Особенности зарядки и эксплуатации аккумуляторов

23.09.2009 11:39 Администрация 0 Комментарии

Очень часто после приобретения универсального микропроцессорного зарядного устройства многие задаются вопросом: а как же правильно заряжать аккумуляторы различных типов и применений? И какие настройки выставлять в зарядном устройстве?

Не претендуя на очень полное освещение этой темы, мы постарались дать основные сведения касательно применяемых в данное время в моделизме типов перезаряжаемых батарей. Первая часть статьи кратко описывает основные типы аккумуляторов. Вторая часть дает некоторые теоретические сведения о принципах заряда аккумуляторов, их эксплуатации и обслуживании. И, наконец, в третьей части даются практические советы для тех, кто хочет всего лишь зарядить свои батареи.

Основные виды аккумуляторов, используемых моделистами

На сегодняшний день моделисты используют 5 основных типов аккумуляторов:
- Pb (lead-acid или свинцово-кислотные);
- NiCd (никель-кадмиевые);
- NiMh (никель-металлгидридные);
- LiPo (литий-полимерные);
- LiFePO4 (литий-феррофосфатные, также известные как А123, LiFe, LiFo, литий-фосфаты).

Свинцово-кислотные (Pb) аккумуляторы в авиамоделизме используются, практически, только в качестве источника энергии для подзарядки в полевых условиях других типов аккумуляторов и как источник питания стартера и стартовой панели для силовых установок с ДВС. Очень часто в качестве такого аккумулятора выступает бортовой аккумулятор автомобиля. Аккумуляторы характерны неприхотливостью, высокими отдаваемыми токами, но большим весом и медленным зарядом.

Никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы часто используются в качестве батареи питания передатчиков, а также как силовые в тех случаях, где важны отдаваемые токи и большой ресурс. Не каждый NiCd аккумулятор может быть использован как силовой. Бытовые NiCd батареи, как правило, не способны к отдаче больших токов и пригодны только для питания передатчика и в некоторых случаях - бортовой электроники на ДВС. Для питания силовой установки следует применять промышленные аккумуляторы, рассчитанные на большие токи. NiCd аккумуляторы характерны своей неприхотливостью, но имеют достаточно большой вес при не очень большой удельной емкости. Недостатком, несколько затрудняющим их эксплуатацию, является так называемый «эффект памяти», о котором мы скажем чуть ниже.

Никель-металлгидридные (NiMh) аккумуляторы пришли на замену NiCd. Все вышесказанное про NiCd, в целом, относится и к NiMh. Отличие NiMh в том, что они имеют, как правило, заметно большую емкость при том же весе, что и аналогичные NiCd. Эффект памяти у них менее выражен. Срок службы NiMh, как правило, меньше, чем NiCd.

В последние годы для летающих моделей получили большое распространение литий-полимерные (LiPo) аккумуляторы. Они легкие, имеют очень высокую емкость по отношению к их весу и размеру, высокие отдаваемые токи, возможность быстрого заряда. Благодаря этому они стали, пожалуй, основным источником энергии для силовых установок летающих моделей. К сожалению, не обошлось и без недостатков: LiPo аккумуляторы оказались достаточно критичными к режимам эксплуатации. В случае разряда такой батареи ниже допустимого она необратимо выходит из строя. Превышение напряжения на батарее может привести к ее взрывному самовозгоранию. Тем не менее, достоинства их, как правило, перевешивают, а потому их все же используют, соблюдая определенные правила обращения.

Некоторое время назад в продаже появились батареи, выпускаемые американской компанией A123 Systems, откуда и пошло их популярное название A123. Они являются развитием направления литий-полимеров и в своей основе имеют химическую формулу LiFePO₄ (феррофосфат лития). Благодаря этой формуле они получили много альтернативных названий - LiFe, LiFo, литий-фосфаты, и т.п. Мы предпочитаем использовать оригинальное название A123, производители зарядных устройств чаще всего обозначают их как LiFe. Данные батареи оказались, на первый взгляд, просто находкой: неприхотливые, неубиваемые, долгоживущие, нетребовательные к частой балансировке, не боятся умеренных перезарядов и переразрядов, отдают большие токи, и главное - штатно допускают очень быстрый заряд за 15-20 минут, что в полевых условиях просто неоценимо. Однако, и тут обошлось не без недостатков: ограниченный ряд емкостей (исходно только 2300 мАч), немалый по сравнению с LiPo вес, низкое напряжение на банке и достаточно большая его просадка под нагрузкой. Если бы не это - они могли бы занять нишу LiPo. Но пока что их больше используют для тренировочных полетов, оставляя для соревнований более эффективные LiPo. Чуть позже батареи с аналогичной химией стали выпускать и другие фирмы, однако, близкого к оригиналу результата, насколько нам известно, пока никто не добился. Все китайские аналоги имеют меньшие отдаваемые токи, что сводит на «нет» все остальные их достоинства.

Эксплуатация и обслуживание

Для заряда всех типов вышеперечисленных типов батарей используется всего два основных метода: метод постоянного тока с некоторыми вариациями (для NiCd, NiMh) и метод CC-CV (для Pb, LiPo, LiFePO₄). Подробно останавливаться на особенностях зарядки каждого типа мы не будем, рассмотрим лишь NiCd, NiMh и LiPo.