Lipo ontladingsgrens

[Frits37]

Ik last dit stukje in de KNVvL nieuwsbrief:

https://www.knvvl.nl/modelvliegsport/nieuws/belangrijke-tips-voor-de-elektro-vliegers

en vroeg me af of de conclusie klopt dat een lading beneden de 3,72V per cel betekent dat je onder de ontladingsgrens zit. Ik had altijd begrepen dat 3,7 á 3,8V de werkspanning is en dat je niet onder de 3,2V per cel uit moet komen om beschadiging van de lipo te voorkomen en dat een grenswaarde van 3,5V prima is om via de telemetrie een seintje te krijgen dat je moet gaan landen.

 

[N.P.S.]

In het artikel staat "en de gewenste spanning na het vliegen niet lager dan 3,72 Volt". Dat is dus onbelast. Tijdens het vliegen (onder belasting) zal de spanning lager zijn geweest.

Het gebruikte woord "gewenste" in deze zin is een beetje vreemd.

Dit soort apparaatjes meten uitsluitend de spanning van de LiPo. Uit het artikel blijkt dat ze dat allemaal behoorlijk nauwkeurig doen. Daarna komt het probleem. De gemeten spanning wordt omgezet naar een ladingspercentage. Maar de spanning is helemaal geen goede indicatie van de resterende lading. Die is afhankelijk van veel factoren zoals temperatuur van de LiPo. De verschillende fabrikanten hebben duidelijk verschillende ideeën over de tabel die de gemeten spanning moet omzetten naar een ladingspercentage.

De testers geven niet meer als een indicatie. Ze zijn handig om snel te zien of een LiPo geladen is of niet. maar vertrouw die ladingsindicaties niet. Als je echt wilt weten hoe het met de ladingstoestand is gesteld, dan is telemetrie en stroommeting in relatie met de tijd nodig. Dan weet je precies wat er aan lading aan de accu is ontnomen. Maar dan is het probleem: hoeveel lading zit er precies in de LiPo na het laden. Het belangrijkste in elke situatie is dat je je LiPop kent en weet hoe deze kan presteren.

 

[Ernst Grundmann]

Wat N.P.S. hierboven beschrijft kan ik alleen maar onderschrijven. Een klein beetje meer uitleg:
Wanneer je een LiPo belast zal de spanning iets dalen, daar zijn meerdere redenen voor die al eerder ruimschoots beschreven zijn hier op het forum. Op het moment dat je "de ondergrens" bereikt moet je stoppen met ontladen anders zal de accu kapot kunnen gaan. LiPo's zijn hier nogal gevoelig voor dus moet je die niet te ver ontladen.
Wat "de ondergrens" is valt heel moeilijk te zeggen want dat hangt van vele factoren af. Een belangrijke factor is de ontlaadstroom, hoe hoger die stroom is des te verder zal de accuspanning inzakken. Hier een fictief voorbeeld:
Als je een LiPo belast met bijvoorbeeld 1A zal een bepaalde accu 0,1V inzakken. Maar als je die zelfde accu met 50A belast zal die accu 1,2V inzakken. Ga je nog meer stroom uit die accu trekken dan zal de spanning nog veel verder inzakken.
Stel dat de spanning waarbij je moet stoppen met ontladen van die accu 3,6V is. Als je die accu met 1A ontlaad zal je dus moeten stoppen als de spanning 3,5V is. Ontlaad je met 50A dan moet je stoppen bij 2,5V. Wanneer je dan stopt met ontladen zal de accuspanning heel snel weer oplopen naar de minimale spanning van 3,5V.
Wat is nu de werkelijke minimale spanning? Dat hangt eigenlijk af van wat de fabrikant opgeeft. Die weet welke materialen zijn gebruikt en wat het beste is voor de levensduur. het probleem is alleen dat de echte fabrieksgegevens zelden op de accu staan. Er zijn vele "handelaren", "wederverkopers" of hoe je die figuren ook wilt noemen die accu's bij een fabrikant kopen en daar hun eigen stikkers op plakken. Op die stikkers staan dan dingen die nu niet echt helemaal 100% de waarheid zijn om het voorzichtig te zeggen.
Het enige wat we zeker weten is dat een LiPo vol is als de cel spanning 4,2135V is. Vrijwel alle laders staan afgesteld op 4,2V om een klein beetje extra veiligheid in te bouwen. Die fractie lagere spanning scheelt misschien 1% lading dus dat merken we echt niet. Zelf houd ik 3,4V als minimale spanning aan want de meeste van mijn modellen gebruiken niet zo erg veel stroom. Tot nu toe is me dat prima bevallen en alle accu's houden het tot nu toe prima vol. Natuurlijk heb ik ondertussen ook accu's versleten maar dat is normaal. Gelukkig heb ik nog nooit een accu brand gehad behalve één keer toen een kein indoor model van mij door een kleine heli uit de lucht werd gemept waarbij ook de accu werd geraakt. Die was bijna in tweeën geknikt en begon na een minuut of zo rook te produceren, ook dat kan gebeuren.
Met de waarschuwing die in het artikel in de nieuwsbrief staat ben ik het ook eens. Vertrouw niet op het percentage wat die metertjes aangeven, gebruik ze alleen om te kijken wat de accuspanning is en als ze dat kunnen ook of die accu goed in balans is. De reden die in dat artikel staat is er maar één er zijn nog meer redenen om die percentages niet te vertrouwen.
Succes.

 

[GJVO]

Wat er ook nog bij gezegd moet worden is dat ook de temperatuur waarbij je hem belast erg belangrijk is.
Als je een koude cel belast kan je die minder zwaar belasten dan een warme cel.
De chemie werkt pas goed vanaf een graad of 30.
Stel je mag een piek van 20C trekken uit een pakket en je doet dat bij een temperatuur van 10 graden.
Dan is de vraag of je wel je 3,5 V per cel haalt die je normaal wel zal halen bij een zwaar belaste cel maar belangrijker is, je cel zal vrij snel stuk zijn.
De interne weerstand wordt hoog, je cel zal opwarmen maar niet op de manier zoals dat moet.
Als je met opgewarmde cellen vliegt zal je veel langer een hogere spanning houden en het belast de accu veel minder.
Je kan een koude accu met 1 vlucht om zeep helpen, ook al is de spanning in rust hoog.
Een warme accu kan je mishandelen, wij zaten wel eens rond 2,8 - 2,9 Volt per cel onder belasting en dan komt ie in rust weer mooi terug tot 3,5 Volt.
Temperatuur is veel belangrijker dan de minimale spanning.

GJ

 

[Ernst Grundmann]

De temperatuur van een LiPo is natuurlijk ook een belangrijk punt. De meeste fabrikanten, de echte fabrikanten bedoel ik, geven meestal een bereik op van 0°C tot 40°C waarbinnen je een LiPo kan/mag gebruiken. Ideaal is tussen de 20°C en 40°C, dan leveren ze de beste prestaties.
Die temperatuur is de omgevingstemperatuur, de accu zelf kan en zal binnenin warmer worden als het belast wordt. De maximale temperatuur binnenin wordt zelden of nooit opgegeven want die kunnen we toch niet meten. Wel geven de meeste fabrikanten op wat de maximale temperatuur die de buitenkant van de accu mag zijn. Daar zie je behoorlijk grote verschillen in, de laagste die ik heb gezien geven 60°C op en de hoogste wel 90°C. Hoe warm (heet?) de accu dan binnenin is valt niet te zeggen.
Een LiPo kan ploffen door een te hoge temperatuur dat gebeurt echter niet zo maar. Als een LiPo te warm wordt ontstaat er een chemische reactie binnenin waarbij de vloeistof die er in zit gas wordt. Gas neem veel meer ruimte in dus zal de accu bol gaan staan. Als de druk te hoog wordt ploft de accu open.
Bij een temperatuur binnenin de accu van rond de 150°C ontstaat er een zogenaamde thermal runaway. De chemie zal vervallen en door het verval loopt de temperatuur snel op waardoor de verval sneller gaat waardoor de temperatuur op loopt ....... Uiteindelijk kan het in het ergste geval in een fikkie eindigen.
Dit is al diverse keren gebeurt toen b.v. een mobieltje in de zon in een auto lag. Er zijn al meerder auto's door uitgebrand, meestal in landen waar de zon heel sterk schijnt maar met de hete zomers van de laatste jaren zou het zo maar ook hier kunnen gebeuren. De kans dat de LiPo's die wij in onze modellen gebruiken dit overkomt is zeer klein, je zal een accu dan heel erg moeten overbelasten of heel erg lang in de palle zon en uit de wind moeten leggen.

Te lage temperaturen zijn ook niet goed voor een accu, dus ook niet voor een LiPo. beneden de 20°C zullen de prestaties van een LiPo vrij snel afnemen en beneden de 0°C kan je de LiPo zelfs beschadigen als je als je hem gaat belasten.
Je moet een LiPo nooit laden bij lage temperaturen. Aangeraden wordt om onder de 10°C een LiPo niet meer laden en tussen de 10°C en 20°C alleen met een geringe stroom, liefst niet meer dan 0,2C. Boven de 20°C kan je een LiPo sneller laden hoewel de meest fabrikanten adviseren om met niet meer dan 2C te laden voor een maximale levensduur van de accu.
Een LiPo die bevroren is kan zelfs definitief naar de maan zijn. Let wel, een LiPo bevriest binnenin pas bij -15°C of lager dus als een LiPo even onder 0°C komt is er meestal nog niets aan de hand. Zorg er wel voor dat je de accu langzaam en rustig weer op (kamer) temperatuur laat komen en gun die accu een dagje rust voordat je hem (langzaam) gaat laden. Als dan alles in orde is kan je hem weer "normaal" gebruiken.