Verwendung der Lipo-Batterie

Verwendung der Lipo-Batterie

12.05.2023

Aufladung

Seien Sie beim Laden von Lithium-Ionen-Akkus sehr vorsichtig. Das Grundkonzept besteht darin, jede Batteriezelle zunächst mit einem konstanten Strom von 4,2 V zu laden. Anschließend muss das Ladegerät in den Konstantspannungsmodus wechseln. Wenn der Ladestrom abnimmt, muss das Ladegerät die Batteriezelle auf 4,2 V halten, bis der Strom auf einen bestimmten Anteil des anfänglichen Ladestroms abfällt, und dann den Ladevorgang beenden. Einige Hersteller legen die Spezifikationen auf 2 % -3 % des Anfangsstroms fest, obwohl auch andere Werte akzeptabel sind, ist der Unterschied in der Batteriekapazität gering.

Ausgewogenes Laden bedeutet, dass das Ladegerät jede Batteriezelle überwacht und jede Zelle auf die gleiche Spannung lädt.

Die Erhaltungslademethode wird für Lithiumbatterien nicht empfohlen. Die meisten Hersteller legen die maximale und minimale Spannung der Batteriezellen auf 4,23 V und 3,0 V fest, und jede Batteriezelle, die diesen Bereich überschreitet, kann sich auf die Gesamtkapazität der Batterie auswirken.

Die meisten guten Lithium-Polymer-Ladegeräte verwenden aus Sicherheitsgründen auch einen Ladetimer, der den Ladevorgang automatisch stoppt, wenn die Zeit abgelaufen ist (normalerweise 90 Minuten).

Der Lithium-Polymer-Akku mit einer Laderate von bis zu 15 °C (d. h. eine Akkukapazität vom 15-fachen Ladestrom, ca. 4 Minuten Ladezeit) wurde Anfang 2013 durch einen neuartigen Nanodraht-Lithium-Polymer-Akku erreicht ist immer noch ein Sonderfall und die allgemein empfohlene 1C-Laderate ist immer noch der Standard für ferngesteuerte Modellspieler. Unabhängig davon, wie viel Ladestrom der Akku aushält, ist es wichtig, dass eine geringere Laderate die Lebensdauer des Flugzeugmodell-Akkus verlängern kann. [2]

Entladung

Ebenso wurde Mitte 2013 eine kontinuierliche Entladung von bis zu 70 °C (bei einem Strom von der 70-fachen Batteriekapazität) und eine sofortige Entladung von 140 °C erreicht (siehe Abschnitt „Ferngesteuertes Modell“ oben). Es wird erwartet, dass die „C-Nummer“-Standards für beide Entladungsarten mit der Reife der Nano-Lithium-Polymer-Batterietechnologie steigen werden. Auch die Nutzung dieser Hochleistungs-Lithium-Ionen-Akkus wird von den Nutzern weiter verbessert und an ihre Grenzen gestoßen. [2]

Limit

Alle Lithium-Ionen-Batterien haben einen hohen Ladezustand (SOC), was zu Problemen wie Schichttrennung, verkürzter Lebensdauer und verringerter Effizienz führen kann. Bei harten Batterien kann eine harte Schale die Trennung der Polschichten verhindern, der flexible Lithium-Polymer-Akku selbst übt jedoch keinen solchen Druck aus. Um die Leistung aufrechtzuerhalten, benötigt die Batterie selbst eine Außenhülle, um ihre ursprüngliche Form beizubehalten.

Eine Überhitzung von Lithium-Ionen-Batterien kann zu einer Ausdehnung oder Entzündung führen.

Wenn während der Lastentladung eine Batteriezelle (in Reihe) unter 3,0 Volt liegt, sollte die Laststromversorgung sofort unterbrochen werden, da die Batterie sonst nicht in den vollständig geladenen Zustand zurückkehren kann. Oder es kann in Zukunft zu einem erheblichen Spannungsabfall (Erhöhung des Innenwiderstands) während der Laststromversorgung kommen. Dieses Problem kann durch ein Überladen und Entladen der Batterie durch in Reihe mit der Batterie geschaltete Chips verhindert werden.

Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien ist die Lebensdauer des Lade- und Entladezyklus von Lithium-Ionen-Batterien weniger konkurrenzfähig.

Um Explosionen und Brände zu verhindern, müssen Lithium-Ionen-Batterien mit einem speziell für Lithium-Ionen-Batterien entwickelten Ladegerät aufgeladen werden.

Wenn die Batterie direkt kurzgeschlossen wird oder in kurzer Zeit einen großen Strom durchläuft, kann es ebenfalls zu einer Explosion kommen. Besonders bei ferngesteuerten Modellen mit hohem Batteriebedarf werden Spieler sorgfältig auf Anschlusspunkte und Isolierung achten. Wenn der Akku perforiert ist, kann er ebenfalls Feuer fangen.

Beim Laden sollte ein spezielles Ladegerät verwendet werden, um jede Unterbatteriezelle gleichmäßig aufzuladen. Dies führt auch zu einer Kostensteigerung. [2]

Verlängerung der Lebensdauer von Mehrkernbatterien

Es gibt zwei Arten der Nichtübereinstimmung bei Akkupacks: eine häufige Nichtübereinstimmung im Batteriezustand (SOC, Prozentsatz der Batteriekapazität) und eine Nichtübereinstimmung in Kapazität/Energie (C/E). Beides begrenzt die Kapazität des Akkupacks (mA · h) durch die schwächste Akkuzelle. Bei Reihen- oder Parallelschaltung von Batterien kann das vordere analoge Ende (AFE) die Nichtübereinstimmung zwischen Batterien beseitigen und so die Batterieeffizienz und Gesamtkapazität erheblich verbessern. Die Möglichkeit einer Batteriefehlanpassung steigt mit der Anzahl der Batteriezellen und dem Anstieg des Laststroms.

Wenn die Zelle im Akkupack die folgenden zwei Bedingungen erfüllt, sprechen wir von einem ausgeglichenen Akku:

Wenn alle Batteriezellen die gleiche Kapazität haben und den gleichen relativen Ladezustand (SOC) aufweisen, spricht man von Balance. Die Leerlaufspannung (OCV) ist in dieser Situation ein guter SOC-Indikator. Wenn alle Akkuzellen eines unausgeglichenen Akkupacks vollständig geladen (also ausgeglichen) sind, normalisieren sich auch die nachfolgenden Lade- und Entladezyklen, ohne dass zusätzliche Anpassungen erforderlich sind.

Wenn es unterschiedliche Kapazitäten zwischen Batteriezellen gibt, sprechen wir immer noch von dem Zustand, in dem alle Batteriezellen den gleichen SOC als Gleichgewicht haben. Da es sich beim SOC um einen relativen Messwert handelt (der verbleibende Entladungsprozentsatz der Zelle), ist die absolute Restkapazität jeder Batteriezelle unterschiedlich. Um während des Lade- und Entladezyklus den gleichen Ladezustand zwischen Batteriezellen unterschiedlicher Kapazität aufrechtzuerhalten, muss der Balancer unterschiedliche Ströme zwischen verschiedenen in Reihe geschalteten Batteriezellen bereitstellen.