Li-Po

LiPo lyhenne tulee sanoista Lithium-ion polymer.
Lipo akut ovat kapasiteettiinsa nähden kevyitä ja siksi kopterikäytössä suosittuja. Lipo akkujen hyviin ominaisuuksiin kuuluu myös kyky säilyttää jännite korkealla varauksen loppuun saakka. Tämä on omalla tavallaan ehkä myös heikkous, koska liian syvään purettu Lipo akku saattaa olla nopeasti entinen.

Lipoakuissa käytetyt lyhenteet

S = kennojen määrä (sarjaankytketty)
P = kennojen määrä (rinnankytketty)
C = purku- tai latausvirran yksikkö, käytännössä kapasiteetti eli Capacity.

Muutamia esimerkkejä lyhenteistä:
1S = 3,7V
2S = 7,4V
3S = 11,1V
4S = 14.8V
5S = 18,5V
6S = 22,2V

Nämä ovat ns nimellisjännitteitä. Täytenä kuormittamaton Lipokenno on 4,2V.

1S = 4.2V
2S = 8.4V
3S = 12.6V
4S = 16.8V
5S = 21V
6S = 25.2V

11.1V 2200mAh 25C/50C = kolmikennoinen, 2200mAh kapasiteetti ja maksimipurkuvirta 55A (25*2,2A=55A)/ 110A hetkellisesti

Lataaminen

Lipoakkuja suositellaan yleensä ladattavaksi maksimissaan 1C virralla. Tämä tarkoittaa, että 2200mAh akkua ladataan 2,2A virralla. Jotkut akut on speksattu kestämään kovempiakin virtoja, mutta yleinen käsitys on, että suurella virralla lataaminen laskee akun käyttöikää radikaalisti. Siksi onkin suositeltua pysyä 0,5-0,8C latausvirroissa jatkuvassa käytössä. Akun lataamiseen kuluva aika on melkein suoraan verrannollinen latausvirtaan. 1C virralla ladattaessa kestää noin yhden tunnin saada akku täyteen ja 0,5C virralla kaksi tuntia. Lipojen yhteydessä ei siis puhuta mistään 15 minuutin pikalatauksista.

Useampi kennoisten akkujen lataamiseen on suositeltavaa käyttää balansoivaa laturia. Tämä varmistaa, että akun kaikissa kennoissa on sama jännite. Eri kennoista voi käytössä purkautua eri määrä varausta ja jos kaikkia ladataan jatkuvasti saman verran voi joku kenno jäädä toisista jälkeen ja joku taas ylilatautua. Tämä ei tietysti ole suotavaa ja voi tuhota akun. Balansoiva laturi purkaa latauksen aikana kennoa/kennoja, joissa on korkein jännite, jotta toiset kennot saavuttaisivat ne. Yleensä balansoiva lataus kestää hieman kauemmin kuin balansoimaton. Suositeltavaa on, että balansointia käytettäisiin pääsääntöisesti aina. Jos nyt kuitenkin kentällä haluaa akun käyttöön vähän nopeammin, voi tästä luistaakin.

Lataamisesta alempana Sepon kirjoittamassa pätkässä lisää.

Purkaminen

Kopterin lennättäminen on mukavaa ja akun toivoisi kestävän mahdollisimman pitkään, mutta silti kannattaa noudattaa Lipo akkujen purkamisen nyrkkisääntöä. Sen mukaan akusta kannattaa purkaa vain 80% sen kapasiteetista. 2000 mAh akusta siis 1600mAh. Lipo akku ei tykkää tyhjentyä kokonaan ja 80% säännön mukaan jää vielä varaa ennen ongelmien syntymistä. Kopterin noparin akkusuojaan ei kannata luottaa, koska leijuttaessa virran kulutus on pieni ja Lipo akun jännite saattaa pysyä korkealla tyhjäksi asti. Paras keino onkin käyttää lähettimen ajastinta. Asettaa ajastimen ensin vaikka viiteen minuuttiin, lentää sen, lataa akun ja katsoo paljonko siihen menee. Tästä voi laskea teoreettisen virrankulutuksen tyyliin: 1000 mAh / 300 s = 3,33 mAh /s. Tästä taas saadaan teoreettinen tavoite 1600 mAh / 3,33 mAh/s = 480s. Tämähän on tasan 8 minuuttia. Nyt ajastimen aikaa voi pidentää. Valitettavasti tämä keino tarvitsee laturin, joka pystyy näyttämään paljonko se akkuun latasi.

Foorumissa kirjoitettua:

Esitetty kysymys lipoakuista oli että mitä tarkoittaa C lipoakussa. Lyhyesti se on akun antovirran kerroin suhteessa akun kapasiteettiin.

Eli jos akussa on maininta continuous 30C, niin se tarkoittaa että akun maksimi jatkuva purkuvirta on 30 kertaa akun kapasiteetti amppeereina. Siis jos sinulla on 2000mAh:n akku ja siinä merkintä 30C niin sitä voi kuormittaa 30 x 2A = 60A virralla. (2000mA = 2A).(Matemaattisesti ajatellen voi vielä todeta että tuon C:n yksikön täytyy olla 1/h jotta lasku antaa oikean yksikön tulokseksi.)
Lisäksi akussa voidaan mainita esim. burst 45C. Tämä burst tarkoittaa suurinta hetkellistä kuormaa millä akkua voidaan kuormittaa. Tämä suurin hetkellinen kuormitus saa yleensä olla alle 10 sekunttia pitkä.

Sitten joku sana akun C:n valinnasta.

Valitessasi käyttöösi sopivaa akkua on sinun tiedettävä koneesi maximi virrankulutus. Sovitaan että tässä esimerkissä se on 40A. Tämä tieto löytyy koneen käyttöohjeista. Ainakin sen pitäisi löytyä.
Edelleen on päätettävä että minkä kokoisen akun hankit. Onneksi päätökset on helppo tehdä koska yleensä koneen valmistaja on antanut jotain suosituksia käyttöjännitteeksi ja akun kapasiteetiksi.
Mutta päätetään että hankittava akku on kapasiteetiltaan 2000mAh.
Nyt voidaan laskea akun minimi C seuraavasti: C = 40A / 2A. Siitä tulee siis 20C. Tuo on kuitenkin mielestäni vasta osatotuus.
Ensiksi. Tällainen aloitteleva leijuttelija, kuten minä, varmasti tulen toimeen tuolla akulla koska en tarvitse maximitehoja mihinkään ja mahdolliset virtapiikit jäävät lyhyiksi joten akku tuskin kuormittuisi liikaa käytössäni.
Toiseksi. Joku joka oikeasti veivaa konetta ajaa sillä koko ajan maksimitehoilla jolloin akku kuormittuu aivan eri tavalla. Hänenä valitsisin akuksi 25C tai 30C akun koska silloin ei akkua kuormiteta akun maksimiteholla ja akun käyttöikä kasvaa käsittääkseni tästä melko huomattavasti.

Yleisesti ottaen siis älä mitoita akkuasi liian tarkasti. Se kyllä toimii moitteitta mutta sen elinikä luultavasti lyhenee siitä. Toinen puoli asiasta on sitten se, että isomman C:n akut ovat yleensä hivenen painavampia, joten jos haluat koneestasi mahdollisimman kevyen joudut tässä tekemään jonkinasteisen kompromissin. Myös akun hinta yleensä nousee C:n noustessa.

Käyttäessäsi akkua sinun täytyy mielestäni erottaa toisistaan kapasiteetin osalta kaksi asiaa. Akun nimellinen kapasiteetti ja käytettävissä oleva kapasiteetti.
Eli akun kestävyyden kannalta on äärimmäisen tärkeää ettei akkua pura liian tyhjäksi. Se mikä on kriittinen raja tässä riippuu ilmeisesti jonkin verran kennojen laadusta, mutta mielestäni yli 80% purkua ei kannata harrastaa. Align lupaa akuilleen >200 purkusykliä 80% purulla mutta vain 100 purkusykliä 90% purulla. Ja tuo pätee varmastikin kaikkiin akkuvalmistajiin pienellä vaihtelulla.
Akku on varsinkin isommissa koneissa kallein yksittäinen komponentti ja sitä kannattaa vähän sääliä. Tai siis sääli kohdistuu kylläkin lompakkoon.
Toki itse tässä päätät että kumpi on tärkeämpää hiukan pidempi lentoaika vaiko akun oletettu elinikä.
Huomaa vielä että uusi akku kannattaa ajaa sisään. Eli ei paketista koneeseen ja mehut pihalle viimeiseen pisaraan vaan ekat 2-5 lentoa purat akkuasi noin 50%. Jos sinulla ei ole mitään käsitystä paljonko tuo 50% on, niin lennä vaikka 3 minuuttia ja lataa akku sen jälkeen. Jos sinulla on sellainen laturi josta näkee ladatun mAh-määrän voit siitä helposti määritellä ekojen lentojen maksimipituuden. Sama myös jatkossa. Määrittele latausten perusteella oikea lentoaika ja pistä se radiosi piippariin lentoajaksi. Ja aina ladatessasi akku seuraa paljonko sinne meni ja säädä seuraavaa lentoaikaa sen mukaan. Jos sinulla ei ole sellaista laturia mistä tuo mAh-määrä näkyy hanki uusi laturi.

Akun lataaminen.

On väärin tehtynä äärimmäisen vaarallista.
Eli ladatessasi akkua varmistu seuraavista asioista.
1. Varmistu että akun napaisuus on oikea. Onneksi monet laturit huomauttavat asiasta jos näin ei ole.
2. Varmistu vähintäänkin kolmeen kertaan että akun jännite ja kennomäärä on valittu oikein. Jotkut laturit huomauttavat tästäkin ja suosittelen tällaisen laturin hankkimista. Mutta joka tapauksessa varmista vielä kerran että nämä ovat oikein. Akun jännite ja kennomäärä on aina mainittu akussa.
Pääosa kaikista akkuvahingoista on varmasti sattunut siksi että akkua on ladattu liian suurella jännitteellä. Akku on vaarassa räjähtää jos sen kennojännite nousee yli 4,2V:n. Ja varamarginaali on erittäin pieni. Joku voisi sen meille kertoa. Itse muistelen lukeneeni 4,25V.
3. Käytä aina balansseria ladatessasi lipoakkua. Itse käytän vain sellaista laturia missä on sisäänrakennettu balansseri koska voisi ainakin olettaa että silloin niiden yhteistoiminta on sovitettu yhteen. Balansseri toimii siten että se pyrkii pitämään akun kaikkien kennojen jännitteen samassa. Jos se havaitsee jonkun/joidenkin kennojen jännitteen nousevan suuremmaksi kuin muiden se kennokohtaisesti yrittää kennoa purkamalla alentaa sen kennon jännitteen samalle tasolle kuin alempana olevien kennojen jännite on. Parhaat laturit säätävät myös latausvirtaa pienemmäksi havaitessaan eroja kennojännitteissä.
Kun lataat ilman balansseria laturi ei tiedä kuin kennojen summajännitteen joten se on tyytyväinen kun jännite on esim kolmekennoisella akulla 12,6V. Laturin mielestä akku on silloin täynnä ja niinhän se onkin. Mutta siellä voi vaikka kahdessa kennossa olla 4,18V ja yhdessä 4,24V. Tämän yhden kennon jännite on siis jo vaarallisen korkea. Kun sinulla on latauksessa balansseri niin se ainakin piippaa tuossa vaiheessa jos ei osaa itse lopettaa lataamista. Samalla se purkaa tuota ylijännitteistä kennoa sen minkä pystyy.
4. Viimeisenä kohtana vaan ei vähiten tärkeänä on akun fyysinen kunto ja latauspaikka.
Jos akussa näkyy vaurioita, esim reikä kyljessä sitä ei missään nimessä saa käydä lataamaan. Räjähtämisvaara on ilmeinen. Jos pudotat akkusi, niin ole erittäin varovainen jos vielä lataat sitä. Akun jokin kenno on saattanut vaurioitua. Älä jätä varsinkaan tällaista akkua hetkeksikään yksin lataantumaan ja jos se hivenenkin lämpiää keskeytä lataus välittömästi! Älä käytä akkua.
Tällaiseen akkuun voi vaihtaa rikkoutuneen kennon tilalle uuden, mutta silloinkin vaihtokennon täytyy olla täsmälleen samanlainen kuin vanhakin. Jopa saman ikäinen ja saman kuntoinen. Kennojen vaihto kannattaa myös jättää osaaviin käsiin. Itse en moiseen ryhtyisi ilmeisen onnettomuusvaaran vuoksi => olen tohelo!
Akut tulee aina ladata sellaisessa paikassa jossa akun mahdollinen syttyminen/räjähtäminen ei aiheuta tulipaloa. Jotkut käyttävät isoa savikukkaruukkua jossa on kansi tai sitten on olemassa tällaisia palamattomia latauspusseja. Missä lataatkin niin varmistu siitä että jos vahinko tapahtuu niin ei tapahdu korjaamatonta vahinkoa. Eli varmistu siitä että lataat akut aina valvonnan alaisena ja palamattomalla alustalla!
Tälläkin foorumilla on kertomuksia räjähtäneistä akusta. Jokainen räjähtävä akku voi sytyttää tulipalon ja tulipalon seurauksena voi tapahtua paljon pahempaakin.

Mikä on sitten oikea virta millä akkua voi ladata. Yleensä akkuvalmistajat suosittelevat maksimiksi arvoa 1C. Jotkut lupaavat että voi ladata myös isommalla virralla mutta varoittavat samalla akun kestoiän lyhenevän.
Nyrkkisääntö on, että mitä pienemmällä virralla akkujasi lataat sen parempi se on akulle. En tiedä paljonko akun käytöikä kasvaa jos käyttää maksimi latausvirtana 0,5C tai paljonko se siitä vähenee jos käyttää latausvirtaa 0,7C. Mutta se on faktaa että latausvirran vaikutus akun käyttöikään on huomattava. Tässä asiassa on jokaisella oma mielipiteensä mutta arvioi itse mikä on akun käyttökriteeri. Lataat akun isommalla virralla ja pääset nopeammin taas lentämään tai lataat maltillisella virralla ja akkusi kestää pidempään. Tosin muistan jostain lukeneeni että lipoakku vanhenee joka tapauksessa parissa vuodessa ja jos se pitää paikkansa niin myös siinä on oma arvioinnin paikkansa.
Itse lataan omat akkuni 0,6 - 0,8C virroilla ja tämän vaihteluvälin olen tempaissut puhtaasti pipostani.
EDIT: Huomaa myös että akun on annettava rauhassa jäähtyä lennon jälkeen ennen kuin sitä saa käydä uudelleen lataamaan. Olen lukenut suosituksen vähintään 20 minuuttia mutta varsinkin isot akut tarvitsevat mielestäni huomattavasti pidemmän jäähtymisajan.

Akun säilyttäminen.

Jos akkua ei käytetä pitkähköön aikaan on se akkuvalmistajien mukaan purettava/ladattava varastointikuntoon. Eli akkuvalmistajat yleensä suosittelevat akkuja säilytettävän 3,7V kennojännitteisinä. EDIT: Bantamin laturien storage-latausohjelma lataa akut 3,85V jännitteeseen.
Tosin joidenkin mielestä oikea tapa säilyttää akkuja on säilyttää ne täysinä. Ja paras tapa säilyttää niitä on varmaankin käyttää säännöllisesti. Jos kuitenkin lentosi loppuvat talveksi niin huolehdi akuistasi säännöllisesti. Vaikkapa kuukauden välein tarkistat että akussasi on oikea kennojännite ja säilytät niitä kuivassa ja hivenen viileässä paikassa. (Tämä on mutua!!!)

Loppuun samat sanat kuin alkuun. Jos (kun) tässä on virheitä niin korjaa ne. On meidän kaikkien etu että osaamme käyttää akkujamme oikein ja turvallisesti.

Balanseri/tasuriliittimet

Lehtiartikkelit lipoista

MikroPC numero 4/2010: Räjähdysherkkää sähköä.
Selkeä artikkeli litiumakuista. Tilaajille linkki PDF sivulle



Jatketaan kirjoittelua...

---