Каталог

Батареи: Литий-Фосфат против Литий-Полимер

/upload/uf/eb6/obzor_stati.png

За последние пару лет значительно возросло введение в применение бесколлекторных моторов, а также Литий-Полимерных батарей, в силу чего было вызвано резкое возрастание рынка моделей электро-вертолетов.

Думаю вполне понятно, что быть владельцем сравнительно простой и «чистой» модели, которая будет всегда готова к полету, хочется не только профессиональным спортсменам, а и любителям и даже только начинающим моделистам.

Однако большинству спортсменам-вертолетчикам эта мечта пока что кажется недостижимой. Данная проблема вызвана тем, что удельная энергоемкость у современных Литий-Полимерных батарей весом от 500 гр составляет около 75 – 85 Ватт/Час, при том, что метанольное топливо с аналогичным весом «отдает» примерно 200 – 250 Ватт/Час. Тем не менее, следует учесть тот факт, что всего лишь несколько лет назад соотношение удельной емкости аккумуляторов и топлива было в два раза хуже, что вселяет надежду на довольно скорый прогресс.

Но при всем этом вопрос стоит немного шире. Интересно, смогут ли производители аккумуляторов достичь так же и возможности скорого заряда батарей (в течение 10-20 мин), добиться того, чтобы аккумуляторы были стойкими к механическим и электрическим перегрузкам, а также к значительной продолжительности работы. Быть может, изготовление, и развитие Литий-Фосфатных батарей сможет дать ответы на данные вопросы.

Литий-Полимер

Литий–Полимеры (ЛиПо, LiPo, Lithium Polymer) на протяжении последних лет достаточно стабильно и прочно закрепились на рынке модельной техники. Они применяются не только с силовое целью (что является их основным назначением), но также их используют в виде легких бортовых источников питания.

На данное время существует достаточно большое количество торговых марок ЛиПо. Наиболее авторитетными из них являются FlightPower, ThunderPower, PolyQuest, Kokam и многие другие. Так как производителей ЛиПо в мире не так уж много, то такие марки как, например FlightPower, ThunderPower и некие другие из более известных марок, вынуждены размещать свои заказы на заводе-производителе Enerland, который находится в Южной Корее.

Батареи: Литий-Фосфат против Литий-Полимер

Главные преимущества ЛиПо:

  • достаточно высокая нагрузочная способность силовых ЛиПо (ток отдачи)
  • наилучшее соотношение энергоемкости и массы
  • достаточно широкий спектр производимых батарей (в зависимости от нагрузочной способности, веса, емкости)
  • достаточно широкий спектр производимых зарядных устройств

Главные недостатки ЛиПо:

  • большая стоимость батареи
  • небольшая стойкость к электрическим и механическим перегрузкам
  • небольшой период эксплуатации силовых ЛиПо
  • узкий температурный диапазон работы
  • достаточно длительное время заряда батареи
  • обязательное и постоянное балансирование батарей в блоке

Ниже приведен график типичной характеристики «напряжение-емкость-температура» при разряде силовой батареи (FlightPower) зависимо от разрядного тока (С - номинал вместимости батареи).

Батареи: Литий-Фосфат против Литий-Полимер

Далее представлен график усредненного количества рабочих циклов ЛиПо, которые зависят от температуры блока и разрядного тока (С - номинал вместимости батареи).

Батареи: Литий-Фосфат против Литий-Полимер

Литий-Фосфат

Литий-Фосфаты (ЛиФо, LiPho, LiFePo4, Lithium Iron Pho, LiFe) появились на рынке модельной техники относительно совсем недавно. Эти батареи несколько лет тому назад начали широко применяться в составе аккумуляторных блоков профессиональных ручных строительных инструментов. Смышленые моделисты принялись тут же скупать и самостоятельно «перепаковывать» подобные блоки, поскольку смогли быстро оценить все достоинства этих новых батарей. Где-то в середине 2006 года производителем были представлены специальные модельные Литий-Фосфатные аккумуляторы.

На данный период времени патентом и правом на производство ЛиФо аккумуляторов обладает всего лишь одна компания из США – именуемая A123Systems.

Батареи: Литий-Фосфат против Литий-Полимер

Главные преимущества ЛиФо:

  • достаточно значительный срок эксплуатации
  • весьма высокая нагрузочная способность силовой батареи (ток отдачи)
  • достаточно широкий температурный диапазон работы
  • достаточно большая стойкость к электрическим и механическим перегрузкам
  • необязательное балансирование батарей в блоке
  • довольно скорый заряд батареи

Главные недостатки ЛиФо:

  • диктат цен единственного производителя
  • соотношение энергоемкости и массы желает лучшего
  • всего лишь один тип батарей, предложенных в продаже
  • производится лишь несколько типов зарядных устройств

Ниже приведен график типичной характеристики «напряжение-емкость» при разряде силовой батареи (А123М1) зависимо от температуры блока и разрядного тока (С- номинал вместимости батареи).

Батареи: Литий-Фосфат против Литий-Полимер

Следующий график представляет типичную кривую зарядки ЛиФо (ток заряда больше 1 С). Следует заметить, что данный график того же вида, что и стандартный график зарядки ЛиПо.

Батареи: Литий-Фосфат против Литий-Полимер

Сравнительная характеристика ЛиПо и ЛиФо

В данной таблице представлено сравнение основных характеристик Литий-Полимерной и Литий-Фосфатной батарей.

Наименование характеристики Батарея Литий-Полимер (Enerland) Батарея Литий-Фосфат (A123Systems)
Максимальное напряжение при зарядке 4.2 V, но не допускается превышение более чем на 0.1 V От 3.6 V до 3.8 V рекомендуется, допускается перезаряд до 4.2 V
Номинальное рабочее напряжение От 3.6 V до 3.7 V От 3.2 V до 3.3 V
Минимальное рабочее напряжение Около 3.3 V Около 2.7 V
Минимальное допустимое напряжение 3.0 V рекомендуется, переразряд ниже 2,5 V может повредить батарею 2.5 V рекомендуется, допускается переразряд до 2,0 V и ниже
Балансировка блока батарей Обязательная, с точностью не более +/- 0.005 V Рекомендована изредка, не обязательна большая точность
Емкость 2200 мАч 2300 мАч
Вес Около 53г. Около 74г
Нагрузочная способность (раб. ток) от 40 А - ~20 С от 100 А - ~40 С
Ток / Время зарядки до 1 C-2,2 А / от 75 мин до10 A / от 15 мин
Число рабочих циклов до момента уменьшения емкости - 80% номинала. Проверки при токе около 10 С – 25 А и температуре до 66 °С. Около 150 Более 500
Вид и размеры В виде мягкой пластины, 79,0 мм х 42,0 мм х 9,0мм (29,9 см3) В виде твердого цилиндра, диам. 26,0 мм, высота 66,5 мм (35,3 см3)
Рабочая температура 0 / +60 °С -30 / +60 °С
Стоимость От 25,00 долл/шт От 16,50 долл/шт

Заключение

Раньше большинство моделистов отпугивались из-за нестабильности, сложности в эксплуатации и взрывоопасности первых Литий-Полимерных аккумуляторов. Так же и теперь значительная часть моделистов сдерживаются из-за новизны и практического отсутствия информации о Литий-Фосфатных аккумуляторах.

В данном обзоре я попытался систематизировать и коротко изложить всю информацию и данные полученные с сайтов производителей, а также знания специалистов, опыт коллег-моделистов, ну и, конечно же, свой личный опыт «общения» с силовыми ЛиПо и ЛиФо на крупных электромоделях вертолетов (с размером лопастей от 520мм).

И на чем же стоит остановиться, спросите Вы? Я бы дал Вам право выбора между двумя этими вариантами. Первый из них – ЛиПо, при использовании которого, один полет длительностью 7-9 минут, после чего «заряжаться» около 1,5 часа. Второй – ЛиФо, при использовании которого, за эти же 1,5 часа «зарядки» вы сможете осуществить четыре полета длительностью 5-6 минут.

Получить бонус

Персональный бонус
за регистрацию

получить