Wat is een lipo en hoe gebruik je die.

Discussie in 'Accu & laad techniek' gestart door Bertus, 17 nov 2010.

Topicstatus:
Niet open voor verdere reacties.
  1. Bertus

    Bertus Banned

    Lid geworden:
    23 sep 2002
    Berichten:
    10.907
    Inhoud
    1. Waar is een lipo van gemaakt?
    2. Hoe laad ik een lipo?
    3. Wat betekent de C waarde?
    4. Balanceren
    5. Waar Lipo laden
    6. Koude LiPo
    7. Wat betekent 2p3s?
    8. Waar op letten bij aanschaf?
    9. Laders
    10. Kwaliteit versus prijs
    11. Bolle LiPo :( :cry:
    12. LiPo opslag bij langere tijd niet gebruiken
    13. Bedradingsdiagrammen
    14. Calculators

    1 Waar is een lipo van gemaakt?
    lithium polymeer
    Lithium-ion polymer battery - Wikipedia, the free encyclopedia

    2 hoe laad ik een lipo?
    Eigenlijk is dat een heel kort en simpel verhaal.
    Als voorbeeld nemen we een 3s1p / 3000mAh accu, om maar eens een veel voorkomende accu te nemen. De maximale laadstroom die de fabrikant op heeft gegeven is bijvoorbeeld 2C. De maximale ontlaadstroom is 20C, dit is echter nauwelijks van belang bij het laden.
    Wanneer is een LiPo leeg en wanneer is hij vol?
    Een LiPo cel is leeg wanneer de spanning onbelast tot 3V is gedaald. Verder ontladen moet je niet doen want dat is heel slecht voor je accu!
    Een LiPo cel is vol wanneer de spanning onbelast tot 4,235V is opgelopen. Ook hier moet je echt niet verder gaan want dan zal de LiPo ook kapot gaan en in het ergste geval zelfs in de brand kunnen vliegen. Laat je echter niet gek maken door allerlei doomverhalen, een LiPo cel vliegt niet zo maar in de fik, zeker niet als je er geen gekke dingen mee doet.

    Net als alle accu's mag je een LiPo maar met een beperkte stroom laden, je mag er dus niet zo maar een flinke stroom doorheen jassen! Deze laadstroom is al heel lang standaard 1C maar er zijn al veel cellen die, net als ons voorbeeld, met 2C geladen mogen worden. Ondertussen zijn LiPo's die je met 5C mag laden ook al te koop. Maar hoe dan ook het is nog steeds een beperkte stroom.
    Een LiPo lader is eigenlijk een heel goed gestabiliseerde voeding waarvan de uitgangsspanning op precies 4,235V per cel wordt ingesteld. De maximale stroom die deze "voeding" kan leveren wordt ingesteld op gewenste laadstroom. Voor de accu in het voorbeeld (3S1P / 3000mAh en een laadstroom van 2C) zou dat dus 12,705V en maximaal 6A zijn.

    Wanneer je de accu aansluit op de lader zal het spanningsverschil tussen de accu en de laderuitgang groot zijn. De accu is maar 9V en de laderuitgang is 12,705V. De stroom die er zou kunnen gaan lopen wordt bepaald door dat spanningsverschil en de weerstand van het hele circuit. Dat is de weerstand van de kabels, de connectors en de inwendige weerstand van de accu bij elkaar opgeteld.

    Je begrijpt wel dat die weerstand erg laag is, maximaal enkele tienden Ohm. Stel dat het in dit voorbeel 0,15Ohm is. De stroom die er dus zou kunnen gaan lopen is dan 3,705V / 0,15Ohm = 24,7A. Dat is natuurlijk een veel te hoge stroom dus zal de stroombegrenzing ingrijpen en het beperken tot 6A.
    Langzaam maar zeker zal de accu voller raken en zal de spanning van de accu hoger worden. Wanneer het spanningsverschil kleiner dan 0,9V wordt zal de laadstroom gaan dalen. Waarom 0,9V hoor ik vragen? Wel dat is de laadstroom maal de weerstand of te wel 6A x 0,15Ohm = 0,9V. Dus wanneer de accuspanning hoger wordt dan 11,805V begint de laadstroom minder te worden.
    Wanneer de laadstroom minder wordt zal natuurlijk het laden langzamer gaan dus zal het langer duren voordat de accu vol is. Theoretisch zal de accu zo ver opgeladen raken dat het spanningsverschil 0V wordt en daarmee wordt dus ook de laadstroom 0A. Dit kan heel lang duren, uren of zelfs dagen!
    In de praktijk zal het laden eerder stoppen. De laadstroom die door de accu loopt wordt constant in de gaten gehouden en wanneer de stroom ver genoeg gedaald is zal de lader stoppen. Bij veel laders is dat bij iets van 1/50C. Dit is een vrij willekeurige waarde die per fabrikant kan en zal verschillen. Daarom zal een accu op een lader van fabrikant "A" binnen 45 minuten vol zijn maar op een lader van fabrikant "B" duurt het wel een uur. Toch is het wel belangrijk dat het laden echt helemaal stopt als de stroom laag genoeg is geworden want LiPo's vinden het niet zo heel erg fijn om langdurig aan de maximale spanning aangesloten te zijn.
    In dit voorbeeld gaan we uit van 1/50 C dus zal de lader stoppen wanneer de laadstroom is gedaald tot 120mA. De lader zal melden dat hij klaar is en vaak ook laten zien hoeveel er in de accu is geladen en hoe lang de laadtijd was. Die waardes zijn niet echt waardevol maar je kan ze per accu bewaren om zo in de gaten te kunnen houden hoe de accu zich houdt. Zolang je die accu steeds met dezelfde lader laad kan je die waardes gebruiken door ze steeds met de voorgaande te veregelijken. Wanneer de accu versleten raakt zal je dat onder andere kunnen zien aan het feit dat de laadtijd steeds langer wordt en de lader er steeds meer in moet stoppen zonder dat er meer uit zal komen.
    Het laden is dus feitelijk erg simpel maar het is zeer belangrijk dat het wel heel precies gebeurt. De spanningen moeten binnen erg nauwkeurige grenzen zijn om schade aan de accu te voorkomen maar ook om te zorgen dat de accu wel volledig geladen wordt. Ook de laadstroom moet in de gaten gehouden worden want te veel is erg slecht en te weinig zal een langere laadtijd geven

    3 wat betekent de c?
    C wordt gebruikt om de laad / ontlaadstroom te specificeren. C staat letterlijk voor de Capaciteit van de accu. Fabrikanten geven bij lipo's meerdere waarden op.

    Aller eerst gaan we kijken hoe deze C waarde nou voor een stroom kan staan.
    Een accu wordt met 25C Max Discharge verkocht.

    Dit houdt in dat een accu met maximaal 25 x de capaciteit van de accu gebruikt mag worden. Let wel dat dit een benadering is en dat sommige accus gevoeliger zijn voor overbelasting als andere. Het is bij een accu belangrijk om minimaal 10% maar liever 20% over te hebben in vermogen.

    De fabrikant geeft meerdere waarden op, dit heeft te maken met wanneer een bepaalde stroom gebruikt mag worden.

    Max Discharge : Dit is de maximale stroom die je uit een accu mag halen gedurende 5seconden (tijd kan anders zijn en is afhankelijk van de fabrikant 5sec is meest gangbare bij uitzondering wordt dit vermeld op de accu).

    Continues Discharge : Dit is de stroom die een accu constant mag leveren. Dit ligt gemiddeld genomen op ca. 60% van de max discharge. Let wel dat ook dit per accu kan verschillen. (Voorbeeld: Max discharge 35C, continues discharge 25C).

    Max Charge: Een accu mag met een bepaalde stroom geladen worden.
    Meest gangbare laadstroom is 1C (1x de capaciteit) dit houdt in dat de accu met +/- 1 uur en 15 min vol is vanaf leeg.

    Tegenwoordig wordt deze laadstroom steeds hoger. 5C is al goed verkrijgbaar. Dit houdt in dat je de accu met 5x de capaciteit mag laden. En dat deze met +/- 30 minuten vol is.

    De meeste tijd bij het laden gaat verloren aan de tijd die de lader gebruikt om de laatste procenten vol te krijgen. Hierdoor is het niet zo dat een accu met 5C laden ook per definitie 5x sneller is.

    4 Wat betekent balanceren en hoe doe je dat?
    In het stukje over de lader is de balancer geheel niet ter sprake gekomen. Wat doet een balancer nu eigenlijk en waarom moeten we die gebruiken?
    Bij een accu samengesteld uit meerdere cellen zal altijd enig verschil tussen die cellen bestaan. Sommige zullen iets eerder vol zijn dan de andere. Om die andere cellen ook vol te krijgen zal de lader doorgaan met laden. Hierdoor zullen de cellen die iets eerder vol zijn dus, een beetje, overladen worden waardoor de celspanning iets hoger zal worden dan toegestaan.
    Bij NiXX cellen is dat niet zo kritisch, als één van de cellen iets eerder vol is dan de rest wordt hij gewoon wat overladen. Daar kunnen ze vrij goed tegen zolang het maar niet te lang duurt en de stroom niet te gek hoog is. Omdat de verschillen tussen de cellen in één pakket nooit erg groot zullen zijn zal dat overladen zo goed als nooit echt lang duren.
    De celspanning van LiPo cellen is wel heel kritisch, iets te laag betekend een niet volle cel en iets te hoog een defecte cel. Bij LiPo's moet je dus zorgen dat de celspanning nooit boven een bepaald maximum uitkomt. In het ergste geval zou een LiPo cel zelfs in de fik kunnen vliegen wanneer de celspanning te hoog wordt. Dit komt maar zelden voor maar het is gebeurt en als je niet voorzichtig bent kan het jouw ook overkomen (even bang maken hi,hi,hi ).
    Er moet dus iets gedaan worden om te voorkomen dat een LiPo cel die iets eerder vol is dan de andere in het pakket overladen wordt terwijl de anderen ook vol worden geladen. Dat is dus de taak van een balancer.

    De meest simpele balancer is het passieve type. Een dergelijke balancer gaat pas aan het werk als de accu al vrijwel vol is. Op dat moment is de laadstroom dus al een heel eind afgenomen. Wanneer de spanning van één van de aangesloten cellen de 4,235V eerder bereikt dan de andere cellen zal de balancer dat detecteren en de dan nog lopende laadstroom om de cel heen leiden. Er wordt simpel weg een weerstand parallel aan de cel geschakeld.
    De balanceerstroom een balancer kan verwerken is meestal niet zo heel groot. De eerste balancers waren echt gemaakt om helemaal op het einde hun werk te doen en konden vaak niet meer dan 50mA of 70mA stroom verwerken. De meeste van de huidige balancers kunnen ergens tussen de 150mA en 300mA verwerken. Er zijn al types die zelfs meer dan 1A kunnen verwerken. De balancers met een lage balanceerstroom zijn alleen te gebruiken wanneer de onbalans niet te groot is en bij relatief lage laadstromen.
    Is de onbalans erg groot, bijvoorbeeld wanneer je een nog half volle cel en een lege cel in serie wilt gaan laden, zal de volle laadstroom nog lopen als de eerste cel al vol raakt. De balancer zal dan ingrijpen maar hij kan bijvoorbeeld slechts iets van 150mA om de cel heen leiden terwijl er misschien wel 1A loopt. Dat is dus een recept voor fout gaan. De balancer kan dan kapot kunnen gaan en uiteindelijk ook de LiPo.
    Er bestaan balancers die dat kunnen detecteren en dan de laadstroom helemaal uit schakelen en een foutmelding geven. Dit soort balancers zit in heel veel LapTop accu's. Wanneer je accu niet meer wil laden dan is het heel vaak de ingebouwde balancer die de zaak tegenhoudt omdat de onbalans te groot is geworden om nog weg te kunnen werken.

    Een tweede type is de active balancer. Deze doet feitelijk hetzelfde maar nog meer. Wanneer je de accu op zo'n balancer aansluit zal hij de spanningen van elke cel meten en die met elkaar gaan vergelijken. Als er één iets hoger is dan de andere zal die cel iets ontladen worden om hem gelijk aan de rest te krijgen. Pas wanneer alle cellen gelijk zijn zal de balancer de laadstoom inschakelen.

    Tijdens het laden blijft de balancer de spanning in de gaten houden en als er één cel iets hoger wordt dan de anderen zal de balancer (een deel van) de laadstroom om die cel heen leiden. Zo wordt ervoor gezorgt dat die cel iets langzamer geladen wordt. Uiteindelijk is het de bedoeling dat alle cellen tegelijk netjes vol raken.
    Het is duidelijk dat dit type balancer grotere stromen moet kunnen verwerken. Ze moeten, een deel van, de laadstroom buiten de cel die iets voller raakt om leiden. Dat kan zijn bij een nog vrijwel lege accu dus een hoge laadstroom maar ook bij een vrijwel volle accu dus een geringe laadstroom. Het zijn dus meestal dit type balancers die 1A of meer balanceer stroom kunnen verwerken.
    Toch is het natuurlijk niet de bedoeling om met een dergelijke balancer een enorme onbalans weg te werken. Als je dat tegen komt is het zaak uit te zoeken waar die onbalans door ontstaan is. Vaak is het een teken dat er met een cel iets mis is. Wanneer je merkt dat de onbalans de volgende keer dat je die accu wilt laden weer zo groot is kan je er vrij zeker van zijn dat je de accu moet gaan vervangen.

    Een laaste functie die in de balancer ingebouwd kan zijn is de detectie dat alle cellen de 4,235V bereikt hebben en dus vol zijn. De eventueel nog lopende laadstroom wordt dan door de balancer buiten de cellen omgeleidt waardoor de laadstroom mogelijk niet laag genoeg wordt zodat de lader stopt. Sommige balancers zijn ontworpen om met een specifieke lader samen te werken deze zal de lader "melden" dat de accu vol is en dat hij lader uit kan schakelen. Andere balancers zullen zelf de laadstroom afsluiten.
    Steeds meer van de moderne laders hebben een balancer ingebouwd zitten die samenwerkt met de lader. Het is één apparaat geworden.

    Beide methodes van balanceren (actief en passief) werken goed en betrouwbaar. Het systeem met de active balancer zal makkelijker werken en de kans op mogelijk fouten is wat kleiner. Laders met geïntegreerde balancers zijn eigenlijk te prefereren want daar zijn de lader en de balancer goed op elkaar afgestemd. De goede samenwerkig zal dan beter gegarandeerd zijn.

    Als laatste is er nog een derde mogelijkheid. Dat is dat elke cel zijn eigen lader heeft. Dit zijn meestal laders die je alleen via de balanceer stekker kan aansluiten. In die laders zit een apparte laadschakeling voor elke cel. Die laders werken volledig onafhankelijk van elkaar en zullen elke cel volledig tot de 4,235V opladen. Wanneer één cel eerder vol is dan de rest geeft dat niets omdat de lader van die cel er dan gewoon mee ophoudt. De andere laders gaan gewoon verder om de andere cellen ook helemaal vol te krijgen. Wanneer ze dan allemaal vol zijn zal het "ready" lampje gaan branden, als dat erop zit natuurlijk.
    Elektronisch gezien zijn deze laders wat complex maar voor de gebruiker zijn ze eigenlijk ideaal. Je hebt geen balancer nodig en geen apparte kabels daarvoor. De kans op problemen is klein en je kan je accu veilig laden. Het nadeel is dat je via de vrij dunne balanceer draadjes en connector geen hoge laadstromen kan laten lopen. De laadstroom zal dus beperkt moeten blijven tot maximaal 0,5A of zo iets. Mede om deze reden zie je deze laders tegenwoordig steeds minder.
    Ik werd onlangs door bdoets getipt dat er toch ook van dit soort laders bestaan die met wel 2A kunnen laden. Ik heb ze nog niet gezien maar dat wil nog niet zeggen dat ze niet bestaan. Toch lijkt me 2A echt wel het maximum wat je door die dunne balanceer draadjes en vooral die iele connectortjes kan jagen.

    5 waar laad ik een lipo?
    Een lipo kan je het beste onder toezicht laden.
    Op een plaats waar zo min mogelijk gevaar is voor schade áls er iets fout gaat. Dus bijvoorbeeld in een (niét afgesloten!!) stalen trommel die voldoende groot is om de lipo in een brandwerende accuzak te bevatten.
    Het gebruik van een brandwerende accuzak is ook aan te bevelen.

    6 wat gebeurd er met een lipo als het koud is?
    Hoe kouder het is des te LAGER de luchtvochtigheid is dus zolang de LiPo koud blijft is er niets aan de hand.
    Problemen kunnen pas ontstaan wanneer de LiPo in een warme ruimte komt. Dit zal gebeuren als je de accu weer wilt opwarmen. De lucht rond de koude LiPo koelt af en kan dan minder vocht bevatten. Dat vocht zal dan condenseren op het koude oppervlak van de Lipo en dan kunnen er dus wel problemen ontstaan.
    Of die problemen nu echt zullen ontstaan is de vraag maar de kans is er dus wel degelijk. De zaak goed in de gaten houden is geboden en tijdens het opwarmen van de accu deze af en toe af te drogen is ook een goed idee.
    Je kan het voorkomen door de LiPo in een goed dichte plastic zak op te bergen. Zolang die zak dicht blijft kan er geen vocht in komen en zullen de bovenstaande problemen een stuk minder optreden. Je maakt de zak pas open als de accu helemaal op temperatuur is gekomen. Dan zal er geen condens meer optreden.

    LiPo's kunnen er vrij goed tegen als ze koud worden. Je zal wel zien dat de capaciteit duidelijk minder zal zijn. Ook de maximale stroom die de accu kan leveren zal duidelijk minder zijn. Daarom kan je het beste de accu eerst netjes helemaal op temperatuur laten komen voordat je hem weer gaat gebruiken.

    7 wat betekent 2p 3s ?
    2p betekend 2 cellen paralel
    3s 3 cellen in serie
    Cellen zet je paralel als je meer ampere's uit de cellen wil trekken dan er uit 1 cel mogelijk is
    Als een cel van 1000 mah 10 c gebruikt wordt mag je er niet meer als 10 ampere uit trekken
    als je er dan 2 parrallel zet kan je de cel met 20 ampere belasten.
    Cellen zet je in serie als je een hoger voltage wil.

    8 waar moet ik op letten als ik een lipo koop?
    Je zal eerst de vraag moeten stellen wat moet de accu kunnen?
    Hoeveel volt is het beste voor mijn motor?
    Hoeveel ampere trekt mijn motor?
    Als je dat weet is het belangrijk naar het gewicht van de accu te kijken ivm het zwaartepunt.
    En als laatste maar zeker niet onbelangrijk de afmetingen.
    De prijzen variëren erg met de verschillende merken.
    Het is zeker niet zo dat dure altijd goed of goedkope altijd slecht zijn.

    9 welke lader is de beste of waar moet ik op letten bij de aanschaf?
    Er zijn talloze verschillende laders, ook hier is het weer belangrijk je af te vragen wat wil ik, alleen lipo's laden, of ook lood accu's enz.
    Vaak staat er dat een lader een X aantal cellen kan laden en een X aantal ampere.
    Verwacht niet dat bij het maximale aantal cellen het maximale amperage bereikt wordt.
    Dit heeft te maken met hoeveel watt een lader maximaal kan leveren.
    De goedkopere laders leveren vaak maak 150 watt als je wat grotere pakketten wil laden lukt dat al niet meer met 1 c.
    Zeker nu er steeds meet accu's komen die je met 5 c kan laden is een grotere lader wenselijk.
    Er zit hier wel een MAAR aan vast.
    De laders hebben bijna allemaal een losse voeding nodig.
    Hoe groter je lader hoe groter zal dus ook je voeding moeten zijn.
    De kosten komen dan dus ook hoger uit.
    Het is dan in sommige gevallen het overwegen waard of je lekker rustig thuis laad en je meer accu's koopt

    10 Wat zijn de kwaliteitsverschillen in verhouding met de prijzen?
    Hier is lastig wat zinnigs over te zeggen.
    (ik heb hier zelf geen ervaring mee) dure zijn soms meer dan 2 keer zo duur en eigenlijk nooit 2 keer zo goed.
    Hier is een draadje met verschillende meningen van verschillende accu's
    welke-lipos-zijn-het-beste-geef-ze-een-cijfer

    11 een bolle lipo wat te doen?
    Het hangt er van af hoe bol hij staat.
    Als hij niet te bol is zou je hem onder toezicht kunnen laden en ontladen.
    Vertrouw je het niet dan is er maar 1 mogelijkheid namelijk:
    Stap 1.
    Accu helemaal ontladen. Niet door kotsluiten maar door bijvoorbeeld een fietslampje op de accu aan te sluiten en hem zo een paar dagen te laten liggen.
    Stap 2.
    Met een scherp mesje de accu boven en onderaan open snijden. Niet te diep snijden, alleen de "verpakking" open snijden is genoeg.
    Stap 3.
    Leg de accu's in een bak met zout water (2 tot 3 afgestreken eetlepels keukenzout op een liter water). Zorg ervoor dat het zoute water goed in de accu komt.
    Stap 4.
    Na een dag (of twee) de accu uit het zoute water halen, uit laten lekken en in de grijze afvalcontainer weggooien.

    Het idee hierachter is als volgt:
    Door de accu helemaal te ontladen kunnen er geen "gevaarlijke" stromen meer lopen waardoor er van alles en nog wat zou kunnen gebeuren.
    Door het zoute water worden de Lithium zouten (de Lithium Ionen!) geneutraliseerd waardoor geen zuiver lithium meer vrij kan komen. Het is namelijk het vrijkomen van het Lithium dat brand kan veroorzaken. Lithium is namelijk een alkali metaal, net als Natrium en nog een paar, dat spontaan in de brand kan vliegen als het in contact komt met de buitenlucht.
    Een LiPo accu bevat geen geen stoffen die echt schadelijk zijn voor het milieu. Bij verbranding in een afval verbrandingsoven komen geen gevaarlijke stoffen vrij.
    Er zitten ook geen stoffen in die terug te winnen zijn voor hergebruik. Tenminste tot nu toe is er nog geen enkel proces dat materialen uit een LiPo op een economische manier (financieel en milieu economisch) kan terugwinnen.

    12 hoe sla je lipo's op die je langere tijd niet gebruikt?
    Het is het beste een LiPo gedeeltelijk geladen te bewaren. Wat onder gedeeltelijk wordt verstaan is verschillend maar als het ergens tussen de 50% en 70% is zal het prima zijn.
    Twee zaken moet je dus niet doen.
    1. Helemaal geladen wegleggen en
    2. Leeg of bijna leeg wegleggen.
    Wanneer je een LiPo helemaal geladen weglegt gebeuren er bepaalde dingen IN de cellen die niet goed zijn voor de cellen. Wat precies weet ik niet want dat wordt nergens duidelijk uitgelegd door de fabrikanten.
    Een lege LiPo is chemisch instabiel, de chemie gaat verkeerde dingen doen waardoor er materiaal van de positieve en de negatieve platen wordt omgezet in materialen die niet meer als accu kunnen werken. Met andere woorden de capaciteit wordt (vrij rap) minder en de inwendige weerstand wordt hoger.

    13 Bedradingsdiagrammen
    Bedrading LiPo pakketten, laad- en balancerkabels: schema's.
    LiPo, regelaar, interne/externe BEC, ontvanger-accu, LVC bedrading: schema's.

    14 Calculators
    Keuze van lader, laadstroom daalt bij meer cellen in serie: calculator.
    Benodigde net-voeding voor lader: calculator.
    Vermogen geleverd door accu-pakket: calculator.
     
    Laatst bewerkt door een moderator: 11 jul 2017
    speedys01 en DUNcAN vinden dit leuk.
Topicstatus:
Niet open voor verdere reacties.

Deel Deze Pagina