Cose da sapere sui pacchetti di batterie per modellismo

• Cosa è un pacco batterie?

• Quali tipi di pacchi batterie sono disponibili?

• Cosa distingue i pacchi batterie?

• Dove devo usare quale batteria?

• Cosa devo tenere in considerazione quando utilizzo batterie ricaricabili?

• Cosa guardare quando si acquista un pacco batteria?

• Domande frequenti sul tema Battery Pack

Negli ultimi anni lo sviluppo tecnico di azionamenti elettrici per modelli ha fatto enormi passi avanti. Ciò è chiaramente visibile quando si visita un modellino di volo in un fine settimana soleggiato.

I modelli di volo di diverse dimensioni vengono ora trasportati in aria quasi esclusivamente elettricamente. In questo modo i modelli non solo sono molto veloci, ma in alcuni punti salgono anche verticalmente nel cielo. Il motivo è da un lato i motori elettrici estremamente potenti e dall'altro i pacchi batterie potenti e leggeri, che possono fornire corrente senza fine.

I potenti motori elettrici brushless e i pacchi batterie ad alta energia consentono ai modelli di volo elettrico di salire in cielo in parte verticalmente.

 

Cosa è un pacco batterie?

Con sicurezza, tutti hanno già tenuto in mano una batteria stilo o micro, ad esempio da un telefono cordless, una fotocamera digitale, un flash o un lettore CD portatile. Queste batterie ricaricabili, che vengono utilizzate anche come ricambio per batterie, sono chiamate celle rotonde o singole celle cilindriche.

In genere, queste batterie ricaricabili disponibili in commercio sono celle al nichel-metallo idruro (NiMH) con una tensione nominale di 1,2 V per cella. Poiché questa tensione non è particolarmente alta, per i rispettivi utenti sono necessarie più batterie ricaricabili.

Le singole batterie vengono quindi inserite in un vano batterie, dove possono essere posizionate l'una accanto all'altra in base allo spazio, ma sono collegate elettricamente in serie. Se sono state inserite due batterie ricaricabili, la tensione totale viene aumentata a 2 x 1,2 V = 2,4 V. Con quattro batterie ricaricabili, la tensione aumenta fino a 4,8 V.

Nel settore del modellismo vengono utilizzate anche più celle singole per azionare, ad esempio, un trasmettitore di controllo a distanza. Questo funziona senza problemi, in quanto un trasmettitore di controllo remoto non ha un elevato fabbisogno di corrente. Tuttavia, se i potenti motori elettrici devono essere alimentati con molta corrente, i piccoli contatti a molla nei vani batteria arrivano molto rapidamente al loro limite di potenza a causa delle superfici di contatto ridotte.

Per questo motivo i produttori hanno sviluppato pacchi batterie già confezionati. A tale scopo, diverse celle singole vengono assemblate meccanicamente nelle più svariate configurazioni e collegate tra loro a livello industriale.

Alla prima e all'ultima cella vengono montati cavi di collegamento e l'intera unità viene inserita in un tubo termoretraibile o in un alloggiamento in plastica. Il pacco batterie è pronto, e può anche fornire correnti elevate senza problemi, quando necessario.

La nostra buona pratica

Se possibile, anche nel telecomando devono essere utilizzati pacchi batterie industriali, in quanto i contatti a molla nel vano batterie possono essere usurati nel tempo e quindi in condizioni sfavorevoli possono verificarsi errori di contatto. Con un pacco batterie delle dimensioni necessarie, questo pericolo può essere evitato in modo elegante.

  

Quali tipi di pacchi batterie sono disponibili?

Nel frattempo, i costruttori di modelli si affidano ai più diversi pacchetti di batterie. In questo modo i pacchetti non si differenziano solo per forma e dimensioni. La differenza principale sta nella tecnologia della batteria, cioè nella chimica interna, con la quale le batterie generano corrente. Le seguenti tecnologie di batteria sono utilizzate nel settore del modellino:

Pacchi batterie al piombo

Probabilmente il più vecchio pacco batterie usato fino ad oggi è la batteria al piombo. Come per una batteria per auto, che rappresenta in ultima analisi anche un pacco batterie al piombo, le singole celle sono alloggiate in un alloggiamento comune e solo i contatti di collegamento vengono condotti verso l'esterno.

A differenza della batteria per auto, che è riempita di acido solforico diluito in forma liquida, le batterie al piombo per modellismo sono chiuse saldamente e l'elettrolita è a forma di gel.

In questo modo, le batterie ricaricabili sono indipendenti dalla posizione e semplici da utilizzare, in quanto non devono essere riempite dopo l'acquisto.

Pacchi batteria NiMh

Le batterie ricaricabili al nichel-metallo idruro (NiMH) hanno quasi completamente sostituito le batterie al nichel-cadmio (NiCd), già ampiamente utilizzate ma con metalli pesanti tossici. Solo in applicazioni speciali come ad esempio nella tecnologia medica e nell'illuminazione di emergenza, le batterie NiCd sono ancora oggi consentite.

Le batterie ricaricabili NiMH sono simili alle batterie dei più svariati modelli di celle rotonde, come micro, stilo, torcia o mezza torcia e vengono assemblate anche in pacchi batterie.

Come batteria di azionamento si è affermata la dimensione della cella Sub-C (Ø x A = 23 x 43 mm), che è stata assemblata come pacco batterie nelle più svariate combinazioni.

Pacchi batterie al litio

Un ulteriore salto di qualità nella tecnologia delle batterie ricaricabili rappresenta lo sviluppo di batterie al litio. Grazie alla loro elevata capacità con un design compatto, le batterie al litio in smartphone e tablet dimostrano la loro capacità da anni.

I costruttori, tuttavia, hanno sempre sviluppato ulteriormente le celle, tanto che nel corso del tempo sono diventate anche capaci di correnti elevate e ora sono diventate estremamente interessanti per gli azionamenti per modellismo.

In combinazione con motori brushless a coppia elevata, è possibile realizzare con le batterie ricaricabili al litio concetti di azionamento, di cui i costruttori di modelli hanno solo sognato anni fa e che sorpassano per prestazioni senza problemi i potenti motori a combustione a cilindrata elevata.

 

Cosa distingue i pacchi batterie?

La chimica deve essere conforme

I pacchi batterie per modellismo non si differenziano solo per forma e dimensioni. A causa delle diverse tecnologie utilizzate nelle rispettive batterie/batterie ricaricabili, le batterie ricaricabili hanno anche diverse tensioni, come mostrato nella tabella seguente.

	Tensione nominale V/cella	Tensione di scarica V/cella	Tensione di carica V/cella
Accumulatore piombo acido	2.0	1,75	2,35
Batteria ricaricabile NiMH	1.2	0.9	1.45
Batteria ai polimeri di litio (Lipo)	3.7	3.0	4.2
Batteria ricaricabile ai polimeri di litio HV (LiHV)	3.8	3,3	4,35
Batteria agli ioni di litio (LiIon)	3,6	2,5	4.1
Batteria ricaricabile al litio-ferro-fosfato (LiFe)	3,3	2.0	3,6

Ogni batteria richiede un processo di ricarica specifico

A causa della chimica della batteria utilizzata, le rispettive batterie necessitano anche di diversi parametri, come tensione di carica, corrente di carica e criteri di spegnimento, che sono perfettamente adeguati al tipo di batteria.

Per i modellisti è relativamente facile, poiché nel frattempo ci sono dei caricabatterie multifunzionali intelligenti in cui basta regolare il tipo di batteria (tecnologia delle batterie) e il numero di celle del pacco batterie. Quando si inserisce il valore della capacità, i caricatori intelligenti spesso si presentano anche alla corrente di carica ideale.

Tutti gli altri parametri, come la regolazione di corrente o tensione durante il processo di carica o il corretto rilevamento del livello di carica della batteria, vengono poi rilevati completamente automaticamente dai caricatori.

 

Dove devo usare quale batteria?

Batterie ricaricabili al piombo

Anche se la densità di energia delle batterie al piombo da 30 a 40 Wh/kg non si estende alla densità di energia delle batterie al litio da 120 a 180 Wh/kg, le batterie al piombo possono continuare a essere utilizzate fino ad oggi nel settore della costruzione di modelli. Le batterie al piombo vengono utilizzate come batterie ricaricabili per candele di accensione per motori a metanolo, per alimentare le scatole di avviamento o gli starter elettrici e come batterie ricaricabili per motori nei modelli di navi.

In particolare nella costruzione di modelli di navi, i costruttori di modelli sfruttano a loro vantaggio lo svantaggio delle batterie al piombo, vale a dire il peso relativamente elevato. Perché se un modello fedele all'originale richiede un'ampia quantità di pesi di rivestimento per una perfetta tenuta d'acqua, è possibile distribuire i pesi di rivestimento nello scafo in forma di batterie di corrente.

In questo modo è possibile un tempo di guida particolarmente lungo senza dover sostituire o ricaricare la batteria.

Batterie ricaricabili NiMH

Le batterie ricaricabili NiMH sono state utilizzate come batterie ricaricabili per la maggior parte. Si possono trovare ancora pacchetti batteria NiMH in modelli di auto a basso costo, che sono disponibili per la guida. Ma anche nei modelli di auto più vecchi, dove i regolatori di velocità non hanno una protezione contro la scarica profonda per le batterie LiPo, i pacchi da corsa al NiMH sono inevitabilmente ancora utilizzati.

Come alimentazione elettrica per trasmettitori telecomandati o ricevitori telecomandati si incontrano ancora più spesso batterie ricaricabili NiMH. E questo ha il suo motivo! Perché a causa degli urti e delle vibrazioni, un box batteria con celle tonde mignon non ha posto in un modello di auto a combustione.

Simile ai costruttori di modellini di navi, ai proprietari di modelli di alianti piace ancora usare le non proprio leggere batterie NiMH. Il che ha senso. Infatti, preferiscono montare grandi pacchi batterie nella punta della fusoliera invece di installare il piombo.

Batterie ricaricabili al litio

Una densità di energia estremamente elevata con un peso minimo e un'ampia corrente rendono le batterie al litio il contenitore di energia ideale per modelli elettrici molto piccoli e molto grandi.

In particolare, la batteria ricaricabile ai polimeri di litio (batteria Lipo), in cui l'elettrolita non è liquido ma gel, si è dimostrata una batteria di azionamento per barche da corsa, auto, elicotteri, copter o anche aeromodelli.

A seconda del tipo di modello, queste batterie sono disponibili nell'alloggiamento in plastica (Hard Case), ad es. Per i modelli di auto o con peso ottimizzato per i modelli di volo in avvolgimento con termoretraibile.

Le batterie Lipo (batterie HV) ancora più potenti sono state sviluppate appositamente per la corsa di modellini auto, con una maggiore tensione e una minore resistenza interna, che offrono al modello sportivo un vantaggio significativo in fatto di velocità.

 

Cosa devo tenere in considerazione quando si utilizzano batterie ricaricabili?

Per garantire una lunga vita a una batteria ricaricabile e per poter utilizzare molti cicli di scarica, deve essere trattata correttamente e conservata in modo corretto.

Osservare le norme di sicurezza

Per l'utilizzo sicuro di batterie ricaricabili sono necessarie importanti disposizioni di sicurezza. Qui di seguito sono elencati i punti più importanti:

• Tenere le batterie ricaricabili fuori dalla portata dei bambini.
• Le batterie ricaricabili non devono essere cortocircuitate, smontate e gettate nel fuoco.
• Le batterie danneggiate o rotte possono essere toccate solo con guanti di protezione.
• Quando si collega un pacco batterie, prestare attenzione alla corretta polarità.
• Se non è necessario un pacco batterie, deve essere scollegato dal consumatore.
• Dopo l'uso, i pacchi batterie devono raffreddarsi prima di ricaricarli.
• È possibile caricare solo pacchi batterie non danneggiati.
• I pacchi batterie non devono mai essere caricati incustoditi.
• Quando la ricarica è completa, il pacco batterie deve essere scollegato dal caricabatterie.

Caricare correttamente i pacchi batterie

Come già detto, ogni pacco batterie richiede un processo di ricarica ottimizzato per la sua tecnologia. Per i caricatori multifunzione, che lavorano anche con correnti di carica elevate, è assolutamente importante inserire correttamente il tipo di batteria, il numero di celle e la corrente di carica. In particolare, quando si inserisce la corrente di carica, è essenziale rispettare i dati tecnici della batteria o le indicazioni del produttore.

A seconda del tipo di batteria, il caricabatterie selezionerà la procedura di carica corretta e rileverà in modo affidabile quando la batteria è piena e la ricarica può essere completata.

Poiché le batterie al litio sono molto sensibili alla carica eccessiva, queste batterie hanno un connettore con bilanciatore. Tramite questo collegamento è possibile misurare la tensione di ogni cella nel pacco batterie. Se necessario, ogni cella con un valore di tensione più elevato può essere adattata alle celle rimanenti del pacco batterie scaricando in modo mirato tramite il collegamento Balancer.

Attenzione, importante!
La cosa peggiore che si può fare ad una batteria non è caricarla correttamente. In questo modo la batteria non solo può rovinarsi ma causare danni. Nel peggiore dei casi, una batteria ricaricabile può esplodere, fumare o anche bruciare con fiamme libere. Pertanto, le batterie ricaricabili non devono mai essere caricate incustodite.

Prestare attenzione alle connessioni

Molti costruttori di modelli utilizzano batterie ricaricabili di alta qualità e utilizzano i caricabatterie tecnicamente sofisticati all'avanguardia. Tuttavia, i cavi di ricarica vengono spesso trascurati. Un buon cavo di ricarica è dotato di cavi estremamente flessibili con un'elevata sezione e connettori di alta qualità. Solo in questo modo sono in grado di sopportare le sollecitazioni meccaniche quotidiane e dunque stabilire una connessione a bassa resistenza tra il caricabatterie e la batteria.

Utilizzo nell'ambito delle specifiche tecniche

Non importa in quale modello o per quale scopo viene utilizzato un pacco batterie, è sempre necessario assicurarsi che la corrente richiesta alla batteria non superi la corrente massima consentita indicata nella documentazione tecnica relativa alla batteria.

Inoltre, le batterie al litio devono essere protette efficacemente contro lo scaricamento completo. In questo caso, i regolatori del motore utilizzati nel modello devono ridurre la potenza del motore o spegnere completamente il motore.

Conservazione

Mentre le batterie al piombo possono essere conservate senza problemi in condizioni di carica completa, le batterie ricaricabili NiMH e anche le batterie al litio devono essere caricate solo fino al 70% se conservate per diversi mesi, ad esempio durante la pausa invernale.

Il luogo di stoccaggio deve essere asciutto e avere una temperatura ambiente. Le batterie ricaricabili inserite devono essere assolutamente protette dal gelo.

Le batterie al litio hanno un elevato rischio di sicurezza, in quanto il litio è facilmente infiammabile in combinazione con l'ossigeno presente nell'aria. Per questo motivo, le batterie al litio devono essere sempre conservate in custodie ignifughe (Safety-bag) e caricate.

 

Cosa guardare quando si acquista un pacco batteria?

In linea di principio, quando si sceglie una batteria adatta, è necessario decidere se la batteria si adatta alla mia applicazione. Particolarmente quando le batterie esistenti devono essere sostituite con altri tipi.

In un'auto modello è sicuramente un'affascinante sostituzione del pacchetto racing NiMH da 7,2 V con un pacchetto racing Lipo da 7,4 V. L'investimento vale già una maggiore tensione e una maggiore capacità. Ma se sono necessari un caricabatterie LiPo e un nuovo regolatore di velocità, perché il caricabatterie esistente può caricare solo batterie NiMH e il regolatore di velocità non ha un cut-off LiPo, un pacchetto da corsa NiMH di alta qualità potrebbe essere la soluzione migliore, dopo tutto.

Ma ci sono altre cose da tenere in considerazione quando si selezionano i pacchi batterie.

La batteria non è la stessa

Anche se due batterie hanno esattamente la stessa etichetta, sono ben lungi dall'essere esattamente le stesse. Oltre al tipo di batteria, alla capacità, al numero di celle, anche la resistenza interna è un fattore di qualità fondamentale di una batteria ricaricabile. Mentre per le batterie ricaricabili NiMH questo valore è sempre stato "nascosto", è molto diverso per le batterie Lipo. Per queste batterie, la corrente di scarica massima viene indicata sull'etichetta della batteria. In questo modo la corrente si riferisce sempre al valore di capacità (C) della batteria.

Una batteria ricaricabile da 3700 mAh e 20C ha una corrente di scarica massima di (20 x 3700 mA = 74 A). La stessa batteria ricaricabile da 3700 mAh e 40 C ha una resistenza interna notevolmente inferiore ed è in grado di fornire fino a 148 A.

La capacità non è la stessa

Il valore di capacità di una batteria ricaricabile corrisponde a una scarica che dura per diverse ore. Ad esempio, se una batteria ricaricabile da 2400 mAh viene caricata a 240 mA, la scarica impiegherà 10 ore. Se lo si carica con 2400 mA, la scarica richiede 1 ora. Il che è matematicamente logico, ma purtroppo non funziona nella pratica.

Poiché con l'aumentare della corrente di carica/scarica la capacità utilizzabile diminuisce. Inoltre, le batterie al litio non possono essere scaricate completamente e i produttori sono sempre lieti di indicare i valori di capacità raggiunti in laboratorio in condizioni ottimali.

Ciò deve essere osservato quando si calcola una batteria ricaricabile tramite l'assorbimento di corrente di un azionamento elettrico e il tempo di funzionamento del motore desiderato al valore di capacità o in una batteria scarica con 2400 mAh "solo" 1900 mAh.

 

Domande frequenti sul tema Battery Pack

Il caricabatterie ha solo un cavo di collegamento con spina Tamiya, posso caricare un pacchetto Racingpack Lipo?

No, per favore, non farlo! Un pacchetto Lipo Racingpack ha commutato due celle in serie e pertanto è assolutamente necessario un caricabatterie Lipo con collegamento Balancer.

Cosa significa l'etichetta 3S1P sulla batteria?

La prima parte dell'etichetta indica che con questa batteria sono collegate 3 celle in successione (in serie = 3S). La seconda parte dell'etichetta dice che alle celle della batteria non sono collegate in parallelo altre celle (1P). Il pacco batterie è quindi composto da tre celle. Una batteria ricaricabile con 3S2P sarebbe quindi composta da 6 celle fisiche, di cui due sono sempre collegate in parallelo e le tre confezioni da due in serie.

Come si può caricare correttamente la batteria del trasmettitore Lipo da 3,7 V e 6000 mAh e perché non ha un collegamento di bilanciamento?

Poiché con questa batteria non sono collegate celle in serie, non è necessario alcun collegamento Balancer. Tuttavia, la batteria deve essere caricata su un caricabatterie idoneo, in cui il tipo di batteria Lipo e il numero di celle possono essere impostati su 1. La corrente di carica massima ammissibile è indicata dall'etichetta della batteria o dalle schede tecniche.

La batteria Lipo si è gonfiata, cosa succede?

A differenza di una batteria per auto, in cui nei raccordi a vite delle celle sono montati piccoli fori di sfiato, una batteria Lipo è saldata a tenuta d'aria. A causa di errori di funzionamento come scarica troppo profonda, carica errata o stoccaggio in stato di carica completa, la batteria ricaricabile rilascia gas che gonfiano la guaina in pellicola. In questo caso, la batteria deve essere smaltito in conformità alle norme. Importante! Non perforare la batteria per far fuoriuscire la pressione. In questo caso sussiste un pericolo di incendio.