Azzal, hogy szóba kerültek az S-ek, szükséges most már tárgyalni az akkumulátor kérdését. A modellezésben a legsűrűbben Lítium-polimer (azaz LiPo) akkumulátorokat használunk, azok rendkívül jó kapacitás-súly aránya miatt, és nem utolsó sorban a hatalmas elérhető kisütőáram miatt.

(Kép: Hobbyking.com)

Nem egy ősrégi dologról van szó, az első LiPo cellát 1991-ben dobta piacra a Sony, de azóta is folyamatosan fejlődik a technológia.

Mivel a média mindig megtalálja a durván kinéző, veszélyes LiPo "baleseteket", kezdem a biztonság kérdésével.

Biztonságos?

Talán ez az egyik leginkább rágott csont a lítium cellák kapcsán. Buta hasonlattal élve, a LiPo annyira biztonságos mint egy olló. Ha rosszul használjuk akkor problémát okoz, ha jól használjuk akkor előnyt. Tény és való, hogy a gondatlanul használt LiPo cellák komoly balesetet és tűzesetet képesek okozni, sosem szabad alulbecsülni a kémiát és a fizikát sem. Kémiai szempontból a túltöltés az egyik legnagyobb veszélyforrás, ugyanis ebben az esetben az elektrolit elkezd elpárologni, így először csak felpúposodik a párna formájú cella, később pedig tüzet okozhat. Fizikai szempontból pedig a túlzott merítés okozhat problémát.

Nem kell kétségbeesetten fürkészni a LiPo akksit, hogy baja van-e, ám érdemes minden komolyabb repülés után ellenőrizni és töltés közben is odafigyelni rá. Ha az akkumulátornak problémája van, tudtunkra fogja adni (kép thaivisa.com):

A másik veszélyforrás a túlzott mértékű merítés vagy rövidzár. Ilyen esetben a cellából a biztonságosnál nagyobb mértékben vesszük ki a teljesítményt. Ez is a cella melegedéséhez vezet mind kémiai mind fizikai okokból. A túlmerítés azért is komoly probléma, mert az akkumulátorra kapcsolódó eszközök szinte kivétel nélkül teljesítményszabályzott / kapcsolóüzemű eszközök. Ez azt jelenti, hogy a feszültségesés ellenére is igyekszik kielégíteni a céloldal energiaigényét, azaz a merülő cellából egyre nagyobb áramot akar kivenni. (Teljesítmény képlete: P = U*I, tehát ha az U (feszültség) esik akkor ugyanazon teljesítmény megtartásához az I (áram) növekedni fog.)

Bármennyire is igyekszik a média rossznak beállítani, a LiPo-val semmi baj sincs, magában a LiPo cella nem veszélyes. A cella mechanikai sérülésein túl, minden LiPo cellával kapcsolatos probléma valójában az elektronika problémája. Meghibásodó töltőelektronika, vagy zárlatos áramkör a probléma okozója. Számos más akkumulátor fajta is veszélyes, ha kiszúrjuk vagy túltöltjük, ne legyünk igazságtalanok

Tegyük biztonságossá!

Probléma bármikor adódhat, így legyünk elővigyázatosak. A LiPo cellákat ne töltsük gyúlékony anyagok közelében. Lehetőleg az akksit is és a töltőt is üzem közben helyezzük egy fém lapra vagy egyéb tűzálló felületre. Egyes modellboltokban kaphatók tűzálló töltőzsákok (LiPo Bag), jelenleg a modellboltok még csak ismerkednek ezekkel, de érdemes nyitott szemmel járni, hamarosan valószínűleg szélesebb körben kaphatók lesznek.

Ha mégis probléma merülne fel, akkor a tűz nem tud továbbterjedni. Ha probléma van akkor az akkumulátort már úgysem fogjuk tudni megmenteni / tovább használni.

Bekötések

A korábban már említett S mellé bevezetjük a P-t is. Az S a sorbakapcsolt (series) cellák számát jelenti, a P a párhuzamos (parallel) cellák számát jelöli. A sorbakapcsolt cellák meghatározzák az akkumulátor pakk feszültségét, mely a fogyasztók minimális feszültségigénye miatt fontos, a párhuzamosan kapcsolt cellák pedig meghatározzák a maximálisan impulzusszerűen kivehető áram mértékét. Különböző alkalmazásokra különböző S és P elrendezések használata javasolt. A 3S1P azt jelenti, hogy 3 sorosan és 1 párhuzamosan (azaz nincs párhuzamosítva) cellából áll az akkumulátor pakk.

A sorosan bekötött cellák töltése nem egyszerű, ugyanis a sorbakapcsolás egyes cellák túltöltését, míg más cellák alultöltését okozza. Ezen probléma megoldására minden cella külön-külön is ki van vezetve egy úgynevezett "Balancer" csatlakozóra. Így a töltőnek lehetősége van a cellákat egyforma mértékben tölteni, az enyhén túltöltött cellákat kisütni.

A balancer szokványos csatlakozója a JST-XH család, mely 2.5(4)mm lábtávolsággal rendelkezik. A cellák számának megfelelően változik a balancer csatlakozó kontaktusainak száma is, de mindig a (+) pólussal kezdődik és (-) pólussal végződik, a köztes erek pedig a sorbakapcsolt cellák közös pontjai. Ezen csatlakozó kizárólag töltésre / balance feladatokra használandó, a komolyabb áramok kivételére kisütő csatlakozó való, melynek típusa külön van meghatározva az akkumulátor adatlapján.

Akkumulátor adatlap

Az akkumulátor pakkokat az alábbi adatokkal látják el:

Minimum capacity (minimális kapacitás): Az akkumulátor pakk minimálisan kivehető áram mennyiségére utaló paraméter egy óra időtartam alatt. Példa egy paraméterre: 2560mAh

Maximal capacity (maximális kapacitás): Na, az ilyen akkumulátorokat kerüljük, ezen pakkok kivétel nélkül nem hozzák az elvárt teljesítményt. Tanácsom, hogy kerüljük az olyan cellákat, ahol a maximális kapacitás érték van feltűntetve.

Configuration (Konfiguráció/elrendezés): A bekötési elrendezésre utaló adat, a korábbiakban már tisztázásra került (Bekötések). Példa egy elrendezésre: 3S1P

Constant Discharge (Állandó kisütőáram): A folyamatosan kivehető maximális áramra utaló paraméter. Egysége "C", azaz az akkumulátor kapacitásának értéke. Példa egy paraméterre: 20C. Az előző példát felhasználva 20*2560mA = 51 200 mA = 51.2A

A fenti paraméterből kiszámítható, hogy ha a maximális kisütőárammal merítjük az akkumulátort, akkor t = 2560 / 51200 órán át tehetjük ezt (azaz kb. 3 percig).

Peak Discharge (10sec) (Csúcsáram rövid időre): A paraméter megadja a maximális biztonságosan kivehető csúcsáramot és annak időtartalmát. Példa a paraméterre: 30C/10s azaz az előző példát felhasználva maximálisan 30*2560mA = 76 800mA = 76.8A

Pack Weight (pakk súly): A teljes akkumulátor pakk csatlakozókkal együtti súlyát adja meg. Példa egy paraméterre: 213g

Charge Plug (töltő/balancer csatlakozó): A külön-külön kivezetett cellák egy szabványosított csatlakozóra vannak kivezetve. Példa egy paraméterre: JST-XH

Discharge Plug (kisütő/terhelhető csatlakozó): A kisütő csatlakozót a komolyabb áramok kivételére használjuk. Példa egy paraméterre: XT60. Az XT60 és az XT90 egy manapság egyre jobban elterjedő csatlakozófajta, melyet a hexTronik Ltd fejlesztett ki. Névleges maximális árama a csatlakozónak 60A (XT60), illetve 90A (XT90).

Kapacitás és repülési idő

Ez a két paraméter kéz a kézben járnak. A magasabb kapacitású akkumulátor egyben nagyobb súlyt is jelent, amit fel kell emelni, így minden esetben elérünk egy olyan pontot, ahol már tovább nem lehet növelni a repülési időt / kapacitást.

Akkumulátor választás esetén javaslom a súlyarányban a lehető legnagyobb kapacitás beszerzését. Minden esetben készítsünk egy "energia-sűrűség" táblázatot, ahol a kapacitást arányosítjuk a súlyhoz. Pl.:

2650 mAh / 213 g = 12.44 mAh/gramm és 1.4 Ft/mAh (Turnigy 3S1P 20C, kb. 3700 Ft)

5200 mAh / 331 g = 15.71 mAh/gramm és 1.65 Ft/mAh (Turnigy Multistar 3S1P - multicopter akksi, kb. 8600 Ft)

Egyértelmű, hogy a második jóval nagyobb energiasűrűségű LiPo, így jobb a súly-kapacitás aránya. Az összehasonlításkor figyelembe kell venni a C értéket is, egy normál lebegés is 20-30A áramigényű lehet. Célszerű készíteni egy táblázatot, ahol az ár/gramm arányokat is megvizsgáljuk, így különösebb tapasztalat nélkül is ki lehet választani a megfelelő akkumulátort. Az viszont sajnos örökérvényű, hogy a legtöbbször a jobb akksik drágábbak.

Meg kell próbálni megtalálni a pénztárcabarát egyensúlyt is.

Hidegben csak óvatosan!

Fontos megemlíteni, hogy a LiPo cellák hidegben (télen) a névleges kapacitásukból jelentős mértékben veszítenek, mielőtt nagy távolságokra elengednénk a gépet végezzünk próba repüléseket az üzemidő meghatározására.