Li-Ion - moje doswiadczenia

[adam.trzaskowski]

Tak jak napisalem w poscie przedstawiajacym sie:

chcialem sie podzielic doswiadczeniami na temat uzycia pakietow Li-Ion zamiast LiPo.

W skrocie, czy warto? Odpowiedz: moje Avanti oraz F-22 lataja 190kmh+ przy czasie lotu 7min+.

 

Caly temat zaczal sie na poczatku tego roku od ogladania kanalu Wojtka:

Powyzszy film byl nagrywany w 2020, od tego czasu nieco poszlo do przodu.

 

Wojtek poleca ogniwa Samsung 40T. Maja one 4000mah pojemnosci i 35A max prad wg specyfikacji. Ladowanie tylko 0.5C
Ja uzywalem Molicel P42A (4200mah oraz 45A max, ladowanie 1C), a dzis testowalem Molicel P45B (4500mah 50A max, ladowanie max 3C) - i zdecydowanie bede sie przestawial na te nowe

Zacznijmy od zalet ogniw Li-Ion:
- gestosc energetyczna. Pojedyncze ogniwo wazy 68g. Takze pakiet Li-Ion 6S to 420g (kilka gram kabli trzeba doliczyc). Pakiet Gens Ace 6S 4000mah to 670g
- bezpieczenstwo. Zakladam, ze wszyscy wiedza jak to wyglada z LiPo - nieciekawie.

Ja tymczasem doswiaczylem dwoch pozarow modeli i calego okablowania - i czesc ogniw dalej dzialala. Podlaczylem raz przez pomylke pakiet 8S rownolegle do 4S - kable zaczely sie palic. Rozlaczylem, wymienilem spalone kable i tyle. Po czasie czesc ogniw z tych incydentow padla (nie pokazywaly zadnego napiecia), ale nigdy nie doszlo do czegokolwiek niebezpiecznego. Dzieki temu marginesowi bezpieczenstwa uzywam ze spokojna glowa plytek do ladowana rownoleglego:

i nie boje sie ze mi to spali dom.

- trwalosc. Rozbijajac model nie da sie ich rozwalic, nie to co LiPo Dodatkowo, wytrzymaja minimum dwa razy tyle cykli (200+) co LiPo. Mozna je tez rozladowac az do 2.5V - generalne w ESC zalecam wylaczac 'voltage cutoff' przy tych ogniwach. Jesli chodzi o przechowywanie, to kazde napiecie ponizej 3.95V (80% ladunku) bedzie ok.

- cena . Molicel P42a kosztuje 5euro (https://eu.nkon.nl/molicel-21700a-4200mah-30a.html), (p45B jako super nowosc - 12euro). Koszt zrobienia pakietu u czlowieka z ktorego uslug korzystam to 50zl. Podsumowujac: pakiet 6S to 200zl

Teraz o wadach:

- wydajnosc pradowa. Molicel P42A poda 45A - 50A i wiecej nie bedzie. Pobieranie maksymalnego pradu powoduje tez duzy spadek napiecia ogniw ('voltage sag').Trzeba o tym pamietac budujac caly system.

- nagrzewanie sie. Jesli chcemy pobierac owe 45A przez wiecej niz kilka sekund, to trzeba zapewnic ogniwom duzy przeplyw powietrza (zrobic otwory w modelu). Bez tego zaczna sie intensywnie przegrzewac - co powoduje tez dalszy spadek napiecia i drastycznie skraca zywotnosc.

- brak elastycznosci jesli chodzi o pojemnosc/wielkosc. LiPo sa dostepne we wszystkich mozliwych konfiguracjach/pojemnosciach. Tutaj jest tylko jeden rozmiar i mozemy tylko manewrowac jego wielokrotnoscia. Dlatego, Li-Ion nadaja sie raczej do duzych modeli.

- zeby zmiescic ogniwa w modelu, czesto trzeba w nim sporo wyrwac zeby zrobic dla nich miejsce.

Jak obejsc powyzsze wady:
 

Wydajnosc pradowa oraz 'voltage sag' sa zdecydowanie najwiekszymi problemami. W przydadku EDFow poradzenie sobie z nimi wymaga zbudowanego od podstaw systemu napedu i zasilania. Wstawienie ogniw Li-Ion w model EDF PNP (zaprojektowany dla LiPo) moze zadzialac, ale rezultat bedzie raczej mizerny. Model bedzie ociezaly i powolny.

W przypadku modeli smiglowych jest o wiele lepiej (maja duzo nizszy pobor pradu) - tutaj prosta wymiana czesto jest calkowicie ok. Spadek osiagow bedzie minimalny, ale bedzie latal o wieeele dluzej. Ja w moim Freewing Tigercat wstawilem silniki z wyzszym KV i ma lepsze osiagi na Li-Ion niz originalnie. A czas lotu to 10min+
 

Wracajac do EDFow.  Po pierwsze: moc silnika to napiecie pradu przemnozone przez natezenie pradu przeplywajacego.

Latanie na jednym zestawie ogniw rownolegle generalnie nie ma sensu poza dronami i szybowcami. Do modeli smiglowych trzeba dwa (2P), do EDFow mozna dwa, albo nawet trzy (2P, 3P). Wojtek w swoich filmach lata w obu konfiguracjach. Ja preferuje konfiguracje 2P, ale dokladajac ogniw.

Skoro max prad z ogniwa to 45A (90A z zestawu 2P), to by uzyskac dobra wydajnosc jedyne rozwiazanie to 'skompensowac niedobor Amperow wieksza iloscia Voltow' . 

 

Jesli chodzi o silniki, to na ile ogniw sa one przeznaczone to jest to tylko zachowawcze sugestie producentow. To co ogranicza maksymalna moc silnika to maksymalna ilosc obrotow jakie lozysta sa w stanie wytrzymac (przecietnie, dla inrunnera to 60.000) co prawie nigdy nie jest problemem oraz temperatura (przy 80 stopni C nastepuje demagnetyzacja magnesow neodymowaych). Temperatura z kolei wynika z natezenia przeplywajacego pradu oraz chlodzenia silnika.
Dlatego, budujac system zasilania, generalnie lepiej jest uzyc wiekszego napiecia i odpowiednio nizszego natezenia niz odwrotnie- mamy wtedy mniej strat w postaci ciepla.

W przypadku LiPo proste dostawienie dodatkowych ogniw (zakladajac ze ESC pozwala) moze sie skonczyc szybkim zniszczeniem silnika - bedziemy mieli duzo wyzsze obroty, odpowiednio wyzszy tez pobor pradu (a LiPo go poda!), temperatura silnika wzrasta, nastepuje demagnetyzacja/zatarcie lozysk.

W przypadku Li-Ion mamy natomiast bezpiecznik w postaci wspomnianej ograniczonej wydajnosci pradowej Dodatkowy czynnik o jakim nalezy pamietac, to ze przy maksymalnym poborze pradu mamy spadek napiecia o okolo 0.5V na ogniwo (startowe napiecie 4.2V przy uruchomieniu silnika i pelnym gazie spada w kilka sekund do 3.6-3.7V). Zamiast na to narzekac, nalezy to po prostu uwzglednic

W praktyce bierzemy moc maksymalna wybranego silnika (powiedzmy 3000W) i dzielimy przez 90A i 3.6V - i otrzymujemy ilosc cel jakie nalezy wziac 
3000/90/3.6 = 9.25

I bierzemy 10
Ja zawsze rownam w gore, bo producenci sa czesto dosc zachowawczy, no i nie latam z pelnym gazem non-stop. Fajnie miec natomiast rezerwe mocy do uzycia przez kilka sekund (lot pionowo w gore itd). No i aspekt praktyczny - zestaw 10S2P uskladam sobie z ogniw 6S i 4S i nawet 2S, a 9S nie ma jak.

Przy dobrym ustawieniu model powinien latac bezproblemowo przy polowie gazu (niski podstawowy pobor pradu, ktory pozwala ogniwom 'odpoczac').

Lepiej wziac wiecej ogniw, bo dodatkowa metoda regulacji jest tez obnizenie wartosci maksymalnego sygnalu PWM w aparaturze. Moj F-22 lata na 14S2P na silniku HET 1400KV. Rekomenduja go na 10S Powinien byc HET 1200KV, ale zamiast zmieniac silnik ustawilem 'max throttle' na 85% - efekt ten sam.

Uff, to chyba wszystko co wiem na ten temat Jak macie pytania to chetnie odpowiem.
 

[dariuszj]

20 godzin temu, adam.trzaskowski napisał:

Przy dobrym ustawieniu model powinien latac bezproblemowo przy polowie gazu (niski podstawowy pobor pradu, ktory pozwala ogniwom 'odpoczac').

Lepiej wziac wiecej ogniw, bo dodatkowa metoda regulacji jest tez obnizenie wartosci maksymalnego sygnalu PWM w aparaturze. Moj F-22 lata na 14S2P na silniku HET 1400KV. Rekomenduja go na 10S Powinien byc HET 1200KV, ale zamiast zmieniac silnik ustawilem 'max throttle' na 85% - efekt ten sam.

 

Chyba nie do końca ten sam efekt. Z tego co się orientuję spada sprawność i więcej energii idzie na ciepło. Optymalnie jest latać na pełnym wysterowaniu - największa sprawność. W miarę możliwości więc lepiej nie przesadzać z ilością ogniw i ograniczaniem tego poprzez wysterowanie PWM. To tak na marginesie, bo w końcu to i tak tylko zabawa i rozrywka.

[adam.trzaskowski]

23 minutes ago, dariuszj said:

 

Chyba nie do końca ten sam efekt. Z tego co się orientuję spada sprawność i więcej energii idzie na ciepło. Optymalnie jest latać na pełnym wysterowaniu - największa sprawność. W miarę możliwości więc lepiej nie przesadzać z ilością ogniw i ograniczaniem tego poprzez wysterowanie PWM. To tak na marginesie, bo w końcu to i tak tylko zabawa i rozrywka.

Gdyby byla mowa o silnikach rozniacych sie znaczaco parametrami, to owszem mogloby tak byc - wielki silnik puszczany na bardzo niskich obrotach faktycznie bedzie nieefektywny.
Ale tutaj chodzi o drobna regulacje, tak by szczytowa temperatura spadla z 80 stopni C na bezpieczne 70. No i silniki HET 1400 i 1200 maja taka sama wielkosc i mase - dlatego nie uwazalem wymiany za sensowna.

[adam.trzaskowski]

Jesli chodzi o kupno ogniw, ja kupuje tu: https://eu.nkon.nl/molicel-inr21700-p45b-4500mah-45a.html
Montaz pakietow zlecam tu: https://allegrolokalnie.pl/oferta/zgrzewanie-ogniw
Wczesniej korzystalem z
- BTO.pl robi OK, ale sa drodzy i dlugo sie czeka
- Batimex . Katastrofa, absolutnie nie polecam tej firmy - wytoczylem im sprawe w sadzie/ UOKIK, bo to jak mi zrobili pakiety to kryminal:

 

[CrazyTomas]

Ciekawa dyskusja, ale zdajecie sobie Koledzy sprawę, że z punktu widzenia elektrochemii nie ma ogniw Li-Ion i Li-Polymer. To są te same ogniwa. Inaczej konfekcjonowane, obliczone na inne prądy itd. To jak w lataniu 1:1. Avgas 100 ll to ta sama benzyna co do samochodu, tylko zabarwiona i oczywiście objęta inną stawką akcyzy.

[Patryk Sokol]

22 godziny temu, CrazyTomas napisał:

Ciekawa dyskusja, ale zdajecie sobie Koledzy sprawę, że z punktu widzenia elektrochemii nie ma ogniw Li-Ion i Li-Polymer. To są te same ogniwa. Inaczej konfekcjonowane, obliczone na inne prądy itd. To jak w lataniu 1:1. Avgas 100 ll to ta sama benzyna co do samochodu, tylko zabarwiona i oczywiście objęta inną stawką akcyzy.

To nie jest prawda.

 

W Li-Ionach elektrolit jest ciekły, a w Li-Polach elektrolit jest w fazie stalej.

Cały myk polega na tym, że w Li-Polach, w trakcie normalnej pracy, nie wzrasta ciśnienie, więc nie ma potrzeby stosowania blaszanych obudów.

 

A co do samego  postu @adam.trzaskowski - pełna zgoda.

 

Z paroma zastrzeżeniami:
-Osobiście stosuje głównie VTC5a z depakietowania z Allegro (tak, te po naście złoty). Do tej pory tylko raz trafiłem cellki marnej jakości,  tak to są jak najbardziej OK.

-Sam sobie z tego robię pakiety - lutuje je ślusarską lutownicą. Kiedyś używałem topnika, teraz już tylko na kalafonii. Zaleta oczywista - mogę skonfigurować model jak mi się podoba.

-Li-Iony mają zaworki bezpieczeństwa. Jedyne cellki jakie mi do tej pory padły, to pakiet 2s, który podpiąłem pod ładowarkę jako 3s (bez kabla balancera). Zsikał się elektrolitem na płytę chodnikową i tyle było dramy Tak potraktowany Li-Pol ma znacznie bardziej wybuchowy charakter

-Do większości modeli fantastyczne są regle na BLHeli-32 (albo S), odpada problem ze sterowaniem cut-offem. Nietety ich amperaż kończy się na 60A.

-Swoje Li-Iony ładuję prądem 5C. Faktem jest, że taki prąd nie utrzymuje się długo i trochę się grzeją (parę stopni ponad otoczenie), ale ładują się szybko. Najstarszy tak traktowany przeze mnie pakiet niedługo zacznie 4ty sezon (lata w TRexie 470lm jako 6s1p) i krzywda mu się nie dzieje.

 

Ogólnie - dla mnie Li-Iony to jest rewolucja w moim lataniu elektrykami. Obecnie Li-Pole stosuje tylko do naprawdę dużych prądów, tak to wszędzie Li-Ion.

Efekt jest taki, że sporo moich modeli nawet nie ma wymiennego aku. Ot wyciągam kabel i ładuję

Ogólnie - szczerze polecam, do praktycznie wszystkiego poza akrobatami 3D, racingowymi quadami i modelami gdzie Li-Ion w formie 18650 jest za duży.

[adam.trzaskowski]

17 minutes ago, Patryk Sokol said:

-Li-Iony mają zaworki bezpieczeństwa. Jedyne cellki jakie mi do tej pory padły, to pakiet 2s, który podpiąłem pod ładowarkę jako 3s (bez kabla balancera). Zsikał się elektrolitem na płytę chodnikową i tyle było dramy Tak potraktowany Li-Pol ma znacznie bardziej wybuchowy charakter

Ja przypialem kiedys przez pomylke (w modelu!) ogniwo 6S do ogniwa 4S. Izolacja kabli zaczela sie palic, czesciowo topiac mi model
Reka szybko rozpalem kable i ocalilem wszystko. Denka wywalilo na ogniwie 4S, ale dzialalo jeszcze jakis czas! Musialem tylko kable wymienic, bo polowy izolacji nie bylo. Potem po prostu zdechlo - zero volt. Ale zadnego pozaru itd.

Dla mnie to wielki plus.
Latam duzymi,prodozernymi modelami i ladowanie wielkich LiPo cegiel mnie troche przeraza - balbym sie ze dom mi sie spali.

[Adam P.]

Ogólnie co do bezpieczeństwa nie ma różnicy czy liion czy lipol, jak walniesz młotkiem albo przebijesz liion to tak samo zrobi się z niego rakietka a chwile później rozżarzony do czerwoności kawałek blachy. Co do rozmiarów, są rożne, najbardziej popularne to 21700(21x70mm) i 18650(18x65mm) ale jest też kilka innych mniejszych i większych, są też kostkowate obudowy.
Budowałem baterię do roweru elektrycznego, więc jak by ktoś potrzebował mam zgrzewarkę i trochę ogniw 50G.

[Patryk Sokol]

12 godzin temu, Adam P. napisał:

Ogólnie co do bezpieczeństwa nie ma różnicy czy liion czy lipol, jak walniesz młotkiem albo przebijesz liion to tak samo zrobi się z niego rakietka a chwile później rozżarzony do czerwoności kawałek blachy.

To też półprawda.

Tzn. - Raz, że Li-Iona trzeba trzepnąć znacząco mocniej, żeby coś takiego zrobił

Dwa - Li-Iony bardzo trudno zapalić przeładowaniem, bo szybciej oddadzą elektrolit przez zaworek.. Li-Pole zaś bardzo prosto - najpierw spuchną, a później spłoną.

[jarek996]

Po przeczytaniu tego wszystkiego, przeleje z powrotem metanol z kieliszka do zbiornika i wracam do spaliny ?

[bubu2]

Jak się naczytałem, tu na forum, wszystkiego o olejach do spalin, wróciłem do elektryków.

[young]

Ja od lat latam i tym i tym więc nie wiem w czym problem .?

 

Spalina brudzi, pierdzi ma urok.

 

Elektryk czyty i praktyczny.

Wyje też ma urok.

[Jerzy Markiton]

Adamie - na stronie dystrybutora nie znalazłem różnic w ogniwach P42 i P45, za wyjątkiem teoretycznej różnicy w pojemności. I średnicy ogniwa.

Masz jakieś inne przesłanki, doświadczenia które skłoniły Cię do zmiany ogniw ?

 

Pozdrawiam - Jurek

[adam.trzaskowski]

@Jerzy Markiton
Zwiekszenie pojemnosci o 500mah w P45B jest mile, ale nie decydujace. To co robi roznice to o 33% nizsza opornosc wewnetrzna w P45B niz w P42A- tak wiec ogniwa o wiele mniej sie grzeja i moga podac 50A ,a nie 45A. Robi to znaczaco roznice w praktyce.
Wiecej na ten temat:
https://www.e-cigarette-forum.com/threads/bench-test-results-molicel-p45b-50a-4500mah-21700…an-incredible-cell.974244/?fbclid=IwAR11oku__gbZT7lZW6wwxf5YICKT7w3r3PDZzKWCmd_Tz1JUomebDtOcYKk
https://www.e-cigarette-forum.com/blog/20700-21700-battery-ratings-and-performance-table.7827/

Mam Freewinga F-22 90mm. Zasilalem go ukladem 14S2P uzywajac P42A (i majac max PWM na 92%). Dzis latalem z uzyciem ogniw P45B. Generalnie ciag pomiedzy 40%-70%. Po 7 minutach lotu mialem 3,85V na ogniwo (przypominam, to li-ion - moglbym zejsc do ok 3.2V). Szalenstwo  - nadmiar mocy Bede go przestawial na 12S2P (max PWM 100%) - mysle ze bedzie nieco zwinniej latal.
To jest wlasnie przeslanka do zmiany.

[Jerzy Markiton]

Dzięki serdeczne Adamie !

Zakładam (nie wiem czy słusznie), że latasz  na regulatorze z telemetrią ? Mógłbyś ew. wstawić obrazki pokazujące spadek napięcia w funkcji prądu ? Jeżeli silnik i model ten sam, to na wykresie powinny pojawić się wyraźne różnice ? Nie zamierzam Cię "sprawdzać", chciałbym zobaczyć różnicę w "sztywności" nowych ogniw...

Nie znalazłem nigdzie niczego na temat oporności wewnętrznej, ani p42, ani P45... 33% - to znaczna różnica. Powinna objawić się wyższym (znacznie) prądem przy tym samym obciążeniu ? Co, w moim przekonaniu, powinno prowadzić do dalszego ograniczenia PWM (??), żeby zachować zbliżoną charakterystykę lotu.

Nie ukrywam, ze zaskoczyło mnie Twoje podejście do tematu w postaci 92% PWM.... ? Rozumiem, że łopatkami napędu nie można tak manewrować, jak łopatkami do napędu śmigłem. Pewnie stąd ta decyzja ?

Pozdrawiam - Jurek

[adam.trzaskowski]

58 minutes ago, Jerzy Markiton said:

Zakładam (nie wiem czy słusznie), że latasz  na regulatorze z telemetrią ? Mógłbyś ew. wstawić obrazki pokazujące spadek napięcia w funkcji prądu ?

Nie, nie mam telemetrii w tych ktorych uzywam. Wykres jest zalaczony do testow jakie podalem ('Continuous Current Discharge Graphs'):

1 hour ago, Jerzy Markiton said:

Nie znalazłem nigdzie niczego na temat oporności wewnętrznej, ani p42, ani P45... 33% - to znaczna różnica.

Pod drugim linkiem jest tabela, P45B ma najnizszy "internal resistance::

 

1 hour ago, Jerzy Markiton said:

Powinna objawić się wyższym (znacznie) prądem przy tym samym obciążeniu ? Co, w moim przekonaniu, powinno prowadzić do dalszego ograniczenia PWM (??), żeby zachować zbliżoną charakterystykę lotu.

Nie ukrywam, ze zaskoczyło mnie Twoje podejście do tematu w postaci 92% PWM.... ? Rozumiem, że łopatkami napędu nie można tak manewrować, jak łopatkami do napędu śmigłem. Pewnie stąd ta decyzja ?

Pozdrawiam - Jurek

Poniewaz ogniwa maja nizsze napiecie pod obciazeniem, to daje ich wiecej niz rekomendacja dla Li-PO, ale wtedy trzeba czasem max PWM ograniczyc, zeby nie przekraczac max RPM i mocy silnika.

[Jerzy Markiton]

Dzięki serdeczne Adamie !

Mnie się to nie wyświetliło. A wykresy miałem bez informacji jakiego prądu dana krzywa dotyczy. Stąd moje poprzednie pytanie.

Może się mylę, ale - jeżeli oporność wewnętrzna byłaby taka, jak deklaruje tabela powyżej, to nie powinien wystąpić taki spadek napięcia pod obciążeniem ? Jeżeli zastosowałeś ogniwa o mniejszej rezystancji wewn. to powinien wystąpić mniejszy spadek napięcia pod takim samym obciążeniem, co powinno być skompensowane dalszym ograniczeniem PWM ? 

Natomiast charakterystyki obciążenia (spadek napięcia w czasie) są typowe dla ogniw "miękkich"..... Dla mnie - to jakaś niespójność.

-------------------------

Ograniczanie PWM - odbieram to tak, że potrzebujesz faktycznie napięcia wyższego o równowartość 1 celi. Ale z jakiegoś innego powodu wolisz zastosować 2 cele. Godzisz się na 80g balastu i redukujesz moc pakietu za pomocą PWM. Dla mnie miałoby to sens, gdybyś w trakcie lotu mógł zmieniać wartość PWM wraz ze spadkiem napięcia na pakiecie z poziomu nadajnika. Ale o takiej możliwości programowania jeszcze nie słyszałem. Co nie znaczy, że nie istnieje ?

Pozdrawiam - Jurek

[cyrax_ojz]

mogę opisać moje pierwsze doświadczenia z tego typu ogniwami

 

na nowy sezon postanowiłem przeskoczyć z li-po 2200 2s na zasilanie modelu li-ion "4200" 2s niewielkim wzrostem wagi liczyłem na większą pojemność ale wyszło jak zwykle  ?

 

wybór padł na molicel p42a 4200 niestety na chwilę obecną spadki napięcia są dość znaczne i pojemność nie do końca zgadza ale może przez to że ładowarka odcina niby przy 3v i pokazuje 3550-3600mAh

 

z racji tego że w nowym modelu mam serwa hv a powerbox podaje 7.2v więc do tej wartości głównie interesuje mnie napięcie pakietu rozładowując pakiet prądem 3A po oddaniu 2000mAh napięcie spada poniżej 7,2v kontynuując do 6v finalnie jest 3600mAh

 

może jak zrobię kilka pełnych cykli to się coś poprawi

 

 

[adam.trzaskowski]

6 hours ago, cyrax_ojz said:

 i pojemność nie do końca zgadza ale może przez to że ładowarka odcina niby przy 3v i pokazuje 3550-3600mAh

 

 

Wszystko sie zgadza - 4000 mah masz przy rozladowaniu do 2.8V i to niezbyt agresywnym.

[adam.trzaskowski]

Zamowilem wlasnie spora ilosc Molicel P45B.
Jesli ktos jest zainteresowany, to za jakis czas chetnie i w badzo dobrej cenie sprzedam czesc pakietow z Moliceli P42A - nie potrzebuje az tyle.