Hlavní stránka

Podrobnosti

Kategorie: Publikační činnost

Zveřejněno: 15. 4. 2005 8:29

Zobrazení: 9095

Každý kdo má alespoň trochu přehled o nabíjecích článcích ví, že existuje celá řada různých druhů, lišících se od sebe nejen kapacitou, ale i chemickým složením, hmotností, schopností dodat najednou různě veliké maximální proudy, ale liší se i způsoby nabíjení či skladování. Stejně jako i v jiných oblastech (mobilní telefony, videokamery atd.), začínají se i v oblasti modelařiny používat články Li-Ion, které jsou svými specifickými vlastnostmi jako dělané pro oblast Slow Fly.

Když jsem poprvé držel v ruce malý plochý (tzv. prismatický) článek o kapacitě 600mAh a hmotnosti 16g při napětí 4.2V (plně nabitý), skoro jsem nechtěl věřit, že je možné do tak malého objemu naskládat tolik energie. Měl jsem docela strach z různých pověstí o neuvěřitelně snadném zničení takového článku. Tyto obavy se naštěstí ukázaly jako zbytečné, neboť stačí dodržet pár základních zásad a Li-Ionky jsou v bezpečí. O praktické odolnosti těchto článků by patrně mohl nejlépe vyprávět Radek Skočdopole (web.volny.cz/skodopoler), který s nimi prováděl a stále provádí neuvěřitelné kousky a podle jeho slov prakticky s nulovou úmrtností. Zničení Li-Ion článku připadá v úvahu v případě přílišného vybití, nebo překročení koncového napětí na článek při nabíjení o více než 1%. Další možností zničení článku je jeho přehřátí (nad 100 stupňů Celsia). Všechny uvedené případy údajně končí definitivním zničením (mě se však zatím nic takového nepřihodilo, takže nemohu soudit do jaké míry je to častý jev). Přiznám se, že jsem dokonce ani neslyšel o někom, komu by Li-Ion článek doopravdy explodoval tak, jak nás někdy straší jejich výrobci. Dovedu si sice představit, že by k takové destrukci mohlo dojít při opravdu razantním přebíjení, ale to se může stát i s jiným běžným článkem včetně gelových Pb (a ten jsem již nafouknutý viděl).

Základní vlastnosti tedy již známe - Li-Ion akumulátory mají nízkou hmotnost a vysokou kapacitu. Na rozdíl od klasických Ni-Cd však Li-Ion uchováváme nabité a i po jejich vybití při provozu by mělo následovat nabíjení. Dokonce jim daleko více prospívá dobíjení i jen částečně vybitých článků - netrpí tedy ani paměťovým efektem. Netrpí samovybíjením - lze je skladovat i několik týdnů či měsíců v plně nabitém stavu a pak s nimi rovnou jít létat. Samozřejmě toto všechno jsou obrovské klady a samozřejmě existují i zápory, které musí vytvářet určitý protipól. Nejhorší vlastností je beze sporu neschopnost pracovat za nízkých teplot (okolo a pod bodem mrazu). Za takovýchto teplot z Li-Ion článků mnoho energie nedostanete a teprve po návratu do tepla modelářské dílny se články opět probudí do plné kapacity. Další nevýhodou je, že mají řekl bych až lineární závislost mezi koncovým napětím na článek a zbývajícím nábojem. Běžný NiCd či NiMh článek napětí drží na téměř stálé hodnotě, která se jen málo mění a teprve potom napětí spadne. Oproti NiCd a NiMh má Li-Ion navíc silně omezený maximální povolený vybíjecí proud (obvykle 2-3C). Podle údajů výrobce také zvládnou podstatně méně (asi 300) nabíjecích cyklů. Li-Ion články jsou také dražší a vyžadují speciální metodu nabíjení.

Jeden z posledně jmenovaných záporů - tedy cena, bývá mezi modeláři považován za hlavní argument, proč si tyto články nekoupit (spolu s nutností pořízení speciální nabíječky). Lze však snadno dokázat, že použití Li-Ion má smysl a je i daleko pohodlnější a flexibilnější, než použití Ni-Cd:

Řekněme, že dvojčlánek Li-Ion o kapacitě 600 mAh stojí okolo 700 Kč (a vím, že je lze koupit i levněji). Jde o dvojčlánek, který je podstatně lehčí, než sada 110mAh NiCd a tak se dá řici, že při shodné hmotnosti konstrukce modelu bude zapotřebí více NiCd pro zachování letových vlastností. Budeme tedy srovnávat 8-mi článek NiCd 110mAh a 2 článek Li-Ion. Řekněme, že požadujeme, aby bylo možné nalétat zhruba 1.5 - 2 hodiny za odpoledne a to bez jakékoliv přestávky mimo mezipřistání na výměnu akumulátorové sady. Pokud jde o Li-Ion, postačí nám 2 sady po 2 článcích a nabíjet budeme kdykoliv předem v teple modelářské dílny. Nemusíme s sebou vláčet ani nabíječku, ani baterku, ze které bychom nabíjení prováděli. Jednoduše vezmeme do jedné ruky model, do druhé vysílač, do kapsy dáme 2 nabité sady a jde se létat. Varianta NiCd vyžaduje zakoupení několika sad 8-mi článků. Jeden let bude zhruba okolo 10 minut a budeme uvažovat, že po vybití sady si tato alespoň 10 minut odpočine, bude se dovybíjet a nabíjet cca 30 minut a opět bude 10 minut odpočívat. Z toho plyne, že potřebujeme celkem 6 sad, kdy jedna je v modelu, jedna odpočívá po létání, 3 se nabíjejí (každá v jiné fázi) a jedna čeká na příští let. Těchto 6 sad obsahuje celkem 48 článků po cca 30 Kč, což je cena přesně odpovídající ceně 2 sad Li-Ion. Každá se v modelu otočí 2x, což by při 300 nabíjecích cyklech Li-Ion odpovídalo 600 nabíjecím cyklům cenově srovnatelných sad Ni-Cd. Dost pochybuji, že by někdo vlastnil NiCd sadu, která by bez nejmenších potíží nějak výrazně přesáhla svou životností těchto 600 cyklů, takže jsem přesvědčen, že použití Li-Ion je dokonce o něco výhodnější, přihlédnu-li navíc k faktu, že motor je díky nižší hmotnosti Li-Ion napájen při shodných letových vlastnostech nižším napětím a tím mu automaticky roste životnost.

Ekonomicky jsme si tedy Li-Ion akumulátory vcelku bez problémů obhájili. Teď ještě zbývá vyřešit nabíjení. Abych předešel možným problémům s chybným nabíjecím postupem, začal jsem se touto oblastí zabývat a vyzkoušel jsem dva specializované integrované obvody (MAX745 a LM3647). První jmenovaný se mi vůbec nepodařilo uvést do chodu. Jde o spínaný nabíječ a podle informací které jsem získal ze sítě Internet jsem nebyl zdaleka jediný, kdo s tímto obvodem při pokusech pohořel - prostě to do článků odmítalo trvale pustit více než 7mA. Druhý jmenovaný obvod již běžel bez potíží. Zde jsem narazil bohužel na těžký problém s nákupem obvodu, kdy by bylo zapotřebí koupit několik desítek ks (celé balení). V kusovém množství se v ČR neprodává (můj exemplář byl vzorek zdarma přímo od výrobce). Díky všem těmto pokusům jsem ale nakonec došel k názoru, že jako nabíječ postačí zdroj konstantního napětí s omezením maximálního výstupního proudu. Jako ideální obvod, který tento požadavek za málo peněz dokáže zvládnout jsem zvolil známý L200, na jehož základě jsem navrhnul, v několika exemplářích postavil a i v praxi ověřil poměrně univerzální Li-Ion nabíječku, jejíž konstrukci najdete v příštím čísle.

(Článek byl zveřejněn v časopise RC Modely číslo 8/2001)

• Předchozí
• Následující