac radi po principu delta peak, a sta to znaci? Nixx tip celije ima karakteristiku da kada dostigne neki max napon po celiji daljim punjenjem isti pada. Kada napon u % padne za odredjenu vrednost od neke max prethodno postignute vrednosti punjac prekida punjenje. Zbog toga kod punjenja Nixx baterija i ne moramo da kazemo punjacu koliko celija punimo jer se prekid punjenja odredjuje u odnosu na ukupni procentualni pad napona!


Zasto nam treba balanser?

LiPo baterije, manje vise kao i sve druge, moraju se drzati u odredjenom opsegu napona, od 2,7 do 4,2 V po celiji. Van tog opsega se ili trajno ostecuju ili "cudno" reaguju. Za 4,2V sam vec objasnio kako se ne prelaze da vidimo sad za 2,7V. Regleri (ili ESC - electronic speed control) odredjuju kada ce prekinuti dotok struje u motor da nebi smo ostetili baterije. Kod nekih tipova reglera programiranjem istog odredjujemo koliko celija koristimo, odnosno samim tim odredjujemo i pri kom naponu ce regler smanjiti snagu ili iskljuciti napajanje. Ako je to npr. 3S onda ce regler pri 8.1V smanjiti snagu prema motoru. Znaci, regler gleda UKUPNI napon, a ne napon pojedinacnih celija. (Postoje regleri koji automatski prepoznaju br. celija pod uslovom da je isti preko 3,5V po celiji, i oni doslovce izbroje celije svaki put kada ih prikljucimo za bateriju . Isto tako neki regleri programiranjem dozvoljavaju i promenu kriticnog napona cak do 3,2V po celiji i tako dodatno stite baterije). E sad tu na scenu stupa balanser. LiPo baterije kada su vezane redno pri punjenju ne propustaju struju kao Nixx baterije. Tako se moze desiti da se prva u nizu vise napuni od ostalih. Sto je vise baterija u nizu to je razlika veca izmedju prve i poslednje. Posle odredjenog br. ciklusa punjenja i praznjenja moze se desiti da zadnja baterija u nizu ima dosta nizi napon od prve. Kako regler prepoznaje samo ukupni napon moze se desiti da iako ukupni napon nije dostigao kriticnu vrednost, neka od celija jeste i samim tim se trajno osteti! E sad, neko je spomenuo da postoje regleri koji motre sve celije pojedinacno za vreme praznjenja. Da to je tacno, ali onda necemo iskoristiti pun kapacitet baterije jer ce regler smanjti napajanje cim BILO KOJA od celija dostigne kriticni napon. U teoriji to znaci da cemo imati samo kapacitet najslabije celije u nizu koji moze biti i 50% od nominalnog. Bicemo bezbedni ali i vrlo ne efikasni  :? .

Primetio sam da puno ljudi ne zna princip funcionisanja balansera. Da budem iskren nisam znao ni ja dok nisam uzeo punjac koji pokazuje individualni napon svake celije za vreme i posle punjenja. Za vreme punjenja kada lampica svetli za neku celiju znaci da se ta celije NE puni jer ona ima najveci napon od ostalih. Razlike u naponu su uglavnom na drugoj decimali, znaci nista strasno.

Ako imate odvojeno balanser dobro bi bilo i kada se punjac oglasio da je zavrsio ostaviti bateriju na balanseru dok se i on sam ne iskljuci (barem je takav slucaj za Robbe balasere) jer onda je baterija perfektno izbalansirana.

Mislim da je sada apsolutno jasno zasto nam trebaju i LiPo punjac i balanser  . Ako danas vec za cca 35Eur mozemo imati i jedno i drugo mislim da je svaka dalja diskusija prevazidjena! Porediti baterije u modelima sa baterijama u telefonima je lose jer tamo je uvek samo jedna baterija i struja koju ona daje je smesna za ono sto mi koristimo, plus sama na sebi ima dosta elektronike!

Ako nekom nesto nije jasno slobodno pitajte! Ovo je suvise ozbiljna tema da bi se igrali!!!

Pozdrav

[zgrujic]

Samo mali dodatak, bez namere da kvarim ovaj detaljan i po sadrzaju kompletan post.

Pri poredjenju tipova baterija ja bih pre svega poredio kolicinu sacuvane energije po kilogramu ili gramu akumulatora. Energija je nazivni napon (u Voltima) puta kapacitet (u As) i izrazava se u dzulima [J]. Kapacitet treba da bude izrazen u As (amper*sekund -> 1000mAh = 1*3600 As), umesto u mAh, pa se za gustinu energije dobija:

Za LiPo 11.1V - 3S 1800mAh od 160g:
11.1*1.8*3600/160 = 450 J/g

Za NiMh 8.4V 1400mAh od 160g:
8.4*1.4*3600/160 = 265 J/g

Znaci da LiPo nose oko 1.7 puta vise energije nego NiMh.

Ova moja racunica se savrseno poklapa sa racunicom od motocalc ako uporedite predvidjena trajanja leta:
LiPo 14:15min=855s i NiMh 8:20min=500s => 855/500=1.71.

[misha]

Hvala na izvanrednom prikazu.

[jrlotpi]

primer
baterija lipo 2500mAh  30-40c 3s1p
se puni na ovaj nacin 
podesimo   punjac izaberemo lipo-bateriju  tip-3s    2.5A-punjenje (to je 1C)

Da li je ovo ispravno ili treba puniti sa 0.25A  da li sporijim punjenjem produzavamo vek baterije ili to nije bitno
i da li se naprimer baterija ni-ca 700mAh puni sa 0.7A

[magic]

Puniti LiPo sa 1C ne smanjuje im zivotni vek. Evo sta Kokam tvrdi za svoje baterije:
Cycle Life [CHA : 1.0C , DCH : 1.0C]> 800 Cycles

Sto se NiCd ili NiMh tice stvar je malo drugacija. U zadnje vreme primetan je napredak i kod njih, narocito NiMh, tako da se i najnovija generacija NiMh moze puniti sa 1C ali im se tako smanjuje zivotni vek. Da bi ovde covek ipak bio bezbedan treba da ima stvarno dobar punjac sa temperaturnom sondom koja se zakaci na bateriju i ne dozvoljava da ista predje oko 55 stepeni u toku punjenja.

Sto se konkretnog pitanja za NiMh od 700mAh tice, puniti je sa 0,7A bi za nju u stvari bilo puniti je sa 1C sto ja ne bih preporucio. Ja bih ovakvu bateriju (kao i jedinu MiMh koja mi je preostala i nalazi se u stanici) punio sa 1/10 C. U ovom konkretnom slucaju to je malo teze jer punjaci krecu uglavnom od 0,1A, sto je i u ovom slucaju dovoljno nisko i bezbedno. U slucaju da je totalno prazna punice se oko 8,5 sati.

poz

[saxpg]

I NiCd su napredovale u zadnje vrijeme. Tako naprimjer se moze u ponudi naci dosta vrsta "racing" packova koji su predvidjeni za
brzo punjenje. Tako naprimjer na packu koji sam narucio iz Robbe-a 7.2V 1800mAh pise da je maximalno punjenje sa strujom od 6A 

[magic]

Po najnovijim istrazivanjima broj ciklusa postaje skoro nebitan ako se celije prazne samo do 80% svog kapaciteta. Naime posle 3.000 ciklusa izgubile bi u tom slucaju samo 3%! Medjutim ako bi celije praznili svaki put 100% tj. do 2,7V po celiji onda bi gubitak kapaciteta bio mnogo veci i kretao bi se oko 20% posle "samo" 1500.

http://www.kokam.com/english/product/kokam_Lipo_01.html

Znaci, ako je baterija kapaciteta 1.000mAh ne bi trebalo da je dopunite sa vise od 800mAh posle letenja. Ako to nije slucaj smanjujte vreme letenja dok ne dobijete takav rezultat. Ovako cete biti sigurni da ce vam dugo trajati!

Ono sto proizvodjaci nigde ne navode je starenje, tj. koliko pada kapacitet sa starenjem. Uspeo sam bio da nadjem svojevremeno i isto tako proverio u praksi je da je gubitak oko 5% godisnje ako se cuvaju 60% napunjenje na temperaturi do 25 stepeni.

poz

[ak]

Ono sto proizvodjaci nigde ne navode je starenje, tj. koliko pada kapacitet sa starenjem. Uspeo sam bio da nadjem svojevremeno i isto tako proverio u praksi je da je gubitak oko 5% godisnje ako se cuvaju 60% napunjenje na temperaturi do 25 stepeni.

poz

U prevodu "fly your ass off" kad god mozes