Měření reálných "Céček" u baterií

Ve většině případů se proudový výkon označuje dvěma čísly, které se většinou označují jako "trvalý" a "špičkový". Ten "špičkový" je obvykle dvojnásobkem "trvalého".

Jak je to tedy doopravdy? Pokud pomineme zmíněné zavádějící informace, pak "trvalý" proud je pravděpodobně možno z baterie dostat, ale je otázka, kolik při takovém zatížení vydrží nabíjecích cyklů. Obáváme se, že jejich počet bude v řádu jednotek.

Další zajímavostí je, že např. vybíjení baterie proudem 60C trvá jednu minutu. Takové použití má smysl jen ve velmi speciálních aplikacích. Proč by tedy měly mít baterie tak velký proudový výkon? Protože poslouží pro pokrytí velmi krátkých proudových špiček- pokud je takový požadavek nutný.

Vycházejme z toho, že kromě proudového výkonu požadujeme od akumulátorů také rozumnou životnost.

Je všeobecně známo, že baterie se používáním opotřebovávají. Příčinou je - stručně - to, že ionty lithia (užitečné) se nabíjením a vybíjením mění na kovové lithium (neužitečné).
Tento proces se urychluje zejména vysokou teplotou. Významné urychlení nastává od teploty cca 50-60 stupňů Celsia výše. 
Baterie se při vybíjení velkým proudem hřejí. Když budeme používat jen takové proudy, při kterých se baterie nebude nadměrně ohřívat, její životnost výrazně zvýšíme.

My jsme se kdysi domnívali, že cestou pro vybíjecí testy bude rekuperační vybíjení do olověné baterie, které dovoluje řada nabíječů Revolectrix PowerLab. Bohužel se ukázalo, že ani poměrně velká olověná baterie není schopna pojmout požadovaný výkon a proud a to ani u relativně malých akumulátorů.

Zlom nastal začátkem prosince 2016, kdy nás napadlo nabíjet z a rekuperovat do baterie LiPo. Jako zdroj i "nádobu" pro vybíjení jsme použili jsme baterii Dualsky G5 5000-6S. A vida, ono to funguje. Měřený akumulátor se ani nemusí odpojovat, stačí jen nastavit nabíjení nebo vybíjení.

PowerLab je možno připojit k počítači, což dovoluje záznam všech důležitých parametrů nabíjení i vybíjení do souborů. Reprodukovat celý záznam procesu je možné ale není nutné. Pro naše účely postačí znát vnitřní odpor článků (ten se zjistí během nabíjení) a vybitou kapacitu (při vybíjení).

Dále je nutné měřit teplotu článku. Pro tento účel byl použit Elogger Eagletree s teplotní sondou. Záznam velikosti teploty se uloží do paměti Eloggeru a stáhne do počítače. Opět, přístroj poskytne diagram, ale důležitá je hlavně teplota na konci vybíjení.

Shodou okolností přišlo v prosinci nové číslo německého časopisu Aufwind, ve kterém je článek Markuse Müllera (autor programu eCalc) "Elektrisch aber Richtig". Článek je velmi zajímavý. Uveřejněná fakta odpovídají až na nepatrné výjímky naší dlouhodobé zkušenosti a navíc přináší nové poznatky. Ten nejzajímavější je nový termín "Real C". Jeho autorem je Gille Wayne a bližší informace je možno najít na serveru RC Groups.

Pan Wayne odvodil vzorec, podle něhož je možno odhadnout proudové zatížení, kterým se ohřeje baterie na 50 st. C. Pro výpočet je třeba znát vnitřní odpor článků a kapacitu baterie (zadáním kapacity se vyloučí závislost vnitřního odporu na její velikosti). Vzorec je v článku v časopisu uveřejněn, bohužel s malou chybou. Správný vzorec je na www.ecalc.ch.

Provedli jsme řadu testů na některých bateriích, které jsou v současné době považovány za velmi kvalitní (a které byly dostupné). Měřit levné baterie nemá smysl. Jejich kvalita se může lišit podle toho, kterou šarži dodavatel zrovna náhodou levně nakoupil.

Testovali jsme několik typů značkových baterií, všechny 1300-3S. Baterie byly vždy nabity na napětí na článku 4,2V (včetně typu HV) a poté vybíjeny konstantním proudem 20C (26A). Vybíjení bylo ukončeno při poklesu napětí na 3,3V. Zbývající kapacita byla 3% počáteční. Teplota okolí byla cca 24 st. C. Během nabíjení byl měřen vnitřní odpor článků a zprůměrován. Z této hodnoty a z kapacity baterie byla vypočtena hodnota Real C.

Příklad: grafy, získané při měření baterie nové Dualsky Ultra70