Jaki jest najskuteczniejszy typ akumulatora, biorąc pod uwagę rozmiar / wagę / Ah?

19

Chcę zbudować podwodnego robota szybowcowego, który będzie musiał pozostać autonomiczny przez długi czas, a może nawet miesiące. Pobór mocy powinien być minimalny, a myślę o włączeniu jakiejś formy urządzenia ładującego (takiego jak ładowarka słoneczna), ale chciałbym również, aby pojemność baterii była wystarczająco duża, więc nie muszę się o to martwić. Duży pobór prądu nie jest tak naprawdę potrzebny, ale akumulator musi skutecznie utrzymywać ładunek przez długi czas. Biorąc pod uwagę, że jest to pojazd podwodny, waga i rozmiar również stanowią problem.

Koszt nie stanowi większego problemu, o ile leży w zakresie projektu hobbystycznego.

Chcę poznać zalety i wady każdej technologii (kwas ołowiowy, LiPo, NiCad, ogniwo paliwowe?), Więc mogę zdecydować, jaki typ baterii najlepiej pasuje do moich celów. W związku z tym patrzę raczej na technologię akumulatorową, niż na konkretne zalecenia dotyczące zakupów.

berry120
źródło
2
Myślę, że jest to w istocie zalecenie dotyczące zakupów. Lepiej byłoby zapytać o to, jakie cechy baterii czynią ją dobrym wyborem.
jonsca
6
Nie zgadzam się, pyta, jaki typ baterii, a nie znak towarowy itp. Te typy mają zupełnie inne cechy, ale niestety nie jestem w tym ekspertem i nie jestem w stanie udzielić dobrej odpowiedzi.
bit-pirate
@bit W kontekście SE słowo „rekomendacja zakupów” niekoniecznie oznacza pytania handlowe. To jest zakupy z pogranicza, IMO, ponieważ określa pewne ograniczenia.
Manishearth
@berry pamiętaj, że LiPo eksploduje / zapala się / itp., jeśli jest zwarty, więc bądź bardzo ostrożny w pobliżu wody ...
Manishearth
@MarkBooth Dzięki za to, zgadzam się, że to czyni to jaśniejszym!
berry120

Odpowiedzi:

14

Najlepszą powszechnie dostępną technologią akumulatorową, jeśli chodzi o gęstość mocy w stosunku do masy i za rozsądną cenę, jest LiPo.

Prawdopodobnie poleciłbym baterie LiFePO4. LiFePO4 są nieco droższe niż LiPo za te same watogodziny i ważą nieco więcej, ale utrzymują ładunek lepiej, starzeją się znacznie lepiej i można je ładować od pięciu do dziesięciu razy więcej niż baterie LiPo, zanim stracą swoje Pojemność.

W przypadku obu rodzajów akumulatorów, jeśli waga ma znaczenie, możesz zaprojektować „obudowę akumulatora” jako część robota i kupić ogniwa, które są po prostu chemią zamkniętą w cienkim izolującym plastiku, i zbudować własny zestaw akumulatorów z tych ogniw do dopasuj niestandardową wnękę do robota. Pamiętaj jednak, aby zabezpieczyć akumulator przed przeładowaniem / przeładowaniem, ponieważ zniszczy to akumulator, jeśli tego nie zrobisz. LiPo może nawet zapalić się, gdy to zrobisz, podczas gdy LiFePO4 nie.

Jon Watte
źródło
Wspaniale, dzięki za to - szczególnie LiFePO4, nie coś, o czym słyszałem, ale teraz, aby rzucić okiem!
berry120
3
Zabezpieczenie przed przeładowaniem i rozładowaniem ogniw, a zwłaszcza równoważenie ogniw, BARDZO ważne są rozważania, jeśli próbujesz zbudować własny zestaw akumulatorów. Zwłaszcza w przypadku LiFePO4, które są potencjalnie niebezpieczne, jest źle traktowane. Względy poufności w ciągu dnia ograniczają moją odpowiedź jeszcze bardziej!
Andrew
Pracuję nad AUV od kilku lat i używam LiPO. Jeśli chodzi o wagę i czas ładowania, są to gwiazdy. Ale ich żywotność nie jest naprawdę świetna. LiFePO4 wydaje się świetną alternatywą
użytkownik1101791,
LiPo może nawet zapalić się, gdy to zrobisz, podczas gdy LiFePO4 nie. Pozwolę sobie być innego zdania!
Andrew
Byłbym wdzięczny za linki do wiarygodnych zasobów pokazujących, że LiFePO4 zapala się w „normalnych” warunkach nadużyć. Tak, jeśli nadmiernie włożysz w to zbyt dużo energii po zakończeniu ładowania, każda bateria nagrzeje się i zrobi to wystarczająco, a obudowa zapali się, jeśli nic więcej. Ale tak też będzie hot dog w tych warunkach :-)
Jon Watte
6

Biorąc pod uwagę rozmiar / wagę / Ah, ogniwa paliwowe i mikro turbiny energetyczne mają energię na kilogram i (w przypadku paliw płynnych) energię na litr, która jest o rząd wielkości lepsza niż jakikolwiek akumulator.

W szczególności ciągle słyszę, że ogniwa paliwowe na ciekły metanol są „względnie praktyczne”. a b c d e . I słyszałem, że Hyuk Kim i Seungdoo Park zbudowali prototypowe ogniwo paliwowe na olej napędowy .

Obiecują również prototypowe mikroturbiny. a b

Niestety, ogniwa paliwowe i mikroturbiny energetyczne (a także niektóre akumulatory o wysokiej gęstości energii, takie jak cynk-powietrze) nie są tak naprawdę przeznaczone do pojazdów podwodnych - mają one oddychać powietrzem.

David Cary
źródło
5

Akumulatory litowo-jonowe są prawdopodobnie najlepszym wyborem.

  1. Będą prezentować najmniejszą interferencję magnetyczną (następnie alkaliczną ... NiCD najbardziej ingeruje).
  2. W przeciwieństwie do zwykłych ogniw litowo-jonowych (które są zwykle okrągłe), te ładnie się układają.
  3. Mam nadzieję, że sprawdzisz instrukcję przed wypróbowaniem tego - wiele z nich jest odpornych na ciśnienie. Znam niektóre laboratoria AUV, które po prostu wkładają stosy akumulatorów wielkości telefonu komórkowego do prostokątnych pudeł wypełnionych olejem (w celu kompensacji ciśnienia) i idą z tym. Na przykład zestawy akumulatorów Autosub 6000 - o głębokości do 6000 metrów, bez pomocy cylindrycznej lub sferycznej obudowy ciśnieniowej: Zestaw akumulatorów z kompensacją ciśnienia ( http://www.thesearethevoyages.net/jc44/autosub6000_page1.html ). W przypadku innych technologii akumulatorów musisz zdecydować, jak je zapakować w obudowę ciśnieniową, co może być nieco bardziej skomplikowane.
Ian
źródło