Skladování a nabíjení Li-Ion baterií

[Darthy]

V práci používáme specifické 6ti článkové Li-Ion polymerové baterie s kapacitou 4Ah. Baterie nejsou typu "smart", uvnitř obalu je pouze 6 článků, z toho každý má vlastní běžnou ochranu a nemají ani žádnou indikaci stavu. Baterie má 25,2V, tudíž jsou články zapojeny do série. Jsou užívány do bezpilotního prostředku, ten má nastavenou indikaci na "low battery" na 21,9V.
V poslední době mnoho bateríí je nafouklých, mají sniženou kapacitu a vydrží polovinu toho co původně. Přičina je ve špatném systému skladování a užívání. Doteď se baterie používali tak, že po vylétání, obvykle měli 21-21,5V, se nabily na 100% a uskladnily - což je první chyba, protože bateríí je mnoho a často většina z nich leží ve skladu i několik měsíců v tomhle stavu.
Proto by bylo vhodné nabíjet baterie pouze na 50%. Výrobce dodal nabíječ, který má indikaci 4 stavů po 25% stavu nabití, nemá ovšem žádné možnosti nastavení, aby nabíjení vypnul při 50% a v takovém počtu baterií jaký máme je problém hlídat nabíjení a odpojit baterii při žádáné kapacitě.
Další věc je, že si nejsem jistý jestli nabíječ vyrovnává napětí článků už při nabíjení, nebo se články vyrovnávají až při plném nabití (v manuálu to uvedeno není), takže nevím jestli bych neprohluboval rozdíl článků při odpojení nabíjení na 50%.

Otázka tedy je, zda je šetrnější baterii nabít na 100% a navrhnout udržovací obvod, který by "chytře" vybíjel rovnoměrně jednotlivé články na požadovanou hodnotu napětí? Případně jaké jsou možnosti jak prodloužit životnost?

Do nedávna se dokonce ani nijak nezaznamenával provoz baterií a tak je ve stavu baterií úplný chaos... Nakoupily se ovšem nové a rád bych zavedl nějaký systém, který by zlepšil jejich životnost. Podotýkám že s výrobcem není možné nic vyjednat (nemluvě o brutálních cenách) a tak se musíme přizpůsobit.

[Zaky]

Podívej se na nabíječku Imax B6, je levná, umí 6 článků, umí balancovat (baterie pochopitelně musí mít vyvedené všechny články), umí měřit nabitou kapacitu, umí storage mode pro nabití před uskladněním. Nesmí ji ale obsluhovat BFU a nelze ji používat pro vybíjení, je v ní pro vybíjení jeden TO220 tranzistor mizerně připlácnutý na chladič a uhořel by.

[Nakadah]

Je fůra modelářských nabíječů co zvládne 6S LiPol a mají funkci STORAGE (3,8V na článek nabíjecí napětí). Často se to napětí na článek dá v nastavení nabíječky upravit.

Mám roky iCharger 106B+ a má jak STORAGE tak i možnost úpravy nabíjecích napětí na článek. Přes zimu když nelítám tak mám baterky nabité na těch 3,8V na článek.

Nechávat LiPolky nabité na 100% a uskladněné není dobré, nafouknou se jak buchty a zvýší se jim vnitřní odpor. I když to se mi stalo i u opečovávaných baterek (Pulse) pro vrtulník.

S láskou vzpomínám na KOKAM baterie, dodnes mám jednu 3S LiPol, už má po těch snad 10ti letech vnitřní odpor nepoužitelný pro pohon létajícího modelu, ale nikdy se nenafoukla ani trošičku.

[sinclair]

V balancování problém s nafukováním asi nebude.
Nafoukly se mi už dva jednočlánkový Li10B do foťáku. Poslední mám už 2 roky Li10B 1.100mAh od Battmana. Zatím drží a nabíjím orig BFU nabíječkou k foťáku Olympus.

[Zaky]

Potvrzuji kvalitu článků Kokam, používali jsme je spolu s články dalších výrobců do našich přístrojů a jako jediné se nenafukovaly věkem. Placaté lipolky jsme ale opustili, když se objevily 18650 lionky s dostatečně vysokým povoleným vybíjecím proudem. Jsou daleko levnější a bezpečnější.

[Darthy]

Nevýhoda je, že to nejsou standartní RC baterie, ale specifické baterie, s nestandartními konektory. Uvnitře sice jsou běžné ploché články, ale jsou zapojené trochu komplikovaněji. Konektor na balancování má, přes ten se baterie připojuje k nabíječce, ale pinů je 10 a tak bude třeba zjistit které jsou na balancování a k čemu je zbytek... Hlavní napájecí piny jsou pak udělané pomocí desky plošného spoje, takže bez "konektoru".

EDIT: 1. pin je mínus prvního článku, dalšíh 5 pinů je prvních 5 článků, 7. a 8. pin jsou spojeny a přes pojistku na plus posledního článku, 10. pin je nepřipojen, co ale nevím je 9. pin, chová se jako mínus při měření článků, ale spojený s mínusem prvního článku není... Předpokládám, že pro balancer mi stačí těch 7 pinů, co jsou na pólech jednotlivých článků?

[BOBOBO]

Inu jednu budeš muset kuchnout . Když již máš nevyhovující tak to snad nebude problém . Nakonec výsledek můžeš dát sem . Dotaz - v jakém napětí udržuješ lifepo4 ? dík

[Olchor]

V packu ještě často bývá termistor k měření teploty.

[Darthy]

Inu jednu budeš muset kuchnout . Když již máš nevyhovující tak to snad nebude problém . Nakonec výsledek můžeš dát sem . Dotaz - v jakém napětí udržuješ lifepo4 ? dík

Baterie se doteď nabíjely na plno, takže cca ±25V (4,1V-4,2V na článek) a to vždy po použítí... Jednou jsem kolegovi z práce opravoval RC model auta a dal mi k tomu RAYTRONIC C14 nabíječku, ta zvládne taky 6ti článek, tak si ji od něj půjčím a vyzkouším.

Pár nefunkčních máme a už jsem je zkoumal, naneštěstí články jsou v obalu zalité kompletně nějakou hmotou, která nejde rozdělat a řezat z bezpečnostního hlediska do toho nechci. Ale byl jsem schopný oddělat svrchní desku, od článků vede jeden 6 pin konektor a 2 silné vodiče. Vodiče jsou červený a černý tedy + a -, první a poslední článek. Pak 6 pin konektor má 5 vodičů připojených mezi články a 6. vodič je ten který nevím jak je zapojen. Vše je přivedeno na tu svrchní desku, kde je nabíjecí 10 pin konektor a pak pozlacené kontakty pro hlavní napájení bezpilotního prostředku. Nic víc tam není (kromě pojistky, ta rozděluje + pól).

Veškerá technika je bohužel neveřejná a nerad bych přišel o prověrky zveřejněním jakýchkoliv snímků...tak se omlouvám, že sem nedám žádné foto.

[BOBOBO]

Otázka byla na nakadaha . Snad by neměl být problém propískat vodiče do "pomocného" konektoru , jestli vedou přímo na články .

[Nakadah]

Hádám to budou baterie pro drony s využitím pro účely státních složek (PČR,AČR,IZS,atd.)

Bude to nějaké specifické řešení. Pro nabíjení 6S LiPol baterie potřebuješ dva silové vodiče a buď 7 vodičů pro balancer (krajní vodiče jsou paralelní k silovým) a nebo ti stačí vodičů 5. Jako krajní měřící se použijí ty silové. U tebe je to otázka zapojení toho BMS obvodu uvnitř, ale smysl 10-ti pinového konektoru pro nabíjení mi uniká.

Bez reverzního inženýringu to stejně nevyřešíš. Otázkou je, jestli jsi vůbec oprávněn do toho vrtat a jestli spíš než pochvalu za tvou snahu nedostaneš pokárání.

[Darthy]

...a nebo ti stačí vodičů 5. Jako krajní měřící se použijí ty silové. U tebe je to otázka zapojení toho BMS obvodu uvnitř, ale smysl 10-ti pinového konektoru pro nabíjení mi uniká.

Jak jsem už napsal, na 6 pinovém konektoru je 5 pinů připojeno k článkům (změřeno napětí 4,13V mezi každými dvěma vodiči) a pak dva silové vodiče, jen 6 pin nevím kam vede, ačkoliv se chová jako mínus, není s hlavním mínus pólem spojený.
Výstupní 10 pinový konektor má ve skutečnosti jen 9 pinů použito a z toho jsou dva spojeny, takže dohromady 8 funkčních pinů, 7 pro články a jeden "záhadný". Já hádám že to může být ten termistor, nebo cokoliv jiného, otázka je, zda můžu pracovat s články i bez něj.

[eM]

Je to jen par dnu, kdy jsem resil podobnou situaci s powerpackem pro aku naradi. Ohledne udrzby nebo stavby udrzovaciho obvodu neporadim, ale muzu potvrdit, ze pin, ktery se chova jako minus ale neni prokazatelne primo spojen s minusem je termistor, ktery byva zality mezi clanky a indikuje nabijecce, ze ma prestat nabijet, kdyz dojde k zahrati. Clanky samotne jsou na nem uplne nezavisle, stejne jako jakakoli nabijecka, kterou si clovek sam postavi, jde jen o tu nejprostsi ochranu proti pozaru.

[Darthy]

Vracím se k tomuto projektu, tentokrát uvažuji jen o postavení vybíječe na baterie pomocí zátěže. Aby bylo možné baterie skladovat v případě, kdy se nabijí, ale nejsou nakonec použity....

Doma jsem dříve navrhl jednoduchou regulovatelnou zátěž s použitím LM258 a mosfetu IRL530N, která mi stačí pro proudy do 1.5A. Baterii bych ale vybíjel proudem cca 3A což znamená víc tepla obzvlášť při 25V baterie v plném nabití... Obvod jsem vyzkoušel a s mosfetem namontovaným k chladiči od procesoru s větrákem na max otáčky byla teplota mosfetu na pouzdře asi 60°C...

Často ale narážím na články a také názory, že mosfety nejsou úplně šťastné řešení pro zátěže a že se jim nelíbí dlouhodobě pracovat v lineární oblasti při vysokých teplotách. Ačkoliv jsem mosfet otestoval v zatížení asi 20 minut a výsledný pracovní bod se už neměnil, nejsem si teď jistý jestli mosfet použít a jestli nebude lepší volba použít bipolární tranzistor?

[Celeron]

Modelářský nabíječky v režimu Storage umí baterku nejen nabít na udržovací napětí 3,8V ale také na 3,8V vybít. Problém je, že nedokážou vybíjet příliš velkým proudem, obvikle dokáží vyzářit jen 15-20W. Ale některý nabíječky umí připojit externí zátěž a pak umí vyzářit i několik set W.
Nabíječky umí v režimu Discharge zcela baterii vybít na nastavitelný napětí, u LiPol se doporučuje nechodit pod 3,5V a u LiIon pod 3V. Při tom se otestuje skutečná kapacita baterie.
V obou případech je ale bezpodmínečně nutný mít připojený balanční konektor aby nabíječka věděla jaké napětí mají jednotlivé články. Může se totiž stát, že v baterii je některý článek slabší a pokud by se testovalo jen celkový napětí baterie, mohl by nejslabší článek klesnout pod minimální doporučený napětí.
To pro něj znamená smrt v podobě nafouknutí a velkýho vnitřního odporu.
Takže doporučuju nic nebastlit a podívat se co je na trhu. Nabíječek na Lixxx jsou lopaty, jen vybrat tu vhodnou. Dobrý jsou Imax, HOTA, SkyRC, iCharger...