Lipo bataryalar ile ilgili yanlış bilinen ve bilinmeyen birçok nokta var . Bunları detaylı olarak burada inceleyeceğiz.
Öncelikle uzun bir konu olduğunu ve yer yer sıkıcı olabileceğini söyleyeyim. Eğer ki canınızın sıkıldığı yerler olursa oraları atlayın. İhtiyacınız olursa daha sonra geri döner bakarsınız. Altlara doğru önemli bilgiler mevcut. LiPo pili olan herkesin bunları bir defa okumasını tavsiye ediyorum.
LiPo bataryalar nedir ve radyo kontrollü model dünyasında neden bu kadar popülerdir?
LiPo bataryalar (Lityum Polimer’in kısaltması) RC dünyasını hızla devralan , özellikle uçak ve helikopterlerde tercih edilen şarj edilebilir son teknoloji pillerdir. Şu anda yakıtlı modellerle beraber elektrikli modellerin mantıklı seçim olmasının sebebidir.
Lipo bataryaların RC uçaklar ve daha fazla olarak Rc helikopterler için klasik şarj edilebilir NiCad ve NiMH bataryalara göre daha iyi bir seçim olmasının ana olarak üç nedeni vardır:
• RC LiPo bataryalar hafiftir ve istenen her şekilde ve boyutta üretilebilir.
• RC LiPo bataryalar büyük kapasiteye sahiptirler ,daha küçük bir pakette daha fazla enerji depolayabilirler.
• RC LiPo bataryalar yüksek deşarj hızına sahiptir ve günümüzün enerji canavarı elektrik motorlarını doyurabilirler.
Kısacası LiPo bataryalar yüksek enerji/ağırlık oranına sahip istenilen şekle sokulabilen bataryalardır
Bu özellikler RC her tür modelde önemli olmasına rağmen uçak ve helikopterlerde elektrikli uçuş modellinin popüler olmasının ana nedenidir. Elektrikli arabalar ve botlar on yıllardır yaygın olarak kullanılmasına rağmen elektrikli uçaklar ve helikopterler LiPO pillerin yaygınlaşmasıyla popüler olmuştur. Şimdilerde ise performans olarak nitrolu modelleri geride bırakmaktadırlar.
Ancak RC LiPo bataryaların kötü yanları ve dezvantajlarıda vardır. Maalesef hiçbirşey mükemmel olamamaktadır.
• RC LiPo bataryalar hala NiCad ve NiMH bataryalara göre pahalıdır, ancak rekabet nedeniyle zaman geçtikçe ucuzlamaktadır.
• Teknolojinin gelişmesiyle birlikte kullanım süresi uzamasına rağmen , çok uzun ömürlü olduğu söylenemez. En iyi kullanımla bile en kaliteli pillerin 300-400 şarj döngüsünü geçmesi pek mümkün değildir. Pillerin kullanımında dikkatli olunmazsa bu sayı çok daha az olabilir.
• Güvenlik problemi: LiPo bataryalarda kullanılan kararsız elektrolitler yüzünden bu bataryalar yanlış kullanıldığında alev alabilir veya patlayabilir.
• RC LiPo bataryalar özel bakım gerektirir. Eğer uzun süre kullanmak istiyorsak şarj , deşarj ve depolanmasına dikkat edilmelidir. En ufak hatada LiPo batarya kısa zamanda çöp kutusunu boylar.
Lipo bataryaların bakımı ve özellikleri hakkında anlatıma başlamadan önce temel özelliklerinden biraz bahsetmek istiyorum. Lipo bataryanın yapısı sizi ilgilendirmiyorsa bu bölümü geçebilirsiniz.
Lityum ion ve Lityum Polymer bataryalar arasındaki farklar
Li-Ion ve LiPo bataryalar aslen aynı kimyasal yapıya sahiptir aynı şekilde bakım görmelidir. Aradaki fark hücrelerin paketlenme şekli ve kullanılan elektrolitlerdir.
Li-Ion
Li-Ion bataryalar elektrolit olarak organik sıvı çözücüler kullanır. Bu elektrolitler anot ve katod arasında elektron değişimini sağlar. Bu organik çözücü yüksek oranda alev alabilir bir yapıya sahiptir. Bu yüzden alev alabilir ve patlayabilirler. Bu tür bataryalar sert metalle kaplanmalıdır. Bu yüzden her şekilde ve boyda olamazlar ve ağırlıkları fazladır.
LiPo
Gerçek LiPo batarya sıvı çözücü kullanmaz bunun yerine kuru elektrolit polimerleri kullanır. İnce bir plastik film üzerine kaplanan bu polimerler sandiviç şeklinde tabaka tabaka katlanır. Bu yüzey üzerinde bulunan anod ve katod kutuplar geniş alanda iyon değişimi yapabilirler. Bu yapı ince ve her şekli alabilen pillere müsaade eder.
Gerçek LiPo hücre yapısıyla ilgili problem kuru elektrolit polimeri ortamında iyon değişiminin yavaş olmasıdır. Bu şarj ve deşarj değerlerini düşürür. Yüksek ısı oluşumuna neden olur. Bu problemin çözümü bugün kullandığımız Lipo bataryalarda hybrid teknlojisi ile çözülmeye çalışılmaktadır.
LiPo Hybrid
Bugün kullandığımız bütün RC LiPo bataryalar aslında hybrid lityum polymer bataryalardır.Bu bataryaların doğru ismi lityum-ion polimerdir.Ancak kısaca LiPo demektedir. Demin bahsettiğimiz film tabakaları arasına iyon geçişini hızlandırmak için gel elektrolit doldurulmuştur. Akıntı yapma riski sıvıya göre daha azdır fakat hala alev alabilir özelliktedir. Hybridler Li-ion lar kadar tehlikeli değildir ancak genede aşırı şarjda , kısadevre yapıldığında veya hasar gördüğünde alev alabilir , patlayabilir.
LiPo hybridler aynı yassı hücre yapısını kullanırlar.
Hemen hemen her RC LiPo batarya hücresi bir folyo ile kaplanmıştır. Resimde iki hücreli bir LiPo batarya görülmekte.
Bu paketleme işlemi çok hücreli piller yapmak için ideal bir yapıdır. Üst üste eklenerek silindir pillerde oluşan ara boşluklara gerek kalmadan daha az alanda daha fazla enerji depolanması sağlanır. Tabi metal kaplama gerekmediği için ağırlık azalmaktadır.
LiPo bataryanın hücresi açıldığında katlanmış plastik film açılırsa bu şekilde bir görüntüyle karşılaşırız. Uzun ince bir plastik film (polimer) üzerinde de ince karbon kaplanmış anot ve katod çizgileri sırayla öne ve arkaya yerleşmiştir.
Bu uzun plastik film (yaklaşık2 metre) yaklaşık 5000 mah bir hücrenin içeriğidir. Akordiyon gibi katlanarak folyo ilekaplanıp bir hücreelde edilir. Bu folyonun içine gres yağı kıvamında jel elektrolit konur. Bu jel aseton gibi kokar. Yanıcıdır.
Hibrid lipo bataryalarla ilgili ilginç bir özellik ısındıkça iyon değişim hızının artmasıdır. Bu kimyasal olarak tepkimenin ısı ile hızlanması ile ilgilidir. Uçuşun ilk dakikasından itibaren bazen pilden daha fazla güç alabildiğimizi görebilirsiniz. Gene burdan yola çıkarak kışın yapılan uçuşlarda bataryaları uçuş öncesi ılık ve kuru bir yerde biraz bekletmek faydalı olacaktır.
LiPo RC Batarya Değerleri:
Bu sıkıcı bilgilerden sonra ana konuya girme zamanı geldi. Önce bataryaların çeşitli özelliklerini gösteren değerler. Voltaj , kapasite batarya alırken dikkat etmemiz gereken ana değerlerdir. Tabi bunun dışında da değerler mevcut. Onlarıda anlatacağız.
VOLTAJ
NiCad ve NiMH bataryaların hücre başına 1.2 volt voltaj vermesinin aksine LiPo bataryalar hücre başına 3.7 volt elektrik verir. Bunun avantajı daha az hücre ile daha fazla voltaj üretilebilmesidir. Bu da mikro modellerde kullanılabilmesini sağlar. İki kalem pil voltajına ihtiyaç duyan bir mikro helikopterin bu pilleri taşıması mümkün değildir ama bir hücreli lipo ile çok rahat uçar.
Hücrelereklendikçe voltaj artar . Hücre sayısı + S olarak ifade edilir.
• 3.7 volt batarya = 1 hücre x 3.7 volt (1S)
• 7.4 volt batarya = 2 hücre x 3.7 volt (2S)
• 11.1 volt batarya = 3 hücre x 3.7 volt (3S)
• 14.8 volt batarya = 4 hücre x 3.7 volt (4S)
• 18.5 volt batarya = 5 hücre x 3.7 volt (5S)
• 22.2 volt batarya = 6 hücre x 3.7 volt (6S)
• 29.6 volt batarya = 8 hücre x 3.7 volt (8S)
• 37.0 volt batarya = 10 hücre x 3.7 volt (10S)
• 44.4 volt batarya = 12 hücre x 3.7 volt (12S)
Bunun dışında hücrelerin birbirine paralel bağlanması durumuda olabilir. Bupaketlerin birbirine paralel bağlanması pilin kapasitesini arttırır ancak voltajı değiştirmez. Örneğin 2S2P iki hücreli iki pilin birbirine paralel bağlandığını gösterir.
Diyelimki 2 hücreli pilimiz var kapasitesi 1000 Mah voltajı 7.4 volt. Bu 2S1P dir. Bundan bir tane daha paralel eklersek kapasite 2000 mah olur voltaj 7.4 kalır. Bu 2S2P dir.
Peki bu voltaj ne işe yarar. Motor / ESc ikilisi belli voltajlarda çalışmak izin dizayn edilmiştir. Buna uygun sayıda hücre içeren voltaj aralığında pil kullanılması gerekir.
KAPASİTE
Kapasite bataryanın ne kadar enerji depolayabileceğinin göstergesidir. Miliamper / saat cinsinden hesaplanır (Mah). Örneğin 1000 miliamper (=1amper) bir pil 1 amper gücü tamamen boşalana kadar bir saat boyunca verebilir. 500 ma (0.5 amp) akım veriyorsa 2 saatte boşalır. Eğer 15000 ma (15 amper) akım veriyorsa 4 dakikada boşalır.
Gördüğünüz gibi yüksek akım çeken rc motorlar için batarya kapasitesinin yüksek olması gereklidir ki belli bir süre havada kalabilsin. 2000 mah bir batarya ile 15 amper akım çeken trex 400 teorik olarak 8 dakika uçabilir. Teorik olarak diyorum çünkü akım devamlı değişkendir ve pilleri asla tam boşaltmamak lazımdır.
Ana kural uçuş süresini uzatmak için batarya kapasitesini büyültmek gereklidir ancak büyüdükçe ağırlık da artacağı için uçuş süresi kısalacaktır. Bu yüzden hem ağırlık hemde uçuş süresini dengede tutan optimum bir kapasite üretici firma tarafından tavsiye edilir.
DEŞARJ HIZI: (C)
Deşarj hızı C ile gösterilir ve muhtemelen üreticiler tarafından en çok suistimal edilen değerdir. Kesin olrak ölçmenin bir yolu olmadığı için yalanı dolanı çoktur.
Deşarj hızı kısaca bataryanın ne kadar hızlı boşalabildiğini gösterir. Ne kadar hızlı boşalırsa o kadar fazla amper aktarır , motor o kadar çok besleme alır ve güç üretir.
Tabi batarya – esc – motor üçlüsündeki akımda darboğaz olmamalıdır. Pİl çok hızlı boşalsabile esc bunu aktaranıyorsa yada motorun bu kadar çok akıma ihtiyacı yoksa pilin bu kabiliyeti bir işe yaramaz.
10C olarak geçen bir batarya demek kendi kapasitesinin on katı hızda boşalabilen pil demektir. Örnekle anlatırsak 1000mah batarya 10C özelliğinde diyelim. Bu demektir ki bu pilden 10x 1000 miliamper = 10000 miliamper (10 amper) akımı güvenle çekebiliriz. Zaman açısından bakarsak dakikada 166 miliamper akım demektir. Pil yaklaşık 6 dakikada bitecektir.
Bu dakika hesabı şöyl yapılır. 1000ma / sat olduğu için 60 a böleriz 16.6 ma dakikada olarak buluruz. Sonra bu rakamı 10C olduğu için 10 ile çarparsak 166ma dakikada akım hızına ulaşırız. Toplam kapasiteyi bu rakama böldüğümüzde 6.02 dakika elde ederiz.
Batarya 20 c , kapasite 2000 mah olasaydı 20×2000=40000 miliamper (40amp) akım çekebilirdik.
Zaman olarak : 2000mah/60 dk=33.3 x 20C , 666 ma dakikada . 2000/666 = Yaklaşık 3 dakikada elektrik yükünü boşaltabilir. Tabi bu rakamlar tüm uçuş boyunca maksimum güç çekildiği durumlarda geçerlidir . Böyle birşey pratikte mümkün olmadığı için bu rakamlardan daja uzun süre dayanır.
Birçok LiPo batarya devamlı (continous) C değeri ve anlık yüksek (burst) C değeri bilgisini içerir. Örneğin: “Discharge rate = 20C Continuous/40C Bursts” gibi. Genede bu değerlerin güvenirliliği şüphelidir. Bu burst değeri genellikle 4-5 sn gibi kısa süreler için geçerlidir.
Yüksek C değeri olan bataryalar herzaman daha pahalıdır. Burda dikkat etmemiz gereken paramızı sokağa atmamak için gerektiği kadar yüksek C değerinde pil almaktır. Yükse C li pil alıpta bunu kullanabilecek bir sistemimiz olmadığında bu pilin düşük C li ucuz pilden bir farkı kalmayacaktır. Sisteminize bir zarar vermez ama cebinize verebilir.
Bunun tersi olarak geeğinden düşük C değerli pil almak ise ESC ye (elektronik hız kontrolü) zarar verebilir
Peki nasıl bileceğiz hangi C de pil alacağımızı? Çoğu kişinin vereceği basit yanıt paranızın yettiği en yüksek C yi alın olacaktır. Eğer para sizin için mesele değilse uygulanabilir tabiki. Ancak giriş ve orta seviye pilotlar motoru zorlayarak çok güç çeken manevralar yapmadıklarından yüksek amper değerlerine ihtiyaç duymazlar ve yüksek C li bataryalar yerine daha fazla batarya alabilirler. Bu çok daha mantıklı bir yaklaşımdır.
Çok genel olmakla beraber 25-30C bataryalar 250-400 boylarında helikopterlerde düz uçuş ve spor uçuşlar için yeterlidir. Dha büyük modeller için 35C bataryalar gene aynı uçuş tarzı için gereklidir. Agresif uçmaya başlandığı zaman 40C ve üstü bataryalar düşünülmelidir.
LiPo bataryalar sağolsun hobbyking sayesinde gideek ucuzlamaktadır. Eğerki aynı kapasiteli pilin 30C si ile 35C si aynı paraysa tabiki 35C sini almak daha mantıklıdır. Daha yüksek C li piller daha serin çalışır ve bu yüzden ömrü daha uzun olur.
Bana göre ideal hesaplama yöntemi ise şöyledir. Motorunuzun kaç amper güç çekebildiğini öğrenin. Bu rakamı iki ile çarpın ve buna göre bir batarya seçin. Örneğin Modelimiz için 3S 2500Mah pil önerilmiş. Motor ise 35 amper çekiyor. O zaman bataryaların serin çalışması ve uzun ömürlü olmasınıda istiyorsak 70 amper verebilen bir pil seçmekte fayda vardır . Hesap edersek 3S 2500 Mah 30 C pil 75 amper akım verebilir ve bizim için yeterlidir. Tabiki bu akımın hepsini kullanmayacağız sadece pilin serin çalışması ve ömrünü uzatmak için öneridir. Bu şekilde pil seçimi ve aşağıda anlatılacak diğer noktalarada dikkat edilirse kaliteli bir pilin 400 şarjı görmesi mümkündür.
Diğer bir ilginç nokta Yüksek Voltaj (High Voltage – HV) uygulamalarıdır. Yüksek voltaj uygulamalarda motorun çekeceği amper ihtiyacı azalacağı için daha düşük C piller kullanılabilmektedir. Daha az akım daha az ısı demektir. Kısaca 6S uygulamalar 12S uygulamalara göre pili daha çabuk bozar.
Pili kullandıktan hemen sonra pilin sıcaklığının ölçülmesi bu pilin C değerinin sizin kullanım şeklinize uygun olup olmadığı konusunda fikir verir. Pil eskidikçe iç direnci artacağından C değeri düşecektir ve daha çok ısınacaktır. Genel kural olarak uçuştan sonra bataryayı elinizde rahatça tutabileceğinizden daha çok ısınmışsa (>40C) bu çok sıcak demektir. Bu pili kullanmak güvenli değildir. Eğer pilleriniz bundan daha sıcak çıkıyorsa ya C ratingi yüksek pillerle değişmek gereklidir yada piller çok eskidiği için çöpe gitmelidir.
Lipo pilleri sıcak günlerde arabada bırakmakda aynı etkiyi yapar Bu ısı pilin hızlıca bozulmasına sebep olacaktır.
AŞIRI DEŞARJ – LİPO PİLLERİN BİR NUMARALI KATİLİ
Bir Lipo bataryayı aşırı ısıtacak ve ömrünü bitirecek bir başka faktörde bataryanın hücre başına 3 volttan aşağı düşecek şekilde deşarj olmasıdır. bataryanın C değeri ne olursa olsun batarya bu voltajın altına düşerse ömrü aşırı derecede kısalacaktır.
Burda kullanılması gereken en güzel kural % 80 kuralıdır. Bunu basitçe anlatmak gerekirse bataryayı hiçbir zaman kapasitesinin %80 inden fazla deşerj etmemek gereklidir. Mesela eğer 2000 Mah piliniz varsa sadece 1600 mah kısmını kullanmalıyız. Pil eskidikçe kapasitesinin düşeceğinide unutmamak gerekir.
Bilgisayarlı şarj aletleri bu noktada paralarını kat kat hak etmektedirler. Uçuş zamanına bakarak pilin ne kadarının boşaldığını ve sonrada şarj ederken kaç mah depolandığını görebilirsiniz. Örneğin 5 dakika uçtuk sonra şarja taktık 2000 mah pile 1800 mah şarj etti. Demekki uçuş süresini biraz kısaltmalıyız gibi. Böylece %80 de kalabiliriz.
Eğer bilgisayarlı şarj aletimiz yoksa diğer bir ölçüt yük altında olmayan hücre voltajını ölçmektir. %80 deşarj olmuş bataryada hücre başına voltaj 3.75 volttur. Buradaki püf noktası – yük altında olmayan – yani uçarken değil indikten sonra bakılması gereken değerdir. Uçarken daha düşük değerler görülebilir.6S batarya için bu değer 22.5 voltdur.
3.7 voltu gördüğümüzde bu %90 ını kullandık demektir. Bu genelde çok zorladık anlamına gelmez ama idealin biraz üstünde kullandık demektir. Kaliteli pillerde bir problem çıkarmaz.
İÇ DİRENÇ (INTERNAL RESISTANCE)
Bir başka özellik daha. Yukarıdaki ilk üç özellik endüstri standartı olarak kullanılır. Üreticiler bu değerleri bataryanın üzerine yazarlar. Özellikle C değeri ölçülebilir değildir. Pil seçerken karar vermemizde etkili olurlar.
İç direnç ise tam olarak ölçebildiğimiz bir değerdir , bataryaları monitörize etmemizi sağlar. Kalitesi , ne kadar kullanıldığı vs burda belli olur.
En kaliteli yüksek kapasiteli , yüksek deşarj yeteneğine sahip pillerde hücre başına direnç 2 ila 6 miliohm civarıdır. Bu değerler piller sıfırken beklenen değerlerdir ve kullanıldıkça yükselir. Seri bağlanmış pillerde bataryanın toplam iç direncini bulmak için hücre dirençleri toplanır. Mesela 4S bataryada hücre voltajları 4 ise toplam iç direnç 16 miliohm dur.Batarya eskidikçe direnç artar , daha fazla sıcaklık üretir ve ısınmaya başlar. Düşük deşerj kapasiteli piller genelde daha fazla iç dirence sahiptir ve daha fazla ısı üretirler. Mesela 200 miliohm değeri hiç kullanılmamış 100-200 mah lık pillerde garip değildir.
İç direnci bu değeri ölçme fonksiyonu olan bilgisayarlı şarj aletleri ile ölçebilirsiniz. Pil ilk geldiğinde iç dirençleri ölçüp bir yere yazarsanız zaman içinde batarya eskidikçe bu değerlerin yükseldiğini görürüz. Böylece ömrünü tamamlamış pilleri ayırabiliriz.
Kaliteli pilleri baz olarak alırsak ne kadar iç direnç değeri iyidir sorusunun cevabı:
a) Sıfır piller : hücre başına 0 ila 5 miliOhm
b) On defadan fazla kullanılmış piller: Hüce başına 5 ila 10 miliOhm
c) Daha fazla kullanılmış ve zayıflamaya başlamış piller Hücre başına 10 ila 20 miliOhm
d) Helikopteri zar zor uçuran piller : Hücre başına 25 miliOhm ve üzeri
LiPo Bataryaların Şarj Edilmesi
Bu bataryaların karekteristikleri diğer pillere göre çok farklı olduğu için lityum bataryalara özel şarj aletleri ile şarj edilmelidir. Bu bataryanın ömrünün uzun olması ve güvenlik açısından olmazsa olmaz bir kuraldır.
Maksimum Şarj Voltajı ve Akımı
3.7 voltluk bir LiPo batarya hücresi 100% şarj edildiğinde 4.2 volta ulaşır. Bu voltajdan yüksek değerlere şarj etmek yangına sebep olacaktır. Aynı zamanda bu değerleri bilmek balans şarjı anlamaktada yardımcı olacaktır. Şimdilik bunu kafamızın bir kenarında tutalım.
LiPo için üretiliş şarj aleti kullanmak ve doğru voltajı yani doğru hücre sayısını seçmek zorunludur. Eğer bilgisayarlı bir şarj cihazı kullanıyorsak yanlış seçim yapsak bile çoğu şarj aleti bizi uyarır.
Tüm LiPo batarya şarj cihazları sabit bir akım ve sabit voltaj metodunu kullanırlar. Bu ne demektir. İlk önce sabit bir akımı belli bir voltajda verirler. Pil doldukça voltajı yükselir. %100 e yaklaşınca şarj aleti akım hızını giderek düşürür . Batarya voltajı hüce başına 4.2 volta ulaştığında şarj akımını keser. Bu değer 4.21 dahi olsa pil ömrü kısalır.
RC LiPo Batarya Şarj Akım Hızı:
Pillerimizi şarj ederken doğru akım hızını yani amperi seçmek de önemlidir . Ne kadar fazla akım verirsek o kadar çabuk dolar. yani amper ne kadar yüksekse şarj süresi o kadar kısadır. Ancak yüksek akımlar ile şarj etme pilin ömrünü kısaltır. Altın kural pili şarj ederken 1C den yüksek akım hızında şarj etmemektir. Yani 2000 Mah pili 2 amper ile şarj etmek gerekir.
Yeni piller bu kuralı bozmuştur. Artık üretilen yeni pillerde 6 ila 10c ye kadar şarj edilebilir yazmaktadır. yani 2000 mah pili 12 ila 20 amper ile şarj edebilirsiniz demektir. Ancak bunun pil ömrünü kısaltacağı konusunda hala kuşkular vardır. Hatırlayacağınız gibi C değerleri çok da güvenilir değerler değildi. YükseK c ile şarj etmek şarj süresini çok kısaltmaktadır. tabi bu amperler ile şarj edebilmek için sağlam bir güç kaynağı gereklidir.
LiPo bataryalarım şarj C değeri ne olursa olsun ilk beş şarjda rodaj anlamında bir C ile şarj edilmesi önerilir. Gene bu dönemde pillerin çok zorlanmaması ve %50 den fazla deşarj edilmemesi tavsiye edilir.
Özetle: Pilin ömrünü kısaltan dört ana neden vardır
1. Isı
2. Aşırı Deşarj
3. Yüksek akımla şarj
4. Yetersiz balans
RC LiPo Batarya Balans Şarjı Neden Gerekli
Balans şarkı neden bu kadar önemlidir? Hücre başına en yüksek voltajın 4.2 olması gerektiğini yazmıştık. Tek hücreli bataryalar için balans şarjı söz konusu değildir zaten hücre 4.2 volta ulaşınca şarj aleti durur.
Balans şarjı birden fazla hücreli piller için gereklidir. Balans şarjı yapılmadığında şarj aleti pilin toplam voltajına bakmakta ve bu değere göre karar vermektedir. Bu durumda bazı hücreler 4.2 den yüksek bazıları bu değerin altında kalır. Olması gereken toplam voltaj normal görülmekle birlikte aslında pil zarar görmektedir.
Örneğin 3 hücreli (3S) pil tam şarj olduğunda 4.2×3 = 12.6 volt olmalıdır. Şarj aleti bu değeri görünce duracaktır. Peki bazı hücreler diğer hücrelerden biraz daha hızlı şarj oluyosa ne olacak. Mesela iki hücre 4.1 voltta üçüncü hücre ise 4.4 voltta olabilir. Bu fazla şarj olan hücre hızla bozulacaktır. Hatta yangın bile çıkarabilir.
Tabi bu biraz uç bir örnektir. Genelde sağlıklı hüceler arasındaki fark çok az olmaktadır (yaklaşık 0.1 volt). Bu küçük değer farkı bile zaman içinde bozulmaya neden olur.
Olaya başka bir açıdan bakarsak tam kapasite şarj olmayan hücre kullanılırken diğer hücrelerden daha düşük voltaj değerlerine inecek ve aşırı deşarj olacaktır. Aşırı deşarjın lipo pillerin bir numaralı düşmanı olduğunu söylemiştik. Kullanımdam sonra normal voltaj güvenli sınırlar içinde olsa bile hücre başına voltaj bu hücre için düşük olacaktır.
Balans şarjı tüm hücrelerin birbiriyle 0.01- 0.03 volt aralığı içinde yakın olmasını sağlar. Böylece şarj veya deşarj esnasında tüm hücreler güvenli sınır içinde kalıp bir hücre yüzünden pilin ömrü kısalmaz. Güvenlik problemi yaşanmaz.
Bataryaları her defasında balans şarj yapmaya gerek yoktur. Çoğu kişi her 10 ila 20 şarjda bir balans şarjı yapılması gerektiğini söylemektedir.Tabi bu sayılar bataryanın kaliteli ve sağlıklı hücreleri olduğu varsayılarak söylenir. Pil yaşlandıkça hücreler daha değişken hale gelir ve her iki şarjda bir balans şarjı yapmak gerekebilir.
Balans şarjı ve balans uçları:
Şimdi neden balans şarjı yapmamız gerektiğini biliyoruz. Peki bu işi nasıl yapacağız. Her çok hücreli LiPo batarya bir banas kablosuna ve balans ucuna sahiptir. Bu her hücrenin tek başına şarj ve deşarj edilebilmesine izin verir.
Bataryaları balans şarjı yapmanın dört ana yolu vardır:
1.LiPo bataryalar balans şarj aleti ile şarj edilebilir. Ana akım kablosu kullanılmaz. Balans kablosu üzerinden şarj eder. Her hücre aynı voltajda olacak şekilde şarj eder. Burada dezavantaj balans kabloları ince olduğu için fazla akım kaldırmaz ve şarj yavaş olur. Maksimum 2.5 amper akımla şarj edilebilir.
2. LiPo bataryalar balans şarjı bir balans aleti ile sağlanabilir. Bu tek başına ayrı bir alettir. Şarj aleti değildir, sadece balans yapar. Piliniz ana akım kablosundan şarj olurken bu aleti balans kablosuna takınca piller arasındaki voltaj farkını giderir.
3. LiPo batarya şarj olduktan sonra gen bu balans aletleriyle dengelenebilir. Çok tavsiye edilen bir yöntem değildir.
4. En güzeli ise adam gibi balans özelliği olan bir şarj aleti alıp ana akım kablosundan şarj ederken bir yandan da balans kablosundan balansın yapılmasını sağlamaktır. Ana akım kablosundan pil dolar , balans kablosundan şarj aleti devamlı hücreleri monitörize eder fazla kaçan varsa onları boşaltır ve dengeyi sağlar.
Nasıl pillerin soketleri farklı farklı ise balans uçlarıda farklı olmaktadır. O yüzden her şarj aletinin balans ucu her pile uymaz.
Balans uçları:
Ana olarak 4 farklı balans ucu vardır. Şarj aletine uygunmu değilmi bu listeden bakarak görebilirsiniz.
JST-XH Uçlar
En sık kullanılan tiptir.Kullanan markalar: Align, E-Flite, Common Sense RC (V2), Great Planes, Dualsky, Esky, Electrifly, Losi, Rhino, Trinity, Turnigy, Nano-Tech, Venom, Zippy vb.
Thunder Power Uçlar
Kullanan markalar: Thunder Power, FlightPower, Apex, EVO, MPX, Outrage
Polyquest Uçlar
Kullanan markalar: Polyquest, E-tec, True RC, Extreme Power, Impulse, Enermax, Hyperion, Poly RC, Xcite, Fliton
JST-EH Uçlar
en az kullanılan tiptir, kullanan markalar: Kokam, Graupner, Core, eski Vampower bataryalar.
Tabi çeşitli ara kablolarla bunlar birbirine çevrilebilir.
Ana Akım Uçları:
JST soket
5 amper aktarma gücü. Genellikle 1500 mah altındaki piller için ve küçük modellerde kullanılır.
Deans Konnektör (T Konnektör)
Çok yaygın kullanılan uçlardan birisidir. 50 amper devamlı yük taşımak için planlanmıştır.
EC3 Konnektör:
Daha geniş kontakt yüzeyi sayesinde 60 amper akım yükü taşıyabilmektedir. Kurşun şeklinde yapısı ile lehimleme işi daha kolaydır ve makaron kullanılmasına gerek kalmaz.
EC5 Konnektör:
EC3 ün daha kalın ve uzun olan versiyonu . Aynı özelliklerdedir. Akım aktarma gücü 120 amperdir.
XT-60 Konnektör:
Hobbyking sayesinde yaygınlaşan konnektördür. Aktarım gücü 65 amperdir.
Şarj Güvenliği
Şarj güvenliği ile ilgili ayrı konula olduğu için uzun uzun anlatmayacağım. Buraya kadar okuduysanız zaten bu pillerin hangi koşullarda yangın çıkarabileceğini anlamışsınızdır.
Şarj güvenliği açısından basitçe 4 kurala uymak gerekir:
• Birden fazla hücreli pilleri taş zeminde , yanıcı maddelerden uzak ve mümkünse alev almaz çantalarda şarj edin.
• Şarj etmeye başlamadan önce , eğer pil uçuştan yeni çıkmışsa , onbeş dakika kadar soğumasını bekleyin.
• Piller şarj olurken evi hatta en iyisi odayı terk etmeyin.
• Son olarak evde şarj ederken , odada bir duman dedektörü ve yangın söndürücü bulundurun.
Bunlar size biraz abartı gelebilir ama aşağıdaki videoyu seyrederseniz nedeni belli olur.
Hemen hemen her LiPo yangını fiziksel hasar görmüş pillerden çıkmaktadır. Kırım sonrasında yada , pil elimizden yere düşerse piller hasar görebilir. Oluşan her tehlike insan hatasından kaynaklıdır ve kurallara uyarak engellenebilir. Böyle bir olay olursa pilleri iyice inceleyin.
Bu fotoğrafta kısa devre yapmış bir hücresi olan 6S 5000 mah bir pil görünüyor. En sağdaki hücre hasar almış . Balon yapmış ve aşırı ısınmış. Yanmamasının sebebi için den akan yanıcı elektroliti kaplamanın tutması. Böyle bir hücre görürseniz bu pili birdaha kullanmamamız gereklidir. Bir sonraki uçuşta yanacaktır.
Bu durum şişen pillerden farklı birşeydir. Her pil kullanıldıkça şişme yapacaktır. İyi piller az , kalitesiz piller daha çok şişer. İç direnç ve ısı oluşumunu hatırlayın. Bu genel şişme korkulacak bir şey değildir ve eninde sonunda olacaktır. Piller şişme yaptıysa artık bunları fazla zorlamamak gereklidir. Bir süre daha normal uçuşlarda kullanılabilir. İç dirençleri takip edip ömrünü bitirdiğinde uygun koşullarda boşaltıp çöpe atarız.
Evet LiPo piller çöpe atılabilir. İçlerinde zehirli madde içermezler. Ancak önce aşağıda anlatılacağı gibi uygun şekilde tam deşarj edildikten sonra.
Batarya Rodajı
LiPo pillerin uzun ömürlü ve tam performanslı olması için yeni motorlar gibi rodaja girmesi gereklidir. Bu basit işlem ilk 5 şarj döngüsünde pili fazla zorlamamak ( düz uçuşlar, hover) , bu dönemde 1C ile şarj etmek ve %50 den fazlasını deşarj etmemek ile halledilir.
RC LiPo Batarya Uzun Süre Kullanılmayacaksa :
Şimdi artık LiPo bataryalar nasıl çalışır , güvenliği nasıl sağlanır , ömrü nasıl uzatılır , alırken nelere dikkat etmek lazım , şarj nasıl edilir hepsini biliyoruz. Peki pilleri saklarken nelere dikkat etmemiz lazım?
Herkesin boşverdiği bu konu aslında LiPo ömrünü çok etkilemektedir. Daha öncede söylediğimiz gibi hücre başına 3 voltun altına düşen piller geri dönüşümsüz olarak bozulur. Yük altında 3 volt genelde yüksüz olarak 3.5 volta denk gelir. Buradan yola çıkarak eğer bataryaları bir süre kullanmayacaksak bataryaların hasar almaması için hücreleri 3.5 volta yakın değerlerde saklamalıyız.
Piller bekledikçe yavaş yavaş deşarj olurlar. Lipo batarylar aslen şarj tutma konusunda diğer pillere göre çok dah başarılıdır. Genede şarj kaybederler. Haftalar aylar boyunca 3.5 voltta bırakırsanız bu zamanda şarkı kaybedip geri dönüşümsüz şekilde hasarlanabilir.
Bu durumda pilleri şarjlı olarak saklamak gerekir diye düşünürüz. Fakat tam olark şarjlı saklamak da yanlışdır. Böyle saklamakta hücre yapısını bozar. Boş durma esnasında pilin yaşlanmasını etkileyen iki faktör vardır. Ortam ısısı ve şarj seviyesi.
%100 şarjlı bir pil oda ısında 4 gün durduktan sonra bozulmaya başlar. Sıcak ortamda , mesela güneş altındaki arabada bu süre çok daha kısalır.
Optimum batarya ömrü için LiPo bataryalar %40-60 şarj doluluk oranında yaklaşık 3.85 yüksüz voltajda tutulmalıdır.
Isı düşürüldükçe saklama süresi e voltaj kaybı azalır. Çok uzun süre piller saklanacaksa + 3 derecede tutulmalıdır. Tabi bu buzdolabı demektir. Böyle bir durumda pili nem geçirmez şekilde paketlemeyi unutmayın. Bu koşullarda saklanan piller kullanılmadan önce biraz ısınması için beklenmelidir.
Bataryaları çöpe atmadan önce
Güvenlik açısından LiPo piller çöpe atılmadan önce tam olarak deşarj edilmelidir . Ancak pil fiziksel hasar almışsa deşarj edilmemelidir. Boşaltma işlemine başlamadan piller soğumuş olmalıdır.
LiPo pilleri çöpe atmadan önce:
1. Eğer pil fiziksel zarar görmüşe , şişmiş hücre , hücre kaplamasında yırtık varsa deşarj etmeyin . Beşinci maddeye atlayın.
2. LiPo bataryayı aleve dayanıklı bir konteynıra , kovaya yada kuma koyun.
3. Bataryayı şrj aletine bağlayın ve deşarj voltajı olarak mümkün olan en düşük voltajı seçin. Akım hızı olarak C/10 akım hızını seçin. C hesabının nasıl yapıldığını yukarıda anlatmıştık. Bu akımdan daha yüksek akımla boşaltmak yangın tehlikesi içerir.
4. Daha sonra pile uygun voltajda bir ampül bağlayıp ampül sönene kadar bekleyin. Bu zamanda artık pilin voltu hücre başına 1 volta düşmüştür. Bu yaklaşık 24 saat sürebilir.
5. Plastik bir kaba su doldurup içine litre başına 1 çorba kaşığı tuz atın. Pili tuzlu suya atın. Bu suyun içinde iki hafta bekletin.
6. İki hafta sonra pili çıkarın gazeteye sarıp çöpe atabilirsiniz.
