Bateria LiPo Que Es y Como Elegirlas

Los multirrotores (también conocidos como drones y quads) se alimentan mediante baterías LiPo, siglas de Litio y Polímero, estas baterías LiPo vienen bien para este hobby ya que pueden almacenar y entregar gran cantidad de energía, es decir amperios. En esta guía te voy a mostrar cómo leer las especificaciones de LiPo para tu mini quad / dron de carreras, y cómo elegirlas y utilizarlas de manera segura.

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Que es una bateria LiPo? Son las baterías compuestas de polímero de litio, más comúnmente conocidas como LiPo, tienen una alta densidad de energía, alta velocidad de descarga y son ligeras de peso, lo que las convierte en una excelente candidata en aplicaciones RC.

Al aprender los conceptos básicos sobre las baterías LiPo, podras leer y comprender sus especificaciones.

 🎯 Caracteristicas Baterias  LiPo y sus celdas

Las baterías LiPo utilizadas en RC se componen de celdas individuales conectadas en serie. Cada celda tiene un voltaje nominal de 3.7V. Por lo tanto, el voltaje de la batería a menudo se denomina cantidad de celdas en la batería (también conocida como “S”).

1S = 1 celda = 3.7V

2S = 2 celdas = 7.4V

3S = 3 celdas = 11.1V

4S = 4 celdas = 14.8V

5S = 5 celdas = 18.5V

6S = 6 celdas = 22.2V

Porejemplo, llamamos a una batería de 14.8V una batería de “4 celdas” o “4S”.

El voltaje afecta directamente las revoluciones por minuto de los motores sin escobillas, por lo tanto, podrías usar baterías con un mayor número de celdas para aumentar la velocidad de tu quad, si tu motor, ESC y los demás componentes eléctricos, soportan un mayor voltaje.

Pero una batería con más celdas de la misma capacidad es más pesada ya que contiene más celdas. Para hacer una batería 4S 1000mah, simplemente puede combinar dos 2S 1000mah, o uno 3S 1000mah con un 1S 1000mah, pero vamos mejor no ir tocando las celdas LiPo, no es muy sano ni recomendable.

La tensión nominal para la batería LiPo es de 3.7V. Sin embargo, no es el voltaje de la batería cuando está completamente cargada o completamente descargada. El número te lo da el fabricante, y está cerca de la mitad del rango de voltaje seguro, así que supongo que tiene sentido.

La batería LiPo está diseñada para funcionar dentro de un rango de voltaje seguro, de 3 V a 4,2 V. La descarga por debajo de 3 V podría ocasionar la pérdida de rendimiento e incluso dañar la batería. La sobrecarga por encima de 4.2V podría ser peligrosa y eventualmente causar un incendio.

Sin embargo, es recomendable dejar de descargar cuando alcanza los 3.5V por razones de salud de la batería. Por ejemplo, para un 3S Lipo, el voltaje máximo es de 12.6V, y deberías aterrizar cuando el voltaje alcanza 10.5V (a 3.5V por celda MAXIMO!!!!!!!).

¿Como saber si una bateria lipo esta dañada?

Los principales sintomas para saber si nuestra lipo esta dañada estropeada o no funciona son dos:

• porque se hinchan o están hinchadas.
• la resistencia interna aumenta, es superior a 0.

El aumento de la resistencia interna, RI , es uno de los mas importantes, ya que si existe mucha resistencia interna de las celdas, la corriente no circula como es debido y produce caídas de tensión en la celda. A ragos generales, si mides la resistencia de la celda cuando la compras esta muy cerca de 0, al cabo del tiempo esta resistencia aumenta, haciendo que la LiPo no funcione correctamente.

No hay forma de solucionarlo, solo sabes que a tu lipo le queda poco tiempo de vida, para saber la resistencia interna necesitas un lipo tester que te de esta medida, lo puedes hacer también con un polímero y pinzas adecuadas.

¿Porque se hinchan las baterias LiPo?

Hay diferentes causas del porque se hinchan, pero las principales son tres:

• Carga excesivamente rápida de la batería
• Descarga excesivamente rápida de la batería
• Cargar por encima del valor máximo de la celda, 4,2V

Estos son los principales motivos del porque se hinchan las baterías LiPo, también podría ser que la bateria sea defectuosa y haga que se hinche, igualmente el hinchado de la misma es un defecto y puede ser que la bateria deje de funcionar al 100%.

✍️ Capacidad y tamaño de la batería LiPo

La capacidad de una batería LiPo se mide en mAh (miliamperios / hora). Los mAh son básicamente una indicación de la cantidad de corriente que puede extraer de la batería durante una hora hasta que esté vacía.

Por ejemplo, para un LiPo de 2200 mAh, se tardaría una hora en descargarse por completo si extrae una corriente constante de 2,2 A de él. Si la descarga se duplica a 4.6A, la duración se reduciría a la mitad (2.2 / 4.4 = 0.5). Si gastas 50A de corriente sin parar, la batería solo te durará 2 minutos y 20 segundos (2.2 / 50 = 0.044, 0.044*60minutos = 2 minutos y 64 segundos).

Aumentar la capacidad de la batería podría darte más tiempo de vuelo, pero también aumentará el peso y su tamaño. Existe un equilibrio entre la capacidad y el peso, que afecta al tiempo de vuelo y la agilidad del dron.

Clasificación C Baterias LiPo (tasa de descarga)

Las baterías LiPo para mini quads y drones en la actualidad tienen una clasificación C. Al conocer la clasificación C y la capacidad de una batería, en teoría podemos calcular la corriente máxima de descarga segura y continua de una batería LiPo.

Corriente máxima de descarga = Capacidad de descarga [C] * Capacidad [mAh]

Por ejemplo, una batería de 2200mAh 60C tiene una corriente de descarga máxima continua estimada de 110000mA = 110A.

Algunas baterías vienen con dos clasificaciones C: clasificaciones “continua” y “pico”. La clasificación de pico solo es aplicable en un período corto de tiempo (por ejemplo, 6 segundos). Aunque la clasificación C podría ser una herramienta útil, hoy en día se ha convertido en una herramienta de marketing, ya que si ves 100C y nada más teóricamente se refiere a descarga continua y No!, es de pico, por lo que ojo!

Si la clasificación C es demasiado baja, a la batería le costará entregar la corriente a sus motores, y tu quad estará infra alimentado. Incluso podrías dañar la batería si el consumo de corriente excede la clasificación de seguridad.

Cuando la clasificación C es más alta de lo que se requiere, no obtendrás una gran mejora en el rendimiento. En cambio, la batería será más pesada por lo que se reduce el tiempo de vuelo.

Conectores Bateira LiPo

Regla general, el conector de la batería debe coincidir con el que estás utilizando en tu dron. Si aún no tienes un quad, elije uno y quédate con él.

Todas las baterías LiPo vienen con 2 juegos de cables / conectores: un cable de balanceo y un cable principal o cable de descarga (excepto las baterías 1S que solo tienen un cable principal). Hay bastantes conectores diferentes utilizados en las baterías LiPo. Las principales diferencias son la forma, el peso y la clasificación actual.

Conectores de batería 1S

Los conectores 1S son pequeños y tienen una clasificación de corriente muy baja. Se usan comúnmente en micro / nano drones con motor de escobillas.

LOSI

Picoblade

JTS-PH

Conectores de batería 2S-6S

Encontrarás muchos más tipos de conectores de batería en esta categoría, de hecho, no todos estan aquí. Pero la mayoría de ellos no se usan con tanta frecuencia como para que los ponga aqui. Para mini quad, el conector más popular es probablemente el XT60.

Sin embargo, dado que el XT60 solo tiene una clasificación de 60A, y el mini quad por norma general consume mucho mas corriente, por lo que es posible que en breve veamos un cambio en el conector utilizado.

JST

Normalmente para 2S

XT 30/60/90

Normalmente para 2S y 3S, 3S y 4S

EC3 – EC5

Normalmente para 4S y 6S

Deabs (T)

Normalmente para 3S

Resistencia interna RI-IR

Existe una resistencia interna para cada celda de la batería, la RI podría ser diferente en cada celda de la misma batería LiPo. Una resistencia interna más alta reduce la corriente máxima que puede producir la LiPo, por lo que a medida que una batería LiPo envejece o se usa demasiado ira disminuyendo su capacidad y aumentando la resistencia, por lo que es un indicador genial para saber el estado de tu bateria y cuando esta apunto de dejarte tirado.

La resistencia interna no se muestra en la etiqueta, porque pueden cambiar con el tiempo. La resistencia interna de Lipo aumenta con:

• tiempo / edad
• choques (daño físico)
• sobre descargas, mas de 4.2V
• calentamiento excesivo
• mal uso

Puedes medir la resistencia interna de una bateria LiPo con herramientas especificas, algunos cargadores LiPo vienen con funciones de medición integradas.

¿Cómo elegir la batería LiPo para quadcopters?

Para elegir la mejor batería Lipo para tu quad, primero necesitas saber que necesitas, el numero de celdas adecuado y cuál sería la corriente máxima de descarga.

Una vez que hayas decidido el tipo de motores y hélices, debería poder encontrar datos en relacionados con esas necesidades. Por ejemplo, voy a usar un motor con helices de 5045 × 3, con un acelerador al 100% el consumo es de 39,5A.

Recuerde que en los vuelos reales, el consumo de corriente es normalmente más pequeño que el de las “pruebas de empuje” debido al aire en movimiento. Y observa que la corriente es significativamente diferente entre 90% de aceleración y 100%, y tienes preguntarte, ¿con qué frecuencia volare al 100% del acelerador? y esto te importa. Personalmente, yo suelo volar entre el 40% – 85% del rango de aceleración, incluso cuando abro mucho el acelerador, no durarán más de unos segundos, por ejemplo cuando hago algun power loop.

El consumo de corriente máximo total para un dron de 4 motores sería de 39,5 x 4 = 158A al 100% del acelerador. Si quieres ir a lo seguro, puedes usar esta figura y encontrar la batería que deseas. Pero yo, generalmente, lo rebajo un 10%, quedando en 158 * 0.9 = 142.2A.

Hay otras partes que usan energía de la batería, como la FC, RX, LED, FPV, etc. Pero es muy poco comparado con lo que consumen los motores, por lo que podemos “ignorarlos” en nuestro cálculo. O sumarle un amperio al total de consumo actual si quiere ser muy preciso.

Luego calcula la capacidad y la calificación C necesaria. Por ejemplo, aquí hay algunas pautas generales que personalmente sigo por los tamaños de la hélice:

6 inch: 1500mah – 2200mah
5 inch: 1300mah – 1800mah
4 inch: 850mah – 130mmah
3 inch: 650mah -1000mah

Digamos que si estuviera construyendo un mini quad con helices de 5”, y quiero una construcción relativamente ligera, iria a 1300mAh (1.3Ah). Por lo tanto, lo primero es calcular la C de consumo de pico, la maxima C que me dara la bateria; 142.2 / 1.3 = 184.86 C, la mitad de eso sería la tasa de descarga continua 52.6C. Sin embargo, es posible que quieras un C mas alta si vuelas constantemente en un rango de aceleración más alto.

Porsupuesto, debes tener en cuenta qué tipo de vuelo vas a realizar, y si el peso o la capacidad es lo más importante. Por ejemplo, los “corredores” suelen querer baterías lo más ligeras posibles, mientras que los “freestylers” el peso no es la única prioridad.

✔️ Cómo cargar tu LiPo?

Formas de cargar un Bateria LiPo

• Carga balanceada: el cargador monitorea el voltaje de cada celda y puede cargarlas individualmente mientras intenta mantenerlas en el mismo nivel de voltaje. Esta es la manera más segura y recomendada de cargar la batería LiPo.
• Carga rapida (directa): solo se está cargando a través del cable principal y el cargador no está controlando el voltaje de cada celda. Normalmente se carga más rápido, pero podría generar voltajes de celda desequilibrados y la batería podría no estar cargada al 100%.
• Carga de mantenimiento: el cargador lleva cada celda de la batería a su voltaje de almacenamiento, que es de 3.80-3.85 V
• Descarga: el cargador intenta baciar la batería Lipo (muy lentamente, incluso más lento que la carga)

¿Por qué cargar de forma balanceda?

Cada celda de una batería es ligeramente diferente, ya vimos lo de la resistencia interna, después de que la batería se descargue, es posible que veas que los voltajes de las celdas son diferentes.

Si tuviéramos que cargar directamente una batería desequilibrada sin controlar el voltaje de cada celda, es posible que algunas celdas terminen por debajo de 4,2 V (sin carga completa), y lo que es peor, algunas podrían superar los 4,2 V. Si recuerdas, las celdas LiPo no deben exceder los 4.2V por celda, de lo contrario podrian explotar.

La mayoría de los cargadores decentes modernos de baterias Lipo son programables y permiten equilibrar la carga, y se encargan de controlar automáticamente del estado de cada celda.

Como Elegir un cargador de LiPo

Para cargar una bateria Lipo para tu dron de carreras, lo primero es comprar el un cargador. Hay muchos factores a considerar, así que … en breve hare un post sobre el tema. Entra en el post, Cargadores LiPo

Reglas de seguridad

El uso incorrecto de las baterías LiPo podría provocar un incendio. Tómate tu tiempo para leer estas reglas de seguridad antes de manipular / cargar las baterías.

• Preferiblemente no cargar en paralelo
• Es recomendable cargar la batería a 1C o menos.
• Cargar en lugares seguros: es muy importante encontrar una ubicación a prueba de fuego para cargar tus baterías. Usar una bolsa Lipo-safe es una buena opción, algunos incluso construyen un búnker para ello. Si puede ser en el exterior mejor.
• No cargues tu batería inmediatamente después de usarla, espere hasta que esté completamente fría.
• Nunca cargues la batería sin supervisión: verifique regularmente si la batería se está calentando o comienza a hincharse; de ​​ser así, deje de cargar de inmediato.
• Nunca uses ni cargue una batería dañada; no la cargues si está hinchada o tiene otros signos de daño visibles.
• Sujeta la LiPo por su cuerpo, no por los cables. Los cables podrían desconectarse de las junts y soldaduras.
• Asegúrate de que la cantidad de celdas y el tipo de batería estén configurados correctamente en tu cargador, que coincida con el numero de celdas de su batería
• No la sobrecargues, aunque el cargador normalmente se ocupa de esto, sería una buena idea verificar los voltajes de la celda con regularidad.
• No dejes la batería bajo el sols

La carga en paralelo puede no ser la forma más segura de cargar baterías LiPo, pero es probablemente una de las más rápidas para los aficionados al RC. Te permite cargar varias Lipos a la vez en lugar de uno a uno. Pero el balanceado no es el más optimo, ya que balancea el paralelo de todas la baterías.

 Cómo medir el voltaje de una batería LiPo

El salva LiPos, es importante que tengas una forma de verificar el voltaje de cada celda de una LiPo para asegurarte de que están más o menos en el mismo nivel, lo mejor es usar un comprobador / tester de LiPos. Si una celda en particular tiene un voltaje mucho más bajo o más alto que el resto de las celdas (o lo que llamamos voltaje celular desbalanceado), probablemente indique un problema con esa celda y deberás verificarla cuidadosamente y equilibrar la carga antes de usarla.

🔥 Temperatura de trabajo de las Lipo

Las baterías LiPo para un mini quad funcionan mejor entre 30 y 60 grados centígrado.

El clima frío es un factor determinante del rendimiento de las baterías Lipo. Causa un descenso en el índice de descarga y la capacidad efectiva. Las características más comunes sobre el uso de baterías LiPo en el invierno son, menor tiempo de vuelo, falta de punch y caída de tensión.

Por lo tanto, cuando sea invierno asegúrate de calentar las baterías antes del vuelo a unos 30 grados a 35 grados centígrado para un rendimiento óptimo.

A Lipo tampoco le gusta demasiado el calor. Una vez que se superan los 60 grados centígrados, podrían comenzar a hincharse e incluso a arder.

¿Cuándo es el momento de aterrizar?

Una pregunta común en los principiantes es: “¿Cuándo debería aterrizar?”, yo diría, cuando el voltaje de la batería esta entre los 3.5V a 3.6V por celda. Para las baterías LiPo, no las uses hasta dejarla seca, tienes que dejar un nivel aceptable de carga.

El voltaje no disminuye linealmente con la capacidad, sino que cae drásticamente después de aproximadamente 3.5-3.6 V, y si aún no has aterrizado para entonces, podría arriesgarse a descargar demasiado la batería.

La sobrecarga de las baterías LiPo causa daños permanentes a la batería y acorta la vida útil de la batería.

Cómo tienes que guardar las baterías Lipo

Si tienes pensado no usar una batería LiPo durante un tiempo (más de una semana, por ejemplo), tendrías que:

• Dejar la carga al menos a 3.8-3.85V
• Guárdelas en una bolsa de seguridad LiPo
• Almacénalas a temperatura ambiente

Cuando una celda LiPo está a 3.8V-3.85V, tiene aproximadamente esta a la mitad de carga, y aquí es donde el estado químico es más estable para una batería LiPo. Esta es la razón por la que cada vez que te llega una batería nueva de una tienda, viene medio cargada.

No solo no es seguro dejar LiPo cargada por completo durante mucho tiempo, sino que también podría disminuir su rendimiento con el tiempo. Si vuelas cada pocos días, esto no será un problema para ti.