Uso, scelta e manutenzione delle batterie LiPo

[Kurgan]

Da qualche tempo nel softair si e` imposto l'uso delle batterie LiPo (polimeri di litio) al posto delle vecchie NiMh o NiCd. Vediamo di capire quali sono i vantaggi, i problemi, e come scegliere la batteria giusta.

Vantaggi e svantaggi delle LiPo

Le batterie LiPo hanno diversi vantaggi sulle classiche NiMh. Questi sono:

• Maggiore capacita` in relazione alle dimensioni e al peso (una batteria LiPo grande come una NiMh durera` di piu` prima di scaricarsi)
• Insensibilita` al freddo (A -8 gradi una lipo funziona quasi come a 20 gradi, una NiMh funziona malissimo e di fatto non e` quasi utilizzabile)
• Bassa autoscarica (Le batterie si scaricano lentamente anche se non le si adopera. Una LiPo perde circa il 5% di carica in un mese, una NiMh molto di piu`, circa il 30%)
• Possibilita` di essere ricaricate anche quando sono mezze cariche

Ci sono anche svantaggi, ovviamente:

• Fragilita` strutturale (Le batterie LiPo sono "morbide", e un oggetto appuntito puo` facilmente forarle)
• Rischio di incendio (ne parlo approfonditamente dopo)
• Necessita` di un caricabatterie speciale
• Se le scaricate del tutto, si danneggiano gravemente

Caratteristiche tipiche delle batterie LiPo

Le batterie che usiamo noi sono fondamentalmente nate per il modellismo (principalmente elicotteri) e sono perfette per il nostro scopo in quanto sono molto "potenti" (lo so che non e` tecnicamente corretto, dovrei dire che hanno grande capacita` e bassa resistenza interna) e poco ingombranti. Del resto un elicottero elettrico richiede molta energia accumulata in una batteria piccola e leggera, altrimenti non potrebbe volare.

Su qualsiasi batteria LiPo da modellismo troviamo indicate le seguenti caratteristiche:

• Numero di celle (o tensione)
  A noi interessa sapere di quante celle (poste in serie) e` composta la batteria. Ogni cella fornisce 3,7 volt, quindi una batteria LiPo da 2 celle fornita` il doppio (7,4) e una da 3 celle 11.1 volt.
  
  Ci sono batterie composte anche da celle in parallelo (di solito da gruppi serie/parallelo). Questo aspetto, a meno che non vogliate smontarla, non ci interessa particolarmente. A noi serve sapere la tensione di uscita in volt, quindi quante celle sono in SERIE.
  
  Normalmente sulle batterie e` scritta in grande la tensione (7,4 volt, per esempio) e a noi basta questo. Se ci guardate, in molte batterie e` indicata una sigla tipo "2S1P", questa sta a indicare che ci sono 2 celle in serie e una in parallelo (cioe` in realta` non c'e` nessun parallelo, perche` un parallelo di una sola cella di fatto e` una sola cella)
  
  Una batteria da 7,4 volt sara` quindi del tipo "2S1P" oppure "2S2P" o anche "2S3P", in ogni caso il "2S" sta a indicare 2 celle in serie, quindi 7,4 volt.
  
  Una 11,1 volt sara` "3S1P" o "3S2P" eccetera. (3 celle in serie danno 11,1 volt)
• Capacita` (in mA/h)
  L'altra indicazione in grande sulla batteria e` la capacita`, ovvero la quantita` di energia che puo` contenere. Immaginatela, se volete, in litri di benzina come per il serbatoio della macchina. Quanto piu` e` grande la capacita`, tanti piu` pallini potrete sparare prima che la batteria si scarichi. Quanti piu` litri stanno nel serbatoio, quanti piu` Km potrete fare prima di dover andare dal benzinaio.
  
  La capacita` si misura normalmente in milliAmpere/ora (mA/h o anche mAh) e una batteria media di quelle che usiamo noi e` intorno ai 2000 mA/h.
  
  Mettere piu` celle in parallelo (ricordate il discorso 2S2P di prima?) raddoppia (o triplica se sono 3) la capacita` rispetto a una singola cella delle stesse dimensioni. Sono rare le batterie con celle in parallelo, ma si trovano. Tipicamente si usano quando serve una capacita` molto grande (non e` il nostro caso) o quando ci sono problemi di spazio e si preferisce mettere tante celle piccole al posto di una sola grande.
• Massima portata in corrente (C)
  Premesso che non ho mai capito per cosa stia la lettera "C", questo valore, che trovate indicato sulle batterie con un numero prima, tipo "20C" o "15C" o "30C" sta a indicare quale e` la corrente massima che la batteria puo` erogare.
  
  La corrente massima (espressa in Ampere) si calcola partendo dalla capacita` (espressa in milliAmpere/ora o mA/h) cosi`: Corrente = capacita` / 1000 * C
  
  Una batteria da 2000 mA/h di capacita` e 30C sara` in grado di fornire una corrente massima di 2000/1000*30, cioe` 2*30, cioe` 60 Ampere.
  
  Questo discorso e` importante per due motivi: Avere un buon RoF e non sforzare la batteria.
  
  Mi spiego meglio...
  
  Le nostre repliche assorbono dai 12 Ampere in su, a seconda di quanto sono state taroccate, di quanto sono potenti o veloci i motori, eccetera. Una misura "media" per una replica "normale" e` 15 Ampere, per una taroccata molto anche fino a 22 o 25 Ampere.
  
  Utilizzare una batteria che puo` dare al massimo una corrente inferiore a quella richiesta portera` a pessimi risultati: la batteria si danneggia e il motore della replica gira lentissimo (sempre che giri).
  
  Utilizzare una batteria che puo` dare al massimo una corrente di poco superiore a quella richiesta e` tecnicamente corretto ma comunque pone la batteria sotto sforzo e la resa (il RoF, quanti pallini al secondo sparate) non sara` eccelsa.
  
  Utilizzare una batteria che puo` dare al massimo il triplo o il quadruplo della corrente richiesta sara` la situazione ideale: la batteria non si stressa e il motore gira veloce.
  
  Per dare qualche numero, se la vostra replica consuma 15 Ampere e voi usate una batteria da 2000mAh 30C, vuole dire che la batteria puo` fornire 60 Ampere contro i 15 che la replica richiede. Andrete benissimo.
  
  Se la vostra batteria forsse da 2000mAh 15C, fornirebbe al massimo 30 Ampere contro i 15 richiesti, andreste ancora bene, con una piccola perdita nel RoF.
  
  Se la vostra batteria fosse da 2000mAh 8C, allora fornirebbe al massimo 16 Ampere contro i 15 richiesti, funzionerebbe ma scalderebbe la batteria e la replica avrebbe un RoF decisamente piu` basso.

Ma allora quale compero?

La risposta semplice e`: Una batteria da 7,4 volt (le 11,1 fanno girare il motore molto velocemente e possono portare a rotture meccaniche, se la replica non e` adatta) che entri nello spazio a lei dedicato nella replica, con la massima capacita` (in mA/h) possibile compatibilmente appunto con le dimensioni, e con un numero di C piu` elevato possibile, in modo che la corrente massima (che ricordiamo e` capacita`/1000*C) sia piu` alta possibile.

Nel P90 per esempio la batteria piu` grossa che entra (fra quelle che ho trovato al momento) e`una 2100 mAh 7,4 Volt 30C.

Non dimenticate che come in tutti i settori esistono i prodotti buoni e i prodotti pacco, quindi oltre leggere a quanto e` scritto sulla batteria dal produttore, dovremo anche preoccuparci di chiederci se e` vero o se ci sta prendendo in giro. Per questo ha senso chiedere quali sono le marche di batterie che vanno davvero bene (o davvero male) ai vostri amici che gia` le usano.


Che caricabatterie mi serve?

Le batterie LiPo vanno caricate con caricabatterie speciali, altrimenti rischiano di incendiarsi durante la carica o comunque di danneggiarsi. I caricabatterie piu` economici costano intorno ai 20 euro, quelli piu` costosi anche 300, ma secondo me attualmente un ottimo caricabatterie per il nostro uso e` il Robbe Power Peak A4 EQ-Bid, che carica LiPo da 1 a 4 celle (noi usiamo 2 o 3 celle) e costa meno di 50 euro. Questo caricabatteria incidentalmente carica anche le NiMh.

Vale la pena di notare che esistono 3 standard di spine di carica per le batterie LiPo, quindi quando comperate un caricabatterie verificate se vi servono degli adattatori. (la Robbe fa gli adattatori per i suoi carichini e costano 3 euro o qualcosa del genere)


Uso e manutenzione ordinaria

Caricate le vostre batterie usando il caricabatterie apposito (che tipicamente e` molto veloce, non impiega piu` di un' ora e mezza).

Evitate assolutamente che la batteria vada in corto, sarebbe da buttare e potrebbe anche arrivare a incendiarsi. Fate quindi attenzione a fili scoperti o danneggiati.

Non schiacciate o pungete la batteria quando la montate nella replica, quindi dovete fare attenzione se ci sta molto di misura che forzando per chiudere la replica la batteria non subisca forti pressioni o peggio non venga forata da una vite sporgente o simili.

Non fate mai scaricare del tutto la batteria. Quando sentite che il RoF cala, smettete di sparare e cambiate la batteria. Se la fate scaricare del tutto la buttate via.

Non tenete la batteria quasi totalmente scarica per giorni. Se avete scaricato una batteria in gioco fino al punto in cui l'avete sostituita perche` il RoF era sceso, quando arrivate a casa caricatela, non lasciatela li` per un mese quasi totalmente scarica.

Dal momento che le LiPo perdono pochissima carica nel tempo, se avete caricato la batteria 3 settimane fa, potete tranquillamente andare a giocare senza ricaricarla la sera prima, avrete perso meno del 5% della carica iniziale.

Se dovete mettere via una LiPo per un tempo molto lungo, caricatela e mettetela via in casa (non in cantina all'umido), e ricaricatela una volta ogni due anni o giu` di li`. (Idealmente si conserverebbe meglio mezza scarica, ma per noi non credo che faccia molta differenza, e inoltre per metterla via mezza scarica occorre avere uno strumento per misurare quanta carica rimane e provvedere a caricarla o scaricarla adeguatamente)

Se una LiPo e` calda o gonfia, e` un pessimo segno. Fatela vedere a me e non usatela ne` caricatela.


Pericolo di incendio o esplosione

Le batterie LiPo contengono molta energia (quando sono cariche) e se vanno in corto possono arrivare a incendiarsi o esplodere (non come la dinamite, intendiamoci), anche perche` una volta rotto il guscio esterno possono emettere gas infiammabili.

I casi in cui potrebbe verificarsi una simile evenienza sono:

• carica errata (con un caricabatteria disadatto, o male impostato, o guasto)
• cortocircuito
• danneggiamento meccanico (schiacciamento, foratura, eccetera) cosi` profondo da causare un cortocircuito interno alla batteria stessa

I casi in cui NON si verifica una simile evenienza sono:

• Vibrazioni o urti lievi (non e` nitroglicerina)
• Immersione in acqua (potra` rovinarsi, potra` scaricarsi, ma vi assicuro che non esplode)

[gaber]

Ricordatevi che Kurgan, non solo l'ho iniziato al softair, ma l'ho portato io allo Iena Korps !!!!!

Mi dovete tutti una birra!!!

[Pask]

Walltext! Sbam!

Mitico! Bellissimo lavoro, come sempre.

però butto una critica costruttiva,

Più essenziale e leggibile, se voglio studiarmi la wikipedia delle lipo faccio prima ad usare google.

1) le guide devrebbero essere dei bignami "uso e manutenzione", brevi ed essenziali, a prova di scimmia-spaziale... per utenti "normali".

2) Come già discusso per le altre guide, se metti troppi dati tecnici che richiedono conoscenze come prerequisito per comprendere la materia, rischi di confondere invece che chiarire.

[Gig]

FANTASTIC KURGAN!
E' un articolo già pronto per le riviste di softair / modellismo.
... giusto sarebbe da togliere il passaggio: "...se la lipo è CALDA o GONFIA fatela vedere a me..."
... che su una rivista al pubblico risulterebbe come l'invito di un maniaco pervertito egoista!!

a mio stretto parere hai dimenticato solo di descrivere ODORE, SAPORE e COLORE delle lipo... perchè per il resto c'è veramente di tutto, compresi alcuni esempi su concetti di durata, potenza, energia o unità di misura ecc. che non sono mai abbastanza compresi dal grande pubblico.

BRAVO, veramente bravo.

Gig

[Pask]

... giusto sarebbe da togliere il passaggio: "...se la lipo è CALDA o GONFIA fatela vedere a me..."
... che su una rivista al pubblico risulterebbe come l'invito di un maniaco pervertito egoista!!

Scherzi! voleva anche mettere valutazioni sul gusto, se hai dubbi dai una leccatina alla tua lipo, se ha un leggero retrogusto di barbabbietola portala al Kurghy per manutenzione

[Kurgan]

Pask, hai ragione a dire che e` lungo, pero` ho cercato di spiegare le parti tecniche. L'ho anche riletto ma non penso di poter fare una cosa molto piu` semplice di cosi`, mantenendola "informativa", diciamo.

Se volessi farla piu` semplice, potrei dire "andate da Jonathan e comperate le Lipo modello X e il carichino modello Y". Se voglio cercare di spiegare come si sceglie una batteria, occorre spiegare cosa sono capacita`, corrente, tensione, e come sono indicati sulle batterie che si trovano in commercio.

[Pask]

Pask, hai ragione a dire che e` lungo, pero` ho cercato di spiegare le parti tecniche. L'ho anche riletto ma non penso di poter fare una cosa molto piu` semplice di cosi`, mantenendola "informativa", diciamo.

Guida eccellente Fabio, l'abilità di sintesì su argomenti tecnici non è banele, ed il primo ostacolo è il tecnico stesso, il quale reputa tutto indispensabile, mentre l'utilizzatore, per sua natura, necessita solo di linee guida, chiare, semplici e precise. Caso A, compra questo, precauzioni per l'uso e ricarica, fine. Caso B, etc...

Comunque era solo un osservazione, rimane un eccellente lavoro anche se prolisso

[Akkio]

Ottima guida!

GRAZIE!

[nik]

ragazzi 30C sta per 30 coulomb http://it.wikipedia.org/wiki/Coulomb

una batteria con 30 C è anche troppo per il nostro fucile non credo che una replica possa assorbire piu di 30 amper quindi una 2000 con 20 c
da gia 40Amper/secondo e sono parecchi
ricordate sempre che chi ha il fusibile nella replica se non erro è da circa 15 amper se il vostro consumo supera i 15 salta il fusibile e avere una batteria che ne concede 40 lo reputo inutile a mio avviso la pagate +o- 10€ piu di una 20 c


se erro correggetemi

[Kurgan]

Il coulomb e` la misura di una quantita` di carica. Sono qui che penso se ha senso dimensionalmente parlando, ovvero, sei sicuro che parlando di batterie stiamo parlando di Coulomb e non di qualcos'altro?

Una quantita` di carica (espressa in Ampere/secondo o anche in teoria in numero di elettroni, direi) non vedo come possa essere legata a quello che e` il "C" nelle batterie, che e` di fatto un fattore che correla la capacita` (energeticamente parlando) della batteria stessa con la corrente massima istantanea (non Ampere/secondo, ma solo proprio Ampere) che essa e` in grado di erogare senza danneggiarsi.

Dimensionalmente parlando, visto che "C" correla una capacita` (in mA/h, o se vuoi ovviamente anche in A/s, basta convertirla) con una corrente istantanea (in A) direi che l'equazione dimensionale di "C" (quello della batterie, non il Coulomb) sia A=C*A/s ovvero semplificando ottengo As=CA quindi s=C. Il che significa che C e`, dimensionalmente parlando, un valore di tempo (secondi) e non di carica elettrica (A/s).

Detto questo, visto che di fisici qui ne abbiamo, e che io sono un asino pantagruelico, attendo lumi.

Per quanto riguarda la corrente assorbita da una replica, anche se non ho mai fatto una vera misura, posso dire basandomi su quando si bruciano i fusibili che a seconda del motore va da 10 a 25 A di media. In realta` l'assorbimento e` piu` o meno un grosso picco iniziale seguito da una serie di picchi piu` bassi in successione, ricordiamoci infatti che lo sforzo sul motore non e` affatto costante.

Facciamo un paio di considerazioni:

1- non e` affatto detto che una batteria dichiarata per una corrente massima di X Ampere li possa veramente dare senza rovinarsi (i cinesi sono molto bravi a gonfiare anche del 50% le specifiche di quello che vendono), quindi se stiamo larghi stiamo sereni.

2- non e` altrettanto detto che una batteria che produce X Ampere senza subire danni li produca anche senza cali significativi di tensione. E` sicuramente vero che la resistenza interna della batteria e` necessariamente correlata (in senso inverso, ovviamente) alla corrente massima che la batteria puo` fornire, ma e` anche vero che non e` scritto da nessuna parte che una batteria che fornisce massimo X ampere prima di danneggiarsi sia "tenuta per legge" a fornire questi X ampere con una caduta di tensione non superiore a Y millivolt sulla sua resistenza interna. Quello che possiamo ragionevolmente supporre e` che piu` sovradimensioniamo la batteria meno resistenza interna avremo, e quindi meno caduta di tensione avremo sulla stessa.

Partendo dai due punti indicati qui sopra, posso quindi dire che se ho problemi di spazio o di costo, posso sicuramente prendere una batteria da 1600 mA/h 20 C (= massima corrente di 32 A) e metterla in una replica che ne assorbe 25 senza che la batteria si danneggi, ma che se non ho problemi di spazio o di costo, una batteria piu` performante mi dara` solo vantaggi, sia intermini di "usura" della stessa, sia in termini di ROF.