باتری

َآشنایی با مشخصات باتری لیتیم پلیمر و نحوه کار با آن در کوادکوپتر{جلسه هفتم}

باتری لیتیم پلیمر

باتری لیپو

باتری لیتیم پلیمریکی از بخش های مهم کوادکوپتر است و دانستن مشخصات یک باتری لیتیم پلیمر جهت ارتباط با موتور و انتخاب ملخ و اسپیدکنترل از موارد مهم طراحي است. در کوادروتور از باتری لیتیم پلیمر(Lithium-Polymer) که به اختصار LiPo یا Li-Poly می نامند استفاده می کنیم .

 

دیتاشیت باتری لیتیم پلیمر

در شکل فوق اطلاعات اصلی که روی باتری لیتیم پلیمر نوشته می شود را مشاهده می کنید.

اطلاعات روی باتری لیتیم پلیمر

اطلاعاتی  رو که در عکس میبینید باهم تحلیل می کنیم:

2200mAh  : یعنی اینکه این باتری لیتیم پلیمر در یک ساعت 2200 میلی آمپر به ما جریان میده.

m: milli  به معنای 0.001  می باشد.

A: Amper به معنای آمپر می باشد.

h: hour به معنای ساعت می باشد.

طبق توضیحات فوق 2200 میلی آمپر معادل 2.2 آمپر است.

2200*0.001=2.2

سلول در باتری

سلول در باتری

در شکل فوق 3تا لایه میبینید. اسم هر لایه سلول نام دارد. یکی از این سلولها 3.7 ولت رو برای ما تامین میکنه. و در این باتری که ما 3تا سلول داریم 11.1 ولت انرژی  رو میتونیم به اجزای  ربات بدیم:

3*3.7 =11.1 :ولتاژ باتری

نقل یک تجربه: این باتری لیتیم پلیمر که در شکل بالا می بینید به دليل اتصال نامناسب ولتاژ تركيده است. اين باتري 3سلول دارد كه با شارژر 11.1ولت شارژ مي شود ولي به دليل كم دقتي و اتصال شارژر 14.8ولت به آن تركيده است. موقع شارژ باتری هاتون حتما دقت کنید رو چندولت تنظیم میکنید.

برای نشان دادن تعداد سلولهای باتری بصورت 3S  و یا 3Cell  می نویسند.

باتری 4 سلول لیتیم پلیمر

در شکل فوق یک باتری لیتیم پلیمر 4 سلولی را مشاهده می کنید. ولتاژ هر سلول آن 3.7  ولت است پس ولتاژ نهایی برابر است با:

4*3.7=14.8

به همین ترتیب برای بقیه باتری ها از روی ظاهر آن می توانید ولتاژ آن را حدس بزنید:

باتری 5سلولی: 5*3.7=18.5

باتری 6سلولی: 6*3.7=22.2

به همین ترتیب هر باتری دیگری رامی توانید محاسبه کنید.

  • 3.7 volt battery = 1 cell x 3.7 volts (1S)
  • 7.4 volt battery = 2 cells x 3.7 volts (2S)
  • 11.1 volt battery = 3 cells x 3.7 volts (3S)
  • 14.8 volt battery = 4 cells x 3.7 volts (4S)
  • 18.5 volt battery = 5 cells x 3.7 volts (5S)
  • 22.2 volt battery = 6 cells x 3.7 volts (6S)
  • 29.6 volt battery = 8 cells x 3.7 volts (8S)
  • 37.0 volt battery = 10 cells x 3.7 volts (10S)
  • 44.4 volt battery = 12 cells x 3.7 volts (12S)

 

ضریب تخلیه باتری

پارامتر دیگری که باید بررسی شود 25C  است که در شکل فوق گوشه سمت راست می بینید. این عدد یعنی اینکه این باتری 25 برابر قدرت خالی کردن شارژ دارد. هرچه این عدد بالاتر باشد برای ما بهتر است. مخصوصا در مواقعی که ربات حرکات نمایشی و آکروباتیک انجام می دهد جریان بسیار زیادی می کشد و باتری را به سرعت تخلیه می کند. حالا این قدرت خالی کردن شارژ که در بالا گفته شد یعنی چی؟! به مثال زیر دقت کنید تا کاملا متوجه شوید.

در تصویر بالا عدد 2500mAh  را می بینید و این یعنی اینکه اگر 2.5 آمپر از باتری جریان بکشیم 1ساعت طول می کشد تا کل باتری تخلیه شود. اگر 5 آمپر از باتری جریان بکشیم نیم ساعت طول می کشد تا کل باتری تخلیه شود و اگر 7.5 آمپر از باتری جریان بکشیم 20 دقیقه طول می کشد تا کل باتری تخلیه شود. این یعنی اینکه هر چه ما جریان بیشتری از باتری بکشیم باتری زودتر تخلیه می شود. 

حالا عدد 25C  را در نظر بگیرید:

حداکثر ظرفیت تخلیه بار باتری 25Cاست از طرفی جریانی که باتری برای ما تامین میکنه 2.5 آمپر است پس برای بدست آوردن حداکثر جریانی که ما می توانیم از باتری بکشیم باید 2.5آمپر باتری را در عدد 25 که قدرت تخلیه شارژ باتری می باشد ضرب کنیم:

حداکثر ظرفیت تخلیه بار: 25*2.5=62.5A

حالا بنظرتون اگه ما 62.5 آمپر از باتری جریان بکشیم چقد طول میکشه تا کل باتری خالی بشه؟؟

جواب: در بالا گفتیم که اگه 2 برابر جریان بکشیم باتری نیم ساعت دوام داره حالا اگه 25 برابر جریان بکشیم کافیه 1ساعت یا همون 60 دقیقه رو به 25 تقسیم کنیم:

60min/25=2.4min

یعنی باتری ما در عرض 2.4 دقیقه به طور کامل خالی میشه  و اگه حواستون نباشه یا تنظیماتی انجام نداده باشید کوادکوپترتون از اون بالا پرت می شه روی زمین!!!

 در جدول زیر هم مشاهده می کنید که چنانچه 1C دوام 1ساعته داشته باشد بقیه نرخ ها به صورت زیر می شود.

C-rate Time
5C 12 min
2C 30 min
1C 1h
0.5C or C/2 2h
0.2C or C/5 5h
0.1C or C/10 10h
0.05C or C/20 20h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

حالا شاید یکی بخاد مثلا 4.03 از باتری جریان بکشه اونوقت چقدر باتری دوام داره؟

در صورتی که سوال بالا را پاسخگو باشید مفاهیم را به طور کامل متوجه شده اید.

سیم های متصل به باتری

در شکل زیر نمای داخلی سیم کشی های باتری لیتیم پلیمر 2 سلول و 4 سلول را مشاهده می کنید. همانطور که در شکل ها مشخص است شرکت های سازنده سلول های باتری ها را به صورت سری به هم متصل می کنند. این سلول ها دارای ظرفیت و ولتاژ یکسان هستند.

سیم کشی باتری لیتیم پلیمر

در زیر هم سیم کشی یک باتری لیتیم پلیمر سه سلولی را مشاهده می کنید.

سیم کشی باتری سه سلولی لیتیم پلیمر

دو تا سیم بزرگ مشکی و قرمز به ترتیب قطب های مثبت و منفی باتری هستند که برای شارژ استفاده میشه و در همه باتری ها مشترک است. ولی اون 5 تا سیم کوچک در باتری ها متفاوت است. این سیم های کوچک  فقط در زمان شارژ باتری استفاده می شود و کاربردشان این است که باعث می شوند همه سلولها بطور یکسان شارژ شوند. بطور کلی یک سیم از این 4سیم بطور مشترک به زمین متصل است و سه سیم دیگر به قطب های مثبت سلولها وصلند. به این سیم ها اصطلاحا بالانسر گفته می شود.

 1-اگر باتری 3 تا سلول داشت 4 تا سیم کوچک به اون متصل میشه.

2-اگر باتری 4 تا سلول داشت 5 تا سیم کوچک به اون متصل میشه.

3-اگر باتری 5 تا سلول داشت 6 تا سیم کوچک به اون متصل میشه.

و به همین ترتیب یک سیم به آن اضاف می شود.

حالا فرض کنید یه باتری 4سلولی داریم پس 4تا سیم جهت اتصال به قطب های مثبت و 1سیم مشترک بین همه جهت اتصال به زمین است که 5 تا می شوند.

عمر باتری

سعی کنید برای افزایش عمر باتری کوادکوپترتون حداکثر تا نصف ضریب تخلیه ای که شرکت سازنده اعلام کرده بالاتر نروید. در حقیقت هر چه شما به عدد C نزدیکتر شوید عمر باتری هم سریع تر کاسته می شود. به عنوان مثال اگر باتری شما دارای ضریب تخلیه 25C است سعی کنید حداکثر تا 12.5C اون رو استفاده کنید و بالاتر از این محدوده نروید.

محل مناسب شارژ

سعی کنید هنگام شارژ باتری ها آنها را در محل های مناسب شارژ کنید. شارژرها و باتری ها در زمستان حساس هستند و در صورتی که در یک گاراژ در زمستان آنها را شارژ می کنید روند شارژ به کندی صورت می گیرد و یا حتی بازدهی لازم را ندارند و ممکن است به باتری آسیب برسد.

ایمنی باتری

هر باتری متناسب با کارکردش ویژگی های خاصی داره. باتری های لیتیم پلیمر را در کاورهای مخصوص خودش قرار دهید تا از اتفاقات احتمالی جلوگیری شود. این کاور ها در صورت ترکیدن باتری از پاشش آن به اطراف جلوگیری می کنند در شکل زیر نمونه ای از این کاورها را مشاهده می کنید.

battery cover

 

برای دریافت آخرین مطالب سایت  و همچنین مطالب منحصر به فرد دیگر که در سایت منتشر نمی شوند میتوانید در کانال تلگرام ما عضو شوید و یا در اینستاگرام ما را فالوو کنید:

 

9 نظر

  • موسی

    خیلی ممنون

    • حامد قاسمی

      ممنون از شما به خاطر همراهیتون

  • محمد رضا اردستانی

    خیلی ممنون جناب قاسمی لطف میکنید

  • محمد رضا اردستانی

    لین دیتا شیت موتور مذکور هست

  • محمد رضا اردستانی

    خیلی ممنون از پاسخ شما
    اما توی دیتا شیت موتور 52110 حرفی از ماکسیمم جریان زده نشده و فقط جدولی براساس آراست موتور و توان اون داده شده که در حد اکثر حالت تراست ۳۴۵۰ گرم و توان ۶۵۰ وات با ولتاژ ۲۵ ولت ذکر شده که جریان در این حالت برابر با ۲۵ آمپر می شود یعنی این حداکثر مصرف موتور در حالت تیک آف میشه ؟ سلول هایش باتری نیز ۶ سلول ۱۳ آمپر ساعتی هستش
    من برای باتری توی حالت لیتیوم یون وزن ۶,۶ کیلو رو پیدا کردم ولی برای پلیمر با این ظرفیت (۸۰ آمپر ساعت) حداقل ۱۵ کیلو باتری لازم هست و باتری مد نظر رو یک شرکت ایرانی برای من میسازه و نگرانی من از این هست که آیا امکان سوختن باتری لیتیوم یون به خاطر پایین بودن ضریب تخلیه هست یا نه؟

    • قاسم قاسمی

      با سلام
      با توجه به اینکه این موضوع بسیار مهم و حیاتی می باشد سعی می کنیم تا فردا یک جلسه کامل مربوط به نحوه انتخاب و محاسبه باتری و موتور و اسپید و ملخ باهم و محاسبات هرکدام را برایتان بارگذاری کنیم. اعداد هم به صورت مثال های فرضی ذکر می کنیم که خودتان بتوانید جایگذاری کنید و هر نوع مولتی روتوری که خواستید بسازید با محاسبات مربوطه آشنا باشید. در انتها باز هم اگر سوالی بود بنده و بقیه همکاران در خدمتیم.
      اون جدول هم که بیان نمودید بسیار مهم می باشد که توسط شرکت های سازنده موتور ارایه می شود.
      جریانی هم که روبروی حداکثر تراست نوشته شده است جریان حداکثر می باشد. البته ذکر این نکته هم لازم است که در هنگام تیک آف حداکثر جریان اتفاق نمی افتد.
      موفق باشید.

  • محمد رضا اردستانی

    سلام خسته نباشید
    با مسأله خیلی گیج کننده ای برخورد کردم خیلی ممنون میشم کمکم کنید
    آیا امکانش هست برای اوکتا کوپتر با موتور های emax mt 5210 که حداکثر جریان ۲۵ آمپر رو میکشن ( در مجموع ۲۰۰ آمپر) از باتری لیتیوم یون با ظرفیت حداکثر ۸۰ آمپر ساعت استفاده کرد؟ حداقل ظریب تخلیه باتری باید چه مقدار باشه؟
    آیا ممکن هستش موتور مقداری بیشتر از اون چیزی که توی دیتا شیت اون نوشته شده جریان بکشه؟ حداکثر جریان دقیق این اوکتا کوپتر رو چجوری محسابه کنیم؟

    • قاسم قاسمی

      با سلام و احترام
      در مورد مطالبی که عرض نمودید:
      1- اینکه نوشتید از باتری لیتیم یون استفاده کردید باید خدمتتون عرض کنم که بهتره از باتری لیتیم پلیمر استفاده کنید زیرا وزن کمتری به ازای انرژی یکسانی به شما میده هر چند قیمت بیشتری پرداخت میکنید. و طبیعتا وزن در یک مولتی روتور یک پارامتر بسیار مهم است.
      2- وزن کل مولتی روتور و وزنه ای که می خواهد بلند کند مهم می باشد.
      3- تعداد سلول های باتری مهم می باشد که ذکر ننموده اید.
      4- در صورتی که موتور مقدار بیشتری از اون چیزی که در دیتاشیت نوشته شده جریان بکشد موتور می سوزد. اگر دقت کرده باشید یکی از پارامترهایی که در دیتاشیت مقدار حداکثر آن را ذکر کرده است جریان می باشد.
      موفق باشید.

  • نوشتن نظر

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    Optionally add an image (JPEG only)