Prešli sme si tým mnohí. Dlhý víkend konečne pred nami. Počasie ako na želanie. Krmivo konečne zamiešané, už sa naberá na tácky zavážacej loďky.  Na túto rybačku sme sa dlho tešili a našťastie sme mali čas aj trochu lepšie sa pripraviť. Náhradný set deväťvoltoviek pre signalizátory v kufríku, popri nich aj dve novučičké 18000 mAh baterky pre zavážaciu loďku, ktoré našťastie ešte stihli z Alíku prísť pred touto rybačkou. Tretia je už pripojená v lodičke. Dnes nás naozaj nemôže nič prekvapiť, šťavy bude v loďke dosť, už nech sa len tie signalizátory rozpípajú. A aký to bol fajnový kšeft. Tri 18000 mAh baterky za 50€, k tomu nabíjačka zadarmo. To všetko prišlo za 2 týždne! No nekúp to?!

Loďka je už na vode, ovládač v ruke, joystick dopredu a plnou parou vpred! V tom momente.... Ticho! Loďka sa zastavila, po rýchlej analýze zisťujem, že zhasla. Na vode! Toto mi doteraz nerobila! Po výdatnej dávke hromženia a nadávania sa v hlave roztočia ozubené kolečká, vzorce, derivácie a integrály. ´Žeby tá baterka?´pýtam sa v duchu. Však bola plne nabitá! Na loďke svietili všetky štyri ledky, to nemôže byť baterka. Možno je vadná! Vyťahujem loďku za vlasec, koniec ktorého zostal zavesený v zadnej komore loďky. Skúšam vypnúť a zapnúť loďku, naskočí na prvý šup. Skúšam pohon motorov na brehu, všetko ide bez problémov. S trochou nedôvery sa vracia loďka späť na vodu. Nový rozjazd a.... opäť ticho! Musí to byť tá baterka! Nevadí, mám ešte dve. ´Jedna baterka kľakla, nič sa nedeje! Mám ešte dve nové, plus tú starú,´ hovorím si. V duchu násobím 18000 mAh dvomi, namiesto troch. Stále to musí stačiť! Výsledok je však rovnaký pri druhej aj tretej baterke. Loďka sa pohne, prejde meter-dva, potom sa na vode zastaví. Nasledujú pochybnosti, či to bude v tých baterkách, či nebude problém v tej loďke. “Ak máš pôvodnú baterku pri sebe, skús to s ňou!” ozve sa mi za chrbtom sused, ktorý sa zo zvedavosti na príčinu stále hlasnejších nadávok pri mne pristavil.“ Mal som ten istý problém, robí to elektronika v tej baterke. Skús to so starou!“ Dávam na jeho radu a za chvíľu sa už loďka plaví vo vode. Veselo, tentokrát už bez problémov. Zaleje ma pocit, taký sladkokyslý. Na jednej strane som rád, že nemusím kupovať novú loďku, na strane druhej som sklamaný z toho, že som sa nechal nachytať s baterkami mizernej kvality.

Príklad ponuky, ktorá sľubuje viacej, ako môže splniť

V tomto článku si detalnejšie popíšeme príčinu týchto problémov. Poukážeme si na niektoré detaily, ktoré indikujú dôvod na ostražitosť pri nákupe lítiových batérií. Článok je zameraný v prvom rade na 7,4V lítiové batérie pre kompaktné, čínske zavážacie loďky. Niektoré poznatky však môžu byť použité všobecne.

Nie je veľkým tajomstvom, že batérie pre vyššie uvedené zavážacie loďky sa vyrábajú ako zostavy 4 batériových Li-Ion článkov. Sú to tzv. akupaky a dodávajú sa v dvoch veľkostiach. Malé sú zložené z batérií 18650, tie väčšie sú typu 21700, kde číselné označenie článku predstavuje jeho rozmery (Napr. článok 18650 má priemer 18 mm a dĺžku 65 mm). Menšie akupaky bývajú na štítkoch označené kapacitou 5200 mAh, tie väčšie spravidla štítkom 9600, 10000 alebo 12000 mAh. Okrem článkov sa v batérii nachádza tzv. BMS riadiaci obvod (Battery Management System). Je to maličký plošák, ktorý riadi nabíjanie a vybíjanie článkov. Z bezpečnostných a funkčných dôvodov hrá tento plošáčik v akupaku nesmierne dôležitú rolu. A práve on má vplyv na problém na vypínanie loďky, ktorý sme si vyššie ilustrovali. Viac si o ňom povieme neskôr.

 

Batérie v procese výroby

 Možnosti kapacity sú obmedzené

Dokáže sa chlap opiť z jedného štamperlíka? Noooo, na vec síce vplývajú nejaké faktory, ale v krátkosti a vo väčšine prípadov je odpoveď jednoduché nie. Naskytne sa síce otázka, čo je v tom štamperlíku, kto ho má vypiť atď, ale stále je to len ten jeden štamperlík. Ak si chce človek zlepšiť náladu, naleje si druhý, tretí. Ak ste však na návšteve u švagra a vaša žena vám z predvídavosti povolila len štyri, nie je jedno, čo sa do toho štamperlíka naleje. “Toho jägeríka necháme radšej pre dievčatá, nalej mi radšej z tej fajnovej päťdesiatdvoječky, čo sme minule chutnali ! Hanka mi povolila len štyri! Hehe!” Nakoniec to aj tak skončí minimálne šiestimi, ale to je už iný príbeh.

Podobne je to s lítiovými batériovými článkami. Chceš jazdiť so svojou loďkou dlhšie? Pridáš si do svojho akupaku viacej článkov. Ak si však obmedzený veľkosťou alebo hmotnosťou akupaku, nie je jedno, čo sa do toho akupaku natlačí. O dĺžke prevádzkovej doby nám teda hovorí kapacita batérie. Čím vyššia kapacita, tým dlhšie nám zavážacia loďka pojazdí na jedno nabitie batérie. 

Teraz trochu teórie a výpočtov. Sľubujem, že sa to budem snažiť obmedziť na minimum, ale zopár údajov sa tu jednoducho uviesť musí. Takže o veľkosti kapacity nám hovorí číslo vyjadrené v mAh (miliampérhodiny) prípadne Ah (ampérhodiny, 1Ah = 1000 mAh). Vec sa má tak, že to do jedného článku o rozmere 18650 je fyzikálne možné natlačiť maximálne 3500 mAh. V rozmere 21700 je to kapacita 5600 mAh. Vo svete existujú typy článkov s MIERNE vyššou kapacitou, avšak s viacnásobne vyššou cenou, ale očakávať, že bude taký článok dodávaný do čínskeho akupaku je minimálne naivné.

Takže malý článok 3,5 Ah, veľký 5,6Ah. Ak do akupaku priložím druhý, sériovo zapojený článok, kapacita zostane rovnaká, zvýšim však napätie článku. Namiesto 3,7V bude mať môj akupak 7,4V. Ak ten článok nezapojím sériovo, ale zapojím ho paralelne, zostane moje napätie rovnaké (3,7V) ale zdvojnásobím kapacitu svojho akupaku. Kontrolný príklad: Majme k dispozícii 3,7V články 18650 o kapacite 2600 mAh. Koľko článkov potrebujem k zhotoveniu 7,4V baterky s kapacitou 5200 mAh? Ak ste odpovedali 4, je to správne. Dva články v sérii mi zvýšia napätie na 7,4 V (2 x 3,7 = 7,4V) a 2 rovnaké paralelné vetvy mi zdvojnásobia kapacitu (2 x 2600 = 5200 mAh). Toto je dôvod, prečo sa batéria kompaktnej zavážacej loďky skladá zo štyroch článkov.

Teraz však k veci. Spomínali sme, že fyzikálny limit jedného menšieho článku je 3500 mAh a toho väčšieho je 5600 mAh. Znamená to, že na základe daného napätia a daného rozmeru nie je fyzikálne možné vyrobiť batériu ktorá by mala vyššiu kapacitu ako 7000 mAh  (menší rozmer), alebo 11200 mAh (väčší rozmer). Takže pokiaľ výrobca uviedol na štítku 7,4 voltovej batérie zloženej zo štyroch článkov kapacitu 18000 mAh, zavádza vás? Nie on vás nezavádza. ... On vás nezavádza, ale klame takým odporným, hnusným a bezohľadným spôsobom, že sa len tak práši. Ako som pred chvíľou spomínal, bavíme sa na rovine teórie na hraniciach momentálnych technologických možnostiach. V praxi však stojí 5600 mAh článok približne o 30-40 % viac, ako povedzme 4500 mAh článok. Otázka za milión: Myslíte, že bude mať výrobca, ktorý vám na štítku naklamal kapacitu 18000 mAh, problém klamať o pôvode a kvalite použitých článkov? Hmmm.

Uvádzame niekoľko príkladov z reálneho života. Väčšina batérii do čínskych zavážacích lodiek stavaných z článkov 18650,  kupovaných od druhoradých predajcov nedosahuje kapacitu ani 4000 mAh. Pokiaľ sa bavíme o väčšom rozmere 21700,  nedosahujú ani 8000 mAh. Ovšem bežný rybár bez testera kapacity batérií si tieto veci nemá ako všimnúť. Pre neho je dôležité, ako dlho loďka jazdí pred tým, ako sa batéria vybije. A ak to nikdy nemal možnosť porovnať s nejakou kvalitnejšou batériou, rozdiel si mnohokrát ani nevšimne. 

Vypína sa náhle loďka kvôli nízkej kapacite batérie? Nie. Väčšinou za to môže už spomínaný BMS obvod.

 

BMS náš každodenný

Svojskou vlastnosťou lítiovej batérie je, že sa nesmie vybiť úplne doprázdna a nabíjať dlhšie, ako je to povolené. V praxi to znamená že by sa batéria do zavážacej loďky s nominálnym napätím 7,4V  nemala vybiť pod 6V. Prečo? Pretože ak ju vyšťavíte na nulu, už ju nemusíte vedieť nikdy viac nabiť. Alebo sa ešte nabije, ale môže sa vznietiť. Videli ste niekedy napučanú baterku v mobile alebo podobnom zariadení? Je to síce trochu iná technológia, ale pravdepodobne napučala z niektorého vyššie uvedeného dôvodu. Samotný batériový článok ovšem nevie o sebe, ako veľmi je nabitý alebo vybitý. Potrebuje na to nejaký kontrolný systém. Teoreticky by to mohol byť rybár, ktorý nepustí loďku na vodu po zhasnutí poslednej zelenej diódy, alebo vytiahne nabíjačku včas. Ale prečo by sme sa mali na to spoliehať? Však tu máme podpornú elektroniku, ktorá to za nás spraví, tzv. BMS obvod. Funkcia BMS obvodu je jednoduchá- ochrániť batériu. Vypnúť ju predtým, ako by sa priveľmi vybila. Vypnúť ju predtým, ako by sa nabila viac, ako sa má. Vypnúť ju predtým, ako by ju zničila nadmerná záťaž (nadprúdová ochrana). Okrem toho môžu mať niektoré BMS obvody pochúťkovú funkciu balančného nabíjania, ale o tom neskôr. Takže bez BMS obvodu je batéria ako batoľa bez mamy.

Príklad nebalancujúceho BMS obvodu

 

Materská starostlivosť je samozrejme dôležitá, o tom niet pochýb. Ale stretli ste sa už niekedy s maminkou, ktorá to so svojim deckom jednoducho preháňa? Nechytaj to, lebo sa zašpiníš! Nechoď na ľad, lebo sa pošmykneš! Neskús ísť do tej zimy, lebo prechladneš! A ak sa to preženie priveľmi, decko zostane neschopné, stále pri maminkinej sukni. Rovnako je to aj s BMS obvodmi. BMS obvod má síce batériu chrániť, ale aj on môže byť jednoducho príliš citlivý. A taký precitlivený BMS vám veru odpojí batériu v tej najhoršej chvíli. Spravidla na vode, keď sa loďka rozbieha. Prečo práve vtedy? Pretože vtedy dostáva loďka najviac zabrať a batéria odovzdáva v tej chvíli najväčší prúd riadiacej elektronike loďky. BMS sa zľakol, loďka ďalej nemôže! Tu by sme dobromyseľne mohli konštatovať, akí sú tí súdruhovia precízni, že navrhli batériu, ktorá sa pred sebou samou ochráni v každom prípade, dokonca s nemalou rezervou. Dôvod citlivého BMS v batérii je však častokrát omnoho prozaickejší:

• Citlivý BMS obvod navrhnutý na malé prúdy je omnoho lacnejší, ako ten, ktorý musí znášať a reagovať na väčšie prúdy
• Možno je naozaj potrebné, aby sa baterka odpojila už pri danom zaťažení, pretože ak sa neodpojí, môže to mať za následok zničenie niektorých spojovacích komponentov batérie (myslíme tu hlavne, na niklové vedenia, tenký prívodný kábel batérie, zriedkavo samotné články). T.j. daná baterka nebola navrhnutá pre dané používanie, ale na niečo iné!

Nekvalitný BMS obvod môže so sebou prinášať rad problémov. Okrem toho, že môže reagovať precitlivene, častokrát kráti životnosť batérie. O tom si však niečo povieme v nasledujúcej časti série článkov. Taktiež si vysvetlíme, či je možné batériu s chybným BMS opraviť. A ak áno, či sa to oplatí, koľko to približne koštuje? Každému však odporúčame problémom radšej predchádzať, ako ich riešiť dodatočne. Taký Durapack vás na vode určite nesklame, pretože bol konštrukčne navrhnutý na omnoho vyššie zaťaženie, aké spôsobuje kompaktná zavážacia loďka. A kapacita? Na štítku nájdete údaj maximálne 11200 mAh. Ale garantujeme Vám, že tých 11200 nájdete aj v tej baterke, ktorá bude poháňať vašu loďku aj na konci dňa, kde ostatné batérie už dávno podali výpoveď.

Bezkonkurenčné batérie Durapack 11200

Ing. Anton Škultéty

www. yukongrizzly.com