Równoległe ładowanie akumulatorów Lipo, maksymalna różnica napięć?

Istnieje wiele produktów, które umożliwiają równoległe ładowanie akumulatorów Lipo .

Większość źródeł jasno określa wymagania dotyczące napięcia i pojemności, które wynikają bezpośrednio z podstawowych obliczeń obwodu:

• baterie muszą mieć taką samą liczbę ogniw
• Pojemność mAh akumulatorów można mieszać

Jednym z obszarów zamieszania jest to, jak bardzo baterie mogą różnić się napięciem; często podawana wartość to 0,3 V, ale podano wiele różnych odpowiedzi. Niektóre z nich pochodzą z dość starych postów na forum, więc odpowiedzi mogły być poprawne około 2005-2006, ale zostały zastąpione nowszą technologią.

Ile więc może różnić się napięcie między dwoma akumulatorami lipo, zanim nie będzie zalecane równoległe ładowanie?

Równoległe ładowanie pakietów LiPo stało się bardzo popularne w hobby RC. To prawda, że ​​nie ma wielu empirycznych dowodów na to, jak dobre lub złe jest to. Tyle tylko, że wiele osób robi to codziennie.

Osobiście od 2 lat równolegle ładuję pakiety LiPo 6s z dobrymi wynikami. Mam kilka pakietów budżetowych, które mają ponad 100 cykli, więc pod tym względem cieszę się z życia, które wydostałem z paczki.

Moja procedura ładowania równoległego nie była bardzo rygorystyczna. Prawdopodobnie nigdy nie ładowałem paczek z różnicą powyżej 0,25 V / ogniwo. Myślę, że w przyszłości będę bardziej uważał na napięcie paczek. Moje zalecenie byłoby pozostać poniżej 0,1 V / różnicę ogniw.

Problem z równoległym ładowaniem polega na tym, że łatwo jest popełnić błąd i podłączyć paczki o różnych napięciach. Więc jeśli masz zamiar to zrobić, zawsze sprawdzałbym napięcie twojego pakietu przed podłączeniem .

Bardzo dobre zasoby na temat równoległego ładowania można znaleźć na stronie Tjin Tech . To jest bardzo dokładne badanie IMO. Jeśli przewiniesz w dół, dotyczy to również potencjalnych prądów udarowych podczas podłączania pakietów, a także obejmuje eksperymentalny pomiar prądu uwalnianego przy pierwszym połączeniu.

Równoległe ładowanie wielu akumulatorów litowych to zły pomysł. Niektórzy ludzie mogą mieć zasadę, że wszystko jest w porządku, jeśli wszystko jest w porządku, ale to nie jest dobry pomysł. Przeczytaj arkusz danych baterii i zobacz, jak należy ją naładować. Jeśli nie zobaczysz wyraźnie, jak utrzymać się we właściwym reżimie ładowania, wiążąc równolegle oba ogniwa, nie zrobiłbym tego.

Dotyczy to praktycznie każdej baterii, która musi być ładowana prądem, a nie napięciem. Mogłoby mnie kusić, aby zrobić to w razie potrzeby z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, jeśli były one wystarczająco pełne, aby umożliwić stałe ładowanie napięcia. Ale ogniwa litowe zazwyczaj wymagają starannego ładowania prądu i monitorowania napięcia.

Podsumowanie:

• To zły pomysł, ale często może nie być śmiertelny.
  YMMV.

• Szorstkie obliczenia BOTE sugerują, że wystarczyłoby na powiedzenie podwojenia maksymalnej dopuszczalnej szybkości ładowania komórki, jeśli komórki z, powiedzmy, nierównowagą 0,3 V są mocno połączone w ogniwach, a następnie ładowane natychmiast po połączeniu.

• Jeśli akumulatory nie są mocno podłączone do akumulatora, ale zamiast tego prowadzą do wspólnego punktu zasilania, to nie ładowanie ich przez około 10 minut po połączeniu * powinno * pozwolić na wystarczająco bezpieczne [tm] samowyrównanie. Dodanie bardzo małego rezystora do każdego przewodu akumulatora lub zapewnienie przewodów o minimalnej rezystancji ułatwiłoby ten proces. Zobacz tekst.

• Istniejąca ogólna zasada jest prawdopodobnie empiryczna w oparciu o praktyczne powody leżące u podstaw wytycznej w powyższym akapicie - patrz tekst.

  • Dobrym pomysłem byłoby wzajemne równoważenie „na stanowisku” przed instalacją z rezystorem lub specjalnie zbudowanym dwukierunkowym ogranicznikiem prądu.

NIE jest to autorytatywne oświadczenie. Nigdy nie ustawiłem równolegle ogniw LiIon.
Ale mam wiele ogólnych doświadczeń z bateriami i wcześniej myślałem o tym konkretnym problemie.

Jeśli to możliwe, należy unikać twardego łączenia równoległego. Dzięki nowoczesnej elektronice niezwykle łatwo jest wykonać przełącznik, który umożliwia niezależne ścieżki prądu podczas ładowania i rozładowywania.

„Zasada praktyczna” MOŻE opierać się na doświadczeniu, a to z kolei może opierać się na zdarzeniach rezystancji połączenia akumulatora - patrz poniżej.

Jeśli masz komórki, których powierzchnia jest oceniana na przykład na 1C maks. I ładujesz dwa razem w 2C, ładunek może być nierównomiernie rozłożony, a ponadto możesz uzyskać znaczne prądy międzykomórkowe. Wynik netto jest taki (wydaje mi się), że można z łatwością podwoić szybkość ładowania pojedynczych komórek.

Jeszcze prościej, jeśli możesz tolerować niewielki spadek napięcia z akumulatora, to dodanie niewielkiej rezystancji dla każdego przewodu tak, że spadnie, mówiąc, że 0,1 V przy pełnym naładowaniu pozwoli na dość znaczne różnice przy minimalnym skutku. Jeśli maksymalne ładowanie to 1C (wspólne dla wielu LiIon, niektórzy producenci dopuszczają do 2C) R ~ = 0,1 / C (C = Ah pojemność w amperach). Tak więc np. Ogniwo 18650 (nie LiPo, ale ta sama zasada) może mieć pojemność 2 Ah, więc R = 0,1 / 2 = 0,05 oma. Możesz osiągnąć coś takiego po prostu za pomocą dwóch przewodów do akumulatorów wszędzie tam, gdzie ogniwa się łączą, zamiast twardego połączenia między ogniwami i za pomocą jednego przewodu. Jeśli 1C (2A ładunku przepływa między niezrównoważonymi akumulatorami, spadek będzie wynosił 0,2 V - więc 0. Nierównowaga 2 V przy początkowym podłączeniu zostanie uwzględniona w ramach specyfikacji, jeśli bierzesz pod uwagę tylko równoważenie akumulatora z akumulatorem. Bardzo surową zasadą jest, że pojemność LiIon wzrasta o około 6% na 0,1 V w obszarze stałego prądu ładowania. (Opiera się to na szybkim obliczeniu umysłowym Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, pojemność na stałym cokole voltahge ~~ 80%, liniowa zmiana pojemności ze zmianą napięcia). Pojemność NIE jest liniowa ze zmianą napięcia, ale daje nam pewien pomysł. Więc powiedzmy różnicę 0,2 V ~~~ = 2 x 6% = 12% C.Jeśli prąd równoważenia międzykomórkowego mac = 1C, zajmie to ~~ 12% x 1 godzina = ~ 7 minut. Więc jeśli połączymy równolegle dwie komórki o rezystancji ołowiu> = (R / 0.1C) w przewodach każdej komórki i s na podstawie szybkiego obliczenia umysłowego Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, pojemność na stałym cokole voltage ~ 80%, liniowa zmiana pojemności ze zmianą napięcia). Pojemność NIE jest liniowa ze zmianą napięcia, ale daje nam pewien pomysł. Więc powiedzmy różnicę 0,2 V ~~~ = 2 x 6% = 12% C.Jeśli prąd równoważenia międzykomórkowego mac = 1C, zajmie to ~~ 12% x 1 godzina = ~ 7 minut. Więc jeśli połączymy równolegle dwie komórki o rezystancji ołowiu> = (R / 0.1C) w przewodach każdej komórki i s na podstawie szybkiego obliczenia umysłowego Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, pojemność na stałym cokole voltage ~ 80%, liniowa zmiana pojemności ze zmianą napięcia). Pojemność NIE jest liniowa ze zmianą napięcia, ale daje nam pewien pomysł. Więc powiedzmy różnicę 0,2 V ~~~ = 2 x 6% = 12% C.Jeśli prąd równoważenia międzykomórkowego mac = 1C, zajmie to ~~ 12% x 1 godzina = ~ 7 minut. Więc jeśli połączymy równolegle dwie komórki o rezystancji ołowiu> = (R / 0.1C) w przewodach każdej komórki inie ładuj ich przez powiedzmy, że po 10 minutach od połączenia „prawdopodobnie wszystko będzie w porządku” [tm]. Działanie z akumulatora natychmiast po połączeniu jest OK.

Wpływ na ładowanie i rozładowanie: Ponieważ powyższe pozwala na około 2C transferu międzykomórkowego, a ponieważ ogniwa zwykle nie są rozładowywane z szybkością 1C (użytkownicy laptopów zwykle cenią sobie, że mają ponad godzinę pracy na baterii), to wystarczający opór, aby zapewnić połączenie Heath-Robinson ochrona miałaby minimalny wpływ na napięcie rozładowania ogniwa. Jeżeli ładowanie przy maksymalnej pojemności przez te rezystory napięcie ogniwa zostanie odpowiednio zmniejszone, ale w miarę jak układ wychodzi ze stałego prądu w tryb stałego napięcia, prąd spada i potencjał akumulatora zostanie uzupełniony. Zatem efektem netto jest nieznaczne wydłużenie czasu ładowania.

Jedynym problemem związanym z równoległym ładowaniem ogniw LiPo jest to, że podczas podłączania najczęściej rozładowanego ogniwa równolegle do najczęściej ładowanego ogniwa (najgorszy scenariusz), naładowane ogniwo może zrzucić moc do rozładowanego ogniwa szybciej niż pozwala na to jego maksymalna szybkość ładowania. Mały rezystor (0,5 oma lub mniej) wbudowany w każdą komórkę złagodzi to bez znaczącego zmniejszenia szybkości ładowania. Używaj mniejszego oporu w przypadku większych komórek ...

Można to powtórzyć dla dowolnej liczby równoległych LiPo, a każde ogniwo ładuje się do prawidłowego napięcia zatrzymującego z niewielkim minusem niedopasowania lub znacząco różnych stanów ładowania ogniw.

Równoległe ładowanie akumulatorów LiPo to dobry pomysł dla doświadczonego użytkownika. NIE należy jednak ładować ogniw NiCad lub NiMH równolegle. Kiedy równolegle ładuję LiPos, moje osobiste doświadczenie mówi mi, że równolegle równoległe akumulatory LIPo muszą znajdować się w granicach ~ 25% stanu naładowania, w przeciwnym razie wyżej naładowane LiPo doprowadzi prąd do niżej naładowanego LiPo, które też jest zbyt zbyt długo, aby LiPo o niższym poziomie naładowania pozostawało w zalecanych granicach bezpiecznego ładowania. Wolę jednak upewnić się, że LiPos znajdują się w granicach ~ 15% stanu naładowania od siebie, przed podłączeniem ich równolegle. Daję też akumulatorom czas na wyrównanie ich napięć (a tym samym czas na dzielenie elektronów) przed uruchomieniem ładowarki. Dla mojej powyższej reguły 15% różnica stanu naładowania 15% w LiPo między ~ 3,7 V / ogniwo i 4. 0 V / ogniwo odpowiada różnicy napięć ~ 0,08 V / ogniwo. Dla mojej powyższej reguły 25% różnica napięć w tym zakresie 3,7 V / ogniwo do 4,0 V / ogniwo jest bardziej podobna do 0,12 V / ogniwo. Ustaliłem, że podobały mi się wartości zasięgu stanu naładowania, podłączając miernik mocy między dwiema bateriami i obserwując ich wymianę między nimi.

Aby uzyskać znacznie bardziej szczegółowe informacje, w tym wykres stanu naładowania w porównaniu do napięcia ogniwa, oraz wykres przedstawiający przybliżony czas, przez jaki należy pozostawić, aby napięcie akumulatorów wyrównało się przed rozpoczęciem ładowania, a także aby uzyskać więcej informacji o tym, jak ładowanie równoległe działa, zobacz mój bardziej szczegółowy artykuł, który napisałem tutaj: http://electricrcaircraftguy.com/2013/01/parallel-charging-your-lipo-batteries_22.html