Malý přehled o akumulátorech

Cílem tohoto článku je vyvrátit některé míty o akumulátorech a osvětlit některé méně známé pojmy a věci. Jedná se o nedílnou součást AEG která vyžduje jistou svou péči a s minimálními vědomostmi lze ušetřit peníze a vyvarovat se nepříjemnostem v podobě vybité aku na akci.

Akumulátorů máme několik druhů. Základní dělení je na Niklové(dále jen Ni-XX) a lithiové(dále jen Li-XX)
Niklové akumulátory používáme Ni-Cd(nikl cadmium) a Ni-MH(nikl metal-hydrid) existuje vic druhů těchto akumulátorů, ale ty se v airsoftu nepoužívají. Nominální(střední) hodnota napětí na článek je 1,2V, plně nabitý článek má zpravidla něco přes 1,4V a plně vybitý článek něco kolem 1,0V. Přesné hodnoty určit nelze což si vysvětlíme dále. Tyto články se prodávaji zpravidla zapouzdřeny v kovových válcových pouzdrech a obrovkém množství typů. Nabíjení se ukončuje na zakladě detekce delta peaku. Tyto akumulatory obsahují pojistné ventily pro případ přebití. Akumulátory jsou zpravidla značeny na základe typů AA, A, C, D atd.

Lithiové akumlátory jsou značně rozmanitější než niklové. Základní dělba je na Li-Ion(Lithium-iontová), Li-Pol(Lithium-polymer) a Li-Fe(plný název je Li-Fe-PO4, Lithium-železo-fosfát), opět musím podotknout že existují mnohe další, ale ty jsou pro nás z hlediska airsoftu nezajimavé. Nominální hodnota napětí je u těchto článků různá v zavislosti na typu a výrobci viz. níže, Tyto články se prodávaji jak ve formě "pytlíčků" tak i ve formě válcových pouzder. Nábíjení se ukončuje dosažením přesného napětí na článku. Tyto akumulatory ve formě válcových pouzder obsahuji pojistné ventily pro případ přebiti. Akumulatory se značí číselným kodém, který je velmi jednoduchý a přitom výstižný.
Např.: LiIon 3,6V 1100mAh 18650, znamená průměr 18mm, délka 65mm a poslední 0 znamená že má válcový tvar.

Před popisem jednotlivých technologií je třeba znát ještě několik základních pojmů.

Tvrdost článku. Jedná se o proudovou zatížitelnost.Tvrdost článku se se da vyjádřit jeho vnitřním odporem, čím je odpor menší tím tvrdší je článek a pro nás líp, vnitřní odpor článku umí některé lepší nabíječky změřit-např.:některé hyperion. Čím tvrdší článek je tím je schopen dodat větší proud a má menší poklesy napětí při zátěži. např.: používam aku Ni-MH 9,6V ale kdyz vystřelím tak na vodičích do motorku naměřím pouze 8V. a to pro to, že NiMH články nejsou moc tvrdé a tím pádem jim hodně klesá napětí při odběru. Dále platí, že u všech druhů akumulátorů bez vyjímky-čím více překračujeme doporučené vybíjecí proudy tím méně nám aku vydrží. tj.: mám-li aku o kapacitě 1000mAh není pravda, že vydrží polovinu toho co aku o kapacite 2000mAh a to z důvodu že větší akumulátor není tak moc přetěžován a proto vydrží víc jak 2x tolik a jestě k tomu má větší kadenci.
Tato tvrdost Ni-XX lze najít v technických informacích o jednotlivých aku u Li-XX bývá tvrdost vyjádřena v C na obalu téměř každého aku.
C značí násobek kapacity kterou je akumulátor schopen dodávat. Např.: Máme aku 11,1V 2500mAh 20C tzn.:2500mA x 20 =50000mA, 50000mA=50A, to znamená že tento článek by měl být schopen dodávat trvale 50A až do svého vybití. Můžete se také setkat s podrobnějším značením Např:11,1V 2500mAh 30C/20C, kdy větší hodnota C znamená chvilkové zatížení a menší trvalé(tj.:75A chvilkově a 50A trvale).
Další možnost se kterou se lze setkat je např: 11,1V 2500mAh 30C/20C/2C, kdy platí víše popsané plus ještě nejmenší hodnota C znamená nabíjení(tj.:75A chvilkově, 50A trvale a 5A lze nabíjet).
Jak jste si mohli všimnout tak nikde není specifikován pokles napětí při zátěži(což je hodnota která nás hodně zajíma-určuje nám zpravidla kadenci). Tuto hodnotu zjistíte měřením doma přímo na své zbrani a základní pravidlo je používejte co nejvetší aku, ať dostáva co nejméně zabrat, je lepší 7,4V Li-Pol 2300mAh 30C/20C/2C než 8,4V NiMH 1300mAh. Ta NiMH vám při zátěži(střelbě) stejně nedá víc jak 7V a bude se u toho hodně přemáhat, zato ta 7,4V Li-Pol pojede úplně na pohodu dá do zbraně svojich 7,4V, proudu o kolik si zbraň řekne a na životnosti netrpí.
Z těchto důvodů je lepší mít jedno pořádne aku v zbrani, než mít 5 aku z toho 1 ve zbrani a 4 po kapsách a každé slabé. Těch 5 akumulátorů se vám stejně vlivem neustálého přetěžování zničí dříve než ten jeden.

Delta Peak. Tímto pojmem se označuje pokles napětí při nabijecím cyklu u Ni-XX akumulátorů. Když Dodáváme do vybitého akumulátoru proud jeho napětí začne pomalu stoupat(z 0,8V-1V až někde k 1,4-1,45V) a zde najednou malinko spadne dolů(o 3-15 mV), od této chvíle již akumulátor nenabíjíte ale pouze zahříváte, přebíjíte a ničíte. Zní to jednoduše, ale zas takova sranda to není. Když dodáváte málo proudu do velkého akumulátoru tak nabíječka ani nemusí postřehnout, že nějaký delta peak už byl a může vesele dál přebíjet akumulátor. Na stranu druhou když nabíjíte vysokým proudem tak delta peak přijdě dřív než je akumulátor nabitý takže se ukončí nabíjení a přitom akumulátor není nabit do plna. Pokud používáte nějakou inteligentní digitální nabíječku doporučuju nechávat hladiny delta peaku nastavené tak jak byli od výrobce. Můžete je posunout víš ale kapacita kterou tím navíšíte je minimální(většina energie se přemení v teplo) a životnost aku prudce klesá dolů.

Pulsní, konstantní nabíjení. Jedná se o metody nabíjení určenou pro Ni-XX čláky.Jednoduší varianta je konstantní nabíjení, u konstatního nabíjení je akumulátoru dodáván pořád ten samý proud až do jeho nabití. U pulsní je proud dodávan přerušovaně v pulzech, to vede ke kvalitnějšímu nabití.

CC/CV. CC/CV je metoda nabíjení(přeloženo:konstantní proud/konstantní napětí) která se používa u Li-XX članků. Je založena na tom že většinu nabíjecího cyklu teče do akumulátorů pořád stejný proud a napětí akumulátoru pomalu stoupá, až napětí akumulátoru dosáhne maximální meze(4,2V; 4,1V; 3,6V) tak napětí dále neroste ale nabíješka postupně snižuje dodávaný proud. Až dodávaný proud klesne na 0A tak máme nabito. Toto nabíjení je mnohem jednodušší než pulsní nabíjení pomocí delta peaku, přitom je přesnější.

Balancování. Tímto pojmem se rozumí vyrovnávání napětí u u jednotlivych článku v aku. Ne každý se totiž vybije na stejné napětí a při dalším nabijení se články prostě napěťově rozejdou. Např.: máme aku 11,1V 2000mAh 20C po vybiti je napětí jednotlivích článku: článek 1(C1) 3,1V: článek 2(C2) 3,2V: článek 3(C3) 2,9V(cekové napětí je tedy 9,2V). Při nabíjení tedy nabijeme jednotlivé články asi takto C1=4,1V;C2=4,2V;C3=3,9V; zde nám je jasné že takto pořádně nabitý akumulátor nevipadá. Proto je třeba připojit balancér(mnohé nabíječky ho mají integrován do sebe) balancér může fungovat na několika různých způsobech ale vysledek by měl být vždy stejný. Všechny články v aku by měli být nabity na stejnou hodnotu např:12,3V(C1=4,1V;C2=4,1V;C3=4,1V;) Napětí jednotlivých clánků není problém si doma změřit. K balancování (někdy i k nabíjení) se používá servisní konektor což není nic jineho než konektor do kterého jsou vyvedeny vodiče od jednotlivých článku tzn.na 1 a 2 vodiči naměříme C1, na 2 a 3 naměříme C2, na 3 a 4 naměříme C3, takhle lehce si jde překontrolovat jestli není aku moc rozházená a jestli je třeba ji balancovat. Doporučuju balancovat při každém nabíjení když to čas dovolí(v lese u auta v pulce supr rozjeté akce se na to mužete vyprdnout), jinak by se mělo balacnovat cca co 5té nabijení. K problematice spojování a zapojování servisních konektorů se dostanem příště.

Ni-XX

Ni-Cd. Nejstarší technologie. Používaná dodnes kvůli některým vlastnostem ve kterých předčí NiMH. Jedná se o nejlevnější akumulátory. Hned ze začátku je třeba napsat, že se jedná o velmi tvrdé akumulátory, z toho se odvíjí velké proudy které je schopen dodat bez nějakého většího úbytku napětí a také celkem velké nabíjecí proudy. Díky těmto vlastnostem se jedna o "blbuvzdorné" akumulátory za solidní peníz.
Mají malou kapacitu ve srovnání s ostatnímy ale za to ji díky své tvrdosti dokážou zcela využít, v porovnání s ostatními jsou velmi težké . Nabíjení se ukončuje na základe delta peaku(obvykle okolo 10mV). Samovybíjení těchto článků je relativně malé asi 0,5% denně.
Pozor na podvybití těchto článku. Pří podvybití se může některý článek v aku přepólovat a tím zničit celé aku(popřípade ho lze rozebrat a udělat z 9,4ky 8,4ku). Dále tyto články trpí paměťovým efektem. Dříve to byl velký problém který se podařilo z velké části odstranit. Jako prevence by se články měli jednou za čas úplně vybít a poté znovu nabít, nejlépe při každém nabíjení. Tyto články se budou vždy při nabíjení zahřívat(alespoň minimalně, že to nepůjde skoro poznat) je to dáno tím že mají zpravidla 80% účinost. Např: když nabíjím proudem 100mA tak za hodinu nabiju 80mAh a zbylých 20mAh se přemenilo v teplo.
S těmito akumulátory se velice dobře pracuje. Dají se jednoduše pájet do lajn i vedle sebe. Jako až legendární lze označit Sanyo N-1700SCR které snad nikdy nikoho nezklamalo. Skladovat pokud možno nabité.

NiMH. Plati defacto to samé co o NiCd až na to, že nejsou tak tvrdé, mají větší kapacitu, trpí větším samovybíjením(cca 1,5% denně), nabíjení by se mělo ukončovat při delta peaku 5mV. Vyjdou zpravidla dráž než NiCd, taky se s něma dobře pracuje. Prakticky netrpí paměťovým efektem. Jsou velmy rozšířené mezi AS komunitou. Doporučuje se nabíjet před každou akcí z důvodu vysokého samovybíjení(nezapomenout hlavně pro AKU ve vysílačkách, vyjma eneloop, recyko a jim podobným článkům s novou technologií a minimálním samovybíjením). Co se týče skladování je lépe skladovat tyto aku nabité(jednou za čas procyklovat, vybít-nabít), z důvodu velkého samovybíjení může dojít k úplnému hlubokému vybití článků a tím k jejich degradaci, zničení.

K nabíjení Ni-XX článků nemůžu než doporučit MW6168V. Za ty peníze se těžko hledá lepší

Li-XX

Li-Ion. Zde je dělení této technologie složitější. Budeme teď rozlišovat 2 zakladní druhy Li-Ion. Jeden druh je velmi měkký ale dosahuje obrovských kapacit(máte ho v notebooku) a ten druhý má malou kapacitu ale za to je tvrdý(Li-Mn, dále obecně Li-Ion). Li-Ion články mají nominální napětí 3,6V-3,7V záleží na typu. Jako každou Li-XX je třeba je balancovat. Jsou poměrně tvrdé a dobře se nabíjejí. Jedná se o dražší akumulátory se kterými se hůře pracuje z důvodu připojení servisního konektoru a nebezpečí přehřátí, ale to jsou spíše teoretické záležitosti protože pájet jdou perfektne a zapojování servisního konektoru nevadí protože je tam zas o to mín článků. Nabíjení provádíme metodou CC/CV na maximální napětí 4,1V-4,2V; záleží na typu akumulátoru a životnosti kterou od něj očekáváme(při 4,2V klesá životnost ale máme vetší kapacitu-nedoporučuje se z důvodu měknutí článku). prakticky zanedbatelné samovybíjení.

Li-Pol. Pravděpodobně nejrozšířenější Lithiové články mezi airsofťáky. Jsou tvrdé, jednoduše se nabíjejí, sem tam je třeba je balancovat, jsou levné, malé, lehoučké, skladné. Díky tomu že je ve velkém používají modeláři je u nich obrovský výber od mnoha výrobců. Vyrábějí se ve formě pytlíčků, z toho hodně vychází jejich nebezpečnost ač jsou pytlíčky zpravidla dobře schované ve velmy silné fólii je možné jejich propíchnutí a nasledné hoření. Hoření můžeme dosáhnout i když je přehřejeme nebo přebijeme. Obojí je prakticky nemožné při zachování aspoň nejzákladnějších pravidel. Nabíjíme na 4,2V metodou CC/CV. Pozor na podvybití hrozí zničení aku poklesem jeho kapacity a hlavne vyměknutím. Někdy se stane že se levné Li-Pol nafouknou. Takovou aku je možno dále použivat ale je třeba dbát zvýšené opatrnosti a neočekávat bůh ví jaké výsledky-nafouklé nabíjet POUZE v kovové nádobě daleko od všeho hořlavého popř. použít lipo safe bag. Zanedbatelné samovybíjení. Výborně se s něma pracuje díky dlouhým plíšků nehrozi prohřátí aku. Skladování při dlouhodobém nepoužívání-vybít na cca 3,8V a poté vložit do chladu(cca 10°C a mín, někdo je dává i do ledničky).

Li-Fe. Jedná se o poslední přírustek do rodiny lithiových akumulátorů. Když přisli na trh měli suveréně největší tvrdost(dnes je Li-Pol předběhnul). Mají ale hromadu výborných vlastností na airsoft. Nominální Napětí je 3,3V plně nabito mají 3,6V(CC/CV), tzn.: dají se z nich dělat aku o 9,9V což je idealní hodnota, navíc jsou levné, dají se velmy rychle nabíjet, jsou úplně bezpečné(blbuvzdorné asi jako SANYO N-1700SCR). Vyrábí se jak ve formě válcových pouzder tak i jako pytlíčky. Dobře se s němi pracuje(až na vyjímku za všechny A123 2300mAh, s tou je to teda děs). Je třeba je také balancovat. Podvybití jim až tak moc nevadí. Mají obrovskou životnost v rámci tisíce cyklů.

K nabíjení Li-XX článků doporučuji používat pouze kvalitní nabíječky, například od firmy Hyperion

TARA.