Sigle batterie lipo

Registrato: Dec 13, 2007 Messaggi: 28

Ciao a tutti.
Vi pongo una quesito per me da un milione di dollari.
Normalmente vedo scritto nelle specifiche piu' salienti delle batterie, 2S, 3S e cosi' via, che stanno ad indicare il numero delle celle e se non sbaglio che sono collegate in serie.
Alcune volte il numero delle celle e' seguito da 1P. Girovagando sul sito di Maxamps ho visto batterie 2S3P, 2S4P, 2S5P...cosa vuol dire quella P?
Ultima domanda, visto che non costano poco, sono buoni i prodotti Maxamps?
Grazie a tutti in anticipo.

Inviato: Mer Feb 10, 2010 7:55 pm

Le batterie LiPo (o LiPoly)

Cosa significano le varie sigle scritte sui pacchi, 3S2P, 1500mA, etc?
Le "S" e le "P" associate a numeri indicano lo schema di collegamento interno delle celle. "S" significa quante celle sono collegate elettricamente in serie. "P" significa che sono in parallelo.
Esempi.
3S1P - 1500mA, un pacco composto da 3 celle, tutte in serie. Capacità totale =1500 mA
5S2P -3000mA, un pacco composto da ben 10celle (5x2) da 1500mA, in cui esiste una serie di elementi di ordine 5 e un parallelo di elementi di ordine 2. Non si può sapere se è una serie di 5 gruppi da 2 celle in parallelo o se è un parallelo di 2 gruppi da 5 celle. Normalmente, i pacchi che hanno presa di bilanciamento sono gruppi di celle in parallelo che a loro volta sono in serie fra loro.
Sulla capacità del pacco, ci sono diverse filosofie di etichettatura diverse. Diffusamente, la capacità scritta è quella totale (quella che importa). In questo caso, 3000mA, ma il pacco è composto da celle da 1500 (3000 : 2P).
A volte (di rado), capita che si intenda che il pacco dell'esempio è formato da 5x2= 10 celle da 3000. Quindi una capacità totale di 6000mA. In caso di dubbi è sempre meglio chiedere la capacità complessiva del pacco. Per evitare equivoci, alcuni costruttori iniziano ad omettere il numero relativo a "P". Quindi il pacco diventa 5S - 3000mA. Così non c'è dubbio che la capacità espressa è quella totale.

E le sigle 11,1V - 7,4V etc?
Queste sigle indicano la tensione nominale del pacco. Un pacco è composto da più celle.
Ogni cella ha una tensione nominale di 3,7Volt. Questa tensione, con batteria perfettamente carica è di 4,2Volt. Si considera una batteria scarica quando la tensione scende a 3V.
A seconda di quante celle collegate in serie compongono un pacco, la tensione nominale varia.
Esempi: Pacco 3s = 3 x 3,7V =11,1V. Pacco 5s = 5 x 3,7V= 18,5V

Cosa significa la "C" che compare in etichetta ?
Indica la possibilità di massima corrente istantanea prelevabile dal pacco.
Esempio.
Un pacco 1500mA 10C continui (cont) e 12C di picco (burst), significa che la corrente continua massima prelevabile non deve superare 1500x10 =15.000mA (cioè 15A). La corrente di picco (di solito intesa come sopportabile per una manciata di secondi), è di 1500x12=18A.
Un pacco 1500mA 20C continui e 25C di picco, significa che la corrente continua massima prelevabile non deve superare 1500x20 =30A. La corrente di picco sopportabile è di 1500x25=37,5A.
E' CALDAMENTE SCONSIGLIATO SUPERARE I VALORI DICHIARATI. Io, per esperienza personale, consiglio di non superare il 75% dei valori di targa. Meno è solo meglio.
Come misuro la corrente che richiede il mio modello?
Occorre uno strumento. Ce ne sono diverse tipologie. Dalla pinza amperometrica (per correnti DC), all'Emeter, Ultimeter, Wattmeter, etc... ne escono sul mercato in continuazione per tutte le esigenze. Se le correnti sono basse (mini e micro modelli) un tester (multimetro) con amperometro può essere sufficiente.

Una batteria "10C" è quindi peggiore di una "20C" ?
Non sempre, dipende dall'uso.
Una batteria con "C" alto fornisce potenze elevate che sono spesso necessarie per applicazioni critiche, gare, etc...
Se non sono richieste correnti elevate e il modello "non è aggressivo", una batteria di generazione precedente ("C" inferiore), permette un discreto risparmio economico.
Inoltre, se si rende necessaria una batteria con 20-25C per le alte correnti in gioco, va tenuto presente che l'autonomia sarà bassa.

Come calcolo l'autonomia?
Se ho una batteria da 1500mA e un consumo di 10A, l'autonomia è prevedibile in:
1,5A (1500mA) / 10A x 60min. = 9 minuti. Di solito l'autonomia è maggiore perché difficilmente si tiene il modello costantemente a tutto gas.
In relazione alla risposta precedente, se devo montare una batteria da 1500mA-20C perché ho un consumo di 25A, l'autonomia sarà di appena 1,5A : 25A x 60min.= 3,6 minuti. Decisamente poco.

Perché allora usare una batteria da 20C 1500mA?
In alcune applicazioni, l'autonomia è poco importante, mentre è importante ridurre l'ingombro e il peso. Una 3000mA 10C, avrebbe all'incirca la stessa prestazione con autonomia ben superiore, ma il peso e l'ingombro di tale batteria potrebbero non essere accettabili.

Cosa significa sbilanciamento del pacco?
Il pacco è formato da più celle. Tutte sono identiche fra loro, ma solo nominalmente.
Per sbilanciamento, si intende una diversa tensione delle celle. Questa può essere a vuoto e con carico (di solito se la differenza esiste in una condizione, esiste anche nell'altra.). In pratica un pacco 3S LiPo, dovrebbe avere una tensione di 12,6V a fine carica. Il 3S indica che ci sono 3celle da 4,2V nominali. Se il pacco è sbilanciato, le celle, non hanno tutte la stessa tensione, ma possono differire.

Come posso ridurre le probabilità di andare incontro ad uno sbilanciamento?
1) NON scaricare sotto i 3V (con carico) le singole celle. Perciò, per un pacco da 3S, con modello operativo, la tensione complessiva non deve scendere sotto i 9V (3S x 3Volt).
2) NON chiedere alle batterie correnti superiori a quelle indicate. Dopo anni di utilizzi, prove strumentali e pratiche, ritengo molto più prudente non arrivare nemmeno a correnti dell'ordine del 60-75% del carico ammissibile dichiarato. Se un pacco è da 1500mA 20C (continui), consiglio vivamente di non superare i 18-20A di carico massimo (se non per qualche secondo), contro i 1500mAx20C= 30A che viene posto come limite dall'etichetta.
3) EVITARE surriscaldamenti (attenersi il più possibile al punto 2). Controllare dopo ogni uso la temperatura. Se il pacco è molto caldo, sopra i 50-55?C, occorre rivedere il setup. Durante i primi collaudi, è il caso di controllare ogni 2-3 minuti. Dopo l'uso, è meglio lasciar tornare a temperatura ambiente il pacco prima di procedere alla ricarica.

Quale sbilanciamento si può tollerare ?
Uno sbilanciamento fino a 0,04-0,05V fra la cella con tensione superiore e quella con tensione inferiore è generalmente tollerabile (es: Cella 1= 4,18V; Cella 2= 4,20V; Cella 3= 4,22V). Se la differenza è inferiore, è meglio. Uno sbilanciamento nei limiti del tollerabile, obbliga comunque un costante monitoraggio del pacco, perché potrebbe essere sintomo di un problema.
Perché è dannoso lo sbilanciamento?
L'esempio sopra riportato non è pericoloso, ma se c'è uno sbilanciamento e non vengono presi rimedi, questo può aumentare e rendere il pacco pericoloso.
Lo sbilanciamento grave porta a due fenomeni opposti: carica eccessiva di una cella e scarica eccessiva di un'altra.

Se una cella raggiunge una tensione a vuoto inferiore ai 3V,
il danno diventa permanente, riducendo le prestazioni.
Se la cella subisce notevole abbassamento di tensione
(sotto 1V) o viceversa raggiunge o supera una tensione di
4,35 o più Volt, la cella può essere soggetta ad un
rigonfiamento.

I rigonfiamenti, sono spesso molto rapidi e, a seconda delle condizioni, possono verificarsi anche in qualche decina di secondi. Sono molto spesso irreversibili (e comunque creano shock).
Non è sicuro che il rigonfiamento avvenga durante la carica o la scarica del pacco. Sono documentati episodi di rigonfiamenti a distanza di ore.
Nei casi limite (tutt'altro che rari), portano ad una rottura dell'involucro con conseguente uscita di gas che sovente si incendia in modo improvviso. Insomma una piccola esplosione.

Se un pacco si gonfia o presumo che lo possa fare, come mi comporto?
Durante la carica o il riposo, è buona norma appoggiare il pacco su di una superficie resistente al fuoco e al calore, come una lastra di metallo, una piastrella grande, etc e lontano da oggetti infiammabili...
Non lasciare mai le batterie incustodite durante la ricarica. Anche se l' incendio non si sviluppa, il fumo (tossico), riempie una stanza in pochi secondi.
Se il pacco si gonfia è il caso di riporre il pacco all'aperto. Per ridurne la pericolosità è sufficiente immergerlo in una bacinella con acqua o sabbia con collegato un piccolo carico (come una lampadina da bicicletta su ogni cella). Dopo alcuni giorni di trattamento si può gettare negli appositi contenitori per accumulatori esausti.

Dopo quanti cicli posso andare incontro ad uno sbilanciamento?
Dipende da troppi fattori e non esiste un numero preciso.
In qualche caso, anche al primo ciclo, o addirittura si presenta uno sbilanciamento importante già all'acquisto!
Ho pacchi che hanno oltre 100 cicli, in cui non ho mai avuto necessità di bilanciare. Allo stesso tempo, uno degli ultimi pacchi acquistati qualche mese fa, aveva uno sbilanciamento marcato ancora prima di procedere alla prima carica..
Prima di caricare è sempre bene controllare.

Perché si sbilancia un pacco? Non dovrebbero essere uguali le celle che lo compongono?
Se un pacco viene venduto da 1500mA, non c'è da meravigliarsi se una cella è da 1490 e un'altra da 1520. Questo a causa delle tolleranze inevitabili durante il processo produttivo.
Inoltre, le celle sono sottoposte a condizioni d'utilizzo diverse. Le celle intermedie (se un pacco ha più di 2 celle) scaldano di più... Le celle a ridosso di una parete del modello, scaldano di più... le celle meno esposte a flussi d'aria scaldano di più... e così via. Una buona aerazione è buona abitudine.
Ecco perché anche un costoso pacco di marca e performance rispettose, può richiedere il bilanciamento.
Statisticamente, ho notato che più le celle hanno resistenza interna bassa (maggior numero di "C"di scarica ), più il fenomeno dello sbilanciamento è improvviso e pericoloso. Un pacco da 10-12C, si "siede " alla richiesta di correnti elevate e perciò si termina l'uso prima che le celle siano fortemente scariche. La tensione con carico è molto più bassa di quella a riposo. Se anche si scende sotto i 3V per cella durante l'uso, dopo pochi minuti che il pacco è a riposo, la tensione di tutte le celle tende ad alzarsi parecchio. Pertanto, anche la cella più debole, non viene mai o quasi stressata molto più delle altre celle.
Per batterie da 16,20 o più C , la tensione rimane molto più costante per tutta la fase di scarica, permettendo di sfruttare tutta l'energia disponibile, fino al crollo rapido di tensione. In questo caso, nel giro di pochi secondi, si vede passare la cella più debole da 3V a 2,5V, mentre le altre celle, avendo qualcosa in più da dare,riescono a darlo con tensione più alte. In pratica si tende a "spremere" il pacco più performante ed è quindi più probabile avere repentini e gravi sbilanciamenti.

Come verifico se un pacco è sbilanciato?
Occorre un multimetro digitale, anche economico.
Se un pacco ha 3 celle in serie (3S), il connettore di bilanciamento presenta quasi sempre 4 fili. In questo caso, si misura la tensione fra i fili 1 e 2. Poi la tensione fra i fili 2 e 3. Infine la tensione fra 3 e 4. Così la tensione di tutte le celle è stata misurata e si possono valutare eventuali sbilanciamenti.
Se il pacco ha più celle, il pacco avrà un filo un più per ogni cella, obbligando ad una misurazione ulteriore, ma il metodo rimane lo stesso.
I cavi agli estremi sono fisicamente collegati al + e al - della batteria. E' bene contrassegnarli.

Come identifico il + e il - nel cavo di bilanciamento se il colore non è standard?
Con i puntali del Multimetro (comunemente chiamato "Tester"), si misura la tensione dei due fili agli estremi.
Se la lettura è positiva, ad esempio 11,82V, tutto bene, altrimenti, scambiare i due in modo da portare la lettura da -11,82V a 11,82V.
Quando sul display appare un numero positivo, il puntale che sul multimetro è innestato nella boccola contrassegnata "-" o "COM" è il meno dell'ultima cella (-batt). L'altro puntale è il positivo della prima cella (+batt)

Come posso rimediare se mi accorgo che il pacco è sbilanciato?
1) Caricando le celle una alla volta. E' la soluzione migliore, soprattutto se una cella è andata sotto i 3V. In questo caso, tutti i costruttori, raccomandano una carica con corrente massima di appena 0,1C (alcuni anche 0,05C). Il processo è il più affidabile, ma lungo: possono essere necessari più giorni per il recupero di un pacco con molte celle.
2) Caricare con un caricatore che ha bilanciatore o aggiungere esternamente il bilanciatore (vedi questo progetto).
3) Altro che esula da questo trattato.

Inviato: Mer Feb 10, 2010 7:57 pm

e adesso puoi venire a giocare con l'elettrico anche tu carissimo Very Happy

Registrato: Dec 13, 2007 Messaggi: 28

Mi ci vorra' una settimana per leggere tutto, cmq grazie, molto esaustivo:-)