Carga paralela de baterías lipo, ¿máxima diferencia de voltaje?

Los paquetes de carga de LiPo en paralelo se han vuelto muy comunes en la afición de RC. Por supuesto, no hay mucha evidencia empírica acerca de qué tan bueno o malo es esto. Solo el hecho es que muchas personas hacen esto diariamente.

Personalmente llevo 2 años cargando paquetes de LiPo en paralelo con buenos resultados. Tengo algunos paquetes de presupuesto que tienen más de 100 ciclos, por lo que, en ese sentido, estoy contento con la vida que obtuve del paquete.

Mi rutina de carga paralela no era muy estricta. Es probable que nunca haya cargado paquetes con una diferencia de más de 0.25 V / celda durante este tiempo. Creo que en el futuro tendré más cuidado con el voltaje de los paquetes. Mi recomendación sería permanecer por debajo de 0.1V / diferencia de celda.

El problema con la carga en paralelo es que es bastante fácil cometer errores y conectar paquetes de voltajes diferentes. Entonces, si vas a hacer esto, siempre volveré a revisar los voltajes de tu paquete antes de conectarme .

Se puede encontrar un recurso muy bueno sobre la carga paralela en el sitio Tjin Tech . Este es un examen muy completo de la OMI. Si se desplaza hacia la parte inferior, también aborda las posibles subidas de tensión al conectar los paquetes, y también incluye la medición experimental de la corriente que se libera en la conexión inicial.

Cargar varias baterías de litio en paralelo es una mala idea. Algunas personas pueden tener una regla general en la que está bien si todo está bien, pero eso no lo convierte en una buena idea. Lea la hoja de datos de la batería y vea cómo se debe cargar. A menos que pueda ver claramente cómo mantenerse dentro del régimen de carga adecuado atando ambas celdas en paralelo, no lo haría.

Esto se aplica a casi cualquier batería que deba cargarse con corriente, no con voltaje. Podría sentirme tentado a hacerlo si es necesario con baterías de plomo-ácido si estuvieran lo suficientemente llenas para permitir la carga de voltaje fijo. Pero, las celdas de litio generalmente requieren una cuidadosa carga de corriente y monitoreo del voltaje.

Resumen:

• Es una mala idea, pero a menudo no es fatal.
  YMMV.

• El cálculo aproximado de BOTE sugiere que sería lo suficientemente ágil como para decir, por ejemplo, el doble de la velocidad de carga máxima permitida de una celda si las celdas con un desequilibrio de 0,3 V se interconectan con fuerza en las celdas y luego se cargan inmediatamente después de la conexión.

• Si las baterías no están conectadas con la batería pero en su lugar tienen un punto de suministro de energía común, entonces no las carga durante unos 10 minutos después de la interconexión * debería * permitir que [tm] sea lo suficientemente seguro como uno mismo. Agregar un resistor muy pequeño en cada cable de la batería o asegurar cables de una resistencia mínima ayudaría a este proceso. Ver texto

• La regla empírica existente es probablemente empírica basada en las razones prácticas detrás de la guía en el párrafo anterior - vea el texto.

  • El equilibrio mutuo "en el banco" antes de la instalación con una resistencia o un limitador de corriente bidireccional especialmente diseñado sería una buena idea.

NO es una declaración de autor. Nunca he puesto en paralelo las células LiIon.
 Pero tengo mucha experiencia con la batería en general y he pensado en este problema específico antes de ahora.

Deben evitarse los paralelos duros si es posible. Con la electrónica moderna es extremadamente fácil hacer un interruptor que permita rutas de corriente independientes al cargar y descargar.

La "regla de oro" PUEDE basarse en la experiencia y esto, a su vez, puede basarse en la casualidad de las resistencias de conexión de la batería, consulte a continuación.

Si tiene celdas cuya área se clasificó a la tasa máxima de 1C y cobra dos juntas a 2C, la carga puede distribuirse de manera desigual y además puede obtener considerables corrientes entre celdas. El resultado neto es que (me parece) que fácilmente podría duplicar la tasa de carga de una sola celda.

Aún más simple, si puede tolerar una pequeña caída de voltaje de la batería, entonces agregue una pequeña cantidad de resistencia en cada cable de manera que caiga, 0.1V a plena carga permitirá diferencias bastante sustanciales con un efecto mínimo. Si la carga máxima es de 1C (común para muchos LiIon, algunos fabricantes permiten hasta 2C) el R ~ = 0.1 / C (C = Ah capacidad en amperios). Entonces, por ejemplo, una celda 18650 (no un LiPo pero el mismo principio) puede tener una capacidad de 2Ah, por lo que R = 0.1 / 2 = 0.05 ohms. Puede lograr algo así simplemente usando dos cables de batería donde sea que las celdas se conecten, en lugar de conectarlas entre ellas y usar un solo cable. Si 1C (2A de carga fluye entre las baterías desequilibradas, la caída será de 0.2V, por lo que 0.2V de desequilibrio en la conexión inicial se acomodará dentro de las especificaciones si solo debe considerar el balanceo de batería a batería como una regla de oro muy, muy aproximada, LiIon la capacidad aumenta en aproximadamente un 6% por 0.1 V a través de la región de carga de corriente constante. (Eso se basa en un cálculo mental rápido de Vmin = 3.0V, Vmax = 1.2V, capacidad en pedestal de voltajes constante ~~ 80%, cambio de capacidad lineal con voltaje cambio). La capacidad NO es lineal con el cambio de voltaje, pero nos da una idea. Por lo tanto, una diferencia de 0.2 V ~~~ = 2 x 6% = 12% de C. Si la corriente de equilibrio entre células = 1C entonces esto tomará ~~ 12% x 1 hora = ~ 7 minutos. Entonces, si conecta en paralelo dos celdas con > = (R / 0.1C), la resistencia de los cables en cada celda y no las cargue, por ejemplo, 10 minutos después de la conexión probablemente "OK" [tm]. La operación desde la batería inmediatamente después de la interconexión es correcta.

Efecto en la carga y descarga: Como lo anterior permite aproximadamente 2C de transferencia entre celdas y las celdas normalmente no se descargan a una tasa de 1C (los usuarios de computadoras portátiles generalmente tienen un valor de más de una hora de funcionamiento con la batería ) entonces, la resistencia suficiente para proporcionar la protección de interconexión Heath-Robinson tendría un efecto mínimo en el voltaje de descarga de la celda. Si la carga a la capacidad máxima a través de estas resistencias, la tensión de la celda se reducirá en consecuencia, pero a medida que el sistema libera la corriente constante en el modo de tensión constante, la corriente disminuirá y se recuperará el potencial de la batería. Así que el efecto neto es aumentar ligeramente los tiempos de carga.

La única preocupación con las celdas LiPo de carga paralela es que cuando se conecta una celda mayormente descargada en paralelo con una celda mayormente cargada (en el peor de los casos), la celda cargada puede descargar energía en la celda descargada más rápido de lo que permite su tasa de carga máxima sin peligro. Una pequeña resistencia (0,5 ohmios o menos) en línea con cada celda mitigará esto sin una reducción significativa en las tasas de carga. Usa menos resistencia con celdas más grandes ...

Esto se puede repetir para cualquier número de LiPo paralelos, y cada celda cargará a la tensión de parada correcta con poca desventaja de tener estados de carga de las celdas no coincidentes o significativamente diferentes.

Las baterías LiPo de carga paralela son una buena idea, para un usuario experto. Sin embargo, NO cargue en paralelo células NiCad o NiMH. Cuando realizo una carga paralela de LiPos, mi experiencia personal me dice que las baterías LIPo puestas en paralelo deben estar dentro de un estado de carga de aproximadamente el 25%, o bien el LiPo de mayor carga generará una corriente en el LiPo de menor carga, que también es excelente, durante demasiado tiempo, para que el LiPo de carga inferior permanezca dentro de los límites recomendados de carga segura. Sin embargo, prefiero asegurarme de que los LiPos se encuentren dentro del estado de carga del ~ 15% antes de conectarlos en paralelo entre sí. Además, le doy a las baterías el tiempo para igualar sus voltajes (y, por lo tanto, tengo tiempo para compartir electrones) antes de iniciar el cargador. Para mi regla del 15% anterior, una diferencia del 15% en el estado de carga en un LiPo entre ~ 3.7V / celda y 4.0 V / celda corresponde a una diferencia de voltaje de ~ 0.08V / celda. Para mi regla del 25% anterior, la diferencia de voltaje en ese rango de 3.7V / celda a 4.0V / celda es más como 0.12V / celda. Determiné que estos eran valores de rango de Estado de carga que me gustaban conectando un medidor de potencia entre dos baterías y observando el intercambio de corriente entre ellas.

Para obtener información mucho más detallada, incluida una gráfica del estado de carga frente al voltaje de la celda, y una gráfica para darle una idea aproximada de cuánto tiempo se puede igualar el voltaje de las baterías antes de comenzar la carga, así como Para obtener más información sobre cómo funciona la carga paralela, vea mi artículo mucho más detallado que escribí aquí: enlace