Авиамоделизм. Выбираем качественный аккумулятор.

Авиамоделизм, как техническое творчество, существует уже более 50 лет. Много лет назад истории о полетах авиамоделей с электрическим движком рисовали в фантазиях людей что-то сверхлегкое, с одним или несколькими моторчиками, которые получали энергию по проводам от источника на земле.

Естественно полеты представлялись только на привязи и только на расстоянии одного-двух десятков метров. Что и говорить - скукотища. В технических журналах иногда появлялась информация о полетах каких-то экспериментальных аппаратов на электротяге, но дальше публицистики дело не шло. Конечно, были аккумуляторы на борту, но они питали аппаратуру управления моделью, приводы шасси и некоторые другие узлы. А, вот, чтоб полноценно заменить привычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), так нет. В состав аккумуляторов тех лет входили тяжелые металлы, отсюда и огромный вес. Поднять такой источник в воздух – технически невыполнимая задача. Но пришел новый век и новые технологии. Камень преткновения в виде массивных NiCd (никель-кадмиевых) и NiMh (никель-металлогидридных) источников питания был преодолен. Появились легкие, компактные и, главное, очень энергоемкие литиевые аккумуляторы, в несколько раз превышающие по этому параметру традиционные NiCd и NiMh. С каждым годом выпуск наращивается, а стоимость снижается, становясь доступной для рядового моделиста. Производители радуют постоянным совершенствованием параметров батарей. Подавляющее большинство электронных устройств от мобильных телефонов до ноутбуков - ориентировано на питание от литиевых источников. В модельной практике литий-полимерные источники питания получили самое широкое распространение.

Применение.

Литиевые батареи различаются по сферам применения. Для мобильных устройств используют батареи с низкой токоотдачей и большим временем заряда. Использовать такие батареи для питания двигателя даже небольшой модели не получится. Скорее всего, батарейка, немного помучившись, тихо умрет. Для этих целей существуют «горячие» или силовые High Discharge Li-Po, применяемые для питания тяговых электродвигателей и силовых цепей. Они способны отдавать чрезвычайно большие токи 10- 40С, а в некоторых от 60C и выше, и заряжаться токами 1-2С, где С – емкость батареи. Так, если используется Li-Po аккумулятор емкостью 5000мАч 20С, это значит, что батарея может кратковременно отдать ток 5000Х20=100А! без потери своих свойств. Такой себе сварочный аппарат в кармане. Вес же такой батареи составляет около 200-250 гр. Благодаря таким энергетическим возможностям модели с электрической мотоустановкой повсеместно вытесняют ДВС. Численность циклов заряд-разряд Li-Po аккумуляторов превышает 600. Отсутствие электрической «памяти» батарей - еще один плюс. Вы можете подзаряжать батарею, не боясь потери емкости. Не требуется проводить циклические заряд – разряд перед началом эксплуатации. Основное направление в развитии Li-Po аккумуляторов - снижение веса, увеличение энергоемкости, тока разряда и тока заряда, а также продление срока службы. Последний показатель пока есть ахиллесова пята Li-Po. Так называемая деградация (потеря емкости из за внутренних химических процессов) аккумуляторов составляет 10-20% в год независимо от условий эксплуатации. И еще, батареи «замерзают» при отрицательных температурах. Если планируется использовать их в мороз, следует предварительно согреть батарею, а затем вставлять в модель. При интенсивном разряде ходовая батарея нагревается, что обеспечивает ее работоспособность даже при низких температурах. Есть примеры успешных полетов и в мороз 17С. Пожалуй, основным недостатком Li-Po батарей является их пожароопасность. Аккумуляторы чрезвычайно чувствительны к нарушению условий заряда и разряда. При номинальном напряжении 3,7В на банку Li-Po можно заряжать до 4,2В ни на йоту (а йота у нас не более 0,01В) больше. Перезаряд может привести к воспламенению батареи. Зная такие свойства батарей, производители не рекомендуют заряжать их в огнеупорный пакет для зарядки в автомобиле, как это часто делают моделисты. Существуют специальные огнеупорные пакеты, в которых безопасно заряжать Li-po. Нельзя допускать разряд ниже 3В. В этом случае батарея также приходит в негодность, очень быстро теряя емкость. Так случается при неисправном, ненастроенном регуляторе или неполном отключении потребителей от батареи после использования. Для предотвращения глубокого разряда применяют звуковые и светодиодные сигнализаторы.

Особенности заряда и эксплуатации Li-Po аккумуляторов.

Для зарядки используются зарядные устройства, имеющие режим Li-Po. Очень важно периодически контролировать напряжение на каждой батарее пакета, особенно старых аккумуляторов и тех, которые составлены из большого количества банок. Со временем параметры банок в пакете начинают различаться из-за старения: после разряда они имеют разное напряжение. Простой зарядник доводит напряжение на крайних выводах пакета до требуемых значений напряжения, не учитывая разности потенциалов батарей в начале заряда. Так можно легко перезарядить одну из батарей выше положенных 4.2В, а это опасно. С другой стороны, существует вероятность разряда одной из батарей пакета ниже критических 3В. Чтобы этого не случилось, нужно использовать зарядник с балансиром. Он равномерно распределит заряд между банками и существенно продлит их срок службы. Поэтому, стоит использовать только компьютеризированные приборы, в них заложены возможности для использования с разными типами батарей и любым количеством банок. Ток заряда, тип аккумулятора, количество банок и режим заряда можно задавать в настройках зарядника. Стоимость таких зарядников в последнее время заметно снизилась и не превышает 20-40$ без стоимости доставки.

Li-Po батареи очень боятся короткого замыкания. Для того чтобы уберечь себя от нежелательного фейерверка, необходимо применять специальные разъемы, исключающие КЗ. Механические повреждения пакетов батарей и попадание внутрь воздуха также убивают Li-Po. Если аккумулятор даже слегка поврежден, следует отложить его на время для изучения электрических свойств. Скорее всего, использовать его целиком не удастся, можно разобрать пакет и заменить битую банку.

Превышение допустимого тока разряда, вызывает вздутие Li-Po аккумулятора, что также не продлевает его ресурс. Всегда нужно заранее определять фактически потребляемый мотором ток, и выбирать аккумулятор с запасом.

Хранить аккумуляторы следует в прохладном месте не выше 20С, заряженными на 50-70%.

Следует сказать, что со временем старые Li-Po батареи хоть и утрачивают свои High Descharge свойства и часть емкости, но могут использоваться в составе оборудования наземной станции или для питания передатчика. Большие токи там не нужны, а встроенная сигнализация разряда заранее предупредит о необходимости замены батареи.