Πέμπτη 12 Ιανουαρίου 2012

Μπαταρίες: όλα όσα θέλετε να μάθετε...

 Link Forum



Γενικά περί ηλεκτρικών στοιχείων

Ένα ηλεκτρικό στοιχείο είναι "αποθήκη" χημικής ενέργειας που με κατάλληλη συνδεσμολογία, μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια.
Έχουμε δύο είδη ηλεκτρικών στοιχείων: τα πρωτογενή και τα δευτερογενή στοιχεία.
Στο πρωτογενές στοιχείο πραγματοποιείται μία χημική αντίδραση που δεν αναστρέφεται.Όταν εξαντληθεί η χημική ενέργεια του στοιχείου,δεν μπορεί να ξαναχρησιμοποιηθεί με τον ίδιο τρόπο.-βλέπε απλές ή αλκαλικές μπαταρίες.
Το δευτερογενές στοιχείο, όταν αποδόσει την χημική του ενέργεια μπορεί να να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση. Αυτό γίνεται κάνοντας την ανάποδη "διαδικασία", δηλαδή δίνοντάς του ηλεκτρική ενέργεια, που αποθηκεύεται σε αυτό σαν χημική ενέργεια. Αυτή η εργασία ονομάζεται φόρτιση (ή επαναφόρτιση),και όχι φόρτωση,τα φορτηγά φορτώνουμε
Τα πρωτογενή στοιχεία τα λέμε επίσης ξηρά στοιχεία, ενώ τα δευτερογενή συσσωρευτές μπαταρίες στη γλώσσα μας.
Παμ παρακάτω...
Η τάση των στοιχείων
Κάθε στοιχείο έχει μία τάση, και η οποία εξαρτάται από την χημική σύνθεση των δύο ηλεκτροδίων. Η μονάδα τάσης είναι τα Volts (V).
Η τάση που εξαρτάται από το είδος του στοιχείου είναι ονομαστική. Δηλαδή πρακτικά θα έχει αυτή την τάση, αλλά όταν το στοιχείο είναι 100% φορτισμένο η τάση θα είναι λίγο μεγαλύτερη από την ονομαστική,και φυσικά όσο αδειάζει η τάση μειώνεται.
Παράδειγμα: ένα στοιχείο Ni-Cd έχει ονομαστική τάση 1,2 V. Αμέσως μετά την φόρτισή του η τάση κυμαίνεται στα 1,35-1,4 V, ενώ αντίθετα όταν η τάση πέσει στα 1,1-1,0 V είναι ουσιαστικά άδειο.
Η οναμαστική τάση που δείχνουν τα στοιχεία χωρίς φορτίο(δηλ όταν δεν παρέχουν ενέργεια) είναι πλασματική. Ετσι ένα πρακτικά άδειο στοιχείο Ni-Cd μπορεί να δείχνει χωρίς φορτίο 1,2 V αλλά μόλις δεχθεί φορτίο να δείξει την πραγματική χαμηλή του τάση. Για το λόγο αυτό,τάση μετράμε πάντα υπό φορτίο. ;)
Χωρητικότητα
Το ενδιαφέρον μοντελιστικά (και όχι μόνο)χαρακτηριστικό μιας μπαταρίας είναι η χωρητικότητά της. Η χωρητικότητα που γράφουν μας δείχνει την θεωρητική διάρκεια που μπορεί να ξεφορτίζεται ένα στοιχείο με κάποιο σταθερό ρεύμα.
Με λίγα λόγια η χωρητικότητα είναι το γινόμενο του χρόνου (σε ώρες "h") επί την ένταση του ρεύματος (σε αμπέρ "A" ή σε μιλιαμπερ "mA") οπότε και εκφράζεται αντίστοιχα σε: αμπερώρια (Ah) ή μιλιαμπερώρια (mAh)
Για παράδειγμα, μία μπαταρία με χωρητικότητα 500 mAh μπορεί να δίνει ρεύμα 500 mA για 1 ώρα, ή 250 mA για 2 ώρες ή 50 mA για 10 ώρες κ.ο.κ.Βέβαια στη πράξη όσο μεγαλώνει το ρεύμα εκφόρτισης, τόσο μειώνεται ο θεωρητικός χρόνος και αντίστροφα όσο μικραίνει το ρεύμα τόσο μεγαλώνει ο χρόνος.
Αυτά για τα στοιχεία...ας δούμε στη συνέχεια πως αυτά τα στοιχεία μας κάνουν τις ...
Μπαταρίες
Αν συνδέσουμε 2 ή και περισσότερα στοιχεία τότε έχουμε μια συστοιχία ή αλλιώς μια στήλη στοιχείων ή απλά όπως λέμε μια μπαταρία.Τα στοιχεία μπορούμε να τα συνδέσουμε σε διάφορες διατάξεις ανάλογα τις εφαρμογές και τις απαιτήσεις μας σε τάση και χωρητικότητα.
Τα είδη των μπαταριών στα γρήγορα
Μπαταρίες Νικελίου-Καδμίου Ni-Cd
Είναι οι 3τες παλιότερες μοντελιστικά μπαταρίες μετά τις μολύβδου και τις απλές.Οι Ni-Cd επαναφορτίζονται εύκολα, μπορούν να δώσουν μεγάλα ρεύματα εκφόρτισης,αποθηκεύονται το ίδιο εύκολα,αντέχουν την κακομεταχείρηση σε σχέση με τους άλλους τύπους,και μπορούν να αποδόσουν αρκετούς κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης και για την τιμή αγοράς τους είναι η φθηνότερη επιλογή. ;)
Τι προσέχουμε στις μπαταρίες Ni-Cd
-δεν τις κρατάμε για παραπάνω από 3 με 4 χρόνια.Μια Ni-Cd που έχει χάσει το 10-15% της απόδοσής της είναι πρακτικά άχρηστη για πτήση και θεωρητικά καλή για ένα ηλεκτρικήνιτο αμάξι αλλά όχι για τις απαιτήσεις ενός αγώνα.
-Η αργή φόρτιση έιναι η ασφαλέστερη και αποδοτικότερη.Αν κάνουμε ταχεία φόρτιση πάνω από 4 φορές θα κάνουμε και μια ή 2 αργές για να ισορροπήσουν τα στοιχεία μεταξύ τους.
-Εκφορτίζουμε πάντα το στοιχείο μετά τη χρήση στη τάση που ορίζει ο κατασκευαστής.
Και πάμε ολοταχώς στις...
Ni-MH
Οι μπαταρίες με στοιχεία Νικελίου-Υδριδίου-Μετάλλου (Nickel Metal Hydride, Ni-MH) κατασκευάστηκαν για να σταματήσει η χρήση του Καδμίου που θεωρείται πολύ τοξικό για το περιβάλλον.
Οι Ni-MH έχουν μεγαλύτερη χωρητικότητα σε σχέση με τις Καδμίου αλλά δεν έχουν τη δυνατότητα των υψηλών ρευμάτων που έχουν οι Καδμίου,ούτα αντέχουν βάρβαρες καταπονήσεις.Βέβαια για το 80% των εφαρμογών είναι παρα πολύ καλές.(και φιλικές στο περιβαλλον φυσικά)
Σειρά έχουν οι
Μπαταρίες Ιόντων Λιθίου-πολυμερούς (Li-Io-Po) ή Li-Po για συντομία.
Οι Li-Po λοιπόν,(!) έχουν ονομαστική τάση 3,7V το κάθε στοιχείο (cell) και τάση τους κυμαίνεται από 4,2 Volts όταν είναι φορτισμένα, έως τα 3 Volts όταν εκφορτιστούν.Τα Li-Po στοιχεία είναι πολύ ελαφριά σε σχέση με όλα τα κλασικά στοιχεία Ni-Cd-NiMH,Pb.Η ικανότητά τους να παρέχουν υψηλά ρεύματα τα κάνουν πολύ ενδιαφέροντα στο κόσμο του μοντελισμού και όχι μόνο.Το κακό προς το παρόν είναι η μικρή διάρκεια ζωής τους,(50-80 φορτίσεις)ειδικά αν εκφορτίζονται με υψηλά ρεύματα.
Συστοιχίες Li-Po:
Ας πάρουμε ένα στοιχείο Li-Po χωρητικότητας 1000 mAh, που μπορεί να δώσει μέγιστο ρεύμα 10Α.
το ονομάζουμε "2S1P" ή σκέτο "2S" όταν περιέχει 2 στοιχεία σε σειρά.Η τάση του είναι 2x3,7V = 7,4V και χωρητικότητα 1x1000mAh = 1000mAh. Το μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης φυσικά παραμένει στα 10Α.
"2S2P" Εδώ η μπαταρία περιέχει συνολικά 4 στοιχεία που:
είναι σε δύο ίδια πακέτα (από δύο στοιχεία το καθένα σε σειρά),και ενωμένα παράλληλα,
ή σε δύο ίδια πακέτα (από δύο στοιχεία το καθένα κολλημένα παραλληλα),και ενωμένα σε σειρά.
Φόρτιση
Εδώ χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή!Αν οι τιμές της τάσης ή της έντασης κατά την φόρτιση είναι μεγαλύτερες από τις επιτρεπόμενες, υπάρχει κίνδυνος ανάφλεξης!Οι LiPo δεν συγχωρούν αμελείς χρήστες και πολύ εύκολα μπορούν να μεταβάλλουν προς το μαύρο τη διακόσμηση στο σπίτι μας σε χρόνο μηδέν...οι φλόγες από ένα στοιχείο LiPo φτάνουν τα 4 μέτρα και η πυροσβεστική δε θα προλάβει τίποτα...Ακολουθούμε λοιπόν τις οδηγίες του κατασκευαστή και αν έχουμε αμφιβολία ή έλλειψη στοιχείων καταφεύγουμε στον χρυσό κανόνα φόρτισης:
Η μέγιστη τάση φόρτισης για κάθε στοιχείο (σε σειρά) είναι 4,235V, Βέβαια στη πράξη η τάση φόρτισης δεν ξεπερνάει τα 4,2V ή στα 4,15V για ποιο ασφάλεια,και μέγιστο ρεύμα φόρτισης στο 1C.
Επιπλέον,μπορούμε να φορτίσουμε Li-Po σε φορτιστή/πρόγραμμα Li-Io, αρκεί να επιλεχθεί σωστά οαριθμός των στοιχείων και η τιμή ρεύματος το 1C. Δεν επιτρέπεται όμως να φορτίσουμε Li-Io σε πρόγραμμα LI-Po!
Προφυλάξεις
Μην αφήνετε μόνες τις μπαταρίες λιθίου (αλλά και γενικά μπαταρίες) σε φόρτιση.Χρειάζονται επίβλεψη πολύ συχνά,να τις αγγίζουμε με το χέρι για να αντιληφθούμε πιθανή αύξηση της θερμοκρασίας.Καλό είναι ο χώρος φόρτισης να είναι από άφλεκτα υλικά γύρω και πάντα στο δωμάτιο φόρτισης να υπάρχει πυροσβεστήρας.
Δεν τρυπάμε φορτισμένο στοιχείο και δεν φορτίζουμε LiPo που έχει φουσκώσει.Είναι για πέταμα απλά και τέλος.Επίσης για κανένα λόγο δεν τη φορτίζουμε ανάποδα!
Αν το μοντέλο μας με τις Li-Po είχε βίαιη προσκρουση,βγάζουμε τις μπαταρίες έξω και τις αφήνουμε 30-45 λεπτά για να διαπιστώσουμε αν θα παρουσιάσουν καμιά αλλάκοτη αντίδραση (πχ καπνό) ή όχι.

Αποθήκευση και συντήρηση
Οι Li-Po έχουν μικρό βαθμό εκφόρτισης στην αποθήκευση. Θεωρητικά αυτό σημαίνει τις φορτίζουμε σήμερα και να τις χρησιμοποιήσουμε μετά από 6 μήνες!!.Όμως στη πράξη τα πράγματα είναι λίγο διαφορετικά.
Οι Li-Po δεν πρέπει να μένουν πλήρως φορτισμένες για περισσότερο από ένα μήνα,χάνουν την ικανότητα πλήρης αποθήκευσης ενέργειας και γενικά η απόδοσή τους πέφτει.Καλό είναι για μακρόχρονη αποθήκευση,να φυλάσσονται σε δροσερό μέρος,ακόμα και στο θάλαμο συντήρησης του ψυγείου.Στη μακρόχρονη αποθήκευση πρέπει να ελέγχεται η τάση τους να μην πέσει κάτω από τα 3,0V (ανά στοιχείο). Αν πλησιάζει η στιγμή που θα συμβεί κάτι τέτοιο,φορτίζουμε στο 5-10%.
Απορριψη-ανακύκλωση
Δεν απαιτούν ιδιαίτερη μεταχείριση στο θέμα της απόρριψης.Απλώς τις εκφορτίζουμε και τρυπάμε τα στοιχεία με τρυπάνι 3-4 mm ή καρφί και τις αφήνουμε σε αλατόνερο για μια βδομάδα.Μετά τις πετάμε κανονικά στα σκουπίδια.
;)
Συμπληρωματικά και υπενθυμίσεις για τις μπαταρίες Li-Po:
Οι Li-Po ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΠΑΙΧΝΙΔΑΚΙ!!! Μπορούν να δώσουν τεράστια ρεύματα και αν δεν χρησιμοποιούνται με προσοχή ρισκάρουμε τη ζωή μας!

ΧΡΗΣΗ-ΠΡΟΦΥΛΑΞΕΙΣ-ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ
-Δεν φορτίζουμε τις Li-Po με απλό φορτιστή ή σε "trickle charge" Υπάρχει κίνδυνος έκρηξης!
-Η φόρτιση πρέπει να γίνεται με φορτιστή είδικό για Li-Po,δηλ σταθερού ρεύματος και τάσης.;)
-Το ρεύμα φόρτισης δεν πρέπει να ξεπερνάει τον κανόνα του 1C !!!
-ΔΕΝ κουβαλάμε τις Li-Po-ακόμα και άδειες-χύμα με τα εργαλεία ή πάνω στο μοντέλο,αλλά σε ειδική αντιπυρική τσάντα.
-ΔΕΝ ΤΡΥΠΑΜΕ-ΔΕΝ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΝΟΥΜΕ ΜΙΑ Li-Po για κανένα λόγο!Απομακρύνουμε οτιδήποτε μεταλλικό στοιχείο από κοντά της είτε όταν την αποθηκεύουμε ή όταν τη φορτίζουμε.
-Κατα τη φόρτιση παρατηρούμε εαν η μπαταρία ζεσταίνεται,και διακόπτουμε τη φόρτιση εαν έχουμε υπερθέρμανση.
-Δεν εκφορτίζουμε κάτω από 3V/cell διότι καταστρέφεται,και πάντα την αποθηκεύουμε "μισογεμάτη" η τη φορτίζουμε σε "storage mode" .

Μπορείτε να συμβουλευτείτε το manual της μπαταρίας σας ή να δείτε πληροφορίες για τις Li-Po στο τέλος αυτού του καταλόγου που ακολουθεί:

ΕΔΩ

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου