Carica parallela di batterie lipo, massima differenza di tensione?


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Esistono numerosi prodotti che consentono di caricare in parallelo batterie lipo .

La maggior parte delle fonti sono chiare sui requisiti di tensione e capacità, che seguono piuttosto direttamente dai calcoli di base del circuito:

  • le batterie devono avere lo stesso numero di celle
  • la capacità mAh delle batterie può essere miscelata

Un'area di confusione è quanto le batterie possono differire nella loro tensione; un valore comunemente citato è 0,3 V, ma sono state fornite molte risposte diverse. Alcuni provengono da post di forum piuttosto vecchi, quindi le risposte potrebbero essere state corrette tra il 2005 e il 2006, ma sostituite dalla tecnologia più recente.

Quindi, quanto può differire la tensione tra due batterie lipo prima che sia sconsigliabile caricarle in parallelo?


Sei sicuro di non voler dire "la capacità mAh delle batterie non può essere miscelata"?
pjc50,

Risposte:


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La ricarica parallela dei pacchetti LiPo è diventata molto comune nell'hobby RC. Certo, non ci sono molte prove empiriche su quanto questo sia buono o cattivo. Solo il fatto è che molte persone lo fanno quotidianamente.

Personalmente ho caricato in parallelo pacchi 6S LiPo per 2 anni con buoni risultati. Ho alcuni budget che superano i 100 cicli, quindi a questo proposito, sono contento della vita che ho tirato fuori dal pacchetto.

La mia routine di ricarica parallela non era molto rigorosa. Probabilmente non ho mai caricato pacchi con una differenza superiore a 0,25 V / cella durante questo periodo. Penso che in futuro starò più attento alla tensione dei pacchi. La mia raccomandazione sarebbe di rimanere sotto 0,1V / differenza di cella.

Il problema con la ricarica parallela è che è facile commettere un errore e collegare pacchetti di tensioni diverse. Quindi, se hai intenzione di farlo, controllerei sempre due volte le tensioni del pacco prima di collegarlo .

Un'ottima risorsa sulla ricarica parallela è disponibile sul sito Tjin Tech . Questo è un esame IMO molto approfondito. Se si scorre verso il basso, si indirizzano anche le potenziali correnti di sovracorrente quando si collegano i pacchetti e include anche la misurazione sperimentale della corrente che viene rilasciata alla connessione iniziale.


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Caricare più batterie al litio in parallelo è una cattiva idea. Alcune persone possono avere una regola empirica in cui è una specie di OK se tutto è giusto, ma ciò non lo rende una buona idea. Leggi la scheda tecnica della batteria e scopri come deve essere caricata. A meno che tu non riesca a vedere chiaramente come rimanere nel giusto regime di carica legando entrambe le celle in parallelo, non lo farei.

Questo vale praticamente per qualsiasi batteria che deve essere caricata con corrente, non tensione. Potrei essere tentato di farlo, se necessario, con batterie al piombo acido se fossero abbastanza piene da consentire la ricarica a tensione fissa. Tuttavia, le celle al litio richiedono generalmente un'attenta ricarica della corrente e il monitoraggio della tensione.


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Sommario:

  • È una cattiva idea ma spesso potrebbe non essere fatale.
    YMMV.

  • Il calcolo approssimativo di BOTE suggerisce che sarebbe abbastanza avido da dire il raddoppio della velocità di carica massima consentita di una cella se le celle con uno squilibrio di 0,3 V sono fortemente interconnesse alle celle e quindi caricate immediatamente dopo la connessione.

  • Se le batterie non sono collegate saldamente alla batteria ma hanno invece un punto di alimentazione comune, non caricarle per circa 10 minuti dopo l'interconnessione * dovrebbe * consentire un auto bilanciamento [tm] abbastanza sicuro. L'aggiunta di una resistenza molto piccola in ogni cavo della batteria o la garanzia di cavi con una resistenza minima aiuterebbe questo processo. Vedi testo

  • L'attuale regola empirica è probabilmente empirica in base ai motivi pratici dietro le linee guida nel paragrafo sopra - vedi testo.

    • Il bilanciamento reciproco "sul banco" prima dell'installazione con un resistore o un limitatore di corrente bidirezionale appositamente costruito sarebbe una buona idea.

NON una dichiarazione autorevole. Non ho mai messo in parallelo le celle LiIon.
Ma ho molta esperienza generale sulla batteria e ho pensato a questo problema specifico prima d'ora.

Parallelamente dovrebbe essere evitato, se possibile. Con l'elettronica moderna è estremamente facile realizzare un interruttore che consenta percorsi di corrente indipendenti durante la carica e la scarica.

La "regola empirica" ​​PUO 'essere basata sull'esperienza e questa a sua volta potrebbe essere basata sul verificarsi delle resistenze di connessione della batteria - vedere sotto.

Se disponi di celle con area nominale alla velocità massima di 1 ° C e ne carichi due insieme a 2 ° C, la carica può essere distribuita in modo non uniforme e inoltre puoi ottenere notevoli correnti intercellulari. Il risultato netto è che (mi sembra) che potresti facilmente raddoppiare un tasso di carica di singole celle.

Ancora più semplice, se riesci a tollerare una piccola quantità di caduta di tensione dalla batteria, l'aggiunta di una piccola quantità di resistenza in ciascun cavo in modo tale che cada, diciamo 0,1 V a piena carica, consentirà differenze abbastanza sostanziali con un effetto minimo. Se la carica massima è 1C (comune per molti LiIon, alcuni produttori consentono fino a 2C) R ~ = 0,1 / C (C = capacità Ah in ampere). Ad esempio, una cella 18650 (non un LiPo ma lo stesso principio) può avere una capacità di 2 Ah quindi R = 0,1 / 2 = 0,05 ohm. Puoi ottenere qualcosa del genere semplicemente usando due cavi della batteria ovunque le celle si colleghino piuttosto che il collegamento duro tra le celle e usando un solo cavo. Se 1C (2A di carica scorre tra batterie sbilanciate, la caduta sarà di 0,2 V, quindi 0. 2 V di squilibrio alla connessione iniziale saranno adattati alle specifiche se si deve considerare solo un bilanciamento da batteria a batteria Come una regola empirica molto approssimativa, la capacità del LiIon aumenta di circa il 6% per 0,1 V nella regione di carica a corrente costante. (Questo si basa su un rapido calcolo mentale di Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, capacità a colonnina a volano costante ~ ~ 80%, variazione lineare della capacità con variazione di tensione). La capacità NON è lineare con la variazione di tensione ma ci dà un'idea. Quindi un differenziale di 0,2 V ~~~ = 2 x 6% = 12% di C. Se la corrente di bilanciamento dell'intercellula mac = 1C, ciò richiederà ~~ 12% x 1 ora = ~ 7 minuti. Quindi, se si collegano in parallelo due celle con> = (R / 0.1C) resistenza dei cavi nei cavi di ciascuna cella e s basato su un rapido calcolo mentale di Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, capacità a colonnina a volta costante ~~ 80%, variazione lineare della capacità con variazione di tensione). La capacità NON è lineare con la variazione di tensione ma ci dà un'idea. Quindi un differenziale di 0,2 V ~~~ = 2 x 6% = 12% di C. Se la corrente di bilanciamento dell'intercellula mac = 1C, ciò richiederà ~~ 12% x 1 ora = ~ 7 minuti. Quindi, se si collegano in parallelo due celle con> = (R / 0.1C) resistenza dei cavi nei cavi di ciascuna cella e s basato su un rapido calcolo mentale di Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, capacità a colonnina a volta costante ~~ 80%, variazione lineare della capacità con variazione di tensione). La capacità NON è lineare con la variazione di tensione ma ci dà un'idea. Quindi un differenziale di 0,2 V ~~~ = 2 x 6% = 12% di C. Se la corrente di bilanciamento dell'intercellula mac = 1C, ciò richiederà ~~ 12% x 1 ora = ~ 7 minuti. Quindi, se si collegano in parallelo due celle con> = (R / 0.1C) resistenza dei cavi nei cavi di ciascuna cella enon caricarli per dire 10 minuti dopo la connessione "probabilmente starai bene" [tm]. Il funzionamento a batteria immediatamente dopo l'interconnessione è OK.

Effetto sulla carica e sulla scarica: poiché quanto sopra consente circa 2 ° C di trasferimento intercellulare e poiché le celle non vengono scaricate normalmente a una velocità di 1 ° C (gli utenti di laptop di solito apprezzano avere più di un'ora di funzionamento a batteria), quindi una resistenza sufficiente per fornire l'interconnessione Heath-Robinson la protezione avrebbe un effetto minimo sulla tensione di scarica delle celle. Se la carica alla massima capacità tramite queste resistenze viene ridotta di conseguenza, la tensione della cella si riduce ma quando il sistema si spegne corrente costante in modalità tensione costante, la corrente diminuirà e il potenziale della batteria verrà accumulato. Quindi l'effetto netto è di aumentare leggermente i tempi di ricarica.


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L'unica preoccupazione per le celle LiPo a carica parallela è che quando si collega una cella a scarica per lo più in parallelo con una cella a carica per lo più (lo scenario peggiore), la cella caricata può scaricare energia nella cella scaricata più velocemente di quanto la velocità di carica massima consenta in modo sicuro. Un piccolo resistore (0,5 Ohm o meno) in linea con ciascuna cella lo mitigherà senza una significativa riduzione dei tassi di carica. Usa meno resistenza con celle più grandi ...

Questo può essere ripetuto per qualsiasi numero di LiPo paralleli e ogni cella si carica alla corretta tensione di arresto con un piccolo svantaggio di avere stati di carica non corrispondenti o significativamente diversi delle celle.


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La ricarica in parallelo delle batterie LiPo è una buona idea, per un utente esperto. Tuttavia, NON caricare in parallelo celle NiCad o NiMH. Durante la ricarica parallela di LiPos, la mia esperienza personale mi dice che le batterie LIPo messe in parallelo devono trovarsi nello stato di carica ~ 25% l'una rispetto all'altra, altrimenti il ​​LiPo a carica più elevata guiderà una corrente nel liPo a carica inferiore che è troppo ottimo, per troppo tempo, affinché il LiPo a carica inferiore rimanga entro i limiti di carica sicura raccomandati. Preferisco assicurarmi che i LiPo siano nel ~ 15% dello stato di carica l'uno dell'altro, tuttavia, prima di collegarli in parallelo. Inoltre, do alle batterie il tempo di equalizzare le loro tensioni (e quindi ho il tempo di condividere gli elettroni) prima di avviare il caricabatterie. Per la mia regola del 15% sopra, una differenza dello stato di carica del 15% in un LiPo tra ~ 3,7 V / cella e 4. 0 V / cella corrisponde a una differenza di tensione di ~ 0,08 V / cella. Per la mia regola del 25% sopra, la differenza di tensione in quella gamma da 3,7 V / cella a 4,0 V / cella è più simile a 0,12 V / cella. Ho determinato che si trattava di valori di intervallo dello stato di carica che mi piacevano collegando un misuratore di potenza tra due batterie e guardando l'attuale scambio tra di loro.

Per informazioni molto più dettagliate, tra cui un diagramma dello stato di carica rispetto alla tensione della cella e un diagramma per darvi un'idea approssimativa di quanto tempo lasciare che le tensioni delle batterie si equalizzino prima di iniziare la carica, nonché per ulteriori informazioni funziona in parallelo, vedi il mio articolo molto più dettagliato che ho scritto qui: http://electricrcaircraftguy.com/2013/01/parallel-charging-your-lipo-batteries_22.html


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Le risposte che sono solo un collegamento sono generalmente sconsigliate sui siti di stackexchange. Il collegamento a più dettagli è ottimo, ma è meglio se puoi includere abbastanza dettagli nella tua risposta affinché rimanga da solo.
Phil Frost,
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