Li-Po Piller Hakkında Genel Bilgiler

LiPo, LiFe, LiIon bataryalar
Cevapla
piladam
Mesajlar: 3
Kayıt: 22 Eyl 2020, 15:44
Ad Soyad: Serdar Anık

Li-Po Piller Hakkında Genel Bilgiler

Mesaj gönderen piladam » 28 Eyl 2020, 11:50

Merhaba arkadaşlar, yaklaşık 5 senedir profesyonel olarak piller üzerinde çalışıyorum.
Bu forumu da dışarıdan takip ederdim, pil başlığı olduğunu görünce bir yazı yazmak istedim.

Edit: Görsel eklemeyi beceremediğim için yazı saçma oldu.
Görselleri kabul etmedi nedense. Kusura bakmayın.

Görselleri eklemeyi öğrenip güncelleme yapacağım.

Bu başlıkta li-po pilleri anlatacağım, özellikle yüksek akım verebilen, RC cihazlarında kullanılan pillerden bahsedeceğim ancak yazdıklarım tüm li-po piller için geçerlidir.

Öncelikle bu konuda bir video serisi çekmeyi düşünüyorum, ilk video için linke bakabilirsiniz.
-kurallara çok hakim olmadığım için şu an linki koymak istemiyorum, ilk yazıdan ban yemeyelim :))-


Videodaki şeyleri burada yazıya dökmeye çalışacağım.

Yazıda;
Seri-Paralel bağlantıdan
Li-po pillerin kullanım alanlarından
Li-po pillerin iç direncinden,
Li-po pillerin üzerinde yazan C değerinden
Li-po pillerin ağırlığından,
Li-po pillerin kapasitesinden,
Li-po pillerin şarj yöntemlerinden ve balanslı/akıllı şarj cihazlarından,
ve li-po pil seçim yöntemlerinden bahsedilmiştir.


İlk kısımda 10 başlık altında inceleyeceğiz, bu başlıklar şu şekildedir;

Resim




Li-po piller genel olarak li-ion pillerle çok benzerdir.

Li-Po Pillerin Nominal Voltajı
Bir li-po pilin nominal voltajı 3.7 volttur.(bazı farklı modellerin voltajı 3.8-3.85 olabilir) Nominal voltaj tamamen dolu pilin tamamen boşaltılması sırasındaki ortalama voltajdır. Güç hesaplamalarında lazımdır.
1 tanesi 3.7 volt ise siz 3 seri(3S) li-po istiyorsanız 11.1 volt li-po arayacaksınız. 4 seri istiyorsanız 14.8 volt li-po arayacaksınız.
Ya da tam tersini düşünebilirsiniz, birisi 18.5 volt li-po diyorsa 5 seri li-po diyordur.

Li-Po Piller Nasıl Şarj Edilir?

Li-po piller genel olarak 4.2 volta kadar şarj edilir ve kapasitelerinin yarısı kadar akımla ve %2 cut-off akımıyla, CC-CV yöntemiyle şarj edilir.

Elinizde 3.7v 2000 mAh bir pil varsa 4.2 volta kadar 1000 mA akımla şarj etmelisiniz. Peki CC-CV nedir, sabit akım/sabit voltaj anlamına gelir, pilinizi önce 4.2 volta kadar sabit 1000 mA ile şarj ederseniz, pil 4.2 volta ulaştığında bu sefer voltaj sabir kalır ve akımınızı pilinizin kapasitesinin %2'sine kadar azaltırsınız, yani 2000 mAh bir pil için cut-off akımı 40 mA'dir. Bu akıma kadar düştüğünüzde pil tam doygunluğa ulaşır. Bütün bu işlemleri şarj cihazı sizin için yapar ve tüm li-po şarj aletleri bu şekilde çalışır.

7.4 volt 2000 mAh bir pil 8.4 volta kadar 1000 mA akımla, cut-off akımı 40 mA seçilerek şarj edilir.
7.4 volt 4000 mAh bir pil 8.4 volta kadar 2000 mA akımla, cut-off akımı 80 mA seçilerek şarj edilir.


Peki cut-off akımını kapasitenin %2'si kadar değil de(2000 mAh için düşünelim, 40 mA değil de 100 mA'ya kadar düşürelim)daha yüksek bir yerde kesersek ne olur? Piliniz %100 değil de %99 dolar, %98 dolar.
Tabii ki bu değerler ayarlı cihazlar için geçerlidir, piyasadaki li-po şarj aletlerinde cut-off akımı genel olarak 70-80 mA'dir. Siz ayarlamazsınız, üretim aşamasında belirlenir.
Li-po pillerin şarj aletleri çok gelişmiştir.



Li-po pillerin şarjında Skyrc, Venom Pro, Dynamite Prophet vs. gibi gelişmiş cihazlar kullanılmalıdır.
Resim
Resim

Li-po pillerden çok yüksek akım çektiğimiz için ve bu akımda çalışacak bms'lerin boyutu çok yüksek olduğu için genelde li-po piller bms'siz kullanılır.
Bu durumda pilleri dengeli şarj etmezsek büyük sıkıntılar çıkar.
örneğin 3 seri pilin artı ve eksi uçlarından 12.6 volt verdiğimiz bms varsa sorun olmaz ama bms yoksa hücrelerden iki tanesi 4.1 volt olurken 1 tanesi 4.4 volt olur ve büyük bir tehlike oluşturur.





Bataryarlar hücrelerden oluşur, siz hücreleri seri bağlarsanız voltaj artar, 3.7-7.4-11.1 şeklinde gider.
Eğer paralel bağlarsanız kapasite artar. Bir hücre 2200 mAh ise, 2 paralel yaptığınızda 4400 mAh olur.


Cihazınızın orijinal piline göre pil seçmelisiniz, orijinal pil yoksa, pili değiştirip kapasite arttırabilir miyim diye düşünüyorsanız ya da yeni bir proje yapıyorsanız, motor gücüne, o motorun taşıyabileceği ağırlığa göre seçim yapmalısınız.

Pil seçiminde motorun çalışacağı voltaj aralığına göre seri sayınızı belirlersiniz, örneğin motorun çalışma aralığı 8-13 volt ise 3 seri li-po sizin için uygundur. Çünkü 3 seri li-po minimum 9 volt(modele göre değişir) maksimum 12.6 volt olur ve bu değerler motorunuz için uygundur. Ancak 4 seri seçemezsiniz, çünkü maksimum 16.8 olur, bu motorun sınırlarını aşar.
Bazı durumlarda aynı motor 3s ve 4s için uygun olabilir. Ağırlık hesabı yaparak uygun modeli seçebilirsiniz.

İzlediğim tüm videolarda li-ion pillerin li-po pillerden daha hafif olduğu belirtilmiş, bu bilgi yanlış.
Örneğin 3 seri li-po pille 3 seri li-ion pil kıyaslanıyor ve o 3 li-ion daha hafif geldiği için li-ion'lar genel olarak li-po'lardan hafiftir deniliyor. Bu kıyasın yapılabilmesi için bataryaların aynı kapasitede olması gerekir. Aynı kapasite yetmez aynı c değerinde olması gerekir.
Aynı kapasitede C değeri daha yüksek olan batarya daha ağır olur. Videolarda standart 3 li-ion ile 70C Li-po pil karşılaştırılmış. 70c değil de 10c-20c olsaydı emin olun li-po daha hafif olurdu. Biz de videomuzda bir ağırlık karşılaştırması yapacağız. (Bu yazıyı videodan önce yazıyorum, inşallah yapmışızdır, yapmadıysak hatırlatın lütfen :))

Li-po pillerin tercih edilmesindeki en önemli sebepler, li-po pillerin istenilen boyutlarda üretilebilmesi, kapasitesine göre çok yüksek akım verebilmesidir.
Orta düzey bir quadcopter'da kullanılan ortalama boyutlu bir li-po pilden 200-250 amper çekilebilir ki bu çok çok yüksek bir değerdir.

C Değeri Nedir?
Li-po pillerde C değeri nedir? C bir kat sayıdır, pilin üzerinde 50C yazıyorsa kapasitesinin 50 katı kadar anlık akım verebilir demektir. Örneğin 2200 mAh 50C bir pilden 2.2*50=110 Amper akımı devamlı olarak çekebiliriz. datasheete bakarak bu değerden daha fazlasını çekip çekemeyeceğimizi teyit etmemiz gerekir.

Burst Akımı Nedir?
Burst akımı patlama akımıdır, genelde c değerinin 2 katı olur ve pilden birkaç saniye boyunca bu akımı çekebiliriz, cihazın kalkış anında bu akıma ihtiyaç duyabiliriz.

Li-Po Pillerde İç Direnç

Li-Po pillerle alakalı en önemli terimlerden birisi iç dirençtir.
Yüksek akım verebilen li-po pillerin iç direnci oldukça düşüktür.
Birçok kişi iç dirence bakarak pil sağlığına karar verir. Bunun doğru bir yöntem olduğunu söyleyebiliriz ancak referans noktamızı iyi belirlememiz lazım.

Bir li-po pilin iç direnci kaç olmalıdır sorusu belirsiz bir sorudur.
Batarya grubunun toplam iç direncini ölçtüğümüz için voltaj önemlidir, kapasite önemlidir, c değeri önemlidir ve her marka kendi içerisinde değerlendirilmelidir.

Ama şunu söyleyebiliriz;
Aynı voltaj ve kapasitedeki pillerden C değeri yüksek olanın iç direnci düşüktür.
Aynı voltaj ve C değerindeki pillerden kapasitesi yüksek olanın iç direnci düşüktür.
videoda 3 pili ölçtük;

11.1V 20C 2700 mAh 9.10 mOhm
11.1V 20C 2200 mAh 11.9 mOhm
11.1V 30C 2700 mAh 6.8 mOhm
gördüğünüz gibi aynı şartlarda kapasite arttıkça iç direnç azalıyor, yine aynı şartlarda c değeri arttıkça iç direnç azalıyor.

Bu durum markaya göre değişkenlik gösterebilir, farklı bir marka ölçüp 15 mOhm iç direnç bulursanız o pile kötü diyemezsiniz, üretici farklı bir yöntemle üretiyor olabilir.
Ancak üretim aşamasında 6 mOhm olan bir pil zaman içerisinde 15 mOhm olduysa sıkıntı var diyebilirsiniz.
İç direnç klasik multimetreler ile ölçülemez.
İç direnç ölçüm cihazı gereklidir.
Resim
Resim

Li-Po Pillerin Kapasitesi
Pillerin kapasitesi üzerinde yazar. 2200 mAh, 5400 mAh gibi değerler görürüz. Bu değerler amper saat cinsindendir ve pilimizin belirli bir akımla ne kadar çalışacağı hakkında bize fikir verir.
Bir pilin üzerinde 2200 mAh yazıyorsa, o pili 440 mA ile deşarj ettiğinizde 5 saat çalışacağı anlamı çıkar, bu nominal değerdir. Standardlara göre bu değer li-po pillerde 5 saat üzerinden verilir, örneğin akülerde 20 saat üzerinden verilir.
Yani pil kapasitesinin %20'si ile deşarj edildiğinde bu kapasiteyi vermelidir.
Her koşulda aynı kapasiteyi beklemek doğru olmaz.
Yani;
440 mA ile deşarj ettim 5 saat çalıştı 2200 mAh çıktı,
2200 mA ile deşarj edeyim 1 saat çalışsın 2200 mAh çıksın,
22000 mA ile deşarj edeyim 6 dakika çalışsın 2200 mAh çıksın diyemeyiz.
Pil nominal kapasiteyi yalnızca ideal artlar altında sağlayabilir. Çekilen akım arttıkça kapasitenin azalması normaldir.

Ancak li-po piller çekilen akım arttıkça kapasitenin çok azalmaması mantığı ile tasarlanmıştır. Yani 2200 mAh pilden 50 amper de çekseniz C değeri uygunsa en az 2000 mAh kapasite verebilir.
Zaten li-po pilleri diğerlerinden ayıran en temel özellik budur.

Li-Po Pillerin Seri-Paralel Bağlanması
seri paralel bağlantı batarya üzerinde çok daha iyi anlatılır. İleride batarya yapım konusunu anlatmaya çalışacağım.


Piller seri bağlanırsa voltaj artar. Teorik olarak voltajı sonsuza kadar arttırabilirsiniz. Seri bağlantı görseldeki gibidir.
Seri bağlantıda bir pilin artısı diğer pilin artısına bağlanır.

Resim

Piller paralel bağlanırsa kapasite artar. Teorik olarak kapasiteyi sonsuza kadar arttırabilirsiniz.
Paralel bağlantıda artı artıya, eksi eksiye bağlanır.
Resim
En son piladam tarafından 28 Eyl 2020, 12:01 tarihinde düzenlendi, toplamda 6 kere düzenlendi.
Beğenenler: YldzEnesmakbas6KaysbencilzevkmcuyanikÖmer Kurt

piladam
Mesajlar: 3
Kayıt: 22 Eyl 2020, 15:44
Ad Soyad: Serdar Anık

Re: Li-Po Piller Hakkında Genel Bilgiler

Mesaj gönderen piladam » 28 Eyl 2020, 11:52

10000 karakter sınırı olduğu için devamı burada;

Cycle-Çevrim Sayısı
Bir tam şarj ve bir tam deşarja 1 cycle denir.
Pilin ömrü boyunca kaç kez kullanılabileceği cycle sayısından anlaşılır.
Marka ve modele göre değişkenlik göstermekle birlikte li-po piller ortalama 300-500 cycle ömre sahiptir. Birçok üretici 500 kullanım sonrasında pilin kapasitesinin %80’e düşeceğini belirtir. Bu seviyeden sonra daha önce de söylediğimiz gibi pil kararsızlaşır, performansı tahmin edilemez olur.

Şarj voltajımız 4.2’den ne kadar düşük olursa çevrim ömrümüz o kadar yüksek olur. Diğer yazıda li-ion için paylaştığım tablo burada da geçerlidir.

Tablodan da görülebileceği gibi 4.2 volt yerine 4.1 volta kadar şarj ettiğimizde kapasitenin yaklaşık %90’ınını kullanırken çevrim ömrünü 2 katına çıkarıyoruz. Akıllı şarj cihazlarında şarj voltajı ayarlanabilir.

Şarj Voltajının Kapasiteyi kaç katına çıkaracağını gösteren yaklaşık bir formül vardır.
Resim

Vch yerine şarj voltajınızı yazarak kapasiteyi kaç katına çıkaracağınızı ya da düşüreceğinizi görebilirsiniz. 4.2 voltta standard cycle sayısı 500 kabul edilmiştir.
İzlediğim bazı videolarda pillerinizi kesinlikle 3.7 volttan daha fazla deşarj etmeyin denilmiş, bu; pil sağlığı açısından doğru olsa da bu şekilde pil kapasitesinin önemli bir kısmı kullanılmamış olur, örneğin drone’umuz 10 dakika uçacaksa, 5-6 dakika uçar. Hem kapasitenin büyük bölümünü kullanmak hem de pil sağlığını korumak isterseniz 3v-3.2v civarına kadar deşarj edebilirsiniz. Pil ne kadar az deşarj edilirse kullanım ömrü o kadar uzun olur ancak birçok uygulamada kapasitenin %10’u-%20’si çok yetersiz olacaktır. 3.2 volta kadar deşarj ederek pil kapasitesinin %90’ını kullanırken pilimizin kullanım ömrünü önemli ölçüde arttırabiliriz.
Pili sürekli yüksek sıcaklıkta kullanmak kapasiteyi ve çevrim ömrünü olumsuz etkiyecektir.
Kısaca Şarj-deşarj voltajını ayarlayarak ve ideal koşullara en yakın koşullarda yapılan kullanım, pil ömrünü oldukça uzatabilir. Bu pahalı pilleri 1 senede kullanılamaz hale getirmek çok mantıklı değil. Tabii ki maddiyat önemli değil ben hobby pili kullanıyorum ve keyif almak istiyorum diyenler pili maksimum sınırlar içerisinde kullanabilir.

Li-Po Pillerde Ağırlık

Li-Po pillerdeki en önemli şeylerden birisi ağırlıktır.
Aynı voltajda kapasite ve C değeri arttıkça ağırlık artar.
Cihazınız ve motorlarınız için doğru ağırlıktaki pili seçmelisiniz.

100 1500 mAh gram pil yerine 500 gram 7500 mAh pil takayım, uçuş sürem uzasın diyemezsiniz. Cihaz o ağırlıkta yerinden kalkamaz.

Arkadaşlar şimdilik bu şekilde yazdım. Devamında;

Li-po pillerin depolanması
Li-po pillerle batarya yapımı
Farklı cihazlar için li-po pil seçimi
Nereden orijinal pil alabiliriz
Pilimizi nasıl test edebiliriz,
Şişmiş li-po pilin neden şiştiği ve diğer arızalar
Arızalı pillerin tamir olup olmayacağı gibi konularda videolar çekeceğiz.

Video ve yazıda yanlış kısımlar varsa lütfen belirtin.
Beğenenler: bencilzevkYldzEnesÖmer Kurt

YldzEnes
Mesajlar: 88
Kayıt: 06 Oca 2019, 20:39
Ad Soyad: Enes Yıldız

Re: Li-Po Piller Hakkında Genel Bilgiler

Mesaj gönderen YldzEnes » 09 Eki 2020, 23:04

Çok güzel yazmışsınız elinize sağlık. Bu yazının değer görmemesi beni şaşırttı.

Kays
Mesajlar: 11
Kayıt: 29 Eyl 2020, 00:00
Ad Soyad: Kaan Kaya

Re: Li-Po Piller Hakkında Genel Bilgiler

Mesaj gönderen Kays » 10 Eki 2020, 02:26

Çok başarılı bir yazı olmuş devamında gelecek olanlarla beraber çok daha güzel olacaktır, tebrik ederim.

Yusufkg
Mesajlar: 405
Kayıt: 24 Tem 2019, 16:15
Ad Soyad: yusuf gün
Konum: konya

Re: Li-Po Piller Hakkında Genel Bilgiler

Mesaj gönderen Yusufkg » 10 Eki 2020, 10:28

Çok güzel bir yazı olmuş elinize sağlık, bu arada paralel bağlantıda kapasite artışından dolayı liponun verebileceği maksimum akım da artar
.

Cevapla

“Bataryalar” sayfasına dön