LIPO ACCU'S VERKLAARD
Lipo accu's zijn de nieuwe energie bron voor elektro aandrijvingen. De eerste konden nog niet zoveel piek vermogen leveren, maar de nieuwe generaties kunnen met gemak heel veel stroom leveren. De inwendige weerstand is zo laag, dat zelfs bij een belasting van 100A de accu 7 volt blijft leveren, waar een NiMh dan al ingestort is naar onder de 5 volt.
De inwendige weerstand, die bepalend is voor zowel de topsnelheid van een auto als de acceleratie, is vaak minder dan 1/4 van de weerstand van een top- NiMh accu. Dat geeft dus ongelofelijk veel snelheid aan je auto, bovendien blijft de accu koud bij normaal gebruik (weinig weerstand = weinig verlies = weinig warmte ontwikkeling).
De voor RC auto's gemaakte lipo packs hebben precies de afmetingen van een stick pack, al zijn ze wel vierkant i.p.v. rond aan de zijkant. Maar ze passen in de meeste auto's waar of een stick pack of een 6-in-rij accu past
Verder zijn deze accu's super licht (5000 mAh Lipo = +/- 270 gram = 200 gram lichter dan een normale 3600 mAh NiMh).
C waarde:
Er is wel nog een groot verschil in Lipo accu's, niet alle lipo's zijn even geschikt om een hoge stroom te kunnen leveren. Bij een Lipo accu hoort een "C" rating, als b.v. 15C, 20C, 25C. Deze "C" staat voor het aantal maal de capaciteit wat een accu als continu stroom mag leveren. 20C betekent dus 20 x de Capaciteit. Een accu van 5000 mAh met een 20C rating, mag dus 100,000mA of tewel 100A continue leveren. 20C bij 5000 mAh is wel het minste wat je moet hebben. Het is echter geen absoluut getal, maar een getal relatief aan de capaciteit. Een 25C accu van 3000 mAh mag 75A continue leveren, een 20C accu van 5000mAh mag 100A continue leveren. De meeste accu's die wij aanbieden zijn rond de 5000 mah bij 25C, en mogen dus continu met 125A belast worden, de piekstromen mogen dan nog hoger zijn. Deze accu's zijn dus zeer geschikt voor gebruik in auto's. Op dit moment van schrijven is de normale Capaciteit voor een Lipo met stick pack afmetingen ongeveer 5000 mAh. Er zijn veel merken Lipo accu's, waarbij dat merk vaak het merk van een importeur / distributeur / leverancier is (LRP, Nosram, Graupner, Robbe, Asso etc). De echte fabrikant van de accu (b.v. Intellect) wordt daarbij verborgen. Daardoor staat het een fabrikant vrij er een eigen sticker op te plakken, met soms wel heel extreme capaciteits en C waardes. Laat je daardoor niet gek maken, de verschillen zijn veel kleiner dan de stickers je doen geloven!
Er zijn wel een paar nieuwe spelregels voor het gebruik van dit soort LiPo accu's t.o.v. NiMh of Nicad accu's.
Ontladen:
Op de eerste plaats mogen ze nooit helemaal ontladen worden. dat betekent in de praktijk dat als je met zo'n accu rijdt, en het vermogen gaat afnemen, dat je moet stoppen. Een LiPo van 7.4 volt is opgebouwd uit 2 lipo cellen, en zodra er 1 op zijn ondergrens is en de ander niet, en je zou nog doorgaan met ontladen, is de lege cel direct kapot. Dit betekent dat als je met een lipo accu rijdt, en het vermogen gaat afnemen, dat je moet stoppen met rijden on beschadiging van de accu te voorkomen. Moderne regelaars hebben vaak al een speciaal Lipo programma, waarbij het vermogen teruggenomen wordt als de accu spanning gaat dalen, om te voorkomen dat een van de cellen onder de 3.2 volt komt. Er zijn ook speciale Lipo veiligheids switches, die tussen de ontvanger en de regelaar geplaatst wordt, die deze taak overnemen. Hiermee kun je dus toch op een veilige manier met lipo's rijden zonder gevaar voor te diep ontladen.
Bij gebruik van 4 en 6 cellen accu packs blijkt de regelaar beveiliging niet voldoende te zijn, zie hiervoor het speciale hoofdstuk onder aan deze tekst
Laden
Het laden van een Lipo accu moet ook op een speciale manier gebeuren.
Daar waar de spanning van een NiMh tijdens het laden eerst oploopt, en daarna bij het bereiken van de maximale laad toestand weer in spanning daalt, (dat is het moment waarop een lader afslaat), blijft een LiPo tijdens het laden in spanning toenemen. De spanning van een lipo cel mag echter nooit boven de 4.21 volt komen. Gebeurt dat wel, dan gaat de cel kapot, en kan er zelf brand ontstaan. Een Lipo lader werkt daarom anders dan een NiMh lader:
Een NiMh lader laadt met een constant amperage tot de accu vol is, dan slaat de lader af. Een Lipo lader laadt in het begin met een hoog amperage, en naarmate de spanning van de cel dichter bij de 4.21 volt per cel komt, neemt het amperage af. daarbij wordt niet alleen naar de totale spanning gekeken, maar de spanning van elke cel apart wordt ook gemeten via de balancer aansluiting. Een lipo accu heeft daarvoor dus niet alleen de dikke plus en min aansluiting waar de regelaar of de lader op aangesloten wordt, maar ook een paar dunnere draden met een speciale kleine stekker die naar de balancer ingang van de lader gaat. Daarmee kan de lader de spanning van de individuele cellen meten, en aan de hand daarvan het laadproces aanpassen. De oudere generatie laders werken zo dat als 1 cel bijna 4.21 V haalt, en de andere nog niet, dan wordt toch de laadstroom teruggenomen. Er blijft dan net zoveel stroom lopen als nodig is om de ene cel op 4.2 v te houden, terwijl de ander cel nog steeds geladen wordt, net zolang tot ook die de maximale spanning heeft bereikt. Dit systeem staat erom bekend dat doordat het balanceren pas in de laatste fase gebeurt, de LiPo accu in een relatief korte tijd (+/- 50 minuten) op 90% van zijn capaciteit gebracht worden, maar daarna kan het nog vrij lang duren voor hij maximaal geladen is. In de praktijk stopt men het laden dan ook vaak als de accu zo vol is dat de laadstroom merkbaar terug gaat lopen, omdat het laatste beetje toch niet meer zoveel uitmaakt.
De huidige laders werken veel slimmer: meteen vanaf het moment dat het laden begint, gaat er dus een hoge stroom lopen via de twee dikke plus en min aansluitingen. maar via de balancer aansluiting, wordt continue de spanning van de individuele cellen gemeten. Zodra de spanning tussen de cellen uiteen loopt, laat de lader een stroompje van (meestal) 300 mA via de balancer aansluiting uit de vollere cel lopen naar de cel met een lagere spanning, tot ze weer gelijk zijn. Dit gebeurt continue tijdens het hele laadproces, zodat als de accu vol is, de cellen ook volledig gebalanceerd zijn. Het is dan ook belangrijk om het laadproces zo veel mogelijk helemaal af te laten lopen, tot de lader stopt. Zeker bij nieuwe cellen, die nog veel uit elkaar kunnen liggen. Bij cellen die al vaker gebruikt zijn kun je af en toe best een keer eerder stoppen, maar af en toe moet je ook die helemaal tot het eind laten laden om het balanceerproces helemaal af te maken.
MAXIMALE LAADSTROOM
Het beste kun je Lipo accu's met maximaal 1C laden. 1C staat daarbij voor 1 x de capaciteit. Een 5000 mAh accu kun je dus met 5A laden, een 3000mAh accu dus met 3A. De nieuwste generatie mag met een iets hogere stroom geladen worden, 2C is dan nog geen probleem. Maar 5C, zoals vaak beweerd wordt, is volgens alle fabrikanten nog steeds slecht. In de technische datasheets die wij van de echte accu fabrikanten hebben (er zijn veel leveranciers die hun eigen naam op een accu plakken, maar er zijn maar een paar fabrieken die ze maken) staat het bij de top-accu's als volgt omschreven:
Deze accu's worden het best bij max. 1 á 2C geladen, in geval van nood kunnen ze met 5C geladen worden, maar de levensduur loopt dan drastisch terug.
Helaas zien we dat veel leverancier dit in hun eigen specificaties maar simpel omschrijven als: mag met 5C geladen worden.
Dat is dus wel zo, maar de levensduur als je de accu steeds met 5C laadt, kan wel met 75% teruglopen!
Balancing
Om een Lipo op de goede manier te laden, moet je dus een Lipo lader hebben. Deze zijn er in twee uitvoeringen: met ingebouwde balancer, en zonder balancer. Wij raden alleen het gebruik van laders met een balancer aan. Als je al een lader zonder balancer hebt, kun je daar een losse balancer bij kopen welke tussen de lader en de accu geschakeld wordt. Deze zorgt ervoor dat de cellen individueel beschermd worden tegen overladen (kan ook voor ontladen gebruikt worden, en ook dan schakelt hij de cyclus uit bij het bereiken van de ondergrens).
Opslaan:
Lipo accu's kunnen het beste half-opgeladen opgeborgen worden. Dit heeft te maken met de chemische samenstelling van de accu: Door het chemische verschil tussen de anode en kathode kan inwendige corrosie optreden. Bij een half-opgeladen accu is dit verschijnsel het kleinst. Goede lipo laders hebben een programma waarbij je op kan geven hoeveel mAh er maximaal geladen mag worden. Door de accu leeg te maken en deze waarde op de helft van de capaciteit in te stellen, zal de lader automatisch afslaan zodra de helft van de capaciteit bereikt is.
PROBLEEM BIJ GEBRUIK VAN 4 OF 6 CELLEN LIPO ACCU'S
Wat de lipo beveiliging van de regelaar betreft: daar zien we bij auto's die met 4 of meer cellen rijden ( dus 2 x 2 cellen pack of een 2 x 3 cellen pack) soms een beetje een probleem in komen.
Een regelaar met lipo beveiliging kijkt niet naar de individuele cellen, maar naar de totale spanning van de accu. Vaak kun je wel een ondergrens instellen gebaseerd op een bepaald voltage per cel, maar hij wordt alleen aangesloten op de plus en de min van een accu, dus kan hij niet de spanning van iedere cel meten, alleen de totale spanning.
Als je de regelaar dus op 3V per cel, en 4 cellen instelt, houdt de regelaar dus een ondergrens aan van 4 x 3V = 12Volt. Zolang de spanning daar boven zit, grijpt hij dus niet in.
Als er op een gegeven ogenblik 3 cellen nog op 3.2V staan, dus totaal 9.6V, dan kan de derde cel al op 2.4V zitten voor de regelaar ingrijpt. Dat is in de meeste gevallen direct funest voor die cel, zeker als er dan nog veel stroom gevraagd wordt.
We hebben al een paar keer accu's gehad die doordat b.v. de ontvanger niet uitgezet was, met een heel klein stroompje diep ontladen zijn geweest, in veel gevallen hoeft dat nog niet het einde van de Lipo te zijn. Maar zodra er een hoge stroom door een cel met een te lage spanning gestuurd wordt, is het direct afgelopen met die cel.
Als je op 2 x 3 (=6) cellen rijdt, is de kans op een kapotte cel nog veel groter. Bij een regelaar instelling van 3V per cel - 6 cellen betekent dat een ondergrens van 18V. Als je dan 5 cellen van 3.2V in je pack hebt (=16V), kan de 6e cel al tot 2V ontladen worden voor de regelaar in grijpt, die cel van de accu is dan al kapot.
Als je dus met 4 of meer cellen Lipo accu's rijdt, zet in ieder geval de lipo spannings bewaking van de regelaar zo hoog mogelijk.
Als je hem b.v. op 3.4V per cel zet, dan wordt de ondergrens bij een 4 cellen accu 13.6V, en voor een 6 cellen pack 20.4V, de kans dat het dan mis gaat is al een stuk kleiner.
Wat kun je verder doen om schade te voorkomen: Op de eerste plaats: zodra je voelt dat het vermogen minder wordt, direct stoppen met rijden.
Verder adviseren we in ieder geval om op elke accu een buzzers te zetten. Dat is een simpel apparaatje waarvan je er dan 2 moet hebben. Elke buzzer wordt op de balancerkabel van de accu aangesloten. Dit apparaatje kijkt wel naar de individuele celspanning, en geeft een heel luid signaal als er een cel leeg begint te raken.
De derde mogelijkheid is om een speciale lipo safety switch te monteren. Dit is een apparaatje wat tussen de ontvanger en de regelaar aangesloten wordt, plus op de balancer aansluiting(en) van de accu('s). Dit apparaatje kan dus alle cellen apart meten, en sluit de mogelijkheid van gas geven af als de spanning in één van de cellen te laag dreigt te worden. Helaas zitten hier ook wat problemen in wat betreft volgorde van aansluiten, doe je dat verkeerd dan heb je kortsluiting. We zijn nog op zoek naar een foolproof versie, tot zo lang adviseren we in ieder geval om de buzzer te gebruiken.
