Meze pro vybíjení Li-pol akumulátorů

Na jaké napětí se vlastně smí vybíjet Li-pol akumulátory? Většinou se uvádí hranice 3V/článek, někdy ale také 3,5 V nebo i 2,5 V/článek. Jak se v tom vyznat?

I když je údajů více a dost se liší, není v tom rozpor, nebo je alespoň mnohem menší, než se zdá. A může to být dokonce úplně opačně, než se na první pohled zdá. Důležité jsou totiž podmínky.

V první řadě je třeba si uvědomit, že žádná přesná mez napětí udaná s přesností na jednotky mV, nad níž by bylo vše v pořádku a plná životnost akumulátorů, a pod ní byl článek hned zničen, žádná taková mez neexistuje. Je to plynulý přechod, čím menší koncové napětí, tím menší životnost. Pokud si dohodou stanovíme jinak hodnotící kritéria, můžeme za bezpečnou mez považovat třeba 3,2 V, což je další z hodnot, které se často uvádějí a specializované regulátory je umí nastavit.

Je třeba rozlišovat, jestli je mez napětí udávaná při zatížení nebo bez zatížení, v druhé řadě, jestli jde o hodnotu běžně používanou (víceméně při každém cyklu, ta se musí na životnosti projevit co nejméně) nebo je to pouze nouzová mez ochranného obvodu zabraňující zásadním škodám (tedy pokud možno nikdy nevyužívaná), která ale už může být v pásmu vybití, kdy se článku výrazněji snižuje životnost, i když nevede jednorázově k jeho zásadnímu poškození. Rozdíl může dělat kolem 0,5 V, v závěru vybíjení, kdy stoupá vnitřní odpor, ještě více.

V daném případě mez 3V je relativně bezpečná, udávaná spíše bez zatížení (pokud ji dodržíme při zatížení, tak tím lépe) a nastavovaná většinou do regulátorů, kde se uplatní na celou baterii bez rozlišení napětí jednotlivých článků. Musí v ní tedy být i určitá rezerva na to, že v závěru vybíjení se články vždy „rozjedou“, protože naprosto stejnou kapacitu nikdy nemají. Je-li použit modelářský regulátor, musí se počítat s rezervou energie pro BEC (stabilizátor +5V pro napájení elektroniky).

Meze menší než 3V se dají použít, pokud jde o ochranné obvody a měří se při plném proudovém zatížení, což bývají řádově desítky Ampérů.  Firma BEL u svého výrobku dokonce uvádí mez 2,3V, ale v daném případě jde o ochranný obvod, který sleduje napětí jednotlivých článků, a to při velkém zatížení. Jakmile je mez na nejslabším článku dosažena, je akumulátor okamžitě odpojen. Zcela odpojen, žádný další odběr není, napětí pak velmi rychle stoupne zpět na 2,8 až 3V.

Každá z mezí je vhodná pro jiné situace, například ve výkonném modelu letadla použijeme asi mez 3,0 nebo 3,2V, protože mez se sice měří při odběru (mohla by být nižší), ale současně po vypnutí musí zůstat rezerva energie pro přijímač a serva na přistání, a ta není malá. U malého ale silného robota, který nemusí „dojet“, má odběr přes 20C a měří se při odběru i napětí jednotlivých článků, je rozumná mez vypnutí kolem 2,6V, bez měření jednotlivých článků 2,8 – 3,0V. Pokud je odběr malý (do 1C) a měří se s integrací napětí (zahlazují se poklesy při špičce odběru), je rozumá mez kolem 3,3V.

V každém případě je třeba nenechat Li-pol příliš vybít a vždy používat některý z indikátorů napětí se signalizací podpětí jednotlivých článků (s připojením na servisní konektor sady). Ten na následujících obrázcích patří mezi jednodušší, ukazuje svitem LED jen stav nabití nebo vybití, sirénka upozorní na napětí pod 3,3V (pevně dané).

IMGP7880

IMGP7872

Následující obrázek ukazuje podstatně „chytřejší“ indikátor pro až 6 článků, který na displeji střídavě ukazuje napětí celé sady a napětí jednotlivých článků. Meze měření jsou 0,5 – 4,5 V/článek, mez pro zvukovou signalizaci podpětí se dá nastavit po 0,1V od 2,7 do 3,8 V. Přesnost měření podle výrobce je 0,01V (v praxi je vždy lepší než 0,02V). Tento měřič napětí Li-pol můžeme najít například u firmy eMotors  a bohatě se vyplatí už tím, že jednu jedinou sadu Li-pol ochrání před poškozením.

IMGP1980