Welke batterij gebruikt jouw drone? Het is hoogstwaarschijnlijk een LiPo-batterij. Deze batterijen worden het meest gebruikt in speelgoed, drones, RC's en zelfs modelvliegtuigen en treinen. Waarom is dit type batterij de meest voorkomende keuze?
Lipo-batterijen zijn het beste wat de drone-gemeenschap en andere speelgoed- en hobbygemeenschappen ooit is overkomen vanwege hun kleinere formaat en grotere capaciteit. Deze eigenschappen zijn essentieel voor langere vliegtijden. Ze vormen echter een potentieel brandgevaar als ze niet op de juiste manier worden behandeld.
Het is belangrijk om de ins en outs van je drone-batterijen te kennen om er het maximale uit te halen, dus ik ga alles bespreken wat je moet weten over LiPo-batterijen, inclusief hoe je ze veilig opbergt en weggooit als ze beschadigd.
Wat is een LiPo-batterij?
LiPo staat voor Lithium Polymer of Lithium-ion polymeer, dit zijn oplaadbare batterijen gemaakt van polymeerelektrolyten. Simpel gezegd, in plaats van een vloeibare vorm van elektrolyt te gebruiken, gebruiken LiPo-batterijen polymeer, wat meer een "blad" is dat een lading opslaat en indien nodig stroom naar het apparaat stuurt.
LiPo-batterijen hebben een zachte omhulsel, in tegenstelling tot ion-batterijen die een harde omhulsel hebben. Het polymeer en de mogelijkheid om het in een zachte hoes te omsluiten, maken deze batterijen geschikt voor RC's, omdat je ze in verschillende vormen kunt vormen, in tegenstelling tot harde schalen.
Laten we nu eens kijken naar enkele van de belangrijkste concepten waaruit een LiPo-batterij bestaat. Ik zal in het hele artikel naar de afbeelding hieronder verwijzen.
Spanning (nominale spanning)
Nominale spanning is de "benoemde" spanning, of de spanning van een batterij in rust. Het moet niet worden verward met de nominale spanning of bedrijfsspanning. De nominale spanning van de meeste LiPo-batterijen is bijvoorbeeld 3,7 V, maar wanneer ze volledig zijn opgeladen, hebben LiPo-batterijen een spanning van 4,2. En als je ze tot het minimum hebt ontladen, zouden ze een spanning van 3,0 moeten hebben.
Dit brengt ons bij de etikettering. U vindt de meeste batterijen met het label 2S, 3S, 4S of 6S. Deze nummers verwijzen naar het aantal cellen van de batterijen die in een serievorm zijn gerangschikt. De S staat dus voor Serie.
U zult merken dat er ook een nummer met C op de batterij staat. In de afbeelding hierboven hebben we 50C. Maar dat betekent niet 'cellen'. Het betekent ontlaadbeoordeling, die ik zo zal bespreken.
Om de totale spanning te krijgen, tel je de spanning van elke cel op. Een 2S-batterij heeft bijvoorbeeld twee cellen, dus de totale spanning is 7,4 V, 3S-batterijen zoals de afbeelding hierboven zal 11,1 V hebben, 4S-batterijen hebben 14,8, enz...
U kunt oudere batterijen tegenkomen met het label 2S2P, wat betekent dat er vier cellen zijn; 2 in serie-opstelling en 2 in parallelle structuur. Maar dergelijke batterijen zijn uitgefaseerd en vervangen door de nieuwere modellen.
Dus, wat is het belang van het kennen van de spanning? Het vertaalt zich naar hoe snel een motor kan draaien, wat zich vervolgens vertaalt naar de kracht en snelheid van een drone. Mogelijk bent u quadcopters tegengekomen met motoren met het label kV. In eerste instantie dacht ik, en sommige gebruikers ook, dat kV staat voor kilovolt. Nou, dat is niet het geval.
kV staat eigenlijk voor RPM (rotaties per minuut) voor elke volt. Dus als de quadcopter 3000 kV heeft, moet je dat vermenigvuldigen met de spanning van de batterij. Een 2S-batterij produceert bijvoorbeeld 22.200 RPM. Hoe meer spanning de batterij heeft, hoe sneller de motoren draaien en hoe meer vermogen de drone zal hebben.
Capaciteit
Laten we, om de capaciteit te begrijpen, de gemeenschappelijke watertank-analogie gebruiken. De spanning die ik zojuist heb beschreven, is de druk van de tank. Simpel gezegd, hoe meer druk/kracht een tank heeft, hoe krachtiger hij het water zal uitstoten. Nu is de capaciteit de hoeveelheid water die de tank tegelijk kan bevatten. Dus als we het over batterijen hebben, betekent dit de hoeveelheid lading die het kan bevatten, wat zich vertaalt naar hoe lang de batterij meegaat.
De capaciteit van een batterij wordt gemeten in milliampère-uur (mAh). Onze batterij hierboven heeft 5200 mAh, maar je zult sommige batterijen vinden met een capaciteit van wel 12.000 mAh, en sommige met minder dan 5000 mAh. Ook, 1000mAh, maak 1Ah (Amp-uur).
Hoewel een batterij met meer capaciteit een goed idee lijkt, omdat je een drone langer kunt gebruiken, moet je ook rekening houden met de effecten op het algehele systeem van de drone.
Om te beginnen betekent meer capaciteit meer gewicht, en de meeste drones kunnen niet zo goed functioneren als ze te zwaar zijn. Ten tweede, als de motoren te lang draaien zonder af te koelen, kunnen ze vlam vatten en zelfs de hele drone beschadigen.
Ontladingsgraad (C)
Ook bekend als de "C"-classificatie, is de ontladingsclassificatie de hoeveelheid lading/lading die u continu van de batterij kunt afvoeren zonder deze te beschadigen. Als u een apparaat gebruikt dat meer tegelijk oplaadt, kunt u de batterij beschadigen.
Nu heeft onze batterij een ontladingsclassificatie van 50C, wat betekent dat je 50 gaat vermenigvuldigen met de capaciteit van de batterij in Ampère.
De capaciteit van onze batterij is dus 5200mAh. In versterkers is dat 5,2 Ah.
50*5.2 =260 A.
Je kunt dus continu 260 A uit deze accu halen. Dat is de continue beoordeling.
Er is ook een Burst Rating, de hoogste hoeveelheid lading die je kunt tekenen binnen bursts van 10 seconden. Onze batterij hierboven heeft een burst-snelheid van 100C, wat betekent dat hij af en toe 520A-explosies kan overleven. Dit kan zijn tijdens het accelereren van een drone, en het zal meestal meer zijn dan de continue beoordeling.
Zorg er bij het kopen van extra batterijen voor dat je weet hoeveel stroom de drone nodig heeft en waarvoor je de drone gaat gebruiken. Racedrones hebben mogelijk batterijen nodig met een hogere ontladingswaarde.
Interne weerstand
Hoewel de interne weerstand geen deel uitmaakt van het batterijontwerp, is het essentieel om dit te vermelden. Met behulp van de watertank-analogie kunnen we weerstand het beste verklaren met een slang. Een slang is bedoeld om het water soepel te laten stromen. Maar als er een knik in de slang zit, beperkt dit hoe goed het water stroomt - hoe groter of dieper de knik, hoe onvoldoende de waterstroom.
Hetzelfde geldt voor LiPo-batterijen en andere elektronica. Hoe hoger de weerstand, hoe minder lading de kritische componenten van de drone bereikt. De reden dat ze de weerstand niet kunnen aangeven, is dat deze zich in de loop van de tijd opbouwt.
Hoe meer u de batterij gebruikt, een residu dat bekend staat als Li O (lithiumoxide) wordt afgezet, wat bijdraagt aan de interne weerstand tot een punt waarop de batterij onbruikbaar wordt. Wanneer de energie niet bij de benodigde componenten kan komen, wordt deze omgezet in warmte. Warmte leidt dan tot meer zuurstofophoping in de batterijen en meer lithiumoxide, waardoor ze opzwellen. Op het moment dat u de batterij ziet opzwellen, moet u stoppen met het gebruik ervan.
Het gebruik van een opgezwollen batterij genereert nog meer warmte en er vindt een proces plaats dat bekend staat als Thermal Runaway. Uiteindelijk combineren de lithiumoxide-ophoping, zuurstof, hitte en vochtigheid zich en exploderen ze in een vuur.
De standaardmeting voor weerstand is ohm (Ω).
1 milliohm (mΩ) =1 ohm.
Het is van vitaal belang om de weerstandsniveaus van uw batterijen te blijven controleren om er zeker van te zijn dat ze nog bruikbaar zijn. De meeste geavanceerde laders kunnen u helpen de interne weerstand te meten, hetzij voor één cel afzonderlijk, hetzij voor alle cellen samen.
Over het algemeen is het veilig om een batterij te gebruiken met een weerstand van 0 tot 12 ohm. Meer dan dat betekent dat u moet overwegen de batterijen te vervangen.
Waarom gebruiken drones LiPo-batterijen?
LiPo-batterijen hebben veel voordelen voor de drone-industrie, omdat ze klein zijn en veel lading in één cel kunnen dragen (3,7 V tot 4,2 V). Dit maakt het mogelijk om een batterij met grote capaciteit of hoogspanning te bouwen voor verschillende toepassingen zonder de drone te zwaar te maken.
Hoe laad ik een LiPo-batterij op?
LiPo-batterijen zijn behoorlijk gevoelig. Je kunt er niet zomaar een oplader bij gebruiken. Overladen kan leiden tot schade of zelfs brand. In tegenstelling tot andere accu's gebruiken LiPo-accu's een CC/CV-systeem, wat staat voor Constant Charge/Constant Voltage.
Zoals eerder vermeld, kunnen ze maximaal 4,2 V bevatten. Dus als de batterij 4,2 V per lading heeft, handhaaft deze die spanning in plaats van continu stroompulsen te geven.
De oplader
LiPo-accu's gebruiken zogenaamde balancerende opladers. Dit zijn ladingen die ervoor zorgen dat elke cel in de batterij voldoende wordt opgeladen. Het balanceren van opladers of opladers met ingebouwde balancering kan behoorlijk duur zijn, maar ze zijn het waard als je wilt dat je batterij langer meegaat. Bovendien verhoogt een batterij met een ongebalanceerde lading (sommige cellen met meer lading) het risico op beschadiging van de batterij of zelfs brand.
De Stroom
Een ander aspect om te overwegen bij het opladen van een LiPo-batterij is de hoeveelheid stroom. Snelladers zijn de norm in sommige apparaten, waar ze grote hoeveelheden stroom (ampère) verzenden en een grote batterij binnen korte tijd opladen. Dat kan niet met een LiPo-batterij. LiPo-batterijen worden geleverd met een snelheid waarmee je ze kunt opladen, net als de ontlaadsnelheid.
Nu heeft onze bovenstaande batterij een laadsnelheid van 2C. Zoals we de ontlaadsnelheid hebben berekend, vermenigvuldig je de oplaadsnelheid met de capaciteit. In dit geval heeft onze batterij een capaciteit van 5,2 Ah of (5200 mAh).
5,2*2 =10,4 A.
Je moet deze batterij dus altijd opladen met 10,4 Ampère. Controleer altijd uw batterij om de geschikte oplaadsnelheid te bepalen. U kunt opladen met een lager tarief, zoals een 1C-tarief, maar ga nooit verder dan wat het label op de batterij adviseert .
De connectoren
En ten slotte moet u ervoor zorgen dat de oplader die u gebruikt een connector heeft die compatibel is met die op uw batterij. Zoals je kunt zien in onze batterij hierboven, heeft elke Lipo-batterij twee connectoren. De gele gaat (meestal XT-60) naar de drone, terwijl de witte pluggen naar de balancerende oplader gaan. Het belangrijkste is dat de draden dik moeten zijn, aangezien je te maken hebt met hoge spanning en stroomsterkte.
Hoeveel LiPo-batterijen heb je nodig voor je drone?
Twee tot drie batterijen zouden geweldig zijn voor je drone. Hoewel het mogelijk is om meer batterijen te hebben en lang te kunnen vliegen, loopt u het risico uw rotoren te beschadigen, vooral wanneer u ze te lang gebruikt zonder ze te laten afkoelen.
Hoe een LiPo-batterij op te bergen
Een LiPo-batterij mag nooit volledig opgeladen worden bewaard. Het mag ook niet worden opgeslagen als het lager is dan 3,0 V. Als u dit doet, kunnen ze volledig worden beschadigd. Als u ze bijvoorbeeld volledig oplaadt, ontladen de batterijen zichzelf automatisch en kunnen ze een spanning van minder dan 3 V krijgen.
De optimale opslagspanning is 3,8 V. Controleer altijd de spanning van de batterijen voordat u ze opbergt. Gelukkig kun je met de meeste geavanceerde laders de spanning controleren, dus laad ze op als ze lager zijn dan 3,0 V en ontlaad ze als de spanning hoger is dan 3,8 V.
Om brand tijdens opslag te voorkomen, bewaart u LiPo-batterijen ook altijd in brandwerende tassen zoals hieronder afgebeeld.
Andere opslagruimten, zoals munitiezakken of vuurwapenkluizen, werken nog steeds zolang ze brandveilig zijn.
Hoe reist u met LiPo-batterijen
Als je van plan bent om je drone mee te nemen op reis, neem dan gerust 2 tot 3 LiPo-batterijen mee. LiPo-batterijen zijn echter niet toegestaan in de bagageruimte omdat ze brandgevaarlijk zijn. Je zult ze samen met je andere handbagage moeten dragen.
Controleer voordat u de batterijen inpakt of ze niet beschadigd zijn. Je kunt de batterijen in een vuurvaste tas doen of in een drone-draagdoos met vakjes voor de batterijen. Zorg er ook voor dat je de richtlijnen van de luchtvaartmaatschappij leest over het vervoeren van drones en batterijen.
Hoe lang gaan LiPo-batterijen mee?
LiPo-batterijen zijn ontworpen om minimaal 300 tot 500 cycli mee te gaan als alles perfect is. Dat wil zeggen, bewaar ze in de juiste spanning, bewaar ze op de juiste temperatuur, vermijd overmatige vochtigheid, voorkom lekrijden en laad ze op met de juiste lader.
Het is echter niet altijd mogelijk om aan al deze voorwaarden te voldoen. Daarom hebben de meeste LiPo-batterijen gemiddeld tussen de 150 en 250 cycli. Dat kan tussen 1 jaar en 3 jaar zijn, afhankelijk van hoe vaak je je drone gebruikt.
Een LiPo-batterij weggooien
Op een gegeven moment moet je je LiPo-batterij weggooien, wat je heel voorzichtig moet doen. Dit is waarom. Zoals eerder vermeld, zorgen de opbouw van lithiumoxide en zuurstof ervoor dat de batterij opzwelt. En ik zei al dat langdurig gebruik de batterijen kan beschadigen en brand kan veroorzaken.
Hoewel u de batterij niet gebruikt, kan deze toch brand veroorzaken als u deze doorboort. Het Thermal Runaway-proces kan nog steeds plaatsvinden, vooral als de batterij nog steeds is opgeladen.
OPMERKING:Sommige bedrijven bieden garanties op de batterijen. Controleer dat dus voordat u een van de onderstaande processen probeert.
Of uw batterijen nu leeg of opgezwollen zijn, doe het volgende voordat u uw LiPo-batterijen weggooit:
Begin met het controleren van de spanning. Het ideale voltage voor het weggooien van uw batterij zou 0,0 V moeten zijn. Als de batterij enigszins is opgeladen, ontlaadt u deze met een van de volgende stappen.
Zorg ervoor dat ze volledig leeg zijn voordat u ze weggooit. Er zijn verschillende manieren waarop u dit kunt doen.
- Je kunt je balancerende oplader gebruiken om ze te ontladen of ze in de drone gebruiken totdat ze leeg zijn. Het laatste proces is riskant omdat je je drone in brand zou kunnen steken.
- Een andere manier om het te lozen is door een zoutwaterbad te gebruiken. Voeg warm water toe aan een dienblad en verzadig het met zout totdat er geen zout meer kan oplossen. Week de batterijen vervolgens in het zoute water.
- Je kunt hem ook leeg laten lopen door hem aan te sluiten op een LED-lamp terwijl de batterij in het zand is gedompeld. Wanneer de LED dimt of uitgaat vanwege een lage spanning, koppelt u deze los en sluit u de positieve en negatieve draden van de batterij aan om kortsluiting te veroorzaken.
Zodra je zeker weet dat het geen lading heeft, kun je het in je gewone prullenbak gooien of zoek naar lokale batterijverwijderingsdiensten.
Veiligheidsmaatregelen
Hieronder vindt u enkele veiligheidsmaatregelen en een samenvatting van hoe u de levensduur van een LiPo-batterij kunt verlengen.
- Houd altijd een brandblusser in de buurt . LiPo-batterijen doen het niet goed bij hoge temperaturen en leiden vaak tot brand. Hoewel een brandblusser niet het beste is voor chemische reacties zoals die in LiPo-batterijen, zal het helpen het te beheersen.
- Bewaak uw batterijen voortdurend nauwlettend terwijl ze worden opgeladen . Het duurt maar een paar seconden van de verkeerde temperaturen voordat deze batterijen ontploffen. Dus als je ze achterlaat en naar de winkel gaat, of een rondje door de buurt gaat rennen, kom je misschien terug en zie je dat je hele huis in brand staat.
- Zorg ervoor dat de opslagruimte op kamertemperatuur is. Ik zal nogmaals benadrukken, LiPo-batterijen en hoge temperaturen zijn gezworen vijanden.
- Bewaar de batterijen altijd in een droge ruimte , en zorg ervoor dat ze niet in contact komen met water, aangezien water de chemische reacties bevordert die brand veroorzaken.
- Houd uw batterijen altijd schoon . Gebruik een zachte borstel om de drone, de connectoren en het batterijcompartiment van de drone schoon te maken.
- Houd de spanning altijd tussen 3,0 V en 4,2 V en bewaar ze op 3,7 V.
- Gebruik een balancerende oplader van hoge kwaliteit.
- Vermijd het gebruik van metalen voorwerpen die het positieve en het negatieve met elkaar kunnen verbinden , waardoor kortsluiting ontstaat. Dit kan zijn bij het gebruik van een tang tijdens het soldeerproces.
Conclusie
En daar heb je het. Hopelijk heb ik alles besproken wat je moet weten over LiPo-batterijen voor drones. Hoewel ze meer voordelen bieden dan andere soorten batterijen, moet u er voorzichtig mee omgaan om mogelijke gevaren te voorkomen.
Zoals we hebben vastgesteld, moet u ze op het juiste voltage houden, de juiste oplader gebruiken, te hoge of te koude temperaturen vermijden, het gebruik van gezwollen batterijen vermijden, ze nooit onbeheerd achterlaten en ervoor zorgen dat de batterijen ontladen zijn voordat u ze weggooit.
Hoewel u de risico's serieus moet nemen, zijn deze batterijen niet iets om u af te schrikken. Als u op de juiste manier wordt behandeld, hoeft u nooit met een noodgeval te maken te krijgen. En vergeet niet om plezier te hebben bij het vliegen met je drones.