Teste de Descarga - A123 vs LiFe (falsa A123)

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A grande maioria das células vendidas no aliexpress não são originais. Na hobbyking está em falta. Só tem a de 2500 mAh.

As células originais você encontra nas lojas dos EUA. Vários sites vendem o pack montado, como por exemplo na RCLipos.

http://www.rclipos.com/A123_Cells.htm

http://www.rclipos.com/A123_Packs.htm

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Montei um pack LiFe 3s 1100 mAh para comparar com um pack A123 3s 1100 mAh (original) em vôo num mesmo aeromodelo. Primeiramente, o pack LiFe 3s 1100 mAh foi amaciado em vôo. Ao todo foram uns 10 vôos sem esgotar o pack e cargas de 5A com balanceamento. O pack A123 3s 1100 mAh foi montado recentemente para substituir um pack que venho utilizando desde 2008. Esse pack já foi amaciado mas ainda é novo e deve estar com uns ~30 vôos (cargas de 5A com balanceamento).

Ambos os packs foram testados em vôo em um modelo asa baixa de 487 g (com pack instalado). O modelo possui um motor Emax BL2210/30 1200 kv e um ESC Himodel Professional Series 18 A.

Antes do vôo fiz um teste estático no próprio modelo, utilizando um wattímetro (watts´up) e um tacômetro (H9).

Ambos os packs foram completamente carregados. A temperatura do pack antes de iniciar o teste estava em ~28 C. Cada leitura foi realiza após ~5 s com o motor em plena potência (após ~60 mAh consumidos em cada pack).

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     pack           I(A)    V(V)   Pot(W)   rotação (rpm)
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A123 3s 1100 mAh    13.6    8.8     120         6050
LiFe 3s 1100 mAh    12.0    8.3     100         5700
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O pack A123 apresentou tensão de trabalho de 2.93 V/célula, enquanto que o pack LiFe apresentou 2.77 V/célula. Esta diferença de 0.16 V/célula, implicou em 20 W e 350 rpm a menos que o pack de LiFe é capaz de fornecer. Ou seja, o pack de LiFe forneceu 17 % menos potência que o pack A123 original.

Com pack carregado fiz um teste de descarga em vôo até esgotar o pack. Procurei manter o mesmo estilo de vôo com ambos os packs (~meio motor e algumas manobras). O pouso só foi realizado quando o motor já não conseguia manter o modelo em vôo.

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     pack         (W/kg)    tempo de vôo (min)    Carga (mAh)
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A123 3s 1100 mAh    246            12                1029  
LiFe 3s 1100 mAh    205             9                 780
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O tempo de vôo com LiFe (falsa A123) representou 75% do tempo de vôo com o pack A123 original o que está de acordo com a carga carregada no pack de LiFe após o vôo que representou 76% da carga carregada no pack A123 original. Como ambos packs possuem 140g, o pack de Life possui o equivalente a 35g de peso morto em virtude da menor capacidade de carga. O consumo médio com ambos packs foi praticamente o mesmo ~5.2 A. Isso está de acordo com a tensão de trabalho com baixa taxa de descarga @ 4A, onde a diferença de tensão é muito pequena.

Além do menor tempo de vôo, ao usar Life a relação peso/potência ficou menor o que dificultou a realização de algumas manobras.

Para não prejudicar o vôo ao usar um pack LiFe, o certo seria utilizar um motor com kv um pouco maior (~1300 kv) a fim de manter a potencia máxima em 120 W e rotação de 6050. Porém o consumo máximo seria maior (~15A) o que reduziria ainda mais o tempo de vôo.

Conclusão: O pack de Life forneceu menor tempo de vôo (75 %) e menor potência máxima (83 %) em relação a um pack A123 original.

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A fim de realizar uma comparação mais precisa, coloquei os packs para serem testados na bancada de empuxo, com o motor Emax GT2210/13 1270 kv, esc himodel professional series 30A e hélice APC 10 x 4,7SF. A leitura de consumo, potencia, tensão, temperatura do pack e rotação foram realizadas utilizando o elogger V3 da Eagle Tree. A leitura o empuxo foi realizada utilizando uma balança digital e os dados foram filmados.

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Emax GT2210/11 1270 kv    -     Speed Himodel Prof. 30A     -     APC 10 x 4,7SF
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Pack (mAh)     tempo (s)   mAh   T(oC)  I (A)  V (V)  P (W)  Rot(rpm)  Empuxo(g)
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A123 3s 1100    0 (pico)   11   31.1   15.2   9.03   138       6350       650 
                5          30   31.0   13.6   8.85   120       6070       603
               10          48   30.9   13.0   8.80   114       5935       567
               20          84   31.0   12.6   8.72   110       5870       550
               30         118   31.3   12.4   8.70   108       5744       530
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LiFe 3s 1100    0 (pico)   13   32.0   13.7   8.63   118       6053       598 
                5          30   31.6   12.7   8.47   107       5815       543
               10          48   31.4   12.3   8.37   103       5691       528
               20          81   31.3   11.8   8.30    98       5631       513
               30         114   31.5   11.6   8.24    96       5594       500 
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Leitura: Micro Power eLogger V3 - Eagle Tree 

A diferença ficou um pouco menor que o teste com o wattímetro watts´up e o tacômetro H9. Isso se deve a imprecisão no tempo de leitura do wattímetro e do tacômetro, onde os dados são obtidos visualmente e não são armazenados. Já o elogger é capaz de armazenar todos os dados simultaneamente, o que elimina o erro de leitura do operador, tornando a aquisição dos dados muito mais precisa. Isso também permite uma análise dos dados em qualquer instante de tempo.

Após 5s, o pack A123 apresentou tensão de trabalho de 8.85 V (2.95 V/célula) e o pack LiFe 3s 1100 mAh apresentou 8.47 V (2.82 V/célula), o que representa uma diferença de 0.13 V/célula. O pack de LiFe forneceu 13 W (11%), 255 rpm (4%) a menos que o pack A123.

A leitura do empuxo ficou na média 7 % menor para o pack de LiFe em relação ao pack A123.

Os dados do elogger podem ser visualizados nas figuras abaixo:

[LaercioLMB]

Wattímetro é o nome correto da ferramenta e não Watts up que é um modelo de marketing.
Falo isso se não daqui a pouco vai ter gente chamando o multímetro de multi up.

Mas seus testes estão sendo muito úteis, mas não podemos esquecer que as baterias tem resistência interna diferente e isso dá sim uma diferença inclisive de potência no motor já que a tensão final será um pouco maior devido a resistência interna ser maior.
Falo isso para que os leigos entendam os motivos das tensões das baterias serem diferentes embora ambas pela lógica tenham a mesma tensão e de fato tem, mas devido a diferença de resistência interna, a tensão de saída acaba sendo diferente.
Seus testes estão me incentivando mais a passar a usar A123 em meus aeromodelos, ficando somente o pequeno para indoor usando LIPO devido a grande diferença de peso entre elas.

[caioect]

Obrigado por ter lembrado. Acabei esquecendo de colocar a resistência interna de cada pack. Durante o processo de carga utilizando o carregador Hyperion EOS1420, o pack A123 apresentou resistência interna de 53 mOhms e o pack de LiFe 91 mOhms. O pack Life apresentou quase o dobro da resistência interna do pack A123, o que está de acordo com a menor corrente e menor potência fornecida. Quanto maior for a resistência interna menor será a corrente para uma mesma tensão de trabalho.

Só uma correção, a tensão final será menor se a resistência interna for maior. A resistência interna provoca um queda na tensão em ambos os packs, derrubando a tensão de trabalho (tensão final). Como o pack LiFe possui maior resistência interna, menor será a tensão de trabalho.

Supondo que ambos os packs são capazes de fornecer uma determinada tensão V, a tensão de trabalho fornecida pelo pack será a tensão V menos a tensão devido a resistência interna r.

V(trabalho) = V - ri = Ri

Outra coisa que me chamou a atenção foi o balanceamento. O pack LiFe desbalanceia mais facilmente mesmo após amaciado, diferente do pack A123 original que após amaciado é muito difícil desbalancear. Provavelmente, existe uma diferença maior na resistência interna entre as células do pack LiFe. Já no pack A123 as células possuem resistência interna muito próximas.

Com relação ao wattímetro, fiz a correção no texto. Obrigado.

[LaercioLMB]

Correto, reli o que eu escrevi e está errado mesmo, a tensão final é menor se a resistência interna for maior como você descreveu, eu escrevi errado mesmo.
Resistência maior, tensão de saída menor.
Resistência menor, tensão de saída maior.

Acredito sim ter diferença de resistência interna entre as células da LIFE e podemos ver isso inclusive em LIPOs de lotes diferentes de mesmo fabricante, essas baratinhas xing ling sem qualidade nenhuma, por isso as de qualidade são bem mais caras, tem resistência interna menor igualdade maior entre células e lotes.

Esse tópico está rendendo muito, espero que todos que leiam captem algo sobre essas diferenças de baterias de qualidade e paralelas.