Обычно в полевых условиях радиолюбители применяют гелиевые свинцовые герметичные аккумуляторы, используемые в источниках бесперебойного питания. Как правило, это 12 В аккумуляторы емкостью 7 А/ч. Существенный недостаток таких АКБ – масса около 2 кг. Для стационарного питания это не имеет значения, но носить такой груз в рюкзаке удовольствия не доставляет. Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Po) при той же емкости весят гораздо меньше, и кроме того, могут отдавать больший ток. Широкий выбор этих АКБ различной емкости и напряжения есть в авиамодельном хобби. В данной статье речь пойдет об особенностях работы с такими аккумуляторами.

Рассмотрим пример маркировки Li-Po аккумулятора 8000 mAh 3S1P 30C/40С. С емкостью (8А/ч) все понятно. Напряжение батареи зависит от количества элементов (банок). Элементы могут быть подключены последовательно (S) или/и параллельно (Р). Номинальное напряжение одного элемента литий-полимерного аккумулятора составляет 3.7 В, максимальное напряжение после зарядки – 4.2 В. В данном случае мы имеем 3 последовательно соединенных элемента по 8А/ч с общим номинальным напряжением 11.1 В, максимальным – 12.6 В. Параметр С указывает кратность максимального тока разряда относительно емкости АКБ. Первое значение – постоянный ток, второе – кратковременный (несколько секунд). На нашем примере это 30С х 8А = 240А и 320А соответственно. Надо отметить, что это один из самых ёмких аккумуляторов в моделизме, где большие токи необходимы для мощных моторов. Весит такой аккумулятор 580г, что почти в 4 раза меньше аналогичного свинцового. Размеры 170х70х27 мм. Аккумулятор 4400 mAh 3S1P 15C/20С весит 330г и имеет размеры 142х50х21 мм. У АКБ 2200mAh 3S1P 25C/30C вес 190 г габариты 105х35х24 мм. Количество циклов заряд-разряд около 500. Для выхода на свою полную емкость новые аккумуляторы необходимо потренировать несколькими циклами.

Были проведены экспериментальные замеры времени работы АКБ 4.4 А/ч. При токе разряда 0.3 А время падения напряжения с 12.6 В до 9 В составило 13 ч 20 мин, что соответствует его заявленной емкости (0,3 А х 13.33 ч = 4 А/ч). Время работы на общий вызов при токе RX 150 мА и TX 2 А до падения напряжения до 12 В составило 1 час, до напряжения 11.5 В – 2.5 ч, до 11 В – 5.5 ч. Минимально допустимое напряжение для этого типа АКБ составляет 9 В, так что возможно он еще 1-2 часа и протянул бы, но вопрос в том, допускает ли ваш трансивер работу при таком напряжении. Можно предположить, что 8 А/ч АКБ будет обеспечивать в два раза более продолжительную работу.

В эксплуатации Li-Po аккумуляторов необходимо строго соблюдать меры предосторожности. В частности, к потере емкости приводит разряд ниже 3 В на элемент (это min, рекомендуется останавливаться на уровне 3.3 В), нагрев свыше 60°С, разгерметизация, хранение в разряженном состоянии. Особенно не допускается перезаряд свыше 4.2 В на элемент, короткое замыкание или разряд током, превышающий допустимый. В этих случаях происходит гарантированное возгорание аккумулятора. Хранить АКБ рекомендуется заряженным на 50-70%. Все это накладывает жесткие требования на параметры зарядки аккумулятора и контроля напряжения при разрядке. Зарядку литиевых АКБ осуществляют с помощью специального зарядного устройства, контролирующего ток заряда и напряжение каждого элемента.

Микропроцессорные зарядные устройства для модельных АКБ имеют примерно одинаковую конструкцию и управление. Рассмотрим их работу на примере Turnigy Accucel-6 50W. Это ЗУ обеспечивает зарядку Li-Io, Li-Po, Li-Fe, Ni-Cd, Ni-MH, Pb аккумуляторов с максимальной мощностью заряда 50 Вт током до 6 А. Кроме того, при зарядке литиевых АКБ обеспечивается балансировка (выравнивание напряжения каждого элемента), подготовка АКБ к хранению, разряд АКБ, тренировка (заряд/разряд только для Ni-Cd и Ni-MH), ограничение времени заряда, контроль входного напряжения ЗУ (защита автомобильного аккумулятора от глубокого разряда). Зарядное устройство подключается к блоку питания с выходным напряжением 11-17В, выдерживающим ток до 5 А. Li-Po аккумулятор подключается к ЗУ через силовые разъемы (красный/черный) и гребенку для балансировки АКБ.

Для выбора параметров надо нажимать кнопку TYPE, вход в режим изменения параметра – START, кнопками STATUS происходит изменение значения параметра, сохранение – снова START.

Зарядку Li-Po аккумуляторов рекомендуется выполнять совместно с балансировкой элементов. Для этого после подключения АКБ и питания ЗУ необходимо выбрать режим заряда с балансировкой, установить ток зарядки и номинальное напряжение АКБ (кол-во элементов). После установки необходимых параметров нажимается кнопка START более 3 сек. Параметр R показывает кол-во элементов, определенное зарядным устройством, параметр S– указанное пользователем в предыдущем шаге. Если они совпадают, снова нажимается START для начала зарядки. В противном случае – STOP для возврата в предыдущее окно.

Во время зарядки на экране отображается ток зарядки, напряжение батареи, прошедшее время и количество «залитой» емкости. При нажатии STATUS отображается напряжение каждого элемента. Современные Li-Po АКБ позволяют заряжать их током 1С, но рекомендуется ограничивать уровнем 0,5С, особенно при зарядке 8А/ч аккумулятора. Необходимо помнить об ограничении мощности самого ЗУ. Таким образом, зарядка 8А/ч аккумулятора током 4А и АКБ 4,4А/ч током 2,2А заняла чуть больше 2-х часов, при этом в них было «залито» близкое к заявленной емкости количество энергии. В конце зарядки ток уменьшается. При достижении напряжения 4,2В на элемент, процесс зарядки прекращается.

Для подготовки АКБ к хранению выбирается соответствующий режим. Так же устанавливается ток заряда и количество элементов в батареи. В зависимости от напряжения батареи, ЗУ само определит заряжать или разряжать АКБ до оптимального уровня хранения.

На экране отображается процесс. Для экстренной остановки необходимо нажать STOP.

Режим разряда применяется для тренировки аккумулятора. Так же устанавливается ток разряда (для данного ЗУ мощность разрядки не должна превышать 5Вт, т.е. для 3S не более 0,4А) и количество элементов в батарее.

Зарядное устройство имеет функцию памяти параметров для 5-и различных режимов зарядки. Это удобно, когда есть несколько разных АКБ. Сначала необходимо войти в режим программирования и ввести параметры аккумулятора.

Затем ввести режимы заряда, разряда, последовательности заряда/разряда и количество циклов тренировки (для Ni-Cd и Ni-MH АКБ) и сохранить данные.

Для загрузки сохраненных параметров необходимо выбрать номер режима и нажать START дольше 3 сек.

Аккумуляторы разной емкости имеют разные силовые разъемы. При наличии нескольких различных АКБ имеет смысл перепаять все разъемы к единому типу. Хорошим вариантом можно считать XT-60. Его максимального тока в 60А хватит радиолюбителю с большим запасом.

Для контроля напряжения АКБ при работе в поле очень удобно пользоваться специальным вольтметром. Он подключается в балансирный разъем аккумулятора и поочередно показывает напряжение каждого элемента и общее всей батареи.

Другим вариантом контроля напряжения является свето-звуковой сигнализатор. Он контролирует общее напряжение Li-Po 3S батареи и цветом со звуковым сигналом оповещает о напряжении АКБ. При напряжении выше 11,1В светодиод горит синим цветом, 11,1-10,2В – синим мигающим, 10,2-9,9В – красным, ниже 9,9В – красным мигающим со звуковым сигналом. Потребляемый ток 11 мА.

Литиевые аккумуляторы хорошо зарекомендовали себя при работе в полевых условиях и их можно смело рекомендовать к использованию. На холоде емкость АКБ снижается, поэтому его необходимо держать в тепле.

Существует еще похожий на Li-Po тип Li-Fe. При 4-х элементах этот аккумулятор имеет рабочее напряжение 13,2В, что лучше подходит для запитки импортных трансиверов. По сравнению с Li-Po этот тип АКБ почти в два раза больше весит и на столько же дороже.

Все перечисленное оборудование можно приобрести в китайском интернет-магазине Паркфлаер.