Realistické RC modely

Skutočne s klesajúcou teplotou klesá aj kapacita LiPol batérií?

Mnohí (aj skúsení) modelári tvrdia, že v zime (za nízkych teplôt) im ich pohonná LiPol batéria v modeli vydrží „ťahať“ kratšie, ako počas letných (teplých) dní.

Navyše sme si to v uplynulých dňoch sami overili na našich konvertoplánoch.

Na druhú stranu tvrdíme, že kapacita LiPolky sa s jej teplotou nemení.

Tak ako je to?

Kto klame? Kto sa mýli? Alebo je to „trochu“ inak?

autor: Janko O.

Ako je to s poklesom kapacity LiPol batérií so zmenou teploty, tomu sme sa už (neraz) na našej web-stránke venovali. Asi najkonkrétnejšie v článku: Klesá s teplotou LiPol batérie jej kapacita?

V ňom sme kratšiu dobu letu modelu za nižších teplôt (v zime) zdôvodnili takto:

„Pri odbere rádovo desiatky Ampérov, je úbytok napätia na vnútornom odpore (U_Ri) vychladnutej (a už čiastočne vybitej) LiPol batérie taký (významný), že napájacie napätie jednotky elektropohonu (regulátora) kleslo natoľko, že regulátor skokom „vypne“ motor, alebo začne znižovať výkon motora, alebo motor ledva točí vrtuľou, alebo … Skrátka, modelár nadobudne pocit, že batéria je „vycucaná“ a keďže „za tepla“ vydržala dlhšie, tak „za studena“ má teda nižšiu kapacitu. A povera, nezmysel, blud či mýtus je na svete.“

Jasne sme ukázali na vinníka, teda na vnútorný odpor (R_i) batérie. Konkrétne, ako sa tento mení s teplotou, popisuje náš článok: Zmena vnútorného odporu LiPol článkov pri zmene teploty.

Zhodou okolností, v poslednom období (vyše tri a pol roka) sa intenzívne venujeme konvertoplánom a tieto nám umožnili pozrieť sa na túto problematiku z iného (nemenej zaujímavého) uhla.

Ide o to, že prúdový odber klasických plošníkov (krídlatých lietadiel) je počas letu silno premenlivý. Obzvlášť vypuklé je to u vetroňov, kedy počas štartu je odber maximálny, no potom – počas plachtenia je dokonca nulový.

Avšak u konvertoplánov (vo visiacom režime) sa prúdový odber mení pomerne málo. Presnejšie povedané: mal by byť konštantný, no ku koncu letu, ako klesá napätie batérie, prúdový odber pohonnej jednotky mierne stúpa tak, aby príkon pohonných jednotiek bol konštantný.

Dôvod je jednoduchý: aby sa model s konštantnou hmotnosťou vznášal v zhruba konštantnej výške, musia mať jeho vrtule zhruba konštantný ťah, čiže konštantné otáčky a tým pádom musia mať pohonné jednotky (regulátory, motory a vrtule) modelu zhruba konštantný príkon. A príkon je súčin napätia a prúdu napájajúceho pohonné jednotky (P = U x I). Ak jedno klesá (napätie), druhé (prúd) musí stúpať.

V našich modeloch máme telemetriu, ktorá nám okrem merania „kadečoho“ (napätie jednotlivých článkov batérie, motorový čas, letový čas ...) meria aj prúdový odber a z neho vypočítava spotrebovanú energiu, presnejšie povedané spotrebovaný (elektrický) náboj (v mAh).

A tu sme zistili zaujímavú vec: hoci sa snažíme let ukončiť pri spotrebovaní cca 70% energie (náboja), tak naše súčasné lety za chladného počasia sú predsa len o niečo kratšie, ako naše rovnako pohodové lety, ktoré sme si užívali za príjemných teplých podvečerov. Ako je to možné? Veď tu regulátory nič nevypínajú ani neobmedzujú, rozhodujúce je spotrebovanie rovnakého množstva energie (náboja). Žeby v zime bola kapacita LiPoliek naozaj nižšia?

Nie, nie! Ono je to (ako je v úvode tohto článku spomenuté) „trochu“ inak.

Vinník je stále ten istý – vnútorný odpor (R_i) LiPol batérií. Ale teraz „na to ide“ inak.
Ak je v zime (za nižších teplôt) vnútorný odpor batérie vyšší, tak odoberaný prúd na ňom vytvorí väčší úbytok napätia. V tomto prípade je výraz „úbytok“ veľmi výstižný, pretože z napätia, ktorým napájame pohonné jednotky našich modelov nám naozaj trochu ubudne. To znamená, že pohonné jednotky budú napájané nižším napätím, ale aby model neklesal, nesmie klesnúť ani príkon a tak je zrejmé, že musí stúpnuť prúd (pilot podvedome, v snahe udržiavať konštantnú výšku, trochu viac pridáva plyn). Vyšší prúdový odber (pri rovnakej batérii) samozrejme znamená kratšiu dobu letu (ako za vyšších teplôt) a vzniká akýsi (falošný) pocit: Aha, batéria má v chlade menšiu kapacitu. Veď v lete (pri vyšších teplotách) modelár s rovnakou batériou lietal o poznanie dlhšie.

Je tu ešte jeden problém: Kam sa teda podela energia, ktorú sme do batérie pri nabíjaní uložili?

Nuž, odpoveď vás asi nepoteší: „ukradol“ si ju náš hlavný vinník: vnútorný odpor pohonnej batérie R_i. Konkrétne: premenil ju na teplo. Stal sa „vykurovacím telesom“ pohonnej batérie s „vykurovacím“ výkonom: P = I² x R_i. A čím vyšší bude R_i, tým viac bude „vykurovacie teleso“ hriať (a pohonné jednotky modelu menej „ťahať“).

Je evidentné, že batérie s vyšším vnútorným odporom sa viac hrejú ako batérie s nižším R_i. A o čo viac sa hrejú (o čo viac energie na svoje ohriatie spotrebovávajú) o to menej energie zostáva pohonným jednotkám modelu.

Čo teda robiť?

Nuž, nenechať pohonné batérie zbytočne „prechladnúť“. Nabité LiPolky si na lietanie priniesť v stave „izbovej teploty“ a uložené tak, aby si túto teplotu čo najdlhšie udržali. Mnohí používajú rôzne „termo-boxy“, niektorí dokonca vyhrievané. A potom: batériu vložiť do modelu tesne-tesne pred štartom.

Komentáre: 3

.:. diosko

Pekný článok. Ja len k preprave batérií v teple - keď je to možné, nosím ich vo vnútornom vrecku zimnej bundy. Pred lietaním ich hrejem ja, po lietaní baterky mňa

Odpoveď | 2016-10-19 19:24:22

.:. mior | mail

Tomu sa hovorí rekuperácia tepla

Odpoveď | 2016-10-21 08:28:18

.:. B4K | mail

škoda že modely nelietajú na rum , ten zahreje aj pred letom

Odpoveď | 2017-12-03 10:09:15

Meno
Web
Mail
Kontrola	Zadajte číslo päť
Text
	Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz