Vodič za 3S LiPo baterije: napon, C-ocjena, punjenje, skladištenje i sigurnost

Ako koristite RC automobile, FPV dronove,-letjelice s fiksnim krilima, robote ili prijenosnu opremu, vjerojatno ste naišli na 3S LiPo bateriju. To je jedna od najčešćih baterijskih opcija za aplikacije koje trebaju dobru ravnotežu napona, snage, težine i vremena rada.

Ali odabir prave 3S baterije nije uvijek jednostavan. Koja je razlika između 11,1 V i 12,6 V? Koliki kapacitet trebate? Što zapravo znači ocjena 50C? I kako biste trebali sigurno puniti i čuvati bateriju?

U ovom vodiču,Blumoti baterijarazlaže ključne 3S LiPo specifikacije na jednostavnom engleskom jeziku. Obradit ćemo napon, kapacitet, C-ocjenu, unutarnji otpor, odabir baterije, punjenje, skladištenje i osnovno održavanje.

Za prilagođena rješenja za 3S LiPo baterije posjetitewww.blumoti-battery.com.

1. Što znači "3S" na LiPo bateriji?

U terminologiji litij-polimerskih baterija, "S" označavaniz.

A 3S LiPo baterijasadrži tri pojedinačne ćelije od litij-polimera povezane u seriju. Serijski spoj zbraja napone ćelija, dok kapacitet baterije ostaje isti.

• 3S1P:Tri ćelije u seriji i jedna paralelna skupina.
• 3S2P:Šest ćelija raspoređenih u tri-serije, dvije-paralelne konfiguracije. Napon ostaje isti kao kod 3S paketa, dok je kapacitet dvostruko veći od kapaciteta jedne ćelije.

2. Je li 3S LiPo baterija 11,1 V ili 12,6 V?

Obje vrijednosti su točne. Oni predstavljaju različita stanja napunjenosti.

3S LiPo ćelija i napon paketa

Nazivni napon: 11,1V

Nominalni napon standardne LiPo ćelije je 3,7V. Stoga:

3 × 3.7V = 11.1V

Nominalna vrijednost od 3,7 V obično se koristi za litij-ionske ćelije na temelju LCO i NMC kemije.[1]

Potpuno napunjen napon: 12,6 V

Standardna LiPo ćelija doseže 4,2 V kada je potpuno napunjena. Stoga:

3 × 4.2V = 12.6V

Standardni gornji napon punjenja je približno 4,20 V ± 0,05 V po ćeliji.[2]

LiHV puni-napon punjenja: 13,05 V

Visok{0}}naponska litij-polimerska baterija, poznata i kao LiHV baterija, može se puniti do 4,35 V po ćeliji.

3 × 4.35V = 13.05V

LiHV ćelije koriste visoko{0}}naponski elektrolit i materijalne sustave dizajnirane za ograničenje punjenja od 4,35 V.[3]

Minimalni sigurni napon: 9,0 V do 10,5 V

Donja elektrokemijska granica je približno 3,0 V po ćeliji ili 9,0 V za 3S paket.

U stvarnoj upotrebi, bolje je prestati raditi ili sletjeti kada napon dosegne oko 3,5 V po ćeliji ili 10,5 V za 3S paket. To pomaže produljiti vijek trajanja baterije.

Kada kupujete ili prilagođavate 3S LiPo soft-pack ili hard{2}}kućište baterije, usredotočite se na tri glavne specifikacije.

1. Kapacitet baterije: mAh i Ah

Kapacitet baterije mjeri se u miliamper-satima ili mAh.

Na primjer, 11.1V 1500mAh 3S LiPo baterija teoretski može dati 1.5A za jedan sat.

1500 mAh=1.5Ah

Stvarno vrijeme rada ovisi o opterećenju, stopi pražnjenja, stanju baterije, temperaturi i isključenju napona.

2. C-Ocjena pražnjenja

C-ocjena pokazuje koliko struje baterija može dati u odnosu na svoj kapacitet.

Maksimalna trajna struja pražnjenja:

Imax (A)=Kapacitet (Ah) × C-Oznaka

Ovaj se izračun temelji na fizičkom odnosu Q=I × t i standardnoj konvenciji o C-brzini baterije.[4]

Za 3S 2200mAh 50C LiPo bateriju:

2200 mAh ÷ 1000=2.2Ah

2,2 Ah × 50 C=110A

Izračunata maksimalna trajna izlazna struja je 110A.

U RC trkaćim automobilima i FPV dronovima, viša C-ocjena, kao što je 75C, 100C ili 120C, može smanjiti pad napona tijekom naglog ubrzanja. Također pomaže u sprječavanju da sustav aktivira zaštitu od niskog-napona pod velikim opterećenjem.

3. Priključci za baterije

Glavni konektor napajanja prenosi struju do ESC-a ili druge opreme.

Uobičajene vrste konektora uključuju:

• XT60
• Dekani
• EC3
• XT30
• JST

Većina 3S LiPo baterija koristi četvero-pinski JST-XH balansni konektor. Omogućuje punjaču praćenje i balansiranje sve tri ćelije tijekom punjenja.

1. 3S protiv. 2S: Trebate li nadograditi na 3S?

2S LiPo baterija ima nominalni napon od 7,4 V. 3S LiPo baterija ima nominalni napon od 11,1 V.

Prelazak s 2S na 3S povećava nazivni napon za 50%.

Za isti motor, približna brzina motora može se izračunati kao:

RPM=KV motora × napon

Viši napon može značajno povećati brzinu motora i izlaznu snagu.

Prije nadogradnje s 2S na 3S, potvrdite da ESC i motor mogu podnijeti potpuno napunjen napon od 12,6 V.

Korištenje 3S baterije s 2S-samo ESC može oštetiti ESC MOSFET-ove i druge elektroničke komponente.

2. 3S protiv. 4S protiv. 6S

1. Kako sigurno napuniti i uravnotežiti 3S LiPo bateriju

Uvijek koristite namjenski LiPo balansni punjač.

Nikada ne punite LiPo bateriju u NiMH načinu rada.

Ravnotežno punjenje omogućuje punjaču da nadzire svaku ćeliju i održava usklađenost napona ćelija.

Za standardnu ​​3S LiPo bateriju odaberite:

• Vrsta baterije: LiPo
• Broj stanica: 3S
• Maksimalni napon: 12,6V
• Način punjenja: Balance Charge

Za 3S LiHV bateriju odaberite:

• Vrsta baterije: LiHV
• Broj stanica: 3S
• Maksimalni napon: 13,05V

Nemojte koristiti LiHV način rada za standardnu ​​LiPo bateriju od 4,2 V.

2. Standardna 1C struja punjenja

Osim ako proizvođač ne odredi drugačije, 1C je standardna preporučena stopa punjenja.

1C struja punjenja (A)=Kapacitet baterije (mAh) ÷ 1000

Primjeri:

1500 mAh ÷ 1000=1.5A

2200 mAh ÷ 1000=2.2A

Bateriju od 1500mAh treba puniti na 1,5A. Bateriju od 2200mAh treba puniti na 2,2A.

3. Koliko dugo se 3S LiPo puni?

Pri brzini punjenja od 1C, duboko ispražnjenoj bateriji obično je potrebno oko 45 do 60 minuta da se napuni.

Točno vrijeme punjenja ovisi o konstantnoj-struji, konstantnom-naponu i stupnjevima-balansiranja ćelije.

4. Sigurnost punjenja

Stavite bateriju u LiPo-sigurnu vrećicu za punjenje ili odgovarajući-metalni spremnik otporan na vatru.

Nikada ne ostavljajte bateriju koja se puni bez nadzora.

Odmah zaustavite punjenje ako baterija:

• Nabrekne
• Propuštanja
• Puši
• Stvara neobičan miris
• Postaje pretjerano vruće

Za skladištenje dulje od 48 sati, ne ostavljajte LiPo bateriju potpuno napunjenu ili duboko ispražnjenu.

Nemojte skladištiti 3S bateriju na:

• 12,6 V na duge periode
• Ispod 10,5 V tijekom dugih razdoblja

Koristite način pohranjivanja punjača i prilagodite bateriju na:

3,80 V do 3,85 V po ćeliji

Za 3S bateriju:

3 × 3.80V = 11.40V

3 × 3.85V = 11.55V

Preporučeni 3S napon pohrane:

11,40 V do 11,55 V

Ovo je otprilike 40% do 50% stanja napunjenosti. Na ovoj razini, sučelja elektrode i elektrolita su stabilnija, a neželjene nuspojave su smanjene.[5]

Pohranjivanje potpuno napunjene baterije može ubrzati razgradnju elektrolita, gubitak kapaciteta, povećanje unutarnjeg otpora i oticanje.

1. Natečene ili oštećene baterije

Prestanite koristiti bateriju ako pokazuje bilo koji od sljedećih znakova:

• Vidljiva oteklina
• Curenje elektrolita
• Neobičan kemijski miris
• Fizički ubod ili nagnječenje
• Pretjerana toplina
• Teška stanična neravnoteža
• Veliko povećanje unutarnjeg otpora

Natečenu bateriju ne treba puniti, bušiti, sabijati niti ponovno koristiti.

2. Unutarnji otpor

Unutarnji otpor, ili IR, utječe na pad napona i stvaranje topline.

Baterija s rastućim unutarnjim otporom može pokazati:

• Veći pad napona
• Više topline pod opterećenjem
• Niži vršni-izlaz struje
• Smanjeni iskoristivi kapacitet

Unutarnji otpor varira s kapacitetom ćelije, temperaturom, stanjem napunjenosti, kemijom i metodom mjerenja.

Iz tog razloga, usporedite bateriju s prethodnim očitanjima ili s identičnom novom baterijom testiranom pod istim uvjetima.

3. Elektrokemijska oštećenja uzrokovana prekomjernim-pražnjenjem

Kada napon ćelije padne ispod približno 2,5 V do 3,0 V, bakreni kolektor struje na negativnoj elektrodi može se početi otapati.

Tijekom ponovnog punjenja, otopljeni bakar se može ponovno taložiti i formirati bakrene dendrite. Ovi dendriti mogu oštetiti ili prodrijeti u separator, uzrokujući unutarnji kratki spoj i povećavajući rizik od toplinskog odlaska.[6]

Proces oštećenja može se sažeti na sljedeći način:

Napon ćelije pada ispod 2,5 V–3,0 V

Ne pokušavajte oporaviti jako-ispražnjenu LiPo bateriju punjenjem u NiMH načinu rada.

Ne bacajte LiPo bateriju u kućni otpad.

Nemojte bušiti, lomiti, paliti ili otvarati bateriju.

Metoda slane vode se ne preporučuje. Slana voda može korodirati i slomiti polove baterije prije nego što se preostala energija potpuno isprazni.

Upotrijebite odgovarajući otpornički pražnjak ili malu žarulju za polako pražnjenje neoštećene baterije, slijedeći odgovarajuće sigurnosne postupke.

Nakon otpusta:

1. Izolirajte konektore nevodljivom trakom.
2. Stavite bateriju u odgovarajući-spremnik otporan na vatru.
3. Odnesite ga u lokalni centar za recikliranje baterija, centar za recikliranje elektronike ili postrojenje za opasni{0}}otpad.

S natečenom baterijom, baterijom koja curi, probušenom ili na neki drugi način oštećenom treba postupati prema uputama lokalnog pogona za recikliranje.

[1]IEC 61960; Sveučilište Battery, BU-303. Nazivni napon uobičajenih LCO i NMC litij-ionskih ćelija: 3,7 V.

[2]IEC 62133; IEEE 1625. Standardni LiPo gornji napon punjenja: približno 4,20 V ± 0,05 V po ćeliji.

[3]NASA SP-2015-3705; LiHV industrijske specifikacije. LiHV gornji napon punjenja: približno 4,35 V po ćeliji.

[4]Fizički odnos Q=I × t i standardna konvencija C-brzine baterije.

[5]Journal of Power Sources; Battery University, BU-702. Preporučena razina pohrane: približno 40%–50% stanja napunjenosti ili 3,80 V–3,85 V po ćeliji.

[6]Sveučilište Battery, BU-808a. Ozbiljno prekomjerno pražnjenje može uzrokovati otapanje bakrenog kolektora struje i taloženje bakra tijekom ponovnog punjenja.