Špičková nabíječka Cellpro 10 Revolectrix

Článek vyšel v Rc-modelech č 10.2008. A protože již mám povolení k uvolnění na web..zde ho přináším.Navíc je doplněný o další fotky a poznatky z provozu.

Poslední dva roky přinesly nebývalý rozmach elektroletu .Je to dáno  velkým pokrokem v pohoných bateriích.Nicd technologie se přesunula hlavně do oblasti napájení malými proudy.A tam kde je potřeba velký výkon po dlouho dobu,nebo obrovský výkon po kratší se jasně etablovali lithiové technologie.

Každý kdo dnes uvažuje vážně o pohonu pro svůj model,má na výběr jen tři možné technologie.Li-pol,Li-ion a velmi progresivní A123 nanotechnologii.Na jednu stranu baterie na těchto bázích poskytují převratné výkony,ale na stranu druhou jsou citlivé na správné a hlavně přesné nabíjení.A toto splňují beze zbytku nabíječe od firmy FMA..CellPro10S a i CellPro 4S.Navíc díky unikátním algoritmům řízení pro Li-pol baterie umí tyto nabíjet až 3C proudem (tzn třínásobek kapacity vyjádřený v proudu).

Protože jsem přesvědčený o tom,že obě nabíječky jsou mistrovské kousky techniky (navíc nejsou drahé a mají prodejní zastoupení v čechách u fyrmy Hořejší s.r.o),obě jsem pořídil a pokusím se je co nejlépe popsat .

 

                                               CellPro 10S Revolextrix
Základní parametry
maximální nabíjecí proud     10A
maximální počet článků  1 až 10 článků -3 typů Lixx (tzn Li-pol,Li-ion,A123)
maximální  trvalý výkon ze vstupního napětí 16V   -260W,z 12V- 190W.
balancování článků do 1mV s přesností 1mV
výpočet vnitřního odporu s přesností 0.1mOhm
počet variabilních předvoleb   6
rozměry 175/92/40 mm
hmotnost 620g
nastavení omezení odběru ze zdroje 1 až 25A
připojení na internet a možnost upgrade firmware
kapacita nabíjené baterie v rozsahu 100mAh až 65Ah (nabíjecí doba max 12 hodin)
vypínatelná zvuková signalizace stavů nabíječe

 

 

Mechanické provedení

Nabíječ je v celokovovém provedení.Základní kostra je jednolitý černěný chladič,na který jsou přišroubované bočnice a horní panel. Na levé straně jsou vstupní napájecí kabely zakončené pozlacenými banánky a otvor pro komunikační port RS232.Většinu čelní plochy nabíječe zabírá podsvícený display a ventilátor.Na pravé straně jsou výstupy pro diagnostické konektory a dvě ovládací tlačítka.Hlavní připojovací výstupy nabíječe jsou dva páry zdířek na klasické banánky.

Součástí dodávky jsou též velké krokosvorky pro připojení na olověný akumulátor,dva diagnostické kablíky a propojka Plug Blocker. Komunikační rozhraní není součástí balení nabíječe a je nutné objednávat zvlášť.

Jako celek je nabíječ CellPro10S poměrně malý,ale velmi robustní.A nejenom mechanické provedení je na výtečné úrovni,ale i čistota pájení a provedení elektroniky si zaslouží jedničku.

 

                                                                     Základní vlastnosti nabíječe

Nabíječ Cellpro 10 může nabíjet v jednom ze tří automatických režimů..tzn 1C,2C,3C.(pozn..toto je naprosto stěžejní a jedinečná funkce, kterou má spolehlivě zvládnuté jen Cellpro10S..vtip je v tom,že se dají Li-pol baterie velmi rychle nabíjet.Trošku to boří zavedenou praxi, kdy čekat až se Li-pol baterie nabije za 1hodinu je ůmorné.Jen to vyžaduje naprosto přesné měření při nabíjení,kdy algoritmus nabíječe pozná kdy je baterie ještě schopna přijímat rychle náboj a kdy již ne.A to v celém průběhu nabíjení). Nebo ručně nastaveným proudem v rozmezí 0.1 až 10A po kroku 0.1A.(a to u všech typů baterií) Navíc je možno zvolit i speciální režim pro dlouhodobé skladování baterií kdy se baterie nabije jen a 50% své kapacity.Každý z předešlých nastavení je možné přiřadit jedné ze šesti pamětí a ty pak vyvolávat přímo jen jedním stisknutím tlačítka.

Velmi zajímavý je způsob měření kapacity kdy se nejenom zobrazuje její skutečně dobíjená velikost,ale i procentuelní podíl z celkové kapacity baterie.Specialitou kterou firma FMA vyvinula, je určení kapacity již při vložení různě vybité baterie....(tzv Fuel Gauging).Nepodařilo se mi zjistit jak to nabíječ dokáže poznat,ale neplete se.Další velmi podstatnou funkcí je měření i vstupního proudu který nabíječ odebírá ze zdroje(nebo autobaterie) .Je možné nastavit omezení v celém rozsahu až do 25A.Další příjemné featurky jako je možnost si zapnout či vypnout zvukovou signalizaci,změnit kontrast zobrazovače,popsat si jednotlivé programy přímo jmény(např modelu pro který je baterie určena) jsou už jen třešničkou na dortu.A k jedné z nejdůležitějších patří i připojení k PC .Kdy je možné nastavovat právě zmíněný featurky,zaznamenávat průběh nabíjení,ale i updatovat firmware nabíječe.Toto považuji v dnešní době za nezbytnost.Lithiové technologie se rozvíjejí velmi rychle a pokud za rok přijdou baterie s jiným nominálním či nabíjecím napětím,než soudobé.Není nic lehčího než přehrát program v nabíječi a ten zůstává aktuelní.

Nabíječ jako takový pracuje s full řízením a managementem jednotlivých článků.Nejde nabíjet jen hlavními silovými vývody.Vždy musí být připojený diagnostický konektor.Výhoda takového řešení je kompenzace úbytků na přívodních vodičích a to jak silových tak diagnostických ( je to obdoba průmyslového měření napětí na vzdáleném bodu).Tímto můžou být silové vodiče až 1m dlouhé (ale osobně to nedoporučuji).Navíc Cellpro umí měřit i vnitřní odpor jednotlivých článků baterie.S předešlým typem Cellpro4 si nabíječ zachoval možnost nabíjet jen přez diagnostické přívody,kdy nemusí být zapojeny silové.(jen se musí použít blokovací propojka PlugBlocker která je součástí balení nabíječe).Nabíjení probíhá podle dvou možných zvolených schémat..buď se zaměřením na přesnost balancování ( Optimize for Accuracy) kdy přesnost balancování je na tisíciny voltu.Nebo se zaměřením na velmi rychlé nabíjení (Optimize for Fast Charger) kdy se  nabíjení  ukončí při poklesu nabíjecího proudu na 0.1C.

Implementovány jsou i alternativní nabíjecí režimy.Jsou ,ale spouštěny automaticky na základě dat které nabíječ naměří.(nabíječ o změně informuje na displey).Je to režim opravy nízkého napětí .Kdy jeden ze článků sady má velmi nízké napětí(až 0.5V).Druhý je bezpečnostní nabíjecí režim.V případě silně rozbalancované baterie Cellpro sníží nabíjecí proud na 0.5A. Poslední je sledování teploty ovzduší kdy při nízké teplotě nabíječ ukončí nabíjení při dosažení napětí 4.1V(samozřejmně se to týká jen Li-pol článků).

Samozřejmostí jsou kompletní ochrané funkce proti přepolování všech výstupů .Samozřejmně i vstupu.Jen s jedinou vyjímkou..nesmí se zapojit silové nabíjecí kabely do prostředních dvou zdířek.Na čelním panelu je jasný piktogram který to zakazuje.Tuto odolnost jsem i zkoušel a přiznám,byla ve mně malá dušička,když jsem připojil silové vodiče normálně,ale diagnostický konektor obráceně.Ale výrobce nelhal..nabíječ jen napsal varování o přepolování baterie.Jinak se nic nestalo.

 

Praktické použití...nabíjení Li-pol a A123 baterie

Na obrázku č2 je (takové to domácí nabíjení:-))) Né teď vážně.Nejdřív jsem nainstaloval software potřebný pro komunikaci s nabíječem.Není to nic těžkého,jen je třeba mít již nainstalovaná NET Framework a pak již je to sranda.Aplikační postředí je zdarma ke stažení na webu FMA.A drivery k USB převodníku na 232 komunikaci jsou součástí balení tohoto rozhraní.

Z dodaných přechodek diagnostických kablíků jsem si vyrobil svůj formát..což je standardní rozteč pinů 2.5mm..obr3).A konečně se dokopal ,ke spakování baterie 8S-A123 do připravované polomakety L-23. Nejdřív jsem zapojil diagnostický konektor,pak silový.Vybral tlačítkem mode již přednastavenou pamět(pozn..nastavení nabíjecích parametrů, jsem již udělal přez PC rozhraní) a zmáčknul tlačítko start...Ano je to tak jednoduché a velmi uživatelsky příjemné.Žádné krušné chvilky s nastavováním nabíječe...v klidu  rodiného krbu,jsem si parametry nastavil přez PC a na letišti si pak jen vyberu příslušnou pamět a to je vše.Jediné co je rozdílné proti nabíjení doma a na letišti,je použití omezení odebíraného proudu ze zdroje.Můj zvládne max 15A.. na letišti při zapojení na autobaterii se netřeba omezovat.

obr.2...

 

 obr.3

obr4

 

obr.5

obr.6

 

obr.8

obr.9

Na obrázku 4 je jen pro ilustraci jak vypadá úvodní obrazovka s identifikací programu pro daný model  (pozn 6A nabíjecího proudu je zvoleno záměrně,baterie je naprosto nová ,při testování Cellpro šlo o její první cykl..nemá cenu ji trápit proudy většími).Na obrázku 5 je jedna z mnoha skrolovacích obrazovek .Při nabíjení je možné sledovat a to buď automatickým přepínáním nebo ručním,mnoho provozních parametrů nabíjení.Zobrazují se následující sady dat. (a)Nabíjecí proud a doba nabíjení+napájecí napětí a  vstupní proud.(b) Zvolená předvolba a data předvolby.(c) Chemický typ baterie,typ nabíjecího procesu (d) Výsledek spec.algoritmu FMA,kterým se určuje okamžitý vložený náboj..tzv Fuel v % (e) celkové napětí baterie pro oba kanály (f) Náboj vložený do baterie ..pro oba kanály (g) napětí jednotlivých článků v sadě,či sadách .(h) Vnitřní odpor jednotlivých článků v sadě či sadách.

Na obrázku č.6 je ukázka připojení a nabíjení velmi levné,ale výkoné sady tří článků Li-pol 1600mAh,automatickým nabíjením 3C..což by v tomto případě znamená 4.8A. I v tomto testu obstál nabíječ na jedničku.Praktické testy proběhly na bateriích 4SA123,6SA123,8SA123,Li-pol 3S i 4S a pokaždé nabíjení proběhlo naprosto dokonale v nejkratším možném čase,daném nastavení přiřazené paměti.U baterií A123 jsem velmi rychlé nabíjení s průběžným vyrovnáváním článků předpokládal,ale že plně vybitou baterii Li-pol 1600mAh nabije za 26 minut.A to včetně přechodu dorovnání článků..tak to jsem viděl u Li-pol poprvé.A rozhodně si na to člověk rád zvykne.Na obrázku č.7 je  PC vyzualizace z tohoto testu.(CellPro navíc i data ukládá a není problém si zobrazit průběhy nabíjení ve formě grafu)

Na obrázku č.8 je baterie v nestandardním uspořádání.Má rozdělený diagnostický konektor(Tento zvláštní formát si vynutili velmi malé rozměry trupu F5B Zoom,což je celokompozitový plnokrevník) a i tak nebyl problém Cellpro pro nabíjení použít.Obzvlášt u této baterie mi zajímali její parametry,hlavně rozložení vnitřního odporu.Vysvětlím....v Zoomovi je velmi ostrý pohon,který vytěžuje baterii 6SA123 na její maximum(startovní proud 115A).Tak jsem nejdřív simuloval let,kdy se baterie dost ohřeje a pak ji ještě horkou nechal nabíjet CellPrem.A myslím,že ůdaj o vnitřním odporu,60 stupňů horké baterie odpovídá realitě,obrázek č.9.

                                      Výkon nabíječe

Nabíječ je deklarován jako 10S (deset seriových článků) s nabíjecím proudem až 10A.Jednoduchým výpočtem kdy plně nabitá baterie Li-pol má 42V,by vycházel nabíjecí výkon 420W při 100% účinnosti.Což je celé samozřejmně nesmysl.Za prvé je nabíječ na to jak výkoný je ,rozměrově malý a za druhé měnič který vytváří napětí potřebné pro nabíjení by pracoval s obrovskými proudy (pozn při teoretických 420W a reálně dosažitelné 85% účinnosti by to bylo 41A..což by baterie v autě těžko zvládala po dobu nabíjení).Skutečnost je jiná. Při napětí 12V vstupních (autobaterie) je trvalý výkon190W..což pro nabíjení 10S..např A123,poskytuje proud 5.2A,ale již při nabíjení hodně rozšířených 6 článků ,je to již 8.8A. No a do 4SA123 které naprosto plně nahradili dříve používaný desetičlánek NiCd je už k dispozici plných 10A.

Jiná situace je při použití stabilizovaného zdroje ze síťového napětí.Většinou jsou nastaveny na 13.8V a pak je k dispozici trvalý výkon 230W.No a nejlíp jsou na tom majitelé zdrojů které mají nastavitelné výstupní napětí,kdy při 15.7V  nabíječ udrží trvalý výkon 260W...který již poskytne nabíjecí proud pro 10S-A123..7.2A a pro 6SA123 plných 10A.

obr.7

                                                                                          Závěr

Nabíječ CellPro10s-Revolectrix je špičkový výrobek s naprosto unikátními vlastnostmi.Nejenom,že je výkoný a velmi přesný ve své základní funkci...což je nabíjení lithiových baterií,ale poskytuje i mnoho funkcí,které ostatní nabíječe nenabízejí.Jeho původ(i když se vyrábí v asii) ,je čistě Americký .A je to znát..občas mám u nabíječů čistě z číny pocit,že pro návrháře je tam stejná jednotka 1V a 1m bambusu.Měsíc jsem nabíječ trápil a hledal na něm chybu...a nenašel.I když jednu věc nesmím zapomenout.Komunikační program v PC si automaticky stahuje návěští nových verzí firmware..a důsledně varuji před unáhlenými updaty.Někdy nejnovější neznamená nejlepší.Přímo varuji před stažením a updatu verze 2.20. Je v něm velmi závažná chyba kdy napětí při nabíjení A123 dosáhne až 3.8V .Problém je,že to chyba je i není.-vysvětlím.Baterie A123 mají povoleno nabíjení na vyšší napětí než je 3.6V při teplotách pod bodem mrazu.A tady je zakopaný pes- jedná se o teplotu baterie,né okolí!.To znamená,že pokud baterie prokazatelně bude mít svojí teplotu nižší než 0 stupňů,je možno nabíjecí napětí zvýšit na 3.8V.Toto je v reálu ,ale nesmyslné,protože za prvé se baterie nabíjením ohřívá(obzvlášť při použití 10A nabíjecího proudu a v tom okamžiku již podmínka neplatí) a za druhé zmrzlá není schopná podávat svoje výkony a tím je nepoužitelná.Proto použití verze softu 2.20 nedoporučuji.

Já celé testy prováděl na verzi 2.18 a jsem maximálně spokojený.Upgrade i případné downgrade je kdykoli možné.A nakonec to nejlepší..cena u firmy Hořejší je velmi příjemných 3900kč.

V článku je zmíněna možnost upgradu firmware...tak ke dnešnímu dni( 7.12.08) již jedu na veri 2.24 a čekám na uvolnění verze 2.25.Kde je ještě víc zůžené pásmo balancování článků.I takto je to již naprosto jedinečné a přesné,ale každé vylepšení(i malinké) se počítá..(je to zdarma tak proč ne:-)).Již jsem zkoušel i nabíjení jen jediného článku A123.A je to naprosto v pohodě.Navíc se mi líbí jedna možnost...nabíjení baterie bez silového vodiče.Dám příklad...často tu dělám někomu baterie.A doteď jsem musel baterie spakovat a pak nabíjet jeden článek po druhém..(jednotlivě...říká se tomu valchování:-)).To proto abych zajistil,že všechny články v sadě budou mít naprosto stejný start do života.No tak to skončilo.Na obr .10 je jak to teď dělám.Jedná se o púlku sady do připravovaného super stroje CeresE. Zatím co Cellpro nabíjí každý článek v sadě..dělám na jiných věcech.

 

obr.10

 

obr.11

Jak jsem si sám pro sebe vytvořil standard konektoru balančního a servizního vývodu...tak to popisuji v Rc-modelech č.11-2008.Ale alespoň malá ochutnávka přechodek pro Cellpro je na obrázku č.11.Nejsem teď naprosto závislý co nedej bože výrobce na baterku dal za konektor.Protože propojky pro nabíječ mám dané a jejich protikusy na baterii předělám za pár minut na standardní rozteč 2.5mm..mnohdy stačí jednotlivé female konektory vypíchat z konektoru a přendat do běžně dostupných krytek.V horším případě mám krympovací kleště a je to taky hned.

Na úplný závěr...Cellpro mi doslova nadchlo.Je malé,výkonné a hlavně neskutečně přesné.A tak jsem usoudil,že nabíječ Tema SCD300 už pro mně nemá význam a prodal jsem ji.Někdo by mohl namítnout,že CellPro 10s není tak výkoné...ano není.Když se vezme demagogicky max výkon ve watech tak je je slabší než Tema a to o třetinu.Ale já zvážil jaké baterie do budoucna budu létat a tak mi výkon Cellpra bohatě stačí.A přiznám se ..i když jsem nabíjel Temou..málokdy jsem např 6SA123 nabíjel větším proudem než 7A.Celpro dá pro moji oblíbenou šesti článkovou baterii v pohodě víc než 8A..Tak proto jsem Temu prodal.Navíc mít naprostou kontrolu nad každým článkem v sadě...to se cení.

Dalibor Štěrba .