Зарядка аккумуляторов

Материал от mikolka6.
Конечно обидно, столько информации вложено в эту тему нашими старожилами E-REVO 1-16, и все равно новые пользователи игнорируют весь объём информации по сабжу. А зря нырнув в эту тему под черпаете много инфы по вашему болиду и инфа эта собиралась не малыми крашами, вложенными деньгами, и месяцами ожидания. По просьбе xcrash и я думаю остальные ребята будут не против, решил я собрать и выложить инфу по зарядкам и аккумуляторам. Ну студенты, если вы и после этого будите задавать вопросы, будет томатная война.
И так, купили вы E-REVO 1-16 или другую модель, с ревой идет стоковый Ni-Mh аккумулятор 1200 mAh и 7.2 Volt,

так же для заряда этого ака идет-Пассивное ЗУ (или «тупое»)

Пассивные ЗУ заряжают батареи постоянным током, приблизительно равным 300-500 мА/ч, в течение примерно 15 часов. Такой метод заряда иногда называют пассивным или «тонкоструйным» из-за малой величины зарядного тока. Это самый простой и медленный способ.

Такие простые зарядные устройства для зарядки аккумуляторов состоят из трансформатора, выпрямляющего моста диодов, токоограничивающего резистора и реже, светодиода. Трансформатор понижает сетевое напряжение 220В до 4… 12 В, которое затем выпрямляет диодный мост. Резистор ограничивает зарядный ток, а светодиод сигнализирует, что ЗУ подключено к сети.

Такие устройства поставляются в комплекте со многими китайскими приводами. Также их можно купить в любом специализированном магазине. Отрицательной стороной данного ЗУ является еще «медленное убийство» аккумулятора, т.е. например после эксплуатации, не имея возможности разрядить аккумулятор мы просто его заряжаем его перед следующей.

Результат такого применения – потеря номинальной емкости аккумулятора на 20-50%. Прежде всего это относится к никель-кадмиевым аккумуляторам. Цена «тупой» зарядки в магазине: 200-600 р., (или в комплекте с airsoft приводом бесплатно).

Достоинства:
Низкая стоимость

Недостатки:
Нет никакой защиты (от перезаряда, КЗ, изменения полярности и т.д.)
Нет индикации завершения заряда
Нет никаких регулировок токов и напряжений
Нет авто отключения при завершении заряда
Нет функции разрядки
Не работает от 12 в.😌

Итог после таких покатушек с так заряженными аками только расстройство от зря потраченных денег. И какой же выход, я отдал 300$, а это корыто еле ездит 😦,
Выход есть.

1. Купить Аналоговые ЗУ с микропроцессором

Это наиболее распространенный класс зарядных устройств. В частности мы их знаем под брендами “A2Pro” и “Ansmann”. Работают эти ЗУ только с никелевыми батареями (Ni-Cd и Ni-Mh). Главные отличительные особенности от предыдущего типа – это ускоренный метод зарядки, наличие регулировок тока заряда, наличие функции разряда батареи, а также функции определения конца заряда методом дельта пик (Delta Peak). Внешне такие ЗУ выглядят в виде отдельных блоков со светодиодной индикацией, регулятором тока заряда и переключателем режимов. На сегодняшний день я считаю эти ЗУ уже устаревшими по причине работы только с одним типом батарей (Ni-Cd и Ni-Mh, которые начинают постепенно себя изживать), слабых настроек, отсутствие индикации процесса заряда. Но это не выход дабы зачем тратить деньги на что то среднее если можно купить ЗУ на все случаи жизни.

2. Зарядка на все случаи жизни Цифровые универсальные ЗУ с микропроцессором

Продвинутые авиамоделисты используют литиевые батареи в силу их высокотоковых характеристик и компактных размеров. Но такие батареи требуют специальных зарядных устройств (с возможностью работы с литиевыми батареями). На сегодняшний день это самые актуальные ЗУ. В первую очередь они являются универсальными, т.е. заряжают все типы аккумуляторов (т.е. Ni-Cd /Ni-Mh, Li-Ion/Li-Po/Li-Fe (A123), Pb). Во-вторых они имеют исчерпывающее количество настроек, полную защиту, а также встроенный балансир для литиевых батарей.

В общем данное ЗУ представляет собой микрокомпьютер, у которого имеется цифровой дисплей и клавиатура. Все параметры можно выставлять с точностью до 0,1. Функционально доступ к настройкам и программам сделан в виде простого иерархического меню. В процессе реального времени можно отслеживать насколько заряжен или разряжен аккумулятор, а также в реальном времени можно отследить вольтаж на каждом элементе (в случае заряда литиевых батарей). Зарядное устройство данного типа имеет очень продуманную защиту, что называется на все случаи жизни. В том числе: защита от КЗ, изменения полярности, разрыва соединения, перегрева (при подключении термодатчика) и др. Эта зарядка подойдет наилучшим вариантом для вашего аккумулятора Ni-Mh с комплекта.

Также реализована защита автомобильного аккумулятора при использовании зарядного устройства на полигоне. Т.е. ЗУ автоматически выключается в случае, если напряжение на автомобильном аккумуляторе будет близко к критическому, по преодолению которого автомобиль уже не заведется.

Есть режим тренировки батарей (циклер), т.е. последовательный заряд/разряд до 5-ти циклов. Практически все модели ЗУ этого типа питаются от 12 в постоянного тока, но есть и универсальные с питанием от 12 и 220 в. Некоторые модели также могут подключаться к персональному компьютеру через USB-порт, где в режиме реального времени производится мониторинг процессов заряда/разряда батарей (в виде графиков), что помогает определять неисправные элементы в сборке.

ЗУ такого класса стоит в пределах 700 - 4000 руб., в зависимости от мощности и функциональности.

На сегодняшний я считаю этот вид ЗУ самым актуальным и исчерпывающим на сегодняшний день + оптимальный баланс цена/качество.

Достоинства:
Возможность заряжать до 30 элементов Ni-Cd или Ni-Mh,
Возможность заряжать до 8-ми элементов Li-Ion/Li-Po/Li-Fe (A123)
Возможность заряжать свинцовые аккумуляторы (до 20 в)
Очень высокие токи заряда (до 7А) и разряда (до 5А)
Полная система защиты ЗУ и заряжаемой батареи
Определение конца зарядки методом Delta V (защита от перезаряда)
Циклер (для тренировки никелевых батарей)
Возможность подключения термодачика
Активное охлаждение
Возможность наблюдать в реальном времени процесс заряда/разряда
Встроенный балансир (для литиевых батарей)
Возможность подключения к компьютеру
Звуковые сигналы
Авто отключение по таймеру и по преодолению заданной емкости.
Компактные размеры
Большой набор переходников (в т.ч. Tamiya Large, mini, Dean)

Недостатки:
Питание от 12 в (нужен блок питания для подключения к 220 В)

Ну и есть еще один тип но мы его пройдем в кратце
3) Цифровые Hi-End зарядные устройства

Этот вид зарядных устройств, как понятно из заголовка, обеспечивают прежде всего высочайшую точность заряда и балансировки (до 0,005 вольт), а также работу с редкими типами аккумуляторов. В основном продукцию такого уровня нам предлагают европейские производители, в частности немецкий производитель Schulze и другие. При всех достоинствах, главным недостатком этих ЗУ – это их цена от 10 000 руб. и выше.

Достоинства (в дополнение к предыдущему виду):
Высокая точность заряда/разряда, балансировки
Возможность обновления прошивки
Еще более «тонкие» настройки
Большой графический экран

Недостатки:
Очень высокая цена
Питание от 12 в (нужен особо мощный блок питания (до 40 А) для подключения к 220 В)

Теперь о стоковом аккумуляторе с комплекта если у вас их два, то их можно подключать как последовательно используя вот такой переходник

так и

параллельно используя вот такой переходник

Теперь по заряду если вы потратились и приобрели умную зарядку.
Рекомендации по зарядке/разрядке Ni-Mh аккумуляторов
Время зарядки = (Емкость батарей, мАч + 10%) / Сила тока ЗУ, мА

Храните Ni-Mh батареи с небольшим количеством заряда (30 — 50%).

Никель-металгидридные батареи более чувствительны к нагреву чем никель-кадмиевые, поэтому не перегружайте их. Перегрузка может отрицательно сказаться на способности батареи держать и выдавать заряд. Если у вас есть интеллектуальное зарядное устройство с технологией «Delta Peak» (определение пика напряжения зарядки), то вы можете заряжать аккумуляторы без риска перезарядки и разрушения оных.

Никелевые батареи, когда выходят из завода, необходимо подвергать «тренировке». Использование 4-6 циклов (количество циклов, необходимое для достижения полной емкости, разное у разных производителей) ЗУ заряда/разряда при нормальном использовании выводит их в рабочий режим. Батареи, собранные из высококачественных элементов японских производителей, достигают показателей после 4-6 циклов. Другие батареи могут потребовать 50-100 циклов для достижения приемлемых уровней емкости. Процесс тренировки требуется только для новых батарей.

Всегда давайте остыть батарее до комнатной температуры (~20 C) перед зарядом. Заряд батарей при температурах ниже 5 C или выше 50 C значительно снижает срок службы батарей.

Если хотите разрядить Ni-Mh батарею, то не разряжайте её менее чем до 0,9 В для каждого элемента. Когда напряжение никелевых батарей падает ниже 0,9 В на элемент, обычное электронное зарядное устройство (быстрое или медленное (trickle)) может не смочь активировать батарею и завершить успешный заряд. Такие батареи нужно зарядить до напряжения 0,9 В/элемент током 100-150 mA, затем зарядить до полной емкости током 300 mA (для балансировки элементов).

6 Необходимо периодически полностью разряжать аккумуляторную сборку (один раз в месяц) приблизительно до 0,9 В на элемент (например при 7.2-вольтовой сборке, состоящей из 6 элементов по 1,2 В, разрядить её до ~ 5.4 В, но не ниже!).
Таблица медленного заряда типовых элементов.
x-game.mk.ua/uploads/…/1297710750_table.jpg (275 Kb)

Практические советы по стоковой батареи Ni-Mh 1200mAh

Ток заряда: от 0.3С до 0.5С, где С — емкость аккумулятора в ампер-часах. При условии хорошего охлаждения и контроля температуры — до 1С.

Ток разряда: от 0.3С до 0.1А (чем меньше – тем лучше, но дольше).

Минимальное напряжение при разряде определяется как U=1.25*(N-1) или в расчете на каждую банку U=1.25*(N-1)/N.

Пример для батареи Ni-Mh 1200 мАч 6 банок:
— ток заряда 0.5-0.8 А;
— ток разряда при циклировании 0.1-0.4А (меньше — лучше);
— минимальное напряжение на батарее 6.6 вольт или 1.1 вольт/банку. При глубоком разряде раз в месяц или два для профилактики минимальное напряжение на батарее 5.4 вольт или 0.9 вольт/банку.

Зарядка Ni-Mh аккумулятора: на умной зарядке ( пример)

1. выбираем программу «NiMh»
   
2. выбираем ток зарядки для нашего ака (0.2А)
   
3. выбираем ток разрядки для нашего ака (0.5А) и напряжение, до которого будет разряжаться аккумулятор (6.6V) раз ив месяц (5.4V)
   
4. выбираем количество циклов разряд/заряд или заряд/разряд, можно конечно выбрать просто заряд или просто разряд, но из-за эффекта памяти, аккумулятор лучше разрядить и потом зарядить
   
5. нажимаем старт, будет автоматически произведен разряд аккумулятора до суммарного напряжения для нас 6.6V, потом в течение 5 минут пауза и аккумулятор начнет заряжаться. В конце своей программы, на экране появится надпись в нашем случае: DCHG 1 700mAh и CHG 1 900mah, это значит, что аккумулятор при разрядке в первом цикле отдает 700mAh, а принимает 900mAh.
   
   

При правильном уходе, заряде, разряде, никели выдают не плохие показатели, так что не стоит их класть на полку, пользуйтесь.

Надеюсь понятно, как настраивать свою зарядку для гидридов и более подробные настройки типа дельта пик и тд найдете в инете или в инструкции

Далее вторая часть? для тех кто купил умную зарядку и аккумуляторы Li-Po.

Итак вторая часть уже пережеваной темы.
Если вы купили Реву, потратились на зарядку с мозгами, то чтоб ощутить весь потенциал Ревы надо прикупить еще и аккумуляторы Li-Po. Но эти аки являются опасными в эксплуатации, поэтому хотелось бы дать несколько рекомендаций.

1. Рева может использовать на борту два типа Li-Po аккумуляторов это 2S 2200mAh 2S1P 40C
   
   это аккумулятор на 7.4Volt а полностью заряженный 8.4 Volt, аккумулятор внутри имеет две банки соединённые последовательно, каждая банка имеет вольтаж 3.7 Volt полностью заряженной 4.2 Volt. Ну и акум 3S 1600mAh 3S1P 20C
   www.hobbyking.com/hobbyking/…/F1600-3S-20(1).jpg (201 Kb),
   имеет напряжение 11.1 Volt полностью заряженый 12.6 Volt в нутри это 3 банки соединённых последовательно по 3.7 Volt полностью заряженной 4.2 Volt. Для езды на Реве, обычно используют акумы 2200mAh 2S1P 40C и 2200mAh 2S1P 20C соединенные через параллельный переходник который описывался выше и как его сделать писалось на предыдущей странице, чтоб ездить на 1600mAh 3S1P 20C надо много опыта и есть шанс спалить регулятор или разбить машинку, так как скорость на много выше

Рекомендации по зарядке/разрядке LiPo аккумуляторов.

1 LiPo аккумуляторы по праву заслужили такие отзывы как «самые привередливые, опасные, ненадежные и маложивущие», но несмотря на все эти недостатки, использование данных аккумуляторов в страйкболе достаточно широко, так как они имеют возможность отдавать большие токи разряда.

2 LiPo аккумуляторы очень чувствительны к режимам эксплуатации. Так, в случае разряда такой батареи ниже допустимого она необратимо выходит из строя. Превышение напряжения на батарее может привести к ее взрывному самовозгоранию.

3 При заряде LiPo заряжайте их только специальным зарядным устройством для LiPo и только под присмотром. В случае какого-то внутреннего повреждения во время заряда может произойти самовозгорание и пожар.

4 Никогда не заряжайте аккумулятор без балансира — устройства, контролирующего и выравнивающего напряжения на каждой «банке» в последовательно соединенной батарее. Для автоматических устройств всегда выбирайте режим Balance Charge вместо просто LiPo Charge. Последний не балансирует и не контролирует каждую из банок.

5 Для заряда используйте ток величиной не более 1С, но рекомендуют 0.5-0.7С. По некоторым данным, более медленный заряд продлит срок службы аккумулятора.

6 Заряжайте LiPo аккумуляторы только в режиме LiPo.

7 Если есть возможность — старайтесь использовать батареи с некоторым запасом по номинальному току. Это продлит срок их службы.

Кратко перечислим основные правила эксплуатации LiPo аккумуляторов, дав ниже подробные объяснения причин для интересующихся:

LiPo батареи очень чувствительны к режиму эксплуатации. При заряде их используется метод CC-CV. То есть, исходно батарея заряжается некоторым фиксированным током (constant current — CC), при этом напряжение на банках батареи растет. По достижении напряжения 4.20 вольт на каждой банке батарея уже заряжена примерно на 95%, и зарядное устройство переходит ко второй фазе алгоритма заряда CV (constant voltage, постоянное напряжение). При этом ток постепенно снижается так, чтобы напряжение на каждой банке не превысило 4.20 вольт. Эта величина определяется химией LiPo батареи. Превышение ее допустимо не более, чем до 4.25 вольт, а достижение значения 4.30 и выше чревато взрывным самовозгоранием.

При разряде в процессе эксплуатации недопустимо снижение напряжения на каждой из банок ниже 3-х вольт. Достаточно один раз посадить LiPo батарею до 2.5 вольт на банку, и ее, как правило, можно будет выбросить. После такого разряда батарея может «вздуться», она теряет более половины емкости и перестает отдавать номинальный ток разряда. В течение некоторого времени батарея теряет емкость, практически, полностью.

Отсюда проблема эксплуатации LiPo заключается в том, что при заряде необходимо контролировать напряжение на каждой из банок, чтобы не вывести ее из строя, а при последующем разряде все банки разряжались одинаково, но не ниже допустимого минимума. Обычное зарядное устройство может контролировать напряжение на батарее в целом, но при большом разбросе напряжений на банках вполне возможен вариант, когда на одной из них еще 4.05 вольт, а на второй уже 4.30. Зарядка видит только суммарные 8.35 и продолжает заряжать батарею до 8.40 (4.20*2). При этом напряжение на второй банке превышает 4.30, что с большой вероятностью приводит к возгоранию. При разряде несбалансированной батареи эта же проблема способна привести к переразряду отдельно взятой банки несмотря на то, что суммарное напряжение еще выше, чем 3 вольта х количество банок.

Для решения этой проблемы используется специальное устройство, называемое балансиром. В процессе заряда оно следит за напряжением на каждой из банок и выравнивает их между собой. При этом зарядное устройство отключит заряд вовремя, не выводя аккумулятор из строя. При разряде сбалансированной батареи на модели все банки также разряжаются более-менее равномерно, и при снижении суммарного напряжения до 3 вольт на банку должна сработать отсечка регулятора, что предотвратит выход батареи из строя. Многие современные зарядные устройства уже имеют встроенный балансир, которым обязательно следует пользоваться, подключая отдельный балансировочный разъем батареи наряду с силовым и выбирая соответствующий режим заряда. Для устройств, не имеющих встроенного балансира, следует купить отдельное внешнее устройство.

Ток заряда LiPo не должен превышать емкости аккумулятора, т.е. максимальный ток заряда равен 1С. Например, для заряда аккумулятора емкостью 2200 мАч ток заряда не должен превышать 2.2 А. В то же время не следует ставить ток заряда меньше, чем 0.5С.

Принудительно разряжать или циклировать литиевый аккумулятор нет никакого смысла, так как эти батареи не имеют эффекта памяти и должны храниться в заряженном состоянии (наиболее оптимальный режим хранения — 60% заряда). Ток разряда аккумулятора может быть любым, но не более его номинала, указанного на этикетке также в единицах величины емкости C. Например 20С на аккумуляторе 1000 мАч означает, что максимальный непрерывный ток разряда равен 20*1000=20000 мА=20 А. Следует заметить, что если не использовать аккумулятор на пределе его возможностей, то он проживет гораздо большее количество циклов. Скажем, для одного из фирменных дорогих LiPo с номинальным током 30С приводятся такие типовые данные: при заряде и разряде токами в 1С производитель гарантирует 500 циклов без существенной потери емкости. При заряде током 1С, но разряде максимальным допустимым током в 30С количество циклов составит всего 50 (упадет в 10 раз). Это дает хороший пример того, почему желательно иметь запас по току батареи при подборе силовой установки.