Vplyv stavu nabitia LiPol batérie na jej vnútorný odpor

Iný, možno výstižnejší názov tohoto článku by mohol byť: Vplyv napätia LiPol článkov na ich vnútorný odpor.

Už dávnejšie sme si všimli, že tá istá LiPol batéria nám pri rôznych "príležitostiach" vykazovala rôzny vnútorný odpor Ri. Opakované merania a ani merania inými metódami nepriniesli iné výsledky a tým pádom ani vysvetlenie vzniku nezrovnalostí.

Dokonca aj teplota batérie bola zhodná, tak kde je teda "zakopaný pes"?

autor: Janko O.

 

 

Ako už názov tohoto článku prezrádza, vinníkom je stav nabitia článkov, čiže ich napätie.

Hneď na začiatku prezradíme pointu:

Čím je napätie článku vyššie (LiPolka je nabitejšia), tým má nižší vnútorný odpor Ri. Táto závislosť však nie je lineárna a obzvlášť v stave (počas vybíjania), keď "obsahuje" už len málo energie, jej vnútorný odpor čím ďalej tým prudšie narastá.


Merania sme realizovali pri izbovej teplote, asi 22 stupňov Celzia.

Objektom nášho merania bola pomerne nová a dobrá LiPol batéria Turnigy 2200 mAh / 25 - 35C.

Napätia sme merali prístrojom MKS Propo.

Na samom začiatku sme batériu nabili na maximum (4,2 Voltu na článok) a potom ju stupňovito vybíjali.

Aby nedochádzalo k ohrevu článkov, vybíjanie sme realizovali malými prúdmi (do 300 mA) prístrojom MKS Propo, ktorý súčasne zabezpečil ich zrovnanie na rovnakú hodnotu napätia.

Vlastné merania sme realizovali dvojstupňovo:

 - najskôr sme sa sústredili na rozsah napätí jednotlivých článkov, ktorý býva modelármi označovaný ako pracovný, alebo dovolený, prípadne bezpečný. Je to od 4,2 Voltu až po 3,6 Voltu (chápané v zmysle postupného vybíjania, tak ako sa to v LiPol batérii počas prevádzky skutočne deje).

 - potom sme sa rozhodli zistiť, aké následky na zmenu vnútorného odporu Ri má postupný pokles napätia jednotlivých článkov aj za tento tzv. bezpečný rozsah (pod 3,6 Voltu), konkrétne teda už v dosť nebezpečnom rozsahu od 4,2 Voltu až po 2,6 Voltu.

Výsledky merania v tzv. bezpečnej oblasti sme zhrnuli do prehľadnej tabuľky:


a pre lepšiu názornosť samozrejme do vhodného grafu:


Výsledky merania v rozšírenom rozsahu napätí, teda od 4,2 do 2,6 Voltu na článok sme zapracovali do grafu s jedinou krivkou, aby sme sa vyhli neprehľadnosti viacerých čiar, ktoré sa navyše v určitých miestach môžu navzájom neprehľadne blížiť, dotýkať, prípadne pretínať.


Ako z grafov vidno, nárast vnútorného odporu s poklesom napätia článku je celkom "pohodový" asi tak do 3,7 Voltu. Pri ďalšom poklese na 3,6 Voltu je to ešte stále prijateľné. Avšak pri poklese pod 3,6 Voltu na článok začína byť nárast vnútorného odporu LiPol článkov príliš prudký, čo sa isto odzrkadlí na skrátení ich životnosti.

Preto je vhodné vybíjať LiPol batérie tak, aby pokiaľ možno napätie naprázdno (bez prúdového odberu) nekleslo pod 3,6 Voltu na článok, pre veľmi opatrných, pod 3,7 Voltu na článok.

Ak vás samozrejme zaujíma, aká je bezpečná hranica poklesu napätia počas prúdového odberu, tak sme siahli po osvedčenom: praktických skúsenostiach známeho slovenského modelára Laca (LV), ktorý celú túto problematiku zhrnul do niekoľkých výstižných viet:

Pri vybíjacom prúde menšom ako 1C je minimálne vybíjacie napätie (pod záťažou) 3,5V/čl 
Pri vybíjacom prúde 1C je minimálne vybíjacie napätie (pod záťažou) 3,3V/čl
Pri vybíjacom prúde 10C je minimálne vybíjacie napätie (pod záťažou) 3,0V/čl
Pri vybíjacom prúde 20-50C je minimálne vybíjacie napätie (pod záťažou) 2,8V/čl 
Po odpojení od záťaže sa takto vybitým akumulátorom vráti napätie približne na hranicu nominálu, to jest okolo 3,6-3,7V/čl.


Treba však podotknúť, že väčšinou počas prevádzky (pri vyšších prúdových odberoch) dochádza k nárastu vnútornej teploty jednotlivých článkov LiPol batérie a tým k poklesu ich vnútorného odporu (čo je podrobne rozoberané v článku "Zmena vnútorného odporu LiPol článkov pri zmene teploty"). Navyše, jednotlivé články sa neohrievajú rovnako: krajné články, vďaka lepšiemu chladeniu sa ohrievajú menej, stredné články sú na tom horšie; nielen že sú horšie chladené, ale svojimi "susedmi" sú dokonca ohrievané.

To celé má za následok, že v skutočnosti je tvar krivky závislosti svorkového napätia batérie (U bat) počas záťaže vysokým prúdom v závislosti na čase trochu iný ako pri odbere nižšími prúdmi. Na nasledujúcom grafe je modrou farbou znázornený jeho priebeh pri menšom oteplovaní batérie (nižších odoberaných prúdoch) a červenou farbou je znázornený možný priebeh pri väčšom oteplovaní (vyšších odoberaných prúdoch).


Paradoxne táto zmena môže byť v prospech rovnomernosti ťahu elektropohonu s postupným vybíjaním LiPol batérie: pokles napätia článkov je akoby kompenzovaný poklesom ich vnútorného odporu.

V niektorých prípadoch môže byť časť krivky úplne plochá (a vodorovná - stredná časť červenej krivky) - napätie batérie je pri určitom prúdovom odbere pomerne dlho stále rovnaké, čo je pre modelára žiadúci jav.

O to dramatickejší a nebezpečnejší je však pokles napätia za touto oblasťou, keď už ani výrazný nárast teploty batérie nemôže kompenzovať prudký prepad napätia jednotlivých článkov, zapríčinený ich totálnym "vyšťavením".

 

Súvisiace články: 

Zmena vnútorného odporu LiPol článkov pri zmene teploty 

Vplyv nedovoleného vybitia LiPol batérie na jej vlastnosti

Céčka a vnútorný odpor LiPo akumulátorov

Využiteľná kapacita LiPol batérie 

Konečná podoba merača vnútorného odporu LiPol batérií 

Zistenie skutočných Céčok batérie bez špeciálnych prístrojov

Predĺženie životnosti LiPol batérií - 1.časť

Predĺženie životnosti LiPol batérií - 2.časť

 

 

 


<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 5. 10. 2018, 10:57 | Prečítané: 6804x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 0

Zatial tu nieje žiaden príspevok, môžeš začať ty:-)

Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
  • HTML znaky budú prevedené na entity.
  • Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
  • Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 32148.05 kb