3S LiPo akkumulátor útmutató: feszültség, C-besorolás, töltés, tárolás és biztonság

Ha RC autókat, FPV drónokat, rögzített{0}}szárnyú repülőgépeket, robotokat vagy hordozható berendezéseket használ, valószínűleg találkozott már 3S LiPo akkumulátorral. Ez az egyik legelterjedtebb akkumulátor-opció olyan alkalmazásokhoz, amelyeknek jó egyensúlyra van szükségük a feszültség, a teljesítmény, a súly és az üzemidő között.

A megfelelő 3S akkumulátor kiválasztása azonban nem mindig egyszerű. Mi a különbség a 11,1 V és a 12,6 V között? Mekkora kapacitásra van szüksége? Mit jelent valójában az 50C besorolás? És hogyan kell biztonságosan tölteni és tárolni az akkumulátort?

Ebben az útmutatóbanBlumoti akkumulátorlebontja a legfontosabb 3S LiPo specifikációkat egyszerű angol nyelven. Kitérünk a feszültségre, a kapacitásra, a C-besorolásra, a belső ellenállásra, az akkumulátor kiválasztására, a töltésre, a tárolásra és az alapvető karbantartásra.

Egyedi 3S LiPo akkumulátor megoldásokért látogasson el idewww.blumoti-battery.com.

1. Mit jelent a „3S” LiPo akkumulátoron?

A lítium-polimer akkumulátor terminológiájában az "S" jelentésesorozat.

A 3S LiPo akkumulátorhárom különálló lítium polimer cellát tartalmaz sorba kapcsolva. A soros csatlakozás összeadja a cellafeszültségeket, miközben az akkumulátor kapacitása változatlan marad.

• 3S1P:Három soros cella és egy párhuzamos csoport.
• 3S2P:Hat cella három-soros, két-párhuzamos konfigurációba rendezve. A feszültség ugyanaz marad, mint a 3S csomagé, míg a kapacitása kétszerese egy celláénak.

2. A 3S LiPo akkumulátor 11,1 V vagy 12,6 V?

Mindkét érték helyes. Különböző töltési állapotokat képviselnek.

3S LiPo cella és csomag feszültség

Névleges feszültség: 11,1V

Egy szabványos LiPo cella névleges feszültsége 3,7 V. Ezért:

3 × 3.7V = 11.1V

A 3,7 V névleges értéket általában az LCO és NMC kémián alapuló lítium-ion celláknál használják.[1]

Teljesen feltöltött feszültség: 12,6V

Egy szabványos LiPo cella teljesen feltöltve eléri a 4,2 V-ot. Ezért:

3 × 4.2V = 12.6V

A normál felső töltési feszültség körülbelül 4,20 V ± 0,05 V cellánként.[2]

LiHV teljes{0}}Töltési feszültség: 13,05 V

A nagyfeszültségű-lítium-polimer akkumulátor, más néven LiHV akkumulátor, cellánként 4,35 V-ra tölthető.

3 × 4.35V = 13.05V

A LiHV cellák 4,35 V-os töltési határértékre tervezett nagy-feszültségű elektrolit- és anyagrendszereket használnak.[3]

Minimális biztonságos feszültség: 9,0 V és 10,5 V között

Az elektrokémiai alsó határ körülbelül 3,0 V cellánként, vagy 9,0 V 3S csomag esetén.

A tényleges használat során jobb, ha abbahagyja a működést vagy leszáll, amikor a feszültség eléri a körülbelül 3,5 V-ot cellánként, vagy 10,5 V-ot egy 3S csomag esetén. Ez segít meghosszabbítani az akkumulátor élettartamát.

A 3S LiPo puha-csomag vagy kemény-ház akkumulátor vásárlásakor vagy testreszabásakor három fő jellemzőre kell összpontosítania.

1. Akkumulátor kapacitása: mAh és Ah

Az akkumulátor kapacitását milliamper{0}}órában vagy mAh-ban mérik.

Például egy 11,1 V-os, 1500 mAh-s 3S LiPo akkumulátor elméletileg 1,5 A-t biztosít egy órán keresztül.

1500 mAh=1.5Ah

A tényleges üzemidő a terheléstől, a kisülési sebességtől, az akkumulátor állapotától, a hőmérséklettől és a feszültséglezárástól függ.

2. Kisülési C-besorolás

A C-besorolás azt jelzi, hogy egy akkumulátor a kapacitásához képest mekkora áramot tud leadni.

Maximális folyamatos kisülési áram:

Imax (A)=Kapacitás (Ah) × C-Besorolás

Ez a számítás a Q=I × t fizikai kapcsolaton és a szabványos akkumulátor C-sebesség-egyezményen alapul.[4]

3S 2200mAh 50C LiPo akkumulátorhoz:

2200 mAh ÷ 1000=2.2Ah

2,2Ah × 50C=110A

A számított maximális folyamatos kimeneti áram 110A.

RC versenyautókban és FPV drónokban a magasabb C-besorolás, például 75C, 100C vagy 120C, csökkentheti a feszültségcsökkenést a gyors gyorsítás során. Segít abban is, hogy a rendszer ne aktiváljon alacsony feszültségű védelmet{5}} nagy terhelés esetén.

3. Akkumulátor csatlakozók

A fő tápcsatlakozó áramot vezet az ESC-hez vagy más berendezésekhez.

A gyakori csatlakozótípusok a következők:

• XT60
• Dékánok
• EC3
• XT30
• JST

A legtöbb 3S LiPo akkumulátor négy-tűs JST-XH mérlegcsatlakozót használ. Lehetővé teszi, hogy a töltő figyelje és egyensúlyba hozza mindhárom cellát töltés közben.

1. 3S vs. 2S: Frissítsen 3S-re?

A 2S LiPo akkumulátor névleges feszültsége 7,4 V. A 3S LiPo akkumulátor névleges feszültsége 11,1 V.

A 2S-ről 3S-re való áttérés 50%-kal növeli a névleges feszültséget.

Ugyanazon motor esetében a motor hozzávetőleges fordulatszáma a következőképpen számítható ki:

Fordulatszám=Motor KV × feszültség

A magasabb feszültség jelentősen növelheti a motor fordulatszámát és teljesítményét.

Mielőtt 2S-ről 3S-re frissít, győződjön meg arról, hogy az ESC és a motor képes kezelni a teljesen feltöltött 12,6 V-os feszültséget.

Ha 3S akkumulátort használ 2S-csak ESC-vel, károsíthatja az ESC MOSFET-eket és más elektronikus alkatrészeket.

2. 3S vs. 4S vs. 6S

1. A 3S LiPo akkumulátor biztonságos feltöltése és kiegyensúlyozása

Mindig használjon speciális LiPo egyensúlyi töltőt.

Soha ne töltsön LiPo akkumulátort NiMH módban.

A kiegyensúlyozott töltés lehetővé teszi, hogy a töltő minden cellát felügyeljen, és a cellafeszültségeket szorosan egymáshoz igazítsa.

Szabványos 3S LiPo akkumulátorhoz válassza a következőket:

• Akkumulátor típusa: LiPo
• Sejtszám: 3S
• Maximális feszültség: 12,6V
• Töltési mód: Balance Charge

3S LiHV akkumulátor esetén válassza a következőket:

• Akkumulátor típusa: LiHV
• Sejtszám: 3S
• Maximális feszültség: 13,05V

Ne használja a LiHV módot szabványos 4,2 V-os LiPo akkumulátorhoz.

2. Szabványos 1C töltőáram

Ha a gyártó másként nem rendelkezik, az 1C a standard ajánlott töltési sebesség.

1C töltőáram (A)=Akkumulátor kapacitása (mAh) ÷ 1000

Példák:

1500 mAh ÷ 1000=1.5A

2200 mAh ÷ 1000=2.2A

Az 1500 mAh-s akkumulátort 1,5 A-re kell tölteni. A 2200 mAh-s akkumulátort 2,2 A-re kell tölteni.

3. Mennyi ideig tart a 3S LiPo töltése?

1C töltési sebesség mellett a mélyen lemerült akkumulátor általában körülbelül 45-60 percet vesz igénybe.

A pontos töltési idő az állandó-áramtól, az állandó-feszültségtől és a cella-kiegyensúlyozási fokozatoktól függ.

4. Töltésbiztonság

Helyezze az akkumulátort egy LiPo-biztonságos töltőtasakba vagy egy megfelelő tűzálló- fémtartályba.

Soha ne hagyja felügyelet nélkül a töltő akkumulátort.

Azonnal hagyja abba a töltést, ha az akkumulátor:

• Megduzzad
• Szivárog
• Dohányzik
• Szokatlan szagot kelt
• Túlságosan felforrósodik

48 óránál hosszabb tárolás esetén ne hagyja a LiPo akkumulátort teljesen feltöltve vagy mélyen lemerülve.

Ne tároljon 3S akkumulátort a következő helyen:

• 12,6 V hosszú ideig
• 10,5 V alatt hosszú ideig

Használja a töltő Tárolás üzemmódját, és állítsa be az akkumulátort a következőkre:

3,80 V és 3,85 V között cellánként

3S akkumulátor esetén:

3 × 3.80V = 11.40V

3 × 3.85V = 11.55V

Ajánlott 3S tárolási feszültség:

11,40 V és 11,55 V között

Ez körülbelül 40-50%-os töltöttségi állapot. Ezen a szinten az elektróda és az elektrolit határfelületei stabilabbak, és csökkennek a nem kívánt mellékreakciók.[5]

Az akkumulátor teljes feltöltött állapotban történő tárolása felgyorsíthatja az elektrolit lebomlását, a kapacitásvesztést, a belső ellenállás növekedését és a duzzanatot.

1. Duzzadt vagy sérült elemek

Hagyja abba az akkumulátor használatát, ha az alábbi jelek bármelyikét mutatja:

• Látható duzzanat
• Elektrolit szivárgás
• Szokatlan vegyi szag
• Fizikai szúrás vagy zúzódás
• Túlzott hőség
• Súlyos sejtegyensúlyzavar
• A belső ellenállás jelentős növekedése

A megduzzadt akkumulátort nem szabad feltölteni, kilyukadni, összenyomni vagy újra felhasználni.

2. Belső ellenállás

A belső ellenállás vagy az IR befolyásolja a feszültségcsökkenést és a hőtermelést.

A növekvő belső ellenállású akkumulátor a következőket mutathatja:

• Nagyobb feszültségcsökkenés
• Több hő terhelés alatt
• Alsó csúcs-áramkimenet
• Csökkentett használható kapacitás

A belső ellenállás a cella kapacitásától, a hőmérséklettől, a töltöttségi állapottól, a kémiától és a mérési módszertől függően változik.

Emiatt hasonlítsa össze az akkumulátort a korábbi értékeivel vagy egy azonos, azonos körülmények között tesztelt új akkumulátorral.

3. Túl-kisülés által okozott elektrokémiai károk

Amikor a cella feszültsége körülbelül 2,5 V és 3,0 V alá esik, a negatív elektródánál lévő réz áramkollektor feloldódhat.

Az újratöltés során az oldott réz újra lerakódhat és rézdendriteket képezhet. Ezek a dendritek károsíthatják a szeparátort vagy behatolhatnak a szeparátorba, belső rövidzárlatot okozva, és növelhetik a termikus kifutás kockázatát.[6]

A sérülés folyamata a következőképpen foglalható össze:

A cella feszültsége 2,5–3,0 V alá esik

Ne próbálja meg NiMH módban tölteni a súlyosan túl{0}}lemerült LiPo akkumulátort.

Ne tegye a LiPo akkumulátort a háztartási szemétbe.

Ne szúrja ki, ne törje össze, ne égesse el vagy nyissa fel az akkumulátort.

A sósvizes módszer nem ajánlott. A sós víz korrodálhatja és eltörheti az akkumulátor érintkezőit, mielőtt a maradék energia teljesen lemerülne.

Használjon megfelelő rezisztív kisütőt vagy kis izzót a sértetlen akkumulátor lassú kisütéséhez, a megfelelő biztonsági eljárásokat követve.

Kiürítés után:

1. Szigetelje a csatlakozókat nem vezető szalaggal.
2. Helyezze az akkumulátort megfelelő tűzálló-tartályba.
3. Vidd el egy helyi akkumulátor-újrahasznosító központba, elektronikai újrahasznosító központba vagy veszélyes{0}}hulladék-kezelő központba.

A megduzzadt, szivárgó, kilyukadt vagy más módon sérült akkumulátort a helyi újrahasznosító üzem utasításai szerint kell kezelni.

[1]IEC 61960; Battery University, BU-303. A közös LCO és NMC lítium-ion cellák névleges feszültsége: 3,7 V.

[2]IEC 62133; IEEE 1625. Normál LiPo felső töltési feszültség: körülbelül 4,20 V ± 0,05 V cellánként.

[3]NASA SP-2015-3705; LiHV iparági specifikációk. LiHV felső töltési feszültség: körülbelül 4,35 V cellánként.

[4]Fizikai kapcsolat Q=I × t és a szabványos akkumulátor C-sebesség-egyezmény.

[5]Journal of Power Sources; Battery University, BU-702. Javasolt tárolási szint: körülbelül 40–50% töltöttségi állapot, vagy cellánként 3,80–3,85 V.

[6]Battery University, BU-808a. Az erős túltöltés a réz áramkollektor feloldódását és rézlerakódást okozhat az újratöltés során.