LiPo akkumulátorok párhuzamos töltése
A töltés gyorsabb és biztonságosabb módja?
A cikk azért született, hogy megismertessen a LiPo akkumulátorok párhuzamos töltésével, és hogy megértsd miért olyan népszerű ez. Eldöntheted, hogy ki szeretnéd –e próbálni (most vagy később) ezt az akkutöltési módot. Azt is megtudod, hogy miért jobb már az elején beruházni egy nagyobb teljesítményű akkumulátor töltőbe annak ellenére, hogy kezdetben csak kis kapacitású LiPo akkumulátorokat használsz.
Az oldal alján összeszedtem néhány linket az aktuális építőelemekből (ha mégis úgy döntenél, hogy kipróbálod, és olcsó alkatrészekre van szükséged), amelyeket én használtam a párhuzamos töltő kábelkötegeim kivitelezéséhez (lásd: eredeti cikk). Ha inkább egyszerűen megvásárolnád a kész párhuzamos töltéshez szükséges kábelkötegeket és paneleket, mint hogy bajlódj az építéssel, akkor az EP Buddy-nál nézz szét az egyre növekvő, jó árfekvésű kínálatukban.
A jobb oldali oszlopban is találsz (lásd: eredeti cikk) jó néhány kábelköteghez és panelhez linket. Most kezdtem el használni a ParaBoard-okat a párhuzamos akkutöltéshez, és véleményem szerint jelenleg ez a legjobb megoldás.
Kényelmes csatlakoztatás és bolond biztos működés. Kimondottan ajánlom, ha nem szeretnéd saját magad megépíteni a kábelköteget vagy a panelt. Nekem most négy darab van belőle és úgy gondolom , hogy már a „nem tudnék élni nélküle” kategóriába tartoznak.
Mindig ez van, elragadtatom magam… No térjünk csak vissza a témánkhoz – Párhuzamos akkutöltés vagy egyszerűen Para-töltés.
A párhuzamos LiPo akkumulátor töltés lehetővé teszi, hogy egyszerre több mint egy akkumulátort tudj tölteni a mikroprocesszor vezérelt töltőddel. A párhuzamos töltés nagy előnye az, hogy időt takarít meg, mivel egy egész falkányi akkut lehet tölteni egyszerre. Másrészt ez jóval biztonságosabb is, mint az akkuk egyesével való töltése.
Párhuzamosan csak azonos cellaszámú akkukat tudsz tölteni, de a kapacitásuk különbözhet (az ésszerűség határain belül). A töltöttségi állapotuk is különböző lehet – ismét az ésszerűség határain belül. Gondolom nem szeretnél például egy 5%-osan kisütött akkut egy 50%-ra lemerített akkuval egyszerre tölteni.
Nincs többé a leveszem az akkut a töltőről ha teljesen feltöltődött és mehet a következő töltési ciklus dolog. Fontos, hogy észben tartsd azt, hogy az összes akkupakknak azonos cellaszámúnak kell lennie. Nem tölthetsz egyszerre egy 6S és egy 4S pakkot például. A párhuzamos töltés áramkörében mindegyik akkupakknak azonos névleges feszültség értékkel kell rendelkeznie.
Figyelmeztetés!
Ez egy haladó töltési módszer, amely alapvető elektromos ismereteket feltételez. Ha nem érzed otthon magad a töltési-, vezeték keresztmetszet méretezési feladatokban, a párhuzamos töltéshez szükséges kábeleket, paneleket nem vagy képes megépíteni, akkor légy szíves ezeket ne próbáld meg!
Ahogy már a LiPo akkumulátorokról szóló cikkemben említettem, a lítium akkumulátorok kémiája veszélyes dolog. Már egyetlen akkunak is a nem megfelelő töltés miatti kigyulladása elég rossz dolog. Gondolj bele, hogy most több is lesz egymás közelében a töltés alatt! Ha mégis ezt a töltési módszert választod, akkor (mint minden lítium bázisú akkumulátornál) ezt tedd a saját felelősségedre, és sose hagyd az akkukat felügyelet nélkül.
Hogyan működik?
Ha ismered Ohm törvényét, és tudod alkalmazni párhuzamos kapcsolásban, akkor a párhuzamos töltés alapjain már túl is vagy, és azt is érted, hogy ez töltés miért ugyanolyan jó vagy még inkább jobb az akkumulátoroknak.
Egy kis emlékeztető (a fordító):
Ohm-törvénye: ugyanazon fogyasztó/vezetőszakasz kivezetésein mérhető feszültség, és a fogyasztón/vezetőszakaszon átfolyó áram erőssége egyenesen arányos, hányadosuk állandó. R=U/I.
Ellenállások párhuzamos kapcsolása: Párhuzamosan kapcsolt ellenállásokra jutó feszültségek egyenlők: U1=U2, I1*R1=I2*R2. Párhuzamos kapcsolásban az ágak áramerősségei fordítottan arányosak az ágak ellenállásaival: I1/I2 = R2/R1.
Összefoglalva: párhuzamos kapcsolásnál a feszültség állandó, az áramerősség a tagok ellenállásának arányában oszlik meg.
Majdnem minden párhuzamos töltés alkalmával ezt tapasztalatom … A párhuzamosan kapcsolt cellák egyenkénti feszültsége majdnem minden esetben közelebb áll egymáshoz, valamint a töltő balanszer részének kevésbé kell visszaterhelni a gyorsabban töltődő cellákat.
Miért? Egyszerűen az átlagok törvénye alapján. Minél több akkupakkot kapcsolsz párhuzamosan, annál jobban kiegyenlítődik az akkumulátorok cellái között meglévő belső ellenállás különbség. Eléggé valószínűtlen, hogy például az összes akkumulátorod harmadik cellájának a belső ellenállása magasabb a kettes cellánál.
A gyakorlatban minden akkupakk minden cellájának belső ellenállása kis mértékben különbözik, és ez a különbség csökken le még jobban azzal, hogy a párhuzamosan kapcsolt cellák ellenállása átlagolódik. Ez töltés közben a párhuzamosan kapcsolt cellák kiegyenlítettebb feszültségénél is megnyilvánul.
Ismételten, Ohm törvénye párhuzamos áramkörökre, amelyet mind megtanultunk már középiskolában – látod milyen jó, hogy aznap nem hiányoztál fizika óráról!
Hogyan csináld?
Először is, építened- vagy vásárolnod kell egy párhuzamos töltésre alkalmas kábelt vagy panelt, amelyhez kapcsolódnak majd a tölteni kívánt akkumulátorok tápcsatlakozói. Minden akku pozitív vezetéke a párhuzamos kábel pozitív vezetékéhez, az akkuk negatív vezetéke a kábel negatív vezetékéhez kapcsolódik (párhuzamos kapcsolás). A többség általában olyan kábelt vagy panelt épít, amely 5-6 akku csatlakoztatására alkalmas.
A dolgok most kezdődnek kicsit zsúfolttá válni, (a képen is láthatod vezetékék tömkelegét) különösen, ha tűzálló tárolóba vagy tasakba szeretnéd az egészet belerakni.
Hogyan építs egy egyszerű párhuzamos töltő panelt vagy kábelt
A képen jobbra a párhuzamos töltésre alkalmas panelemet láthatod, amelyet a Deans csatlakozóval szerelt LiPo akkumulátoraimhoz készítettem. A képen az is látszik, hogy a csatlakozók párhuzamosan vannak kötve egymással.
Azért építettem inkább panelt és nem egy kábelt a Deans csatlakozókhoz, mert így a Deans dugó részek nem érhetnek egymáshoz, így rövidzárlatot sem okozhatnak. (ez az egyik dolog, amit nem szeretek a Deans csatlakozókban)
Miután megépítetted a paneled, gondoskodj a hátoldal megfelelő szigeteléséről. Én például egyszerűen néhány réteg szigetelőszalagot ragasztottam rá.
Íme az általam készített EC3 csatlakozóval szerelt párhuzamos kábel. Mivel itt a dugó rész szigetelt (jobb és biztonságosabb csatlakozó szerintem), így különösebben nem vesztegettem az időm panelkészítéssel. Egyszerűen párhuzamosan összekötöttem a vezetékeket.
Egy másik dolog, amire fel szeretném hívni a figyelmet az a vezetékek keresztmetszete. Különösen „fő vezetéké”, amelyik a banándugótól az 5db EC3 csatlakozó elágazási pontjáig tart.
Elméletben akár 20 amper is haladhat át ezen a vezetékszakaszon, így ehhez mérten megfelelő keresztmetszetűnek kell lennie.
Én 14AWG (2 mm2-es) vezetéket használok (táblázat az átváltáshoz itt – a fordító) és ez megfelelőnek tűnik. Minimálisan melegszik, amikor 20 ampert hajtok át rajta. A rövid vezetékhossz miatt a feszültség esés is jelentéktelen.
Szintén 2 mm2-es a vezeték, amellyel a töltőmet táplálom. Ez elég jó kiindulási pont a méretezéshez.
Íme egy másik példa a párhuzamos kábelre amelyet saját magam építettem. Ezzel a kisebb JST csatlakozójú akkuimat töltöm.
Hogyan építs párhuzamos balansz panelt
A következő dolog, amire szükséged lesz, az egy párhuzamos balansz panel vagy kábel. Először a panel építését mutatom be, majd ezt követi a kábel.
Ismétlem önmagam: ugyanúgy, mint a töltő csatlakozónál, általában nincs szükség 5-6 párhuzamosan kötött balansz csatlakozónál többre. Ahogy a név is sejteti, ez a panel is párhuzamosan lesz kötve. Jobbra, a képen láthatod is.
Az általam épített panel 6db JST-XH balansz csatlakozót tartalmaz, azért mert a LiPo akkumulátoraim többségét JST-XH csatlakozóval látták el … és van még egy előnye: (kis erőltetéssel) az eltérő tüskeszámú csatlakozókat is bele lehet dugni.
Például egy három tűs balansz aljzat bedugható egy hét tűs csatlakozóba. Ez így kényelmes, mert nem kell külön párhuzamos balansz panelt építened minden egyes tüske számhoz. (para boardnál minden egyes cellaszámhoz/csatlakozóhoz van egy-egy aljzat – a fordító )
Van néhány FlightPower és ThunderPower akkupakkom melyek ThunderPower balanszer csatlakozóval szereltek, ezért be kellett szereznem néhány TP - JST átalakítót.
Ugyanúgy, mint a párhuzamos töltőpanelnél, itt is szigetelned kell a panel alját, hogy ne okozhasson rövidzárlatot.
A megépített balanszer panelt most már csatlakoztathatod a töltő balanszer áramköréhez.A képen láthatod a balanszer panelem, amint a töltő balansz panelének 6S csatlakozójához kapcsolódik, így a 2S akkutól a 6S akkuig tudok vele balanszírozni.
Ha 7S vagy 8S akkumulátorokat szeretnék majd párhuzamosan tölteni/balanszírozni, akkor építenem kell egy új panelt nekik, de addig is tökéletesen megfelel ez a panel.
Hogyan építs párhuzamos balansz kábelt
Egy újabb LiPo balansz módszer, amely működik, egyszerűen megépíthető és könnyen csatlakoztathatók hozzá az akkumulátorok.
A kábelt azért szeretem jobban a panelnél, mert itt könnyebb az akku balansz csatlakozók összekötése, különösképp amikor az akkunak rövid a balansz vezetéke.
Első lépésben be kell szerezned pár balansz aljzatot, lehetőség szerint kábellel együtt.
A vezetékek megléte időt takarít meg később neked. Az én 6S JST-XH csatlakozóim a kábel másik végén Kokam dugóval szereltek voltak (ez a kábel eredetileg átalakítóként működött), és csak ötös csomagként tudtam megrendelni őket.
Egyszerűen levágtam a Kokam végeket és párhuzamosan összeforrasztottam a 6S JST-XH vezetékeket. A csatlakozók megfelelő +/- tájolása és összefogatása szerintem egy hasznos ötlet, mert így könnyebben tudtam a megfelelő vezetékeket megtalálni és hiba nélkül összeforrasztani.
Remélem észrevetted a zsugorcsöveket a képen, amelyeket a forrasztási pontok szigetelése végett húztam a vezetékekre.
Most, hogy már miden vezeték megfelelően csoportosítva van és össze van forrasztva, itt az ideje, forrasszunk egy csatlakozót a kábel másik végére is, hogy csatlakoztatni tudjuk a töltő balansz paneléhez. Közben kiderült, hogy a Kokam csatlakozó épp megfelelő lesz erre a célra.
Levágtam az illesztő elemeket a Kokam csatlakozó oldaláról, felcseréltem a fekete és fehér vezetékeket, így a polaritás megfelelő lett.
Így kaptam egy 6S JST-XH párhuzamos balansz kábelt, amely most már közvetlenül a 208B töltőhöz csatlakoztatható. (így mégis szebben néz ki).
Amikor mindent párhuzamosan összekötsz, akkor az akkumulátoraid EGY nagy kapacitású akkumulátorrá válnak.
Például ha három darab 2200 mAh-s 3S pakkot párhuzamosan kötsz (ahogy én is tettem a képen), akkor alapvetően egy 6600 mAh-s 3S3P akkupakkot kapsz.
Az 1C töltési árama ennek a NAGY akkupakknak 6,6 amperre adódik, 2C töltésnél pedig 13,2 amper lesz. Azt hiszem most már érted, hogy miért kellenek a nagyobb teljesítményű töltők a párhuzamos töltési módhoz. Ha a teljesítményt nézünk, akkor a példa alapján 1C értéknél ez 83 wattot, 2C töltésnél ez 166 wattot jelent a töltőnek.
Természetesen nem szükséges 1C vagy 2C értékkel töltened az akkuidat, hisz a kisebb C érték mindig biztonságosabb. Szóval 0,5C-nél 3,3 amperrel (41 watt) ugyanolyan jól feltöltődik az akkumulátorod, de legalább dupla, hanem négyszer annyi ideig tart a folyamat.
Remélem rávilágítottam a párhuzamos töltés hátterére és most már érted a LiPo akkumulátorok párhuzamos töltésének különböző módjait.
Ahogy az első bekezdésben említettem, a fő ok, amiért létrehoztam ezt az oldalt az, hogy rámutassak a nagyobb teljesítményű töltők szükségességére még akkor is, ha jelenleg csak kisebb kapacitású akkupakkokat használsz. Talán most már belátod, hogy a nagyobb teljesítményű töltő hosszabb távon jó befektetés.
Te is egy megszállott para-töltögető leszel amikor… :-)
