Carregamento paralelo de baterias lipo, diferença máxima de tensão?

Existem inúmeros produtos que permitem que as baterias lipo sejam carregadas em paralelo .

A maioria das fontes é clara quanto aos requisitos de tensão e capacidade, que seguem diretamente dos cálculos básicos do circuito:

• as baterias devem ter o mesmo número de células
• capacidade mAh das baterias pode ser misturada

Uma área de confusão é o quanto as baterias podem diferir em sua voltagem; um valor comumente citado é 0.3V, mas muitas respostas diferentes foram fornecidas. Alguns deles são de postagens bastante antigas no fórum, portanto, as respostas podem estar corretas entre 2005 e 2006, mas substituídas por novas tecnologias.

Então, qual a diferença de tensão entre duas baterias lipo antes que não seja aconselhável carregá-las em paralelo?

Pacotes de LiPo de carregamento paralelo se tornaram muito comuns no hobby de RC. É verdade que não há muitas evidências empíricas sobre quão bom ou ruim isso é. Apenas o fato é que muitas pessoas fazem isso diariamente.

Pessoalmente, estive carregando pacotes paralelos de 6s LiPo por 2 anos com bons resultados. Eu tenho alguns pacotes de orçamento com mais de 100 ciclos, portanto, nesse sentido, estou feliz com a vida que tirei do pacote.

Minha rotina de carregamento paralelo não era muito rigorosa. Eu provavelmente nunca carreguei pacotes com uma diferença de mais de 0,25V / célula durante esse período. Acho que no futuro terei mais cuidado com a voltagem dos pacotes. Minha recomendação seria permanecer abaixo da diferença de 0,1V / célula.

O problema com o carregamento paralelo é que é muito fácil cometer um erro e conectar pacotes de tensões diferentes. Portanto, se você fizer isso, eu sempre verificaria as tensões do seu pacote antes de conectar .

Um recurso muito bom sobre carregamento paralelo pode ser encontrado no site da Tjin Tech . Este é um exame completo da OMI. Se você rolar para baixo, também abordará as potenciais correntes de surto ao conectar os pacotes e também incluirá a medição experimental da corrente liberada na conexão inicial.

Carregar várias baterias de lítio em paralelo é uma má idéia. Algumas pessoas podem ter uma regra geral onde tudo está bem se tudo estiver certo, mas isso não faz uma boa idéia. Leia a folha de dados da bateria e veja como ela precisa ser carregada. A menos que você possa ver claramente como permanecer dentro do regime de carregamento adequado, amarrando as duas células em paralelo, eu não faria isso.

Isso se aplica a praticamente todas as baterias que precisam ser carregadas com corrente, não com voltagem. Talvez eu fique tentado a fazê-lo, se necessário, com baterias de chumbo-ácido, se estiverem cheias o suficiente para permitir o carregamento de tensão fixa. Porém, as células de lítio geralmente exigem cuidadoso carregamento de corrente e monitoramento da tensão.

Resumo:

• É uma má ideia, mas muitas vezes pode não ser fatal.
  YMMV.

• O cálculo aproximado do BOTE sugere que seria suficiente obter a duplicação da taxa de carga máxima permitida de uma célula se as células com um desequilíbrio de 0,3V estiverem fortemente interconectadas nas células e depois carregadas imediatamente após a conexão.

• Se as baterias não estiverem conectadas com força, mas, em vez disso, levar a um ponto de fonte de alimentação comum, então não carregue-as por cerca de 10 minutos após a interconexão * deve * permitir um balanceamento seguro o suficiente [tm]. Adicionar um resistor muito pequeno em cada fio da bateria ou garantir fios com uma resistência mínima ajudaria esse processo. Veja o texto.

• A regra prática existente é provavelmente empírica com base nas razões práticas por trás da diretriz no parágrafo acima - veja o texto.

  • O balanceamento mútuo "no banco" antes da instalação com um resistor ou um limitador de corrente bidirecional criado para o efeito seria uma boa idéia.

NÃO é uma declaração oficial. Eu nunca tive células paralelas de íon.
Mas tenho muita experiência geral com a bateria e já pensei sobre esse problema específico até agora.

O paralelo rígido deve ser evitado, se possível. Com a eletrônica moderna, é extremamente fácil fazer uma troca que permita caminhos de corrente independentes ao carregar e descarregar.

A "regra de ouro" PODE se basear na experiência e, por sua vez, pode se basear na ocorrência de resistências à conexão da bateria - veja abaixo.

Se você possui células cuja área é classificada com a taxa máxima de 1C e cobra duas juntas a 2C, a carga pode distribuir de maneira desigual e, além disso, você pode obter correntes intercelulares consideráveis. O resultado líquido é que (parece-me) que você poderia facilmente dobrar uma taxa de carga de taxa de células única.

Ainda mais simples, se você puder tolerar uma pequena quantidade de queda de tensão da bateria, adicione uma pequena quantidade de resistência em cada fio, de forma que ela caia, digamos, 0,1V com carga total permitirá diferenças bastante substanciais com efeito mínimo. Se a carga máxima for de 1C (comum para muitos LiIon, alguns fabricantes permitem até 2C) R ~ = 0,1 / C (capacidade C = Ah em amplificadores). Por exemplo, uma célula 18650 (não um LiPo, mas o mesmo princípio) pode ter uma capacidade de 2Ah, portanto R = 0,1 / 2 = 0,05 ohms. Você pode conseguir algo assim usando apenas dois condutores de bateria onde quer que as células se conectem, em vez de se conectar entre células e usando um único condutor. Se 1C (2A de carga fluir entre baterias desequilibradas, a queda será de 0,2V - então 0). O desequilíbrio de 2V na conexão inicial será acomodado dentro das especificações, se você tiver que considerar apenas o balanceamento de bateria a bateria. (Isso é baseado em um cálculo mental rápido de Vmin = 3,0V, Vmax = 1,2V, capacidade em pedestal de voltahge constante ~ ~ 80%, alteração linear da capacidade com alteração de tensão). A capacidade NÃO é linear com a mudança de tensão, mas nos dá uma idéia. Então, digamos que o diferencial de 0,2V ~~~ = 2 x 6% = 12% da C. Se a corrente de balanceamento intercelular mac = 1C, isso levará ~~ 12% x 1 hora = ~ 7 minutos. Portanto, se você conectar paralelamente duas células com> = (R / 0.1C) de resistência ao eletrodo nos eletrodos de cada célula e s com base em um cálculo mental rápido de Vmin = 3,0V, Vmax = 1,2V, capacidade em pedestal de voltahge constante ~ ~ 80%, alteração linear da capacidade com alteração de tensão). A capacidade NÃO é linear com a mudança de tensão, mas nos dá uma idéia. Então, digamos que o diferencial de 0,2V ~~~ = 2 x 6% = 12% da C. Se a corrente de balanceamento intercelular mac = 1C, isso levará ~~ 12% x 1 hora = ~ 7 minutos. Portanto, se você conectar paralelamente duas células com> = (R / 0.1C) de resistência ao eletrodo nos eletrodos de cada célula e s com base em um cálculo mental rápido de Vmin = 3,0V, Vmax = 1,2V, capacidade em pedestal de voltahge constante ~ ~ 80%, alteração linear da capacidade com alteração de tensão). A capacidade NÃO é linear com a mudança de tensão, mas nos dá uma idéia. Então, digamos que o diferencial de 0,2V ~~~ = 2 x 6% = 12% da C. Se a corrente de balanceamento intercelular mac = 1C, isso levará ~~ 12% x 1 hora = ~ 7 minutos. Portanto, se você conectar paralelamente duas células com> = (R / 0.1C) de resistência ao eletrodo nos eletrodos de cada célula enão cobrar por, digamos, 10 minutos após a conexão, você "provavelmente ficará bem" [tm]. A operação da bateria imediatamente após a interconexão está OK.

Efeito na carga e descarga: Como o acima mencionado permite cerca de 2 ° C de transferência intercelular e as células normalmente não são descarregadas a uma taxa de 1 ° C (os usuários de laptops geralmente valorizam mais de uma hora de operação com bateria), então há resistência suficiente para fornecer interconexão Heath-Robinson a proteção teria um efeito mínimo na tensão de descarga da célula. Se o carregamento na capacidade máxima através desses resistores, a tensão da célula será reduzida de acordo, mas conforme o sistema sair, a corrente constante no modo de tensão constante, a corrente cairá e o potencial da bateria será compensado. Portanto, o efeito líquido é aumentar levemente os tempos de carregamento.

A única preocupação com as células LiPo de carregamento paralelo é que, ao conectar uma célula descarregada em paralelo com uma célula carregada (o pior cenário), a célula carregada pode descarregar energia na célula descarregada mais rapidamente do que sua taxa de carga máxima permite com segurança. Um pequeno resistor (0,5 Ohm ou menos) em linha com cada célula atenuará isso sem redução significativa nas taxas de carga. Use menos resistência com células maiores ...

Isso pode ser repetido para qualquer número de LiPos paralelos, e cada célula carregará na tensão de parada correta, com pouca desvantagem, por ter estados de carga incompatíveis ou significativamente diferentes das células.

O carregamento paralelo de baterias LiPo é uma boa idéia para um usuário experiente. No entanto, NÃO carregue paralelamente as células NiCad ou NiMH. Ao carregar o LiPos em paralelo, minha experiência pessoal me diz que as baterias LIPo colocadas em paralelo precisam estar dentro de ~ 25% do estado de carga umas das outras; caso contrário, o LiPo com carga mais alta direcionará uma corrente para o liPo com carga mais baixa, o que é muito excelente, por muito tempo, para que o LiPo com carga mais baixa permaneça dentro dos limites recomendados de carga segura. Eu prefiro garantir que o LiPos esteja dentro de ~ 15% do estado de carga um do outro, no entanto, antes de conectá-los em paralelo. Além disso, dou tempo às baterias para equalizar suas tensões (e, assim, ter tempo para compartilhar elétrons) antes de iniciar o carregador. Para minha regra de 15% acima, uma diferença de 15% no estado de carga em um LiPo entre ~ 3.7V / célula e 4. 0 V / célula corresponde a uma diferença de tensão de ~ 0,08 V / célula. Para minha regra de 25% acima, a diferença de tensão na faixa de 3,7V / célula para 4,0V / célula é mais semelhante a 0,12V / célula. Eu determinei que esses eram os valores da faixa de estado de carga de que eu gostava, conectando um medidor de energia entre duas baterias e observando a troca atual entre elas.

Para obter informações muito mais detalhadas, incluindo uma plotagem do estado de carga versus a voltagem da célula, e uma plotagem para lhe dar uma idéia aproximada de quanto tempo as tensões das baterias se igualam antes de iniciar a carga, bem como um pouco mais sobre como carregamento paralelo funciona, veja meu artigo muito mais detalhado que escrevi aqui: http://electricrcaircraftguy.com/2013/01/parallel-charging-your-lipo-batteries_22.html