Сейчас можно встретить в продаже десятки различных типов аккумуляторов .
Мы, особенно спортсмены - ветераны привыкли эксплуатировать старые советские аккумуляторы такие как 7Д-0115, Д-026, Д-045, крайне неприхотливые в обращении.
Часто случается, что купив новый аккумулятор и немного им попользовавшись мы замечаем, что он перестаёт работать, теряет ёмкость.
Оказывается существует несколько разных типов аккумуляторов, которые имеют свои особенности и даже в пределах одного типа разные фирмы делают аккумуляторы с разными параметрами. Все они требуют разных правил эксплуатации.
Рассмотрим основные типы аккумуляторов применяемых в приёмниках и передатчиках-"лисах".
В первую очередь Ni-Cd -никель кадмиевые. В отличае от советских, новые лучше заряжать большим током ( 0,3-1С, С-емкость аккумулятора) и разряжать полностью (до напряжения 1,1 вольта на элемент). Для никель-кадмиевых батарей крайне необходим полный периодический разряд: если его не делать, на пластинах элементов формируются крупные кристаллы, существенно снижающие их емкость (так называемый "эффект памяти").
Число циклов заряд/разряд: при правильной эксплуатации может быть более 1000 циклов. Если в зарядном устройстве не предусмотрена функция разряда, то обязательно соберите отдельное разрядное устройство.
Признаком полного заряда Ni-Cd аккумулятора три токах больше 0.3С может служить спад нарастания напряжения и нагревание корпуса аккумулятора.
Никель-металлгидридные аккумуляторные батареи.
Фирмы производители пишут, что в Ni-MH батареях нет эффекта памяти, тем не менее он присутствует, хотя значительно слабее выражен.
Никель-металлгидридные аккумуляторные батареи тоже периодически требуют профилактического полного разряда с последующим полным зарядом.
Ресурс работы Ni-MH батарей ниже чем у Ni-Cd
Емкость снижается уже после 200-300 циклов заряд/разряд. При эксплуатации более предпочтителен частичный разряд, нежели полный. Существенно снижает ресурс работы разрядка Ni-MH аккумуляторов токами больше 0,5С.
Как и никель-кадмиевым, никель-металлгидридным аккумуляторным батареям присущ высокий саморазряд. Если никель-кадмиевые батареи теряют 10 % своей емкости в первые 24 часа после заряда, которая затем снижается примерно на 10 % каждый месяц, то никель-металлгидридные батареи теряют за такое же время в 1,5 раза большую емкость.
Для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных батарей лучше всего применять метод скоростного заряда. Нормальный (медленный) заряд приводит к кристаллизации элементов батареи, что снижает их емкость и срок службы.
У Ni-MH аккумуляторов падение напряжения после полного заряда значительно слабее, чем у Ni-Cd, поэтому создание автоматического устройства зарядки значительно сложнее. Напряжение, при котором достигается полная зарядка может быть различным у разных аккумуляторов. Единственный полностью достоверный параметр - нагревание батареи (при токах зарядки больше 0,5С).
Существенно снижают ресурс работы любых батарей их перезарядка или разряд ниже 1вольта на элемент.
Правильная зарядка современных аккумуляторов- довольно сложный процесс, поэтому простые универсальные устройства (другой фирмы,чем аккумулятор) часто дают плохие результаты.
Свицово-кислотные (гелевые) батареи можно применять для питания передатчиков, однако они значительно тяжелее и крупнее описанных выше.
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи до сих пор остаются самыми надежными, долговечными и не требующими высоких эксплуатационных затрат химическими источниками тока.
В отличие от никель-кадмиевых свинцово-кислотные батареи не любят глубоких циклов заряд/разряд. Они всегда должны храниться в заряженном состоянии,в противном случае происходит сульфатация пластин, что приводит к потере ёмкости.
Заряжать эти аккумуляторы быстро, как Ni-Cd нельзя, время зарядки свинцово-кислотных батарей составляет 12-16 часов током 0,1С. Алгоритм зарядки более простой и совсем другой. Можно использовать отключение зарядного устройства при превышении определённого напряжения (15 вольт на 12 вольтовой батарее). Более сложные алгоритмы дают более быструю и полную зарядку.
Безусловно лучше всех литий-ионные аккумуляторы (Li-ion). Напряжение ячейки 3.7 вольта ( 2.8- 4.25в) 200- 500 циклов заряд разряд. У них самая высокая удельная энергоёмкость, отсутствует эффект памяти, отличные нагрузочные характеристики, не требуются контрольно-тренировочные циклы заряд-разряд, очень маленький саморазряд. К недостаткам можно отнести быстрое старение даже если батарея не работала, об этом часто умалчивают фирмы производители. За один год обычно теряется около 20 % ёмкости аккумулятора. Запасённая энергия снижается при пониженной температуре, приблизительно на 20% при минус 5 градусах Цельсия. Литий ионные и литий полимерные аккумуляторы легко выхолят из строя при разряде ячейки ниже 3 вольт и быстро теряют ёмкость при перезаряде ( больше 4.25 в). Если несколько элементов собирается в батарею, то как правило каждый элемент выводится на внешний разъём и заряжается отдельно с помощью зарядного устройства - балансира(батарея имеет два разъёма, один для зарядки, 4 провода для 12 вольтовой батареи, второй- два провода, для питания устройства) или батарея имеет электронную схему- контроллер BMS, который обеспечивает балансировку и защиту ( без этого самый слабый элемент быстро выйдет из строя). Часто контроллер встраиватся непосредственно в каждый элемент. В BMS контроллере обычно есть мощный гасящий резистор (10 ом), параллельные стабилизаторы напряжения 4.25 в на каждый элемент, с фунцией отключения элемента при его глубоком разряде), если элемент полностью заряжен, то ток течет через ключ стабилизатора, мощные транзисторы, отключающие аккумулятор при перегрузке по току, иногда- термодатчик (некоторые из описанных функций BMS могут быть упущены в целях упрощения).
Литий-полимерный аккумулятор (Li-pol) по всем характеристикам очень близок к Li-ion, как правило имеет мягкую оболочку и встроенный контроллер. Чуть долговечнее 500-800 рабочих циклов. В электролит обычно добавляют консервант для уменьшения старения, поэтому, перед эксплуатацией требуется 2-3 цикла заряд разряд, разрушающие консервант. Неразрушенный консервант может привести к вспуханию аккумулятора и быстрой потере свойств.
Сейчас начинают появляться в продаже и новые более совершенные типы литиевых аккумуляторов.
Литий титанатные аккумуляторы, рабочее напряжение 2.4 вольта (1.8-2.8в) очень долговечные - более 25000 циклов заряд разряд, хорошо работают при низких температурах, очень высокая скорость заряда 90% за 5 минут, большие токи разряда. Хуже удельная энергия, в два - три раза тяжелее литий ионных той же ёмкости. Более применимы для транспортных средств.
Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4, LFP) По удельной энергии немного (приблизительно на 15%) хуже литий ионных, долговечные >2000 циклов, хорошо работают при низких температурах, безопаснее в эксплуатации, имеют очень стабильное напряжение 3.2 вольта при разряде, напряжение 3.2 вольта удобно ля замены двух никель- кадмиевых или Ni-MH аккумуляторов одним LFP, Свинцового аккумулятора 12.8в- четырьмя LFP. Должны быть дешевле в производстве, но пока достаточно дороги.
Несколько перезарядок допускают алкалиновые батарейки, главное условие-нельзя допускать их разряд более чем наполовину и ток разряда не должен быть большим.
Кратко об аккумуляторах.
Бирюков Н.В. г. Симферополь
Всё же вернёмся к практике. Что может пригодиться спортсмену, тренеру "Охоты на лис".
Литий ионные аккумуляторы для питания приёмника 6F22 или "Крона" мне попались двух видов. Самый интересный - с разъёмом для зарядки от USB "PALO". Внутри- две литий полимерные ячейки (напряжение полной зарядки-8.5 В), плата контроллер для защиты от короткого замыкания, чрезмерного разряда, балансировки, и повышающий пребразователь напряжения для зарядки. Ёмкость аккумулятора (не смотря на то, что часть внутри корпуса отдана под электронику) вполне приличная, превышает 300 ма/ч. Второй- Soshine, просто две литий полимерные ячейки с контроллером, ёмкость близкая к заявленной- 650 ма/ч. Отличная вещь! Цена двух- трёх хороших батареек, большая ёмкость, можно заряжать несколько сотен раз, трудно убить коротким замыканием или полным разрядом.
Для питания передатчика можно использовать два или три последовательно соединённых аккумулятора типоразмера 14500 или 18650, причём вовсе не обязательно большой ёмкости ( на один тренировочный забег- 5 часов работы передатчика , вполне достаточно 100-200 ма/ч, вспомните, в передатчиках А.М. Петрова отлично работали Д-045, 450 ма/ч), можно использовать дешевые, (я уже несколько раз покупал на Banggood аккумуляторы 14500 MECO, реальная ёмкость около 550 ма/ч) или выработавшие ресурс в другой технике (ноутбуки, электрические транспортные средства, старые от мобильных телефонов). Не защищенные контроллером аккумуляторы можно просто соединить, выведя провода от каждого на специальный разъём JST для зарядки, не забыв поставить плавкий предохранитель как защиту от К.З. Можно поступить по другому- 2 или 3 аккумулятора подсоединить к специальной плате защиты BMS ( очень не дорогие, продаются на Алиэкспрессе, смотри фото) . Плата защиты выполняет и функцию балансировки, однако хуже, чем в не дорогом зарядном устройстве- балансире Imax BC B3, и ток короткого замыкания в платах защиты достаточно большой. В балансире Imax BC B3 применены микросхемы AP5056, реализующие трехступенчатый алгоритм зарядки, единственное, что они выходят из строя при не правильном подключении аккумулятора, балансир желательно доработать, поставив защитные диоды и предохранители между платой и разъёмом. Зарядное устройство для аккумуляторов с BMS достаточно просто, оно должно ограничивать ток заряда и выдавать напряжение, немного больше, чем 4.25в на один элемент сборки ( 13в и 500ма для трёх элементов).
На дешевых аккумуляторах очень часто пишут явно завышенную ёмкость, как правило реальная ниже в два- четыре раза, нужно смотреть отзывы. Однако, ёмкость всё- таки выше, чем пишут в отзывах. Если разрядить аккумулятор полностью током в 1/3 ёмкости ( а чаще разряжают большим), дать отлежался два часа, он снова наберёт 30% своей ёмкости за счёт внутреннего перераспределения заряда. Емкость получается выше при малых токах разряда или при циклической работе.
Литий ионные аккумуляторы прослужат дольше если они хранятся не полностью заряженными ( при пониженной температуре), то есть проверять перед тренировками, и заряжать без фанатизма, в силу необходимости ( хранить в холодильнике). Полностью заряженный аккумулятор при температуре 20 градусов стареет в 4 раз быстрее, чем заряженный на 40%, при 30 градусах- ещё в два раза быстрее, при 50- может выйти из строя.
Хотелось бы написать об ещё одном аккумуляторе с зарядкой от USB - Okcell. Аналогичные ему НЕЛЬЗЯ применять в приёмной аппаратуре. Его особенность в том, что в нем применен повышающий преобразователь напряжения при работе на нагрузку (удивительно, с микропотреблением в режиме холостого хода, и вообще, сколько, оказывается, электроники может быть в простой батарейке). Преобразователь напряжения даёт при работе сильную помеху, кроме того, батарейка медленно разряжается, и , похоже , нет защиты от полного разряда. По крайней мере один из моих аккумуляторов Okcell вышел из строя Отличительной особенностью аккумулятора с преобразователем является то, что без нагрузки его напряжение 9.25 в ( две литий полимерные ячейки дают напряжение 8.45в при полном заряде - ниже).
