Параллельная зарядка липо-батарей, максимальная разница напряжений?

Существует множество продуктов, позволяющих заряжать липосаккумуляторы параллельно .

Большинство источников четко определяют требования к напряжению и емкости, которые довольно непосредственно следуют из базовых схемных расчетов:

• батареи должны быть одинакового количества элементов
• Емкость батареи мАч можно смешивать

Одной из областей путаницы является то, насколько батареи могут различаться по их напряжению; обычно цитируемое значение составляет 0,3 В, но было дано много разных ответов. Некоторые из них взяты из довольно старых сообщений на форуме, поэтому ответы, возможно, были правильными примерно в 2005-2006 годах, но были заменены более новыми технологиями.

Итак, на сколько может различаться напряжение между двумя липо-батареями, пока не стоит их параллельно заряжать?

Параллельная зарядка LiPo-пакетов стала очень распространенным явлением в хобби RC. Конечно, не так много эмпирических данных о том, насколько это хорошо или плохо. Только факт в том, что многие люди делают это ежедневно.

Лично я уже 2 года параллельно заряжаю 6s LiPo пакеты с хорошими результатами. У меня есть несколько бюджетных пакетов, в которых более 100 циклов, так что в этом отношении я доволен жизнью, которую я получил из пакета.

Моя параллельная зарядка была не очень строгой. Я, вероятно, никогда не заряжал батареи с разницей более 0,25 В / элемент в течение этого времени. Я думаю, что в будущем я буду более осторожен с напряжением пакетов. Моя рекомендация - не превышать 0,1 В на ячейку.

Проблема с параллельной зарядкой заключается в том, что легко ошибиться и подключить пакеты разного напряжения. Поэтому, если вы собираетесь это сделать, я всегда проверяю напряжение вашей батареи перед подключением .

Очень хороший ресурс по параллельной зарядке можно найти на сайте Tjin Tech . Это очень тщательное обследование ИМО. Если вы прокрутите до конца, он также учитывает потенциальные импульсные токи при подключении пакетов, а также включает в себя экспериментальное измерение тока, который высвобождается при первоначальном подключении.

Зарядка нескольких литиевых батарей параллельно - плохая идея. У некоторых людей может быть эмпирическое правило, когда все в порядке, если все правильно, но это не делает его хорошей идеей. Прочтите спецификацию батареи и узнайте, как ее нужно заряжать. Если вы не можете ясно видеть, как оставаться в правильном режиме зарядки, связывая обе ячейки параллельно, я бы этого не сделал.

Это относится практически к любой батарее, которая должна заряжаться током, а не напряжением. У меня может возникнуть соблазн сделать это при необходимости со свинцово-кислотными батареями, если они будут полностью заряжены для зарядки с фиксированным напряжением. Но литиевые элементы обычно требуют тщательной зарядки тока и контроля напряжения.

Резюме:

• Это плохая идея, но часто не может быть фатальной.
  YMMV.

• Грубый расчет BOTE предполагает, что было бы достаточно получить, скажем, удвоение максимально допустимой скорости заряда элемента, если элементы с, скажем, дисбалансом 0,3 В жестко связаны между собой, а затем заряжены сразу после подключения.

• Если аккумуляторы не жестко подключены к аккумулятору, но вместо этого имеют выводы к общей точке питания, то не заряжайте их в течение примерно 10 минут после подключения *, что должно * обеспечивать достаточно безопасную самобалансирующуюся [tm]. Добавление очень маленького резистора в каждый вывод батареи или обеспечение минимального сопротивления выводов поможет этому процессу. См текст

• Существующее эмпирическое правило, вероятно, является эмпирическим и основано на практических причинах, лежащих в основе руководящих принципов в параграфе выше - см. Текст.

  • Взаимная балансировка «на стенде» перед установкой с резистором или специальным двунаправленным ограничителем тока была бы хорошей идеей.

НЕ авторитетное утверждение. У меня никогда не было параллельных клеток LiIon.
Но у меня много общего опыта работы с батареями, и я думал об этой конкретной проблеме до сих пор.

По возможности следует избегать жесткого параллелизма. С современной электроникой чрезвычайно легко сделать переключатель, который позволяет независимые пути тока при зарядке и разрядке.

«Основное правило» МОЖЕТ основываться на опыте, а это, в свою очередь, может зависеть от случая сопротивления подключений батареи - см. Ниже.

Если у вас есть ячейки с площадью, скажем, максимально 1C, и вы заряжаете два вместе при 2C, заряд может распределяться неравномерно, и, кроме того, вы можете получить значительные токи между ячейками. Конечным результатом является (как мне кажется) то, что вы могли бы достаточно легко удвоить скорость заряда одной ячейки.

Еще проще, если вы можете допустить небольшое падение напряжения от батареи, то добавление небольшого сопротивления в каждый вывод, так что он падает, скажем, на 0,1 В при полной зарядке, позволит довольно существенные различия с минимальным эффектом. Если максимальный заряд, скажем, 1C (общий для многих LiIon, некоторые производители допускают до 2C), R ~ = 0,1 / C (C = емкость Ah в амперах). Так, например, элемент 18650 (не LiPo, но тот же принцип) может иметь емкость 2 Ач, поэтому R = 0,1 / 2 = 0,05 Ом. Вы можете достичь чего-то подобного, просто используя два вывода батареи, к которым подключаются элементы, а не жесткое соединение между ячейками и используя один провод. Если между несбалансированными батареями протекает 1С (2А заряда), то падение составит 0,2 В, то есть 0. 2В дисбаланса при начальном подключении будет учитываться в пределах спецификации, если у вас есть только балансировка между батареями, чтобы учесть, как очень очень грубое эмпирическое правило, емкость LiIon увеличивается примерно на 6% на 0,1 В в области заряда постоянного тока. (Это основано на быстром умственном расчете Vmin = 3,0 В, Vmax = 1,2 В, емкость при постаменте постоянного напряжения ~ 80%, линейное изменение емкости при изменении напряжения). Емкость НЕ линейна с изменением напряжения, но дает нам некоторое представление. Так, скажем, разность 0,2 В ~~~ = 2 x 6% = 12% от C. Если балансный ток Mac между ячейками = 1C, то это займет ~ ~ 12% x 1 час = ~ 7 минут. Таким образом, если вы параллельно подключите две ячейки с сопротивлением> = (R / 0,1C) в выводах каждой ячейки и s, основанный на быстром умственном расчете Vmin = 3,0 В, Vmax = 1,2 В, емкость на постаменте постоянного напряжения ~ 80%, линейное изменение емкости при изменении напряжения). Емкость НЕ линейна с изменением напряжения, но дает нам некоторое представление. Так, скажем, разность 0,2 В ~~~ = 2 x 6% = 12% от C. Если балансный ток Mac между ячейками = 1C, то это займет ~ ~ 12% x 1 час = ~ 7 минут. Таким образом, если вы параллельно подключите две ячейки с сопротивлением> = (R / 0,1C) в выводах каждой ячейки и s, основанный на быстром умственном расчете Vmin = 3,0 В, Vmax = 1,2 В, емкость на постаменте постоянного напряжения ~ 80%, линейное изменение емкости при изменении напряжения). Емкость НЕ линейна с изменением напряжения, но дает нам некоторое представление. Так, скажем, разность 0,2 В ~~~ = 2 x 6% = 12% от C. Если балансный ток Mac между ячейками = 1C, то это займет ~ ~ 12% x 1 час = ~ 7 минут. Таким образом, если вы параллельно подключите две ячейки с сопротивлением> = (R / 0,1C) в выводах каждой ячейки ине заряжайте их, скажем, через 10 минут после подключения, « вы, вероятно, будете в порядке» [tm]. Работа от батареи сразу после подключения в порядке.

Влияние на зарядку и разрядку: так как вышеупомянутое допускает около 2C передачи между ячейками и поскольку элементы обычно не разряжаются со скоростью 1C (пользователи ноутбука обычно ценят более одного часа работы от батареи), тогда достаточно сопротивления, чтобы обеспечить соединение Хита-Робинсона защита будет иметь минимальное влияние на разрядное напряжение элемента. Если зарядка осуществляется с максимальной емкостью через эти резисторы, то напряжение элемента будет соответственно уменьшаться, но при выходе системы из режима постоянного тока в режим постоянного напряжения ток будет падать, и потенциал батареи будет накапливаться. Таким образом, чистый эффект заключается в небольшом увеличении времени зарядки.

Единственная проблема, связанная с параллельной зарядкой элементов LiPo, заключается в том, что при подключении в основном разряженного элемента параллельно с главным образом заряженным элементом (в худшем случае) заряженный элемент может сбрасывать мощность в разряженный элемент быстрее, чем позволяет его максимальная скорость зарядки. Небольшой (0,5 Ом или менее) резистор, встроенный в каждую ячейку, уменьшит это без значительного снижения скорости зарядки. Используйте меньшее сопротивление с большими клетками ...

Это может быть повторено для любого числа параллельных LiPo, и каждая ячейка будет заряжаться до правильного напряжения остановки с небольшим недостатком, чтобы иметь несовпадающие или значительно отличающиеся состояния заряда элементов.

Параллельная зарядка LiPo аккумуляторов - хорошая идея для знающего пользователя. Однако НЕ заряжайте параллельно элементы NiCad или NiMH. При параллельной зарядке LiPos мой личный опыт подсказывает, что батареи LIPo, подключенные параллельно, должны находиться в пределах ~ 25% состояния зарядки друг от друга, иначе LiPo с более высоким зарядом будет подавать ток в LiPo с более низким зарядом, который слишком отлично, слишком долго, чтобы LiPo с более низким зарядом оставался в пределах рекомендуемых безопасных пределов. Однако я предпочитаю убедиться, что LiPos находятся в пределах ~ 15% состояния зарядки друг от друга, прежде чем подключать их параллельно друг другу. Кроме того, я даю аккумуляторам время для выравнивания их напряжений (и, следовательно, времени для обмена электронами) перед запуском зарядного устройства. Для моего правила 15% выше, 15% разницы в состоянии заряда в LiPo между ~ 3,7 В / элемент и 4. 0 В / элемент соответствует разности напряжений ~ 0,08 В / элемент. Для моего правила 25% выше разность напряжений в диапазоне от 3,7 В / элемент до 4,0 В / элемент больше похожа на 0,12 В / элемент. Я определил, что это значения диапазона State of Charge, которые мне нравятся, подключив измеритель мощности между двумя батареями и наблюдая за текущим обменом между ними.

Для получения более подробной информации, включая график зависимости состояния заряда от напряжения на элементе и график, чтобы дать вам приблизительное представление о том, как долго стабилизировать напряжение аккумуляторов до начала зарядки, а также о некоторой дополнительной информации о том, как параллельная зарядка работает, см. мою гораздо более подробную статью, которую я написал здесь: http://electricrcaircraftguy.com/2013/01/parallel-charging-your-lipo-batteries_22.html