De Lithium, en met name Lithium-Polymeer (LiPo) batterijen zijn niet meer weg te denken in de modelbouw en ze hebben de fakkel overgenomen van de oplaadbare batterijen NiCd (Nikkel-Cadnium) en NiMH (Nikkel-Metaalhybride), ten minste voor wat het voortbewegen van de modellen betreft. Ze beginnen zelfs sommige radiozenders te voeden. Voor de beginner, die soms de keuze moet maken voor de aanschaf van een eerste batterij in zo’n enorm aanbod, is het moeilijk om de juiste te vinden. Dit is een kleine snelle gids die verklaart hoe de kenmerken van een oplaadbare batterij te “lezen”.

Wat zegt de productfiche, de catalogus of het etiket :

Meestal zal u iets vinden wat hierop lijkt : LiPo 3S 1300 mAh 25C… (De info’s staan niet altijd in dezelfde volgorde en kunnen ook variëren)

 Enkele praktische voorbeelden als u op onze pagina’s gaat :

https://www.mcmracing.com/nl/433-accus-lipo

 "Voilà, nu ben ik al veel te weten gekomen!" gaat u zeggen en net daarna ga je kijken naar ... de prijs! Door de harde tijden nu, indien de prijs laag is, joepie ! Met het risico van het kopen van een pack dat niet geschikt is voor uw model en dat niet toelaat om de motor op een juiste manier te gebruiken. Hierdoor wordt de motor van uw model dan niet goed gebruikt, oververhit de batterij, is het model vlug uitgeput en zal het buiten gebruik zijn nog voor u er van geprofiteerd heeft ... Let op, ik zeg niet dat een goedkope batterij systematisch moet vermeden worden, er zijn ook toepassingsgebieden voor, zo simpel is dat.

Kom op, laten we deze mysterieuze code ontcijferen !

De kenmerken van een LiPo accu element

Een LiPo accu pack bestaat uit gesoldeerde elementen die met elkaar verbonden zijn.

Elk element heeft fundamentele eigenschappen, waarvan er 3 belangrijk zijn voor ons :

- De spanning (voltage), wordt uitgedrukt in volt (V), en heeft voor een element van LiPo batterij een "nominale" (kenmerkende) waarde van 3.7 Volt. Het LiPo batterij element kan, bij het laden, oplopen tot een maximale spanning van 4.2 V (Deze waarde mag nooit hoger gaan, de opladers voor LiPo-batterijen zijn ontworpen om deze waarde niet te overschrijden). Bij gebruik, zal deze spanning variëren enerzijds omdat ze geleidelijk aan vermindert naarmate de batterij leger wordt en anderzijds in functie van de kracht waarmee de motor trekt. Bij gebruik, mag de spanning van een LiPo batterij element niet te laag zakken om de batterij niet te beschadigen, meer nog om niet meer in staat te zijn om de batterij op te laden. De moderne elektronische snelheidsregelaars zijn uitgerust met een bescherming die het mogelijk maakt de motor uit te schakelen als de spanning lager zakt dan de vooraf ingestelde waarde. Courante waarden zijn 3.0 tot 3.3 Volt per cel, 2.7 volt is de uiterste grens dat nooit mag overschreden worden.

- De capaciteit, wordt uitgedrukt in Milli-Ampère uur. Als u een “sprekend” voorbeeld wilt, neem een fles alcohol (geen brandalcohol, wel om te drinken!): dan zou je kunnen zeggen dat de spanning de alcoholwaarde van uw fles is... De capaciteit is dan het volume van de fles! Meer capaciteit, hoe meer u kan drinken, sorry, langer gebruik maken van de motor! En om te voltooien, hoe hoger de nominale spanning en hoe hoger de capaciteit is, des te meer energie is er in uw element opgeslagen.

- De ontlaadcapaciteit voor ons modelbouwers, wordt uitgedrukt door een getal gevolgd door de letter 'C', die geen eenheid is zoals Volt, Ampère of Milli-Ampère uur, maar wel een soort 'coëfficiënt'. Het laat toe om te weten wat de maximale stroom, uitgedrukt in ampère (A), (om terug te keren naar de analogie met de fles, zou het het “debiet” aanduiden waarmee u uw geestrijke drank kan nuttigen), is dat u mag verwachten dat u batterij kan leveren. Deze ontlaadcapaciteit hangt af van de technologie van de fabricatie van het element, en dus ook van zijn chemie, en is gekoppeld aan een parameter met de naam "interne weerstand". Hoe lager deze interne weerstand, hoe hogere stromen de batterij kan leveren.

Door het getal voor de “C” te vermenigvuldigen met de capaciteit van de batterij in mAh en het resultaat te delen door 1000, vindt men het niet te overschrijden aantal Ampères.

Voorbeeld, indien u een element van een LiPo accu van 2200 mAh en 30 C hebt : (2200 x 30) / 1000 = 66A.

- U kunt een unieke aanduiding van het type "20 C" hebben, dit is de stroom (Ampère) dat niet mag overschreden worden bij continu gebruik.

- U kan ook een aanduiding met twee waarden van het type "20 C/40 C" hebben, het eerste cijfer is de niet te overschrijven waarde bij continue werking, het tweede is een hogere waarde die consumptie "pieken" betreft die toelaatbaar zijn, maar gedurende een zeer beperkte periode (bekijk hiervoor nauwkeurig de handleiding van de batterij, maar dit is een periode van 1 tot 5 seconden niet meer). Deze tweede waarde wordt gebruikt om een verbruikspiek, bijvoorbeeld bij het starten van de motor, toe te laten en een hoger stroomverbruik opwekt totdat de motor op toeren is, om dan zodra het vliegtuig of de auto in beweging is, terug te verminderen. U kunt ook een “stroompiek” krijgen voor een andere reden, bv. de motor is geblokkeerd. De stroom gaat zeer snel omhoog en daarom is het ook noodzakelijk om de gas onmiddellijk af te snijden.

 

Hoe is een LiPo accu pack samengesteld

De afzonderlijke elementen, die allemaal een nominale spanning van 3.7 Volt hebben, zijn "samengesteld", dat wil zeggen gecombineerd door de ene aan de andere te solderen. Er zijn twee manieren om de elementen te combineren :

- Parallel : de "+" contacten van alle elementen worden aan elkaar gesoldeerd, de "-" contacten van alle elementen eveneens. In dit geval blijft de spanning van deze verbinding 3.7 Volt en worden de capaciteiten van de afzonderlijke elementen bij elkaar opgeteld. Alle elementen moeten absoluut identiek zijn (niet alleen dezelfde kenmerken, maar dezelfde fabrikant, precies hetzelfde model). De capaciteit van het geheel is de som van de individuele capaciteiten.

Voorbeeld: Als 4 elementen van 1500 mAh samengevoegd worden in parallel, zal er een pack van 4 x 1500 mAh, of 6000 mAh, maar altijd 3,7 V ontstaan. En voor de ontlaadcapaciteit, "kortweg" capaciteit, telt met de individuele laadcapaciteiten op, dus als we 4 elementen hebben van 20 C, zal de pack van 4 elementen in parallel 4 x 20 = 80 C zijn (in verhouding tot de capaciteit van één enkel element), wat betekent dat we (1500 x 80) /1000 = 120 Ampère kunnen trekken.

Op het niveau van de "codering", wordt het aantal elementen gevolgd door de letter "P". Onze

Noteer dat er bij de eerste LiPo accu’s (waarvan de capaciteit en de ontlaadcapaciteit zeer laag waren) vaak gebruik gemaakt werd van parallel schakelingen … Het was de manier om een minimum aan prestaties terug te vinden. Met de chemische vooruitgang van de LiPo’s, is deze manier van schakelen zeldzaam geworden, om niet te zeggen onbestaand op de huidige modellen. Enkel bij toepassing op heel grote modellen wordt nog gebruik gemaakt van deze parallel schakelingen, en eigenlijk, meestal zal het combinatie zijn van parallel en serie …

 

- Serie : Het "-" contact van het eerste element is gesoldeerd aan het "+" contact van het tweede element, het "-" contact van het tweede element is gesoldeerd aan het "+" contact van het derde en zo verder. We nemen de "+" van het eerste element en de "-" van het laatste. Dit is het type schakeling dat gevonden wordt op de overgrote meerderheid van de packs die zich onze vliegtuigen, zweefvliegtuigen, boten en auto's vandaag bevinden.

Hier is de spanning die voortvloeit uit deze serie schakeling de som van de spanningen van de elementen. De capaciteit zal gelijk zijn aan de capaciteit van één enkel element. De ontlaadcapaciteit zal ook gelijk zijn aan deze van één enkel element. Hier is het ook noodzakelijk, dat binnen een pack, alle elementen strikt identiek zijn (hetzelfde type, dezelfde fabrikant, hetzelfde model van element).

Voorbeeld: Als we 3 LiPo elementen van 2000 mAh 30 C in serie schakelen, krijgen we een pack van 3 x 3,7 V of 11,1 V nominale spanning, met een capaciteit van 2000 mAh en een ontlaadcapaciteit van 30 c.

 

Hier is de codering een cijfer dat overeenkomt met het aantal elementen, gevolgd door de letter "S". Onze proefpack is een 3S. Om de nominale spanning van de pack te kennen, moet u gewoon het aantal van S vermenigvuldigen met 3,7 V. Dus, een 2S pack geeft 7,4 V, een 3S geeft 11,1 V, een 4S geeft 14,8 V, een 5S geeft 18,5 V en een 6S geeft 22.2 Volt.

Noteer dat indien u de spanning op het einde van het laden moet instellen, deze een veelvoud van 4,2 V zal zijn. Bijvoorbeeld, voor een 3S pack, wordt dit 3 x 4.2 = 12,6 V. Hetzelfde indien u de uitschakelspanning (cut-off) van een snelheidsregelaar moet regelen : indien u 3.2 V per element kiest, met 3S, zal de spanning 3 x 3.2 hetzij 9,6 V zijn.

Dit soort combinatie in serie wordt het meest gebruikt, u vindt deze LiPo batterijen LiPo op onze sites MCM SkyShop en MCM Racing gerangschikt volgens het aantal elementen "in serie", zoals u op deze pagina's zien kunt

https://www.mcmracing.com/nl/433-accus-lipo

- De combinatie Serie-Parallel : Zeer zeldzaam op modellen voor het grote publiek, men kan deze vinden op hele grote modellen die of een grote intensiteit nodig hebben, of een zeer hoge autonomie.

Dit bestaat erin om eerst de "deel-packs" in parallel te schakelen, en dan deze "deel-packs" in serie te schakelen. In dit geval is de codering van het type xSyP.

 

 

Voorbeeld: Een 2S3P 1000 mAh 20 C pack zal bestaan uit 2 blokken elk met 3 elementen in parallel en gemonteerd in serie (zie schema). 2S: de nominale spanning zal 7.4 V. 3P zijn: daar de capaciteit van elke pack opgeteld wordt, krijgen we een capaciteit van 3 x 1000 dus 3000 mAh. Hetzelfde geldt voor de ontlaadcapaciteit, 3 x 20C, dus (60 x 1000) / 1000 = 60A.

Welke pack kiezen ?

Als u uw model al gekozen hebt, zal u op de doos of op de handleiding vaak een indicatie krijgen over het aantal elementen (in serie) en de meest geschikte capaciteit. Voor de capaciteit, kan dit een bereik zijn (voorbeeld: van 1500 tot 3000 mAh). Met een accu met een hogere capacteit, zult u langer kunnen vliegen, varen of rijden, maar de batterij is dan ook zwaar... En we weten dat het gewicht niet erg goed is voor de prestaties. Wees redelijk en kies in de meeste gevallen voor een capaciteit die in het midden van het bereik dat aangeraden wordt ligt, indien u nog geen expert bent om te bepalen als het model wel of niet “geladen” kan worden.

Het belangrijkste zal zijn om zich niet te vergissen over de keuze op het niveau van de permanente ontlaadcapaciteit (xC).

- Indien het het voeden van een zender betreft, dan is het verbruik zwak en is een LiPo accu 15 of 20C meer dan voldoende.

- Voor startmodellen van vliegtuigen of van gemotoriseerde zweefvliegtuigen, of ook van een klein rustig bootje ( bijvoorbeeld een vissersboot), zijn accus van 20C voldoende.

 

-Een acrobatie model of een standaard helikopter heeft meer kracht nodig en hier zal men dan een pack van tenminste “30C” kiezen.

 

- Voor auto’s die grote snelheden halen, vliegtuigen of 3D helicopters, speedboten is een pack van “40C” aangewezen.

 

 

- Voor de helikopters van een zeer hoog gamma en die gebruikt worden voor de wilde figuren en voor jets die aangedreven worden door electrische turbines, niet twijfelen, hier moeten packs van 50C of 60C gebruikt worden om het beste eruit te halen en om de batterijen niet te snel te beschadigen.

 

U zult zien dat de prijs van de packs meestal direct gerelateerd is aan hun ontlaadcapaciteit, de nominale spanning en gelijkwaardige capaciteit. Een niet gepaste pack kan leiden tot een sterke teleurstelling. Als u een model hebt gekozen waarvan u veel vereist, moet u kiezen voor een krachtige batterij, het is een onveranderlijke regel.

 

Hoeveel elementen ? Welke capaciteit ?

 

Nu, indien u niet goed weet welke batterij capaciteit te kiezen... u zal een minimum van berekeningen moeten doen om te bepalen welke batterij u nodig hebt. We gaan dit doen met een paar kleine "keukenrecepten" om geen ingenieursdiploma nodig te hebben! Voor vliegtuigen en gemotoriseerde zweefvliegtuigen in ieder geval! Auto's zijn zelden "zelfgemaakt" en de packs zijn meer gestandaardiseerd.

 We vertrekken van het geschatte gewicht van het model om de nodige “kracht” te bepalen. De kracht is het product van de spanning (in Volt) met de stroom (in Ampère). De kracht wordt uitgedrukt in Watt (W).

- Voor een beginners zweefvliegtuig, reken 120 tot 180 Watt per kilogram model.

- Voor een prestatie zweefvliegtuig is 200 tot 250 Watt per kilogram een goede waarde.

- Voor een Hotliner zweefvliegtuig mag je 300 Watt per kilogram rekenen.

- Voor een beginners vliegtuig, reken 150 tot 200 Watt per kilogram.

- Voor een klassiek acrobatie vliegtuig is 200 tot 350 Watt per kilogram vereist.

- Voor een "3D" acrobatie vliegtuig, zijn 300 tot 450 Watt per kilogram nodig.

Voorbeeld : U wilt een standaard kunstvliegtuig maken van 2500g (2,5 kg), u zal moeten rekenen op een motor met een kracht van ongeveer 2,5 x 200 W ttz 500 Watt, tot 2,5 x 250 ttz 625 Watt.

Om de maximale stroom die u zal verbruiken te vinden, deel de kracht (in Watt) door de nominale spanning van de accu (in Volt).

Voorbeeld (vervolg) : voor ons kunstvliegtuig van 2,5 kg, met een motor die 625 Watt levert, indien men een 3S LiPo accu kiest, dus 11,1 V “nominale” waarde, zal het maximale gemiddelde verbruikt stijgen tot 625/11,1 = 56,3 A. Indien we kiezen voor een 4S LiPo, ttz 14,8 V, zal het verbruik 625/14,8, ttz 42,2 A bedragen.

Merk op dat de keuze van de motor u zal leiden om de keuze van het aantal elementen te bepalen : een motor is ontworpen voor het bereik van bedrijfsspanning dat voorkomt op de handleiding.

Wanneer u het maximale verbruik kent, kunt u een gewenste vluchttijd bepalen... Neem aan dat u 10 minuten zou willen vliegen met een 4S batterij. Indien we een uur zouden vliegen, met een verbruik van 42A, zou onze verbruikscapaciteit 42 Ah, ttz 42000 mAh zijn. 10 minuten is een zesde van een uur. Indien we 10 minuten vliegen met een verbruik van 42A, zal onze verbruikscapaciteit 7 Ah, ttz 7000 mAh zijn. Gelukkig vliegen we niet constant volgas, en met uitzondering van de racers die meestal vliegen met de gashendel geblokkeerd naar voren … kunt u rekenen op een gemiddelde consumptie van de helft van de consumptie volgas. En dus met een 3500 mAh, moeten we onze 10 minuten zonder te veel moeite kunnen doen. We zullen vervolgens een 3500 mAh 4S LiPo pack kiezen. Tot slot, bijna... nodig ik u uit om het laatste hoofdstuk aandachtig te lezen.

Bescherm uw LiPo batterijen !

LiPo accu’s houden er absoluut niet van om volledig ontladen te worden. Zonder zelfs maar te praten over een diepgaand ontladen (d.w.z. onder 2.7 V per element gaan, wat de pack volledig kan vernietigen), systematisch de accu leegtrekken totdat de controller de motor uitschakelt, zal leiden tot een snelle vermindering van de prestaties en van de levensduur van de pack. Om uw packs te beschermen en omdat ze lang zouden meegaan, is het goed om slechts 70% van hun nominale capaciteit te gebruiken. Dus, indien u een pack van 1500 mAh hebt, moet u doen alsof het slechts een 0,7 x 1500 ttz 1050 mAh is. Indien u dit niet kan meten, moet u tijdens de eerste vlucht uitzonderlijk de batterij leegvliegen totdat de controller uitvalt dit terwijl u de vluchttijd chronometreert. Bij de volgende vluchten moet u de vluchttijden beperken tot 70% van deze referentietijd (Enkel geldig wanneer dezelfde stijl van vliegen behouden wordt natuurlijk…).

Om ons voorbeeld van het vorige hoofdstuk terug te nemen waar we een pack zochten die gepast was voor een kunstvliegtuig van 2,5 kg met een 4S accu, hebben we een pack van 3500 mAh gekozen. Om de accu te beschermen, zouden we ofwel maar 7 minuten ipv 10 minuten mogen vliegen, ofwel … een pack met 30% meer capaciteit nemen, ttz een pack van 4500 mAh en in dat geval zullen we 10 minuten kunnen vliegen (maar let op voor het gewicht…).

De ultieme en moderne oplossing: indien u een radio met telemetrie bezit, is een sonde voor stroom/spanning/verbruikte capaciteit ideaal, aangezien het volstaat een alarm instellen op de zender dat u verwittigt wanneer u 65% van de nominale capaciteit verbruikt heeft en dan is het tijd om te stoppen! De tijd om terug te keren, zal u ongeveer 70% verbruik geven !

 

Tot besluit

Met al deze informatie en voorbeelden, zou u makkelijker een LiPo pack moeten kunnen kiezen. Kom, een kleine “schriftelijke test” om te stoppen :

Ontcijfer het volgende etiket " LiPo 5S 4500 mAh 35C"….

 

U hebt 30 seconden !

Hebt u het gevonden ? Het is een LiPo pack die bestaat uit 5 elementen gemonteerd in serie (dus 18,5 V nominale spanning), en met een capaciteit van 4500 mAh en die permanent een stroom van (35C x 4500 mAh)/1000 = 157,5 Ampère kan leveren. Dus, wees redelijk, gebruikt een pack nooit tot het uiterste ! Indien u permanent 80A vraagt, is dit vrij goed en zal de pack langer leven !

 

Nog eentje, vertrekkend van een « echt » etiket ?

 

U hebt terug 30 seconden !

Men ziet in het vet « 25C », dit is de ontlaadcapaciteit.

Daarboven 4400 mAh : is de capaciteit. Met deze 2 gegevens kan men berekenen dat men met deze pack constant tot (25 x 4400)/1000 = 110 Ampère mag trekken. (Hier terug, dit is het maximum … in de praktijk is het beter om deze pack maar tot 55 à 60 A te laten trekken, dit zou perfect zijn !)

Dan lezen we nog : 11.1 V 3S1P : De spanning van de pack is 11,1 V, wat bevestigd wordt door de bedrading van de pack type 3S1P, ttz 3 elementen in serie. 3 elementen geven dus wel 3,7 x 3 = 11,1 V.

 Naar uw LiPos en goede wedstrijd, goede navigatie of goede vlucht !

 

Voor het laden, stelt MCM u een uitgebreid gamma van laders voor LiPo batterijen (en ook andere types) voor :

https://www.mcmracing.com/nl/92-chargeurs

https://www.mcmracing.com/nl/414-chargeurs

 

En voor de veiligheid gedurende het laden, het stockeren en het transport, vindt u hier zakken voor LiPo accus :

https://www.mcmracing.com/nl/612-sacs-valises-accus

https://www.mcmracing.com/nl/581-sacs-valises-accus

 

Vergeet ook niet alle toebehoren die onontbeerlijk zijn voor kwaliteits verbindingen zonder dewelke u geen goede prestaties kunt leveren :

https://www.mcmracing.com/nl/581-sacs-valises-accus

 

Om de LiPo accus nog beter te ontdekken, raadt ik u aan ons artikel "LiPo accus beter leren kennen" te raadplegen.

 

Dus tot binnenkort !