Akumulátory a jak na ně...

Akumulátory pro RC modely nejsou zrovna levnou záležitostí, proto se vyplatí věnovat jim dostatečnou pozornost, aby nejen vydržely co nejdéle, ale také aby poskytovaly maximální výkon. Špatné zacházení je totiž jejich nejhorší nepřítel, který je snadno a rychle zabije. Problematika je sice dost rozsáhlá, ale ve zkratce si vysvětlíme základní pojmy a pravidla správné péče o akumulátory.

Slovníček

Kapacita [mAh] – Udává množství energie, kterou dokáže akumulátor pojmout a vydat, pokud ho vybijeme ze stavu plného nabití až na minimální povolenou mez. Čísla jsou v mAh, takže například 5200 znamená to samé, jako 5,2 Ah, čili pro představu výdej proudu 5,2A po dobu 1 hodiny. Tento údaj se ale dá vcelku snadno "naladit". Při vybíjení nižším proudem dostanete z akumulátoru vyšší kapacitu, což se dobře prodává, ale v provozu je vám to zpravidla k ničemu.

Proudová kapacita [C] – Záhadná Céčka u Li-pol akumulátorů :o) Je to číslo udávající maximální proud, který je schopen akumulátor poskytnout. Číslo je násobek kapacity. Například 30C u 5000mAh akumulátoru znamená, že dokáže při zátěži poskytnout až 150A proudu. Někteří výrobci udávají C čísla 2, jedno trvalé proudové zatížení, a druhé značí chvilkové špičky max. několik sekund.

Nabíjecí proud [C] – Podobný výpočet jako u proudové kapacity, jen pro maximální nabíjecí proud. Nedoporučuji využívat na maximum, zhoršujete tím kondici a životnost akumulátoru.

Vnitřní odpor [mΩ] – Ne vždy ho výrobce uvádí, ale je na něm závislá proudová kapacita nebo také „tvrdost“ akumulátoru, jinými slovy to, jak moc klesá napětí při zátěži. Dá se orientovat i podle Céček. Čím je vnitřní odpor menší, tím je akumulátor výkonnější, má větší Céčka, je tedy schopen dodat vyšší proud, má ale také vyšší cenu. U tohoto parametru se nedá šidit a platí přímá úměra výkon/cena.

Vnitřní zapojení [xSxP] – Zkratky např. 2S1P. Udávají vnitřní zapojení Li-pol článků uvnitř packu. Li-pol článek má nominální napětí 3,7V. V modelech se ale používá napětí 7,4V nebo 11,1V případně i jiné, a proto je třeba spojit více článků za sebe do serie, aby se napětí zvýšilo. To je značka S – kolik je článků v serii za sebou, čili 2S značí 2x 3,7V tj. 7,4V výsledné napětí. Písmeno P znamená paralelní články. Paralelním zapojením (vedle sebe) se sčítá kapacita článků. Máme-li zapojeny 2 články o kapacitě 2500mAh vedle sebe, bude výsledná kapacita 5000mAh, ale napětí zůstane stejné.

Seriové zapojení (za sebou): napětí se sčítá, kapacita se nemění

Paralelní zapojení (vedle sebe): napětí se nemění, kapacita se sčítá

Provedení / obaly / konektory – Obaly se používají buď netříštivé vaničky, ty jsou třeba u modelů aut kvůli lepší ochraně článků před mechanickým poškozením. Nebo jen zatavení do folie, to postačuje leteckým modelářům a tam, kde jsou akumulátory dobře chráněny. Provedení pak buď Saddle pack – Dva menší samostatné články 3,7V zapojené do serie. Používají se většinou u buggy kvůli středovému kardanu a rozložení hmotnosti. Nebo Stick pack – Tyčové provedení v jedné či více řadách článků za sebou.

Akumulátory se také liší vývody či konektory, na to dejte pozor už před koupí! Můžete si přidělat zbytečné starosti se sháněním redukcí nebo letováním konektorů.

Konektory – Pozor na jejich proudové zatížení, každý typ i velikost snese jiný proud, při jeho překročení hrozí deformace, zkrat, zničení akumulátoru i požár! To samé platí o průřezu propojovacích kabelů...

Balanční konektory – Jsou to vývody od každého jednotlivého článku u Li-pol packů. Slouží k přesnému srovnání napětí všech článků na stejnou úroveň (balancování). Li-pol packy by se měly VŽDY nabíjet za pomoci balanceru.

Akumulátor byste měli volit s větší výkonovou rezervou oproti spotřebě Vašeho pohonu, protože zatěžování akumulátoru na jeho horní hranici možností, zkracuje jeho životnost, a může způsobit předčasné „nafouknutí“ a znehodnocení článků!

NiCd

Oproti NiMH článkům snesou větší nabíjecí/vybíjecí proudy a mají menší samovybíjení. Jsou také levnější, odolnější a mají delší životnost. Fungují i v extrémních klimatických podmínkách (od –40 °C do +70 °C), nicméně čím vyšší je teplota okolí, tím rychleji u nich dochází k samovybíjení. Běžně se samy vybijí po cca 3 měsících. K největšímu poklesu energie dochází během prvních 24 hodin po nabití, kdy ztratí 10-15% své kapacity a poté dalších 10-15% každý následující měsíc. Nevýhodou je vyšší hmotnost a nižší kapacita. Vysloužilé články poznáte podle napětí naprázdno po nabití. Pokud je vyšší jak 1,68V, akumulátor dosloužil... Poškodíte je přebíjením! Skladujte vybité.

NiMh

Vzhledem k NiCd mají vyšší kapacitu a nižší hmotnost. Nevýhodu mají ve velkém samovybíjení, nízké dodávce proudu (cca 0,5A na článek) a kratší životnosti. Nejsou proto vhodné např. do dálkových ovladačů, kde by se již po cca 2 měsících samy vybily. Jsou také choulostivější na správné nabíjení. Horší je to také s rozsahem použitelných teplot od –10 °C do +40 °C. Výhoda je vyšší kapacita. Vysloužilé články poznáte podle napětí naprázdno po nabití. Pokud je vyšší jak 1,68V, akumulátor dosloužil... Poškodíte je přebíjením, hlubším vybitím i delším skladováním bez cyklování!

NiXX akumulátory obecně jsou vhodné pouze pro rekreační účely, zejména kvůli nedostatečnému proudu, který jsou schopny dodávat a kvůli vysokému samovybíjení. Pokud tedy nemáte dobrý důvod, proč je použít, snažte se jim vyhnout. Li-Pol technologie je za téměř stejnou cenu ale s nesrovnatelně vyšším výkonem.

Li-Pol, Li-Ion

Vývoj těchto článků jde velmi rychle dopředu, proto se můžeme setkat se stále výkonnějšími hybridy jak složením, tak parametry. V zásadě ale platí, že oproti starší Ni-XX má vyšší kapacitu a 3x větší napětí článku, což umožňuje výrazně snížit rozměry i hmotnost celé baterie. Jednou z hlavních výhod Li-Pol baterií je jejich prakticky nulové samovybíjení a vysoké vybíjecí i nabíjecí proudy. Životnost přibližně 500 cyklů a deklarovaný výkon velmi ovlivňuje způsob použití a péče majitele o články. V žádném případě by se nemělo dopustit napětí pod nejnižší a nad nejvyšší mez. Vybíjet je výhodné jen do kapacity kolem 60%. Dobíjet se mohou kdykoli bez předchozího vybití. Provozní teploty jsou od –20 °C do +60 °C. Nevýhoda je zejména ve vysoké citlivosti na napětí mimo povolenou mez a nutnost přesného nabíječe s balancerem (+-30mV). Také vyšší bezpečnostní riziko. Zkrat nebo mechanické poškození může vést k prudké explozi a požáru! Nikdy je při nabíjení nenechávejte mimo Charge pack a bez dozoru! Poškodíte je vybitím pod povolenou mez i nabíjením vyšším než povoleným proudem a na vyšší než povolené napětí. Skladovací napětí je 3,8V na článek.

Nabíjení

NiCD a NiMH akumulátory je pro maximální kapacitu potřeba před nabíjením vybít na napětí 0,9V na článek. U sériového zapojení se napětí sčítá: např. vybitý 6 článkový akupack má mít celkové napětí 6x0,9V=5,4V. Avšak pozor, je žádoucí srovnat napětí jednotlivých článků na stejnou mez 0,9V, dochází totiž k jejich rozcházení podobně jako u Li-Pol, kde se musí „balancovat“. I zde je to žádoucí, jinak se postupně jeden či více článků natolik zhorší, že bude k ničemu celý akupack. Je vhodné použít buď vývody, nebo vybíjecí destičky s kontakty pro každý článek. Toto byste měli dělat před každým nabitím, jinak výrazně urychlíte smrt celého akupacku.

Nabíjení: Nabíjí se nejlépe proudem 0,1xC, maximálně dle informace výrobce 1-2xC na 120% nominální kapacity. Tj. u 2000mAh nastavíme omezení dodaného náboje na 2400mAh kvůli ztrátám při nabíjení. Dále je vhodné sledovat teplotu a při nadměrném zahřívání nad 40°C byť jediného článku nabíjení přerušit, nebo snížit proud.

Skladování: Pokojová teplota, sucho. NiCD články se skladují vybité. Dlouhodobé skladování jim nevadí. NiMH je třeba před uložením nabít na plnou kapacitu a pak každé 3 měsíce opět nabít. Vybití i samovybíjením pod 0,9V na článek je nevratně poškodí! Před prvním nebo opětovném uvedení do provozu je vhodné provést několik úplných cyklů nabití/vybití, tzv. cyklování, aby se aktivoval elektrolyt a akumulátor měl maximální kapacitu.

Li-xx akumulátory se před nabíjením zásadně nevybíjí! Naopak, je vhodné využívat jen 60-70% jejich kapacity a dobíjet je průběžně, prodloužíte tím jejich životnost. Nikdy nedovolte zkrat nebo pokles napětí jednotlivého článku pod 3.0V, nevratně se tím poškodí a ztratí kapacitu. Příliš rychle nabíjené nebo vybíjené akupacky se "nafukují". To svědčí o jejich zhoršené kondici a neměly by se používat, je zvýšené riziko roztržení a exploze při provozu!

Nabíjení: Pozor, maximální povolený nabíjecí proud předepsaný výrobcem, neznamená zároveň doporučený! Pokud je to možné, nabíjejte menšími proudy. Pozor na maximální nabíjecí napětí jednotlivého článku 4.20V +-0.02V, nedovolte jeho překročení, došlo by k nevratnému poškození článku. Vždy použijte balancer! Nenechávejte nabíjené akumulátory bez dozoru a v blízkosti hořlavých materiálů. Kontrolujte teplotu článků, nesmí přesáhnout 45°C. Při přehřátí již nelze zastavit chemický proces a hoření ani odpojením od zdroje!

Skladování: Pokojová teplota, sucho. Nabité pouze částečně na napětí 3.8V na článek. Po 6 ti měsících zkontrolujte, případně dobijte na 3.8V na článek.

 Toto je jen stručné shrnutí základních pravidel péče o akumulátory. Při jejich dodržení nebude hrozit jejich předčasný odchod do sběrných nádob nebezpečného odpadu či vzplanutí na Vašem psacím stole :o) Pokud Vás tato tematika zajímá hlouběji, kontaktujte nás, nebo pište na forum...