Lithium-Polymeer accu’s zijn beter bekend onder de term LiPo. De LiPo is een bijzondere soort accu die meer aandacht en onderhoud vereist dan bijvoorbeeld een NiMh accu. Bij het vliegen van een quadcopter biedt een LiPo de benodigde stroom om alle elektronische componenten te laten werken.

LiPo

De LiPo heeft een aantal bijzondere kenmerken welke hem onderscheiden van andere type accu’s. Een LiPo is een accu welke bestaat uit 1 of meer cellen van Lithium-Polymeer. De LiPo is de ideale accu voor een drone of quadcopter door zijn hoge energiedichtheid, zijn hoge ontladingscapaciteit en zijn relatief lage gewicht.

Cel

Een LiPo is gemaakt van één of meer cellen welke in serie aan elkaar verbonden zijn. De hoeveelheid cellen per LiPo worden aangeduid met het “S”-teken. Zo staat bijvoorbeeld een 4S LiPo voor een LiPo met 4 cellen en een 5S LiPo voor een LiPo met 5 cellen.

Voltage

Het nominale voltage van één cel is 3.7V. Dit is echter niet het volledig geladen of ontladen voltage per cel. Het nominale cel voltage is ongeveer het midden tussen een veilig volledig geladen en veilig volledig ontladen LiPo. Een LiPo kan veilig geladen worden tot een voltage van 4.2V per cel. De grens voor een veilige ontlading per cel is rond de 3.5V. Wanneer je quadcopter is voorbereid op het gebruik van hogere voltages kun je gebruik maken van een LiPo met meerdere cellen. Het nadeel van het toevoegen van een cel aan een LiPo is dat het gewicht en formaat van de LiPo ook groter zal worden en een deel van de extra energie dus verloren zal gaan aan het voorstuwen van het extra gewicht.

LiHV LiPo’s

De naam LiHV staat voor Lithium High Voltage. Zoals de naam al aangeeft is dit een LiPo welke een hoger voltage heeft per cel dan een normale LiPo. Dit verhoogde voltage per cel is mogelijk door een grotere energiedichtheid per cel. Het maximale voltage van een LiHV is 4.35V per cel. Over het gebruik van LiHV’s bestaan gemixte verhalen. Enerzijds bieden ze meer energie, maar anderzijds blijkt uit het gebruik van LiHV’s dat deze eerder hun (ontladings)capaciteit verliezen naarmate ze ouder worden.

C-waarde

De ontladingscapaciteit van een LiPo wordt aangegeven in een “C-waarde”. De C-waarde is een waarde welke opgegeven wordt door de fabrikant van een LiPo. De fabrikant geeft een continu C-waarde op en soms ook een “Burst” C-waarde. De Burst C-waarde is de maximale C-waarde voor een korte duratie, bijvoorbeeld 10 seconden. Als we de C-waarde en de capaciteit (mAh) van een LiPo weten kunnen we de maximale veilige ontladingscapaciteit in ampères berekenen. De formule hiervoor is: LiPo capaciteit / 100 x C-waarde. Als voorbeeld nemen we een LiPo met een capaciteit van 1500mAh en een C-waarde van 75C. De maximale veilige ontladingscapaciteit van deze LiPo is dan 1500mAh / 100 x 75C = 112,5 ampère.
De C-waarde is bij het gebruik van een LiPo in een drone of quadcopter een belangrijke factor. Wanneer de C-waarde namelijk te laag is zal de LiPo niet de gevraagde capaciteit kunnen leveren en zal de performance van een drone of quadcopter dus niet optimaal zijn.

De capaciteit van een LiPo

De capaciteit van een LiPo wordt aangegeven in “milli ampère hours” (mAh). Het mAh-getal geeft aan hoeveel milli ampère je uit een LiPo kunt ontladen binnen een uur totdat deze volledig ontladen is. Net zoals bij het aantal cellen is het ook mogelijk om een LiPo met een grotere capaciteit te gebruiken in je drone of quadcopter, echter wordt dit effect deels teniet gedaan door het extra gewicht. Het voordeel van een groter mAh getal bij dezelfde C-waarde is dat de ontladingscapaciteit groter wordt (bijvoorbeeld: 1000mAh x 50C = 50 ampère, 1500mAh x 50C = 75 ampère). De ideale werktemperatuur van een LiPo ligt tussen de 30 en 60 graden Celsius. Wanneer een LiPo gebruikt wordt in koude weersomstandigheden daalt de (ontladings)capaciteit drastisch. Het is aan te raden om in dergelijke weersomstandigheden de LiPo eerst op te warmen. Dit kun je bijvoorbeeld doen door de LiPo enkele minuten voordat je deze gaat gebruiken in je broekzak te stoppen. De LiPo zal door lichaamswarmte dan opwarmen naar een goede gebruikstemperatuur.

Interne weerstand (IR)

Iedere LiPo cel heeft een interne weerstand door de gebruikte materialen. Deze interne weerstand verschilt per cel. Hoe hoger de interne weerstand, des te lager wordt de ontladingscapaciteit van een LiPo. De interne weerstand stijgt naarmate een LiPo ouder wordt, bij overladen, oververhitting of bij fysieke schade. Voor het meten van de interne weerstand kun je een acculader gebruiken welke deze functie aan boord heeft, bijvoorbeeld de SkyRC Q200.

Welk type stekkers zijn er te vinden aan een LiPo?

Aan een LiPo zitten altijd twee stekkers, de voedingskabel met de stekker en de balanceerstekker welke al dan niet afneembaar is. De voedingskabel aan de LiPo kan geleverd worden met diverse stekkers. De meest gebruikte zijn de: XT30, XT60, XT90 en Deans stekker. Zorg ervoor dat deze stekker altijd correct overeenkomt met de stekker welke aan je drone of quadcopter zit. De balanceerkabel en -stekker wordt alleen gebruikt voor de balanceerfase tijdens het laden of ontladen aan een acculader. De meest voorkomende balanceerstekker is de JST-XH stekker. Het aantal draden in een balanceerstekker komt overeen met het aantal cellen van een LiPo. Zo zitten er bij een 2S LiPo 3 draden in een balanceerstekker, bij een 4S LiPo 5 draden in een balanceerstekker, enzovoort. Wanneer je een stekker in- of uitplugt dien je nooit aan de draden te trekken, maar altijd aan de stekker zelf.

Het laden en ontladen van LiPo’s

Om het voltage van een LiPo bij het laden en/of ontladen goed te kunnen controleren en beheren dien je te allen tijde gebruik te maken van een acculader welke beschikt over een functie om LiPo’s op te laden en/of ontladen. Een LiPo acculader beschikt hiervoor over een balanceerstekkerpoort waarin je de balanceerstekker van de LiPo kunt steken. Wanneer je een 1S of 2s LiPo hebt, is er de mogelijkheid dat deze geen balanceerstekker heeft en dat er daarom niet gebalanceerd geladen of ontladen kan worden. Deze kleine LiPo’s beschikken vaak over een ingebouwd balanceercircuit. Een LiPo lading- of ontladingcyclus bestaat uit een reguliere lading of ontlading en vervolgens een balanceerfase. In deze fase zal de acculader het voltage per cel zo dicht mogelijk bij elkaar proberen te brengen, zodat elke cel evenveel energie bevat als de andere cellen. Ook wordt door de lader per cel in de gaten gehouden of het maximale voltage niet hoger wordt dan 4.2V. De registratie van het voltage per cel en de balanceerfase tijdens het laden gebeurt via de balanceerstekker.
Tijdens het laden of ontladen dien je de LiPo(‘s) altijd in de gaten te houden. Immers is een LiPo brandgevaarlijk en hebben zich diverse branden in het verleden ontwikkeld door ontbrandende LiPo’s. Als extra veiligheidsmaatregel is het verstandig om een LiPo te laden of ontladen in een zogenoemde “LiPo Safe Bag“. Deze speciale LiPo zakken zijn vervaardigd uit brandvertragend materiaal en zullen dus ook de eerste vlammen bij een ontbrandende LiPo opvangen. Het aantal laad- en/of ontlaadcyclussen per LiPo bedraagt ongeveer 250 tot 300 keer. Vuistregel is dat wanneer een LiPo zijn ontladingscapaciteit niet meer kan leveren en/of opgeblazen raakt, dat deze dan afgevoerd dient te worden. De reden waarom een LiPo opgeblazen kan raken is dat het Lithium-Polymeer in een cel een gas veroorzaakt wanneer er fysieke schade optreedt, de cel overladen wordt of bij oververhitting. Voor het laden en/of ontladen van LiPo’s adviseren wij om een goede acculader te kopen zodat je altijd capaciteit over hebt en je LiPo’s veilig geladen en/of ontladen worden. Voor het laden wordt geadviseerd om dit te doen met een maximale C-waarde van 1 omwille van de veiligheid, bijvoorbeeld een 1500mAh 4S LiPo dien je maximaal te laden met 1,5 ampère.

Hoe berg je je LiPo veilig op?

Omdat een LiPo een ontvlambaar product is dien je altijd voorzichtig te handelen met een LiPo. Berg een LiPo het liefst altijd op in “Storage Mode”. In Storage Mode is het voltage per cel ongeveer 3.8V. Dit voltage wordt beschouwd als het voltage waaronder de cel van een LiPo in de beste conditie blijft. Het opbergen van een LiPo dient te geschieden in een metalen afsluitbare doos (bijvoorbeeld munitiekist) of een LiPo zak op kamertemperatuur. Wanneer je een LiPo maar één dag op hoeft te bergen mag dit in ontladen toestand, echter is het sterke advies om wanneer dit meer als één dag is de LiPo in Storage Mode op te bergen.

Reizen met een LiPo

Zo goed als alle luchtvaartmaatschappijen accepteren (een) LiPo(‘s) in de handbagage. Wel heeft iedere luchtvaartmaatschappij zijn eigen regelgeving, controleer deze dan ook altijd. LiPo’s mogen nooit in ingecheckte bagage worden meegenomen. Wanneer je (een) LiPo(‘s) meeneemt tijdens een vlucht zorg er dan altijd voor dat deze in Storage Mode is (zijn) en dek de connector(s) af van een (de) LiPo(‘s) af met tape of een speciaal hiervoor verkrijgbaar afdekdopje. Het beste is om je LiPo(‘s) in een LiPo zak te stoppen, hiermee voorkom je mogelijke discussies tijdens het inchecken van je vlucht. Neem te allen tijde geen beschadigde LiPo(‘s) mee tijdens een vlucht.

Hoe voer je je LiPo veilig af?

Wanneer je een LiPo af wilt voeren omdat deze defect is kun je de volgende methodes gebruiken: wanneer je lader hiertoe in staat is de LiPo geheel ontladen op een laag ampèrage (ongeveer 0.3 ampère) of ontladen door middel van een speciale LiPo ontlader. Methodes met zout water, doorboren van de cellen, enzovoort worden sterk afgeraden! Wees er in ieder geval van verzekerd dat wanneer je een LiPo afvoert dat er geen energie meer aanwezig is in de LiPo.

Hoe kies je de juiste LiPo voor je drone of quadcopter?

Het kiezen van de juiste LiPo voor je drone of quadcopter is pas mogelijk als je weet welke drone je wilt kopen of als je weet welke motoren, Electronic Speed Controllers (ESC’s) en propellers je gaat gebruiken voor je quadcopter.

Hieronder vind je een richtlijn voor de keuze van de juiste LiPo van je quadcopter:

  • 3 inch quadcopter: 450 – 850mAh
  • 4 inch quadcopter: 850 – 1300mAh
  • 5 inch quadcopter: 1300 – 1800mAh
  • 6 inch quadcopter: 1500 – 2200mAh
  • 7 inch quadcopter: 1800 – 3200mAh

Bij een drone dien je te weten wat het maximale ampèrage zal zijn dat de drone zal vragen bij een maximale belasting. Bij een quadcopter dien je het maximale ampèrageverbruik per motor te vermenigvuldigen met 4 en hierbij kleine verbruikers zoals een flight controller, videozender (VTX), ontvanger (RX), et cetera op te tellen. Deze kleine verbruikers zijn echter dermate klein dat we hier spreken over 2 tot 5 ampère. Bijvoorbeeld: een quadcoptermotor vraagt maximaal 35 ampère wanneer je een 5040 3-bladspropeller gebruikt. De door de fabrikant opgegeven getallen voor het maximale vermogen zijn in werkelijkheid altijd lager omdat deze cijfers worden geproduceerd in een statische “stuw” test. In werkelijkheid mag je hier 10 – 15% van aftrekken. Ook moet je er rekening mee houden dat je nooit continu het maximale vermogen van een quadcoptermotor zult vragen, het grootste gedeelte van een vlucht vraag je 50 – 90% vermogen. Dit levert de volgende rekensom op: 35 ampère x 4 (4 motors) * 0,90 (90%) = 126 ampère. Wanneer je een 1500mAh LiPo gebruikt kun je dan de volgende rekensom gebruiken om de Burst C-waarde te berekenen: 125 ampère / 1.5Ah (1500mAh / 100) = 83C. Als vuistregel kun je er van uitgaan dat de continu C-waarde ongeveer 60% van de Burst C-waarde is, dit levert de volgende rekensom op: 83C * 0,6 = 50C. Wanneer je een vliegstijl hebt waarbij je de gehele vlucht meer als 50% gas geeft is het wellicht verstandig om een LiPo met een hogere C-waarde als in de berekening te nemen. Er zijn veel merken LiPo’s op de markt, ons advies is om altijd te gaan voor een gerenommeerd merk omdat de onbekende, goedkopere merken LiPo’s vaak niet de capaciteit en C-waarde hebben waarmee ze aangeboden worden.

LAAT EEN REACTIE ACHTER

Please enter your comment!
Please enter your name here