Úvod

       Vývoj akumulátorov s veľkou energetickou hustotou a veľkými vybíjacími prúdmi modelárstvo vo veľkej miere ovplyvnil. Veľká väčšina RC modelov je dnes poháňaná akumulátormi a len malá časť profesionálnych RC modelov stále používa spaľovacie motory. Akumulátory sú dnes lacnejšie, bezpečnejšie, dostupnejšie a výkonnejšie.

	
	

Rozdelenie akumulátorov

       Akumulátory rozdeľujeme podľa ich chemického zloženia. Najväčšie a najťažšie sú olovené akumulátory (Pb) používané v modeloch lodí. V lacných a malých modeloch áut a lodí sa stretnete s nikelmetalhydridovými (NiMH), alebo nikelkadmiovými (NiCD) akumulátormi. Tie sa veľmi podobajú nabíjacím tužkovým akumulátorom. Vo väčšine modelov sa dnes ale používajú dva typy lítiových akumulátorov, a to lítium-iónové (Li-ion) a lítium polymérové (LiPo). Lítium-iónové pohonné akumulátory bývajú väčšinou zložené z viacerých valcovitých článkov veľkosti 18650, lítium polymérové z pozdĺžnych tenkých článkov rôznych veľkostí.

	

Lítiové akumulátory

       Lítiové akumulátory sa od ostatných odlišujú energetickou hustotou, ktorú majú oproti iným akumulátorom niekoľko násobne väčšiu. Na grafe je zobrazená objemová (volumetric) a aj hmotnostná (gravimetric) energetická hustota jednotlivých typov akumulátorov. Skratka za názvom akumulátora označuje spracovanie akumulátora, „C“ označuje články valcovitého a „V“ plochého tvaru. Je zrejmé, že lítiové akumulátory sú populárne práve kvôli týmto bezkonkurenčným vlastnostiam. Hmotnostnú a objemovú hustotu majú zo všetkých typov akumulátorov najväčšiu. Pri modeloch lietadiel a multikoptér kde je každý ušetrený gram cenný sa už s inými typmi akumulátorov ani nestretnete.

	
	

Vlastnosti akumulátorov

      

       Vlastnosti lítiových akumulátorov sú okrem chemického zloženia definované štyrmi dôležitými parametrami (tieto sa používajú aj pri akumulátoroch s iným chemickým zložením). Pri kúpe budete akumulátor vyberať práve podľa nich.

	

Počet článkov

       Počet článkov definuje počet jednotlivých lítiových článkov z ktorých sa akumulátor skladá. Tieto články sú zapojené do série (celkové napätie je súčtom napätia všetkých článkov) a na niektorých akumulátoroch ich aj môžete vidieť z bočnej strany. Jeden článok má vždy nominálne napätie 3.7V (LiPo) a 3.6/3.7V (Li-Ion).

	

Kapacita

       Kapacita akumulátora je vyjadrená v miliampérhodinách (mAh). Kapacita akumulátora časom a nabíjacími cyklami postupne klesá.

	

Parametre "C"

       Pri lítiových akumulátoroch sú veľmi dôležité dva údaje označené písmenom „C“. Prvým z nich je maximálny vybíjací prúd. Na akumulátore býva zapísaný dvomi číslami s lomkou a písmenom „C“ a jeho dekódovanie je veľmi jednoduché. Na obrázku vyššie je akumulátor s hodnotami 30C a 60C. Prvá popisuje maximálny kontinuálny vybíjací prúd a v tomto prípade bude 30 krát kapacita akumulátora, teda 30 ∙ 2700 = 81 000mA = 81A. Druhá hodnota označuje maximálny krátkodobý prúd (napr. pri prudkom zrýchlení otáčok motora), v tomto prípade to bude 162A.

       Druhým údajom je maximálny nabíjací prúd. Na akumulátore môže byť taktiež označený dvomi číslami. Prvé je zvyčajne „1“ a druhé je o niečo vyššie. Jeho výpočet je rovnaký ako pri vybíjacom prúde. Pre náš akumulátor bude vhodný nabíjací prúd od 2.7 po 5.4A.

	

Vnútorný odpor

       Vnútorný odpor na akumulátore zapísaný nebýva a stúpa s vekom akumulátora. Pri nákupe nového akumulátora sa ním nemusíte príliš zaoberať, pretože ho do veľkej miery reprezentuje parameter „C“ pre vybíjací prúd. Pre vnútorný odpor platí, že čím je väčší, tak tým viac výstupné napätie akumulátora pri záťaži poklesne a tým väčšia časť energie v elektrickom obvode vášho modelu sa v akumulátore premení na teplo. Pozorovať to môžete na starších akumulátoroch s ktorými bude výkon modelu kvôli poklesu napätia menší a akumulátor bude po lete oveľa teplejší ako nový. Niektoré multifunkčné nabíjačky vedia zmerať vnútorný odpor každého článku.

	
	
 

Správne používanie lítiových akumulátorov

       Každý typ akumulátora má svoje kladné a záporné vlastnosti. Lítiové akumulátory sú ľahké a schopné byť vybíjané vysokými prúdmi. Na druhej strane ich prevádza vyžaduje veľa obozretnosti.

Nabíjanie

       Lítiové akumulátory sa musia nabíjať výlučne nabíjačkami na to určenými a programami s balancovaním (balance charge). Ich nabíjací proces pozostáva z dvoch častí. V prvej nabíjačka nabíja všetky články naraz zvoleným nabíjacím prúdom cez silový konektor (napr. XT60). V druhej časti už sú jednotlivé články skoro nabité a nabíjačka ich vybalansuje cez balančný konektor malým prúdom (0.1 - 0.3A) a nabije na koncové napätie. Počas celého nabíjania nabíjačka monitoruje napätie článkov a v prípade akéhokoľvek problému nabíjanie bezpečne preruší.

       Maximálne nabíjacie napätie lítiových akumulátorov na článok je 4.1V (Li-Ion s nominálnym napätím 3.6V), 4.2V (bežné LiPo a Li-Ion s nominálnym napätím 3.7V) a niektoré akumulátory s označením HV (high voltage) sa môžu nabíjať až na 4.35V. Pri nich sa ale treba obzvlášť pozorne riadiť pokynmi výrobcu. Napätie nabitého akumulátora teda vypočítate tak, že vynásobíte napätie nabitého článku počtom článkov akumulátora. V prípade nášho akumulátora to bude 4.2V ∙ 3 = 12.6V.

       Pri nabíjaní je takisto dôležité nabíjať akumulátor správnym prúdom. Nabíjací prúd hodnoty 1C sa všeobecne považuje za ideálny, ten bude v prípade nášho akumulátora 2.7A. Akumulátor môžete nabíjať aj väčšími prúdmi povolenými výrobcom (pre vybraný akumulátor 2C = 5.4A), no treba počítať s tým, že sa akumulátor pri nich bude viac opotrebovávať. Pokiaľ viete, že pôjdete s modelom von v predstihu, tak je určite lepšie a šetrnejšie akumulátory nabiť pomalšie.

       Nabíjací prúd priamo ovplyvňuje čas nabíjania, ten sa tak dá ľahko vypočítať. V prípade vybitého akumulátora stačí vydeliť jeho kapacitu nabíjacím prúdom (2700mAh / 2700mA=1 hod.). Zo vzťahu si môžete všimnúť, že akýkoľvek lítiový akumulátor by ste nabili prúdom 1C za cca. jednu hodinu (nejaký čas ešte zaberie balansovanie). Bežne ale akumulátor nikdy nevybijete úplne a nabíjanie akéhokoľvek lítiového akumulátora dobrou nabíjačkou a prúdom 1C zaberie zväčša 35 – 50 minút.

       Prebitie akumulátora môže mať fatálne následky. Akumulátor sa začne prehrievať a nafukovať sa. V extrémnych prípadoch sa môže porušiť obal článkov a akumulátor začne dymiť až horieť. Lítiové akumulátory preto nikdy nenabíjajte bez dozoru! Aj tá najlepšia nabíjačka sa môže hocikedy pokaziť a následky môžu byť katastrofálne.

	

Vybíjanie

       Odoberaním energie z lítiového akumulátora klesá jeho napätie. Podľa napätia článku sa preto dá pri lítiových akumulátoroch odhadnúť jeho zostávajúca kapacita. Na obrázku je znázornená vybíjacia krivka LiPo akumulátoru. Pokles napätia nie je konštantný a najväčší je na začiatku a konci vybíjania.

       Lítiové akumulátory treba prestať vybíjať pri určitom napätí. To je ale ovplyvnené vybíjacím prúdom, ktorý spôsobuje pokles napätia. Minimálne vhodné napätie na ukončenie vybíjania šetrné k akumulátoru je 3.5V na článok bez záťaže. Pri lete teda akumulátor môže mať kvôli odoberanému prúdu napätie 3.3V na článok a po pristátí jeho napätie stúpne na 3.5V. Presná hodnota napätia bude závisieť na použitom akumulátore a modeli.

       Akumulátory samozrejme môžete vybíjať viac a menej. Čím bude toto napätie vyššie, tým lepšie to bude pre životnosť akumulátora. Pri väčšom vybíjaní sa treba ešte raz pozrieť na vybíjaciu krivku. V jej závere je pokles veľmi strmý, to znamená, že vybitím článku o 0.1V viac k dobru z akumulátora vytiahnete možno pár percent jeho kapacity. Naopak veľmi riskujete, že akumulátor podvybijete, pretože pokles napätia môže byť taký veľký, že sa s modelom ani nestihnete vrátiť napäť.

       Podvybitie akumulátora je rovnako zlé ako prebitie. Pri odoberaní posledným miliampérov z akumulátora veľmi poklesne jeho celkové napätie a takisto napätia jednotlivých článkov. Ešte horšie je , že každý článok v akumulátore je trošku odlišný a má trošku iný vnútorný odpor. Výsledkom toho bude, že sa každý vybije na iné napätie a takýto akumulátor nabíjačka označí ako chybný a nedovolí ho naspäť nabiť. Podvybité akumulátory sa dajú zachrániť, no každým takýmto podvybitím znižujete ich kapacitu a životnosť. Pár desiatok sekúnd letu alebo jazdenia za to ale určite nestojí.

       V modeloch je dobré používať regulátory s ochranou podvybitia akumulátora a taktiež malé LiPo alarmy. Tie vás na pokles napätia upozornia hlasitým pípaním a vy tak budete vedieť, kedy je vhodné lietanie alebo jazdenie ukončiť.

	

Skladovanie

       Okrem nabíjania a vybíjania je dôležité lítiové akumulátory aj správne skladovať, ak ich neplánujete dlhšie používať. Správne skladovacie napätie je 3.8 - 3.85V na článok pri LiPo akumulátoroch a 3.7 – 3.8V pri Li-Ion akumulátoroch. Väčšina lepších nabíjačiek má na skladovanie samostatný nabíjací/vybíjací mód v ktorom jednotlivé články akumulátora vybalansuje na skladovacie napätie.

       Najšetrnejšie je akumulátor vždy po lietaní dať na nabíjačku a nabiť pomocou takéhoto programu na skladovacie napätie. Ak máte nabité akumulátory a viete, že pôjdete o deň, dva jazdiť alebo lietať, tak je to v poriadku. Li-Ion akumulátory znášajú zlé zaobchádzanie o niečo lepšie ako LiPo, tie nikdy neskladujte nabité viac ako týždeň a určite nie počas zimnej prestávky!!! Nabité LiPo akumulátory rýchlo degradujú. Začnú sa nafukovať, strácať svoju kapacitu a ich používanie nie je bezpečné. Li-Ion akumulátory vďaka tomu používajú ako akumulátory do vysielačiek, kde sú dlhšie skladované nabité, no pokiaľ chcete predĺžiť ich životnosť, tak je dobré dodržiavať rovnaké odporúčania pre LiPo akumulátory.

	
 

Ďalšie rady a odporúčania

       Aby toho nebolo málo, tak lítiové akumulátory sú veľmi citlivé aj na mechanické poškodenie. Akumulátory s ochranou sú všetky Li-Ion články 18650 a niektoré LiPo akumulátory do modelov aút, ktoré bývajú umiestňované do odolných plastových obalov. Naopak letecké akumulátory sa umiestňujú s cieľom ušetriť hmotnosť iba do zmršťovacích fólií. Práve tieto sú potom náchylné na poškodenie, čo môže byť napr. deformácia tvaru (pri náraze, páde) a porušenie obalov akumulátora. Pri oboch sa môžu s veľkou pravdepodobnosťou poškodiť vnútorné vrstvy akumulátora a v jeho vnútri okamžite nastane skrat, akumulátor môže začať dymiť a takisto sa vznietiť. V modeloch áut preto radšej používajte akumulátory odporúčané výrobcom, poprípade ich ekvivalenty. Akumulátor v modeloch lietadiel by mal byť umiestnený na bezpečnom mieste v trupe. Určite nie je dobrý nápad umiestniť ho na zlé miesto v snahe vyvážiť model nevhodným akumulátorom.

       Lítiové akumulátory sú nebezpečné a preto je dôležité nabíjať/vybíjať ich na nehorľavých povrchoch a pod dozorom. Vhodnou investíciou je takisto nehorľavá taška na akumulátory, v ktorej môžete akumulátory skladovať a aj nabíjať.

       Mojím odporúčaním je nájsť si jeden systém a podľa neho sa o všetky akumulátory starať. Veľmi dôležité to je keď máte akumulátorov viac a môžete ľahko stratiť prehľad o ich napätí. Ja akumulátory vždy nabíjam tesne pred lietaním a po návrate domov všetky na nabíjačke vybalansujem na skladovacie napätie. Počas letu sledujem napätie na telemetrii, alebo mám v modeli LiPo alarm.

       Lítiové akumulátory majú tzv. pamäťový efekt súvisiaci s ich chemickým zložením. Znamená to, že správne aj nesprávne zaobchádzanie s nimi sa prejaví na ich kondícii a životnosti. Venovať im adekvátnu pozornosť sa preto určite oplatí.

	
	

Likvidácia

       Po uplynutí životnosti je dobré lítiové akumulátory pomaly vybiť na nabíjačke a potom vložiť do slanej vody. Slaná voda pomaly vybije zvyšky energie v akumulátore a takýto akumulátor môžete hodiť do boxov na zber starých batérií. Vždy sa na konci presvedčte, či je akumulátor vybitý a nikdy nevyhadzujte nevybitý akumulátor!!! Ten môže ľahko spôsobiť požiar!!! Ak neviete akumulátor bezpečne zlikvidovať sami, vždy ho radšej odovzdajte niekomu skúsenejšiemu, alebo ho prineste na našu predajňu.

	
	

Záver

       Aj keď to možno z článku vyznieva, lítiové akumulátory nie sú nášľapné míny a pokiaľ dodržíte zopár základných odporúčaní, tak si naplno vychutnáte ich dobré vlastnosti, pre ktoré sa tešia obľube celej modelárskej komunity. 

	

Videá

	

Zdroje obrázkov

https://www.epectec.com/batteries/cell-comparison.html

https://vdr.one/everything-you-need-to-know-about-lipo-batteries/

https://diydrones.com/forum/topics/lowest-safe-voltage-per-cell-on-lipo