اصول و پايه باتري ها

December 4, 2016
4

شما چه مشغول پرواز مدلهاي الكتريك باشيد و چه سوختي، باتري هاي قابل شارژ تاثير بسزائي در راندمان مدل شما دارند. با در نظر گرفتن گستره بزرگ باتري هاي قابل شارژ از نظر نوع، عملكرد شيميائي، ظرفيت و ساير مشخصات يك باتري، امكان اينكه شخصي در هنگام انتخاب نوع باتري و يا تعمير و نگهداري آن دچار اشتباه شود، بسيار زياد است. اغلب اوغات، افراد ممكن است كه حتي قبل از اولين استفاده، به باتري شان آسيب بزنند و يا عمر مفيد آن را بشدت كاهش دهند. شما با افزايش دانش خود در زمينه باتري ها ميتوانيد باتري هايتان را بخوبي مديريت كرده و عمر آنها را افزايش دهيد.
انتخاب باتري مناسب براي شما:
صرفنظر از نوع مدلي كه شما ميخواهيد برايش باتري انتخاب كنيد، بدون شك تعدادي باتري با تركيبات شيميائي مختلف وجود دارند كه شما بايد از بين آنها باتري مناسب را انتخاب كنيد.
باتري هاي نيكل – كادميوم ( NiCd) ، نيكل – متال هيبريد ( NiMH) و ليتيوم – پليمر (LiPo) ، رايجترين باتري ها در دنياي مدل هستند ولي هر كدام از آنها بايد به شكل متفاوتي شارژ، تخليه و نگهداري شوند. علاوه بر اين، هر مدل ممكن است كه به باتري با تعداد خاصي سل (Cell) و يا با تركيب خاص سلها نياز داشته باشد. براي اينكه بدانيد مدل شما به چه آرايشي از باتري نياز دارد، بهتر است كه به دفترچه راهنماي مدلتان مراجعه كنيد. باتري مورد نياز براي مدل شما معمولا در دفترچه راهنما در قسمت وسائل مورد نياز براي تكميل مدل ذكر ميشود.

اصول و پايه باتريها
يكي از اشتباهاتي كه برخي افراد در خصوص باتريها مرتكب ميشوند اين است كه فكر ميكنند باتري از يك قطعه بزرگ و يكپارچه ساخته شده است. اما واقعيت اين است كه يك باتري مدل، از تركيب چندين باتري كوچكتر كه به آنها سل (Cell) ميگويند ، تشكيل شده است كه به گونه اي به يكديگر متصل شده اند كه بصورت يك باتري بزرگ واحد عمل كنند. سل ها را به دو صورت ميتوان به يكديگر متصل نمود. روش اول، “اتصال سري” ناميده ميشود كه در آن قطب مثبت يك باتري به قطب منفي باتري ديگر متصل ميشود. اين روش موقعي استفاده ميشود كه شما ميخواهيد ولتاژ نهائي باتري تان را افزايش دهيد كه در اينصورت ولتاژ نهائي باتري، برابر با مجموع ولتاژ سل ها خواهد بود. بعنوان مثال، يك باتري نيكل-كادميوم كه از 6 سل تشكيل شده است و ولتاژ هر يك از سلها 1.2 ولت است را در نظر بگيريد. هنگامي كه سل ها بصورت سري به هم وصل باشند، ولتاژ نهائي تركيب آنها برابر با مجموع ولتاژ هاي آنها يعني 7.2 ولت خواهد بود. اين روش اتصال مرسومترين روش در سرگرميهاي راديو كنترل است.
باتري ها از فيشهاي اتصال مختلفي استفاده ميكنند. در هنگام خريد بايد به اين موضوع هم توجه داشته باشيد.
روش ديگر وصل كردن سل ها، “اتصال موازي” ناميده ميشود. در اين روش، شما قطب مثبت يك سل را به قطب مثبت سل ديگر وصل كرده و همين كار را نيز با قطبهاي منفي آنها انجام ميدهيد. در اين روش، برخلاف اتصال سري، ولتاژ نهائي افزايش نيافته بلكه ظرفيت باتري افزايش پيدا ميكند. در اين حالت براي بدست آوردن ظرفيت نهائي باتري، كافيست كه ظرفيت سلها را كه با ميلي آمپر ساعت بيان ميشود، با هم جمع كنيد. مثلا اگر باتري شما بصورت 2 سل موازي با ظرفيت 2100 mAh باشد (كه معمولا بصورت 2P بيان ميشود)، ظرفيت نهائي باتري شما 4200 mAh خواهد بود. ولي توجه داشته باشيد كه در اين حالت ولتاژ نهائي شما تغييري نكرده و معادل ولتاژ يك سل خواهد بود.

دسته بندي از نظر شيميائي
همانطور كه قبلا هم اشاره شد، سه تركيب شيميائي عمده در ساختن باتري هاي قابل شارژ كاربرد دارند. اولين آنها نيكل-كادميوم يا NiCd ( كه “ناي كد” خوانده ميشود) است. اگرچه استفاده از اين باتري ها به نسبت چند سال قبل كمتر شده است، ولي هنوز هم همه ساله تعداد زيادي از آنها ساخته شده و بفروش ميرسند. باتري هاي NiCd نسبتا ارزان هستند ولي داراي يك سرس معايب هم هستند. اين باتري ها بايد بعد از هر استفاده، بطور كامل تخليه شوند. اگر اين كار صورت نگيرد، در دفعات بعد، اين باتري ها بطور كامل تخليه نخواهند شد و باعث ميشود كه باتري دچار مشكلي شود كه به آن “اثر حافظه” گفته ميشود. علاوه بر اين مسئله، نسبت ظرفيت به وزن اين باتري ها ( كه به آن دانسيته انرژي هم گفته ميشود) در مقايسه با باتري هاي NiMH و يا LiPo كمتر است. و دست آخر اينكه كادميوم بكار رفته در اين باتري ها، براي محيط زيست خطر ناك بوده و اين موضوع باعث ميشود كه دفع اين باتري ها خود به يك مشكل مبدل شود. چند تا از كشورهاي اروپائي فقط به همين دليل، اين باتري ها را ممنوع كرده اند. اين ممنوعيت باعث شد تا پيدا كردن يك جايگزين براي باتري هاي NiCd سرعت بيشتري بگيرد و اولين چيزي كه توانست بخوبي پاسخگو باشد، تركيب نيكل-متال هيبريد (NiMH) بود.
باتري هاي NiMH داراي مزاياي زيادي در مقايسه با باتري هاي NiCd هستند. با حذف كادميوم از ساختمان آنها، اين باتري ها توانستند خلا موجود در نياز به باتري براي مقاصد صنعتي و سرگرمي را در تمامي كشورها بخوبي پر كنند. سازندگان اين باتري ها توانستند در وزن و اندازه اي براير با باتري هاي NiCd ، ظرفيت بالا تري را ارائه كنند. مزيت ديگر اين باتري ها، حذف اثر حافظه از آنها است و در نتيجه، تخليه نامناسب آنها، آن اثر مخرب را بمانند باتري هاي NiCd نخواهد داشت.
باتري هاي ليتيوم – پليمر (Li-Po) ، جديدترين و انقلابي ترين باتري هائي هستند كه روانه بازار شده اند. اين باتري ها، در مقايسه با باتري هاي NiCd و NiMH ، ميانگين ولتاژ يكنواخت تري را در طول منحني تخليه خود ارائه ميدهند. علاوه بر آن، ولتاژ يك سل اين باتري ها بيشتر باتري هاي NiCd با NiMH است (3.7 ولت در مقابل 1.2 ولت). اين موضوع باعث ميشود كه با يك باتري كوچكتر، به ولتاژي برابر با باتري هاي قبلي و يا حتي بيشتر از آن هم دست پيدا كرد. همچنين، باتري هاي LiPo داراي ظرفيت بسيار زيادي در مقايسه با وزنشان هستند. تمام اينها به اين معني است كه شما با استفاده از اين باتري ها ميتوانيد به ولتاژ نهائي بالاتر و ظرفيت نهائي بالاتر برسيد در حالي كه وزن نهائي كمتري خواهيد داشت.
با داشتن تمامي اين مزايا، چرا باتري هاي LiPo بطور گسترده اي مورد استفاده قرار نميگيرند؟ با قرار داشتن اين مقدار زياد انرژي در حجمي كوچك، نكات ايمني خاصي بايد در خصوص اين باتري ها رعايت شود. اين باتري ها بايد بطور كنترل شده شارژ شوند زيرا شارژ كردن بيش از حد اين باتري ها (بالا تر از 4.2 ولت براي هر سل) و يا شارژ كردن باتريهائي كه آسيب فيزيكي ديده اند و يا بيش از حد تخليه شده اند ( زير 3 ولت براي هر سل)، ميتواند يك خطر آتش سوزي بدنبال داشته باشد.

اگر قصد استفاده از اين باتري ها را داريد، از شارژري استفاده كنيد كه بتواند اين باتري ها را بشكل صحيح شارژ كند ( با استفاده از روش جريان ثابت و ولتاژ ثابت، زيرا اين باتري ها نميتوانند بصورت Peak شارژ شوند). نه تنها در هنگام شارژ اين باتريها، بلكه در هنگام تخليه آنها نيز بايد دقت زيادي بكار برده شود. شما هيچگاه نبايد ولتاژ اين باتري ها را تا زير 3 ولت براي هر سل تخليه كنيد و بايد از كنترلر سرعتي (ESC) استفاده كنيد كه طوري برنامه ريزي شده باشد كه در ولتاژ مناسب، عمل قطع جريان موتور را انجام دهد ( مثلا قطع 9 ولت براي باتري 3 سل). ضمنا شما نبايد هيچگاه دو قطب باتري را حتي براي يك لحضه هم اتصال كوتاه كنيد زيرا مقدار بسيار زياد انرژي موجود در اين باتري ها ميتواند موجب آتش سوزي شود و يا اينكه باتري را خراب كند. اگرچه اين نكات ممكن است كه بعنوان يك نكته نا اميد كننده در استفاده از اين باتري ها بنظر برسد، ولي رعايت نكات ايمني چندان هم سخت نيست. اين نكات معمولا بصورت كامل در راهنماي ارائه شده همراه اين باتري ها و يا شارژرهاي آنها، بيان ميشوند. به هر حال با تمامي مزايائي كه در راندمان و قدرت آنها وجود دارد، هنوز جاي شك و شبهه باقي است كه اين باتري ها بتوانند آينده تكنولوژي باتري هاي مدل را در دست بگيرند.

بسازيم يا نسازيم:
دو راه متفاوت براي خريد باتري مورد نيازتان وجود دارد. يكي خريدن سل هاي مجزا و متصل كردن آنها است و ديگري اينكه باتري از پيش آماده شده را بخريم. اگر سل هاي مجزا را بخريد، بايد آنها را خودتان به هم لحيم نمائيد. در باتري هاي آماده، از قبل عمليات لحيم كاري انجام شده و باتري در پلاستيك مخصوص قرار گرفته و سيمهاي آن هم به آن متصل شده اند. اگر شما تجربه زيادي در لحيم كاري نداريد و يا اينكه هويه با كيفيت خوب در اختيارتان نيست، بهتر است كه از باتري هاي آماده استفاده كنيد.
بعنوان يك نكته ايمني، شما هيچگاه نبايد سعي كنيد كه سل هاي يك باتري LiPo را خودتان به هم لحيم كنيد. اين باتري ها نسبت به حرارت بسيار حساس هستند و اعمال حرارت زياد ممكن است كه باعث نشتي و يا حتي انفجار آنها شود. به اين دليل، اكثر سازندگان، باتري هاي LiPo را فقط بصورت آماده ارائه ميكنند.
تخليه و نگهداري:
تخليه باتري و نگهداري آن، حقيقتا دو موضوع كاملا مرتبط بهم هستند. باتري هاي NiCd را قبل از اينكه بخواهيد براي مدتي نگهداري كنيد، بايد كاملا تا ولتاژ 0.9 ولت براي هر سل، تخليه كنيد. اما در مورد باتري هاي NiMH ، براي اينكه بهترين كارآئي را داشته باشند، بايد تقريبا نيمي از شارژشان را در آنها نگهداريد. و موقعي كه براي اولين بار در طول يك روز ميخواهيد از آنها استفاده كنيد، ابتدا شارژ آنها را كاملا تخليه كنيد، آنگاه باتري شما براي شارژ كردن و استفاده در طول روز آماده است.
بحث باتري هاي LiPo در مورد تخليه و نگهداري كاملا متفاوت است. بسته به ولتاژ نهائي باتري تان، شما بايد تا يك حد خاص آن را تخليه كنيد. بعنوان مثال اگر خروجي باتري شما 7.4 ولت باشد ( 2 سل) ، نبايد هيچگاه آن را زير بار تا پائين تر از 6 ولت تخليه كنيد ( 3 ولت براي هر سل). اگر بخواهيد باتري هاي ليتيوم-پليمر را براي دو هفته يا بيشتر نگهداري كنيد، ولتاژ هر سل بايد حدود 3.8 ولت باشد تا در اثر تخليه خود بخودي باتري و عدم توازن در تخليه سل هاي مختلف آن، ولتاژ آن بيش از حد پائين نيايد. مثلا باتري 2 سل با ولتاژ 7.4 ولت بايد هميشه در ولتاژ 7.6 ولت نگهداري شود. شما همچنين بايد باتري هاي LiPo را در يك ظرف غير قابل اشتعال نگهداري كنيد و هيچگاه هيچ باتري را در خود مدل نگهداري نكنيد.
شايد هيچ قلم ديگري از اقلام مورد استفاده در اين سرگرمي، به اندازه باتري هاي قابل شارژ در آن تاثير گذار نبوده اند. تعداد تئوري ها و نظرياتي كه در مورد باتري هاي قابل شارژ وجود دارد، به اندازه خود باتري ها متنوع و زياد است. فقط بخاطر داشته باشيد كه در مورد باتري ها هرچه اطلاعات بيشتري داشته باشيد، بهتر خواهد بود. چه در فروشگاه مدل باشيد و چه در سايت پرواز، سعي كنيد سوالاتتان را از اطرافيانتان كه ممكن است تجارب زيادي داشته باشند، بپرسيد. اين كار يكي از بهترين روشها براي يادگيري و

5

6

7

8

Comments are closed.