Kiến thức về Pin LiPo và cách sử dụng an toàn – hiệu quả nhất

Thời điểm viết bài này mình vẫn có thể gọi là newbie mặc dù đã chơi tầm hơn 2 tháng rồi nhưng kiến thức vẫn còn rất non. Và mình nghĩ đã đến lúc phải hiểu hơn về điện đóm rồi chứ không thể cứ đi hỏi mua pin anh bán hàng đưa con nào là bay con đó được vì VD như hôm rồi a chủ shop Thái Tuấn ngạc nhiên há mồm hỏi mình “Bay 3inch pin 1300mah mà cõng Go á? Hay việc chả biết bay, sử dụng pin như thế nào cho bền và an toàn. Thế nên vừa phải tìm hiểu trang bị kiến thức về pin và tiện viết luôn bài này.

Nguồn tham khảo: Oscarling và Handytoy  – Bài viết sử dụng ảnh từ bài gốc và qua tìm kiếm trên Google.

Về cơ bản chắc chẳng phải nói nhiều làm gì, loại pin mà hầu hết người chơi FPV hiện nay sử dụng là pin Lipo, vì sao thì mình cũng chẳng biết chắc vì chả có option khác. Pin này thì rất phổ biến từ xưa rồi ai mà còn chưa biết thì xin mời google đọc Pin Lipo là gì rồi vào đây đọc tiếp.
Lưu ý: Đây là những kiến thức chung, việc sử dụng an toàn còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nên mọi người đọc hiểu xong, tham khảo và tự có cách dùng pin hợp lý của riêng mình. Vì thông tin dưới đây nhiều khi có thể không đúng trong vài trường hợp, xui các bạn có vấn đề lại vào chửi mình thì chết.
Tham khảo thêm các bài khác:
Nhập môn FPV – Chơi FPV bắt đầu từ đâu?
Kiến thức về cánh và cách chọn cánh phù hợp
Hiểu về Motor và cách chọn Motor phù hợp

Pin Lipo có an toàn không?

Câu trả lời của mình là còn tùy thuộc vào cách sử dụng. Nếu mình sử dụng đúng cách thì nó sẽ an toàn, không thì sẽ rất nguy hiểm vì pin Lipo là loại pin rất dễ gây cháy nếu dùng không đúng cách. Nhiều khi có thể là chập điện hoặc va chạm vật lý.

Thế nên để an toàn bạn nên trang bị kiến thức về loại pin này chứ đừng chỉ trông chờ vào việc các pro khuyên dùng pin này ngon pin kia tốt. Không hiểu gì sẽ là một rủi ro tiềm tàng có thể bộc phát bất cứ lúc nào.

Pin Lipo là gì?

Pin Lipo là viết tắt của Lithium Polymer – Cấu tạo của pin Lipo là sử dụng chất điện phân Polumer khô. Lý do mà người chơi quad chọn pin LIPO vì đây là loại pin nhỏ nhẹ so với dung lượng cao mà nó mang trong mình, ngoài ra nó có dòng xả cao đảm bảo việc cung cấp đủ điện/năng lượng cho các động cơ cần công suất cao như môn quad.

Vì chưa có nhiều option thay thế nên mặc cho những nhược điểm: dễ cháy nổ bắt lửa, tuổi thọ không cao – pin LIPO vẫn được sử dụng chính trong cộng đồng chơi quad. Hiện nay có nhiều anh em bắt đầu độ pin Li-ion mang lại thời gian bay lâu hơn, bớt rủi ro cháy nổ hơn nhưng vẫn sẽ cần nhiều thời gian nữa để có thể được sử dụng phổ biến.

Điện áp (Volt) và số cell của pin

Một cục pin Lipo được cấu tạo từ một hoặc nhiều cell pin. Thông thường mỗi cell pin sẽ có điện áp là 3.7V (tùy theo nhà sản xuất có thể sẽ có lệch 1 chút để đảm bảo an toàn). Khi tìm hiểu chơi quad chúng ta hẳn đã nghe đến các loại Pin 1S, 2S,3S,4S,… thì S chính là biểu thị cho số cell: Pin 1s là 1 cell; 4s là 4 cell. Và tùy từng cấu tạo của quad sẽ lựa chọn bay với loại pin thích hợp, VD: Tiny thường bay 1S vì nó nhẹ, lên cao hơn cần nhiều năng lượng hơn thì sẽ chọn pin 3S hay 4S,….

• Pin 1 cell (1S): Điện áp 3,7V
• Pin 2 cell (2S): Điện áp 7,4V
• Pin 3 cell (3S): Điện áp 11,1V
• Pin 4 cell (4S): Điện áp 14,8V
• Pin 5 cell (5S): Điện áp 18,5V
• Pin 6 cell (6S): Điện áp 22,2V
• Pin 8 cell (8S): Điện áp 29,6V
• Pin 10 cell (10S): Điện áp 37V
• Pin 12 cell (12S): Điện áp 44,4V

Hầu hết quad thường dùng động cơ 3 pha không chổi quét. Động cơ này có thông số quan trọng là Kv, tương ứng với số vòng quay được ứng với 1V điện áp. VD: Động cơ 1000kv trong dải từ 10V đến 25V nghĩa là động cơ này sẽ quay với vận tốc 10.000 vòng/phút khi điện áp pin là 10V và lên đến 25.000 vòng/phút khi điện áp là 25V. Chính vì vậy, điện áp pin rất quan trong khi chế tạo máy bay mô hình.

Thường thì để tăng số cell của pin người ta sẽ phải kiểm tra xem motor/ESC và các bộ phận khác của quad có hỗ trợ V cao hơn hay không chứ không phải pin nào cũng xài tùm lum được. Người ta có thể tạo ra một viên pin 4S 1000mah từ việc ghép 2 viên 2S 1000mah hoặc 1 viên 3S 1000mah với 1 viên 1S 1000mah.
Pin Lipo được thiết kế để sử dụng an toàn trong khoảng 3V ~ 4.2V, khi bay pin dưới 3V sẽ rất nguy hiểm vì nguồn điện cạn kiệt có thể làm hiệu năng giảm đột ngột thậm chí là rơi quad luôn và đen hơn nữa là hỏng pin. Thường thì với 1S ae khuyến cáo khi bay chỉ nên bay tầm pin xuống đến còn 3.7V là phải hạn cánh rồi, không nên để xuống thấp hơn 3.5V. Nếu bay thường xuyên dưới 3.5V pin sẽ rát nhanh hỏng. Đó là VD với pin 1S, tương tự với pin 3S, 4S thì số trung bình mình nhân lên tương ứng với số cell – pin 4S bay tầm~14.8V là phải hạ cánh rồi nhé.

Còn về vấn đề sạc, 1 cell chỉ nên sạc max tới 4.2V thôi, sạc quá có thể khiến pin bị cháy hỏng.

Tương tự pin 4S thì ae nhân số cell lên. Thường thì mình dùng sạc qua củ điều tiết M6 nó có setting cài đặt điện áp tối đa sạc là 4.2 nên khi sạc tới mức này là sẽ ngừng sạc để bảo đảm an toàn pin.
Thế nên mặc dù dung lượng cao nhưng pin Lipo chẳng bao giờ bay hết dung lượng của nó nên thời gian bay khá hạn chế. Hy vọng tương lai gần sẽ có nhưng giải pháp option khác dễ lựa chọn. 

Làm sao để biết Pin của mình bay còn điện áp bao nhiêu?

Đơn giản là hãy bật hiển thị thông số pin trên màn hình kính FPV và khi bay hãy luôn quan sát để biết đường hạ cánh.

Dung lượng Pin

Dung lượng pin Lipo kí hiệu là mAh – ký hiệu này chắc mọi người nhìn thấy rất nhiều rồi: Điện thoại, máy tính bảng,… Hiểu đơn giản không lý thuyết thì lấy luôn VD: viên pin Lipo có dung lượng 1300mAh thì khi pin đầy để xả hết pin trong 1 giờ sẽ cần dòng xả 1.3A, nếu dòng xả x2 lần lên 2.6A thì để dùng hết 1300mAh cần tới 30 phút, còn nếu dòng xả lên tới 39A thì chắc xả xong hết cỡ khoảng 2 phút => Đó chính là mAh: mini Ampe/ Hour

Tăng dung lượng pin về lý thuyết sẽ giúp cho thời gian bay lâu hơn tuy nhiên lâu hơn nhiều hay ít còn phụ thuộc về khối lượng pin tăng thêm và chỉ số dòng xả C là bao nhiêu nữa.

C rating – Dòng xả

Dòng xả hiểu đơn giản là một viên pin có khả năng cung cấp dòng lớn một cách an toàn như thế nào. Dòng xả liên tục (continuous discharge) an toàn trên pin lipo được tính theo bội số của dung lượng pin (C). Một viên pin với một dòng xả 10C có nghĩa là bạn có thể xả một cách an toàn với tốc độ gấp 10 lần so với dung lượng của viên pin đó.
Công thức:
Dòng xả liên tục an toàn = [Dung lượng Pin] x [Dòng xả]

Ví dụ: Pin lipo có dung lượng 2000mAh; dòng xả 20C tức là dòng xả liên tục an toàn của pin là 20 x 2000mA = 40000mA = 40A.

Ngoài dòng xả liên tục (Continuous Discharge Rate), pin có thể xả với dòng cao hơn trong một thời gian rất ngắn (khoảng vài giây) để gia tăng công suất (tiếng anh là Burst Discharge), dòng xả cao thì pin nhanh hết hơn nhưng cũng giúp cho quad khỏe hơn (trong giới hạn của quad).
Nhưng nếu dòng xả cao quá sức chịu đựng của quad thì quad cũng không mang lại hiệu suất tốt hơn đâu mà chỉ có quả pin làm nặng quad thêm, quad phải cũng thêm trọng lượng làm giảm thời gian bay thôi. Nếu dòng xả quá thấp thì pin có thể sẽ không cung cấp đủ điện cho quad để bay và có thể làm hỏng pin

Thông thường, Pin có dòng xả càng cao thì càng đắt. Vì vậy, nếu bạn không có nhiều tiền, không nên chọn pin có dòng xả quá cao so với nhu cầu sử dụng.

Vậy nên không phải thích lựa chọn C bao nhiêu cũng được, mà còn phải tính xem nó có phù hợp hay không.

Bạn phải ước lượng xem, động cơ bạn sử dụng khi chạy với 100% ga thì dòng tiêu thụ là bao nhiêu. Ví dụ là 30A thì bạn nên chọn pin có dòng xả liên tục <40A

Cân bằng Pin Lipo

Đoạn này mình xin phép trích nguyên văn từ bài của handytoy (các bạn ấy ghi nguồn xomrc, bkaero nên chắc cũng ko phải người viết gốc):

Như đã nói ở trên, một cell pin khi sạc đầy 100% sẽ có điện áp là 4.2V/cell. Với pin chỉ có một cell đơn lẻ (Pin Lipo 3.7V) bạn chẳng cần lo lắng đến vấn đề cân bằng, sạc sẽ tự động dừng khi điện áp đạt tới mức 100% là 4.2V.

Tuy nhiên trong một viên pin Lipo có nhiều hơn một cell, nếu chỉ đo điện áp hai đầu bộ sạc không thể xác định được sự chênh lệch điện áp giữa các cell và có thể một cell bị vượt quá ngưỡng mặc dù tổng điện áp của cả viên pin hiển thị đúng. Lấy ví dụ một viên pin Lipo 3S (3 cell mắc nối tiếp hoặc gọi là 3S). Nó sẽ là viên pin có điện áp 11.1V (3.7V x 3). Điện áp khi sạc đủ 100% sẽ là 12.6V (4.2V x 3 = 12.6V). Bộ sạc tin cậy của chúng ta được thiết lập 11.1V cho pin Lipo và sẽ dừng sạc khi khi đủ 12.6V, rất đơn giản đúng không.
Vậy điều gì sẽ xảy ra khi một trong ba cell được sạc nhanh hơn 2 cell còn lại? có thể 2 cell mới sạc đến 4.1V thì cell kia sạc nhanh hơn một chút và vượt quá ngưỡng lên tới 4.4V trước khi bộ sạc dừng sạc ở 12.6V. Điều đó chắc chắn sẽ làm hư hại cho cell pin đó và có thể gây ra cháy nổ.

Đối với viên pin mới, loại tốt thì sự chênh lệch điện áp giữa các cell là rất nhỏ. Tuy nhiên, khi viên pin đã sử dụng nhiều, đã cũ thì sự chênh lệch điện áp giữa các cell pin sẽ không thể bỏ qua được. Ngay cả một sự khác biệt điện áp 0.1V (100mV) giữa các cell cũng là nguyên nhân gây ra các nguy cơ cháy nổ và hư hại pin theo thời gian.

Bạn không cần phải cân bằng pin Lipo mỗi khi sạc. Hầu hết chỉ cần sạc cân bằng sau 10 hoặc 20 lần sạc đối với bộ pin còn tốt khỏe, vấn đề là bạn phải biết viên pin của bạn là khỏe (còn tốt). Các cell trong viên pin cũ thường trở nên không ổn định. Vì vậy, nếu bạn có bộ cân bằng, nên sạc cân bằng ở mỗi lần sạc hoặc ít nhất sau mỗi 2 lần sạc, như vậy sẽ giúp tang tuổi thọ của pin và giảm nguy cơ cháy nổ.

Một lần nữa, bốn thủ phạm chính làm rút ngắn tuổi thọ pin LiPo là:

• NÓNG
• XẢ QUÁ NGƯỠNG (dòng và điện áp)
• SẠC QUÁ NGƯỠNG (dòng và điện áp)
• KHÔNG ĐỦ CÂN BẰNG

LiHV

LiHV là một dạng pin LiPo khác, HV là viết tắt của High Voltage – tức là pin dung lượng cao. Loại pin này trữ năng lượng nhiều hơn loại pin LiPo bình thường và có thể sạc lên tới 4.35V mỗi cell. Tuy nhiên nhiều ý kiến cho rằng dòng pin này sử dụng cho quad sẽ rất nhanh hỏng, tuổi thọ kém nên hầu như không ai sử dụng mấy. Pin này mình thấy anh em hay sử dụng cho TX

Cách chọn pin cho quad

Để chọn được pin thì trước hết bạn phải nắm được xem quad mình được cấu hình để bay pin loại nào? 4S hay 5S hay 6S? Dòng xả tối đa an toàn là bao nhiêu từ đó tính ra C cần thiết
Thường thì để biết dòng xả tối đa là bao nhiêu thì bạn hãy tìm xem thông số motor của bạn bằng cách search tên motor rồi xem thông số nhà sản xuất đưa ra ở phần mô tả VD như bảng này:

Ở 100% thì dòng xả tối đa của motor F40 Pro iii khi bay với cánh GF5149 xả tới 43.19A, quad của chúng ta có 4 motor nên dòng xả tối đa cho quad là: 43.19 x 4 = 172.76A.
Nếu dùng pin 2000mAh (2A) thì chúng ta sẽ chọn dòng xả <87C, nếu pin 1500mah (1.5A) thì dòng xả < 115C.

Thường thì khi tính, nhìn vào bảng test của nhà sản xuất chúng ta nên lấy ở mốc 90% rồi tính sẽ an toàn hơn là 100%.

Dưới đây là gợi ý dung lượng pin cho các size:
6inch: 1500mAh ~2200mAh
5inch: 1300mAh ~ 1800mAh
3inch: 650~1000mAh
Một số hãng pin phổ biến: Acehe, Tattu, Turnigy, Dinogy, Infinity

Cách sạc pin LiPo

Đầu tiên cần lưu ý chính là nơi sẽ sạc pin. Vì bản chất dễ cháy của mình mà khi sạc pin chúng ta cũng cần lưu ý sạc nơi thoáng, tránh xung quanh nhiều đồ vải, giấy, gỗ, hay đồ điện tử, ổ điện khác. Khi sạc tốt nhất mình cũng nên ngồi cạnh để nếu có vấn đề gì thì còn phản ứng kịp thời. Việc trước tiên là ngắt nguồn điện trước sau đó làm gì tiếp thì làm – đừng bao giờ cuống quá chưa ngắt điện mà lại cầm chậu nước dội vào là chết. LUÔN BÌNH TĨNH
Sạc với nguồn điện bao nhiêu là hợp lý?
Có công thức quy đổi như sau dễ nhớ nè: Pin 1300mAh chọn dòng điện sạc là 1.3A; 2000mAh thì là 2A; 850 mAh thì 0.8A.
Nó tương ứng với sạc 1C x [dung lượng pin quy đổi ra A]. Có một số dòng pin có thể sạc nhanh lên tới 3C hoặc 5C nhưng nếu không chắc chắn pin của mình có hỗ trợ hay không thì nên sạc ở 1C thôi.
Một số chế độ sạc cần biết:
+ Balance charge: Theo như mình hiểu là nó sẽ sạc đồng bộ từng cell tới mốc tối đa để đảm bảo các cell cân bằng Volt nhau.
+ Direct charge (Sạc nhanh): Sạc 1 phát tất cả luôn, sạc như này sẽ nhanh hơn nhưng có thể thi thoảng gặp trường hợp cell lỗi 1,2 cell sẽ không được đủ Volt. Nếu lỡ sạc như này xong có thể qua tab Balance để cân bằng lại.
+ Storage Charge: Xả pin khi không dùng về điện áp lưu trữ bảo quản an toàn: 3.8~3.85V hoặc kéo pin đang quá thấp lên điện áp lưu trữ
+ Discharge: Xả pin.
Lưu ý: Không được xả hay sử dụng pin xuống dưới 3V, dưới 3.5V là quá đáng rồi và nhớ phải luôn cẩn thận khi sạc bọn pin này nhé. 

Bay khi nào thì nên hạ cánh?

Nãy mình cũng có nói ở trên. Hãy tính trung bình cell để ra mức pin trung bình tầm 3.7 là nên hạ cánh dần rồi. Pin 4 cell thì x4 lên.
Cách xử lý khi pin cháy:
+ Đầu tiên phải ngắn điện, rút mọi kết nối với pin đang cháy ra.
+ Cách tốt nhất để dập là dùng cát. Nhưng nếu không có cả thì mình cũng chưa nghĩ ra dùng cái gì. Nhưng nghe bảo tuyệt đối không dùng nước nên mọi người cũng cẩn thận ha. Nghe bài gốc nó bảo cứ chờ đến khi cháy xong và pin lạnh rồi xử lý tiếp mà thấy sai sai không biết ok không nhỉ?
+ Tránh hít phải khói của pin cháy – khá độc.

Một số câu hỏi (Q&A) về pin LiPo:

Q: Pin LiPo mà bị phồng thì có nên sử dụng tiếp không?
A: Không! Nếu đã bị phồng rồi mà sử dụng tiếp là khá nguy hiểm.
Q: Nguyên nhân khiến cho pin bị phồng?
A: Có rất nhiều nguyên nhân. Bản chất của việc phồng là do trong pin sản sinh ra các khí gas và không thoát ra được. Khí gas này có thể sinh ra khi pin bị va chạm mạnh, quá tải hoặc quá nhiệt. (Không dùng vật nhọn chọn vào pin hòng nghĩ thoát khí ra)|
Q: Có thể sửa được pin phồng không?
A: Không, tốt nhất là mua pin mới là cách an toàn nhất.
Q: Cách phòng tránh pin bị phồng?
A: Không xả pin về quá mức cho phép (dưới 3V). Tốt nhất là nên xả pin về mức lưu trữ như đã nói ở trên. Không lưu trữ khi pin đầy, nếu không dùng đến pin trong khoảng 2 ngày thì đem đi xả về dung lượng lưu trữ ngay. Mình đang sử dụng bộ sạc M6 có cảnh báo và ngắt khi xả, sạc khá an toàn. Không để pin dưới ngoài trời nắng nóng hay nơi gần nhiệt, lửa. Không bay quá mức an toàn.

Hy vọng đống kiến thức này sẽ bạn hiểu rõ về pin LiPo và cách sử dụng nó một cách an toàn.

Facebook Đức: https://www.facebook.com/ducnh18
Instagram: @ducnh91