Células LiPo / Li-Ion en tensión máxima de extremo a extremo en serie

1

Me he preguntado cuántas celdas pueden conectarse en serie antes de que surjan problemas. También me pregunto qué especificaciones en la hoja de datos técnicos le permitirían decidir qué baterías son las mejores para las series de alto voltaje.

Mi entendimiento actual es que aunque el voltaje de extremo a extremo puede ser alto en una serie de celdas, el voltaje en una sola celda solo será el voltaje de las celdas?

¿Otros pensamientos sobre el eventual modo de falla? ¿Aislamiento? ¿Cortocircuito?

    
pregunta Adam

2 respuestas

2

Hay varios problemas, los más importantes son la seguridad personal y la seguridad de las celdas.

La mayoría de la gente piensa que las baterías son "seguras" y pueden tener menos cuidado con ellas que con la red eléctrica. Diferentes autoridades en todo el mundo tienen voltajes ligeramente diferentes para cuando el bajo voltaje deja de ser "seguro", pero todos toman un voltaje en el rango de 40v a 60v.

Muchas aplicaciones gestionan este problema incorporando celdas en baterías de 48 voltios, que son relativamente seguras de manejar, reparar y reemplazar, y luego conectan aquellas en serie si necesitan un voltaje más alto.

Cuando construyes celdas en una batería, algunos componentes químicos de la batería como el ácido de plomo son lo suficientemente tolerantes al voltaje de la celda como para poder inferir el voltaje de la celda a partir del voltaje de la batería. Del mismo modo NimH, pero en menor medida. Las químicas de litio son totalmente intolerantes a esto, cualquier batería de litio de cualquier tamaño necesita monitoreo celular individual. Por lo tanto, dado que debe controlar el voltaje de todas las celdas, la complejidad del circuito de monitoreo se convierte en un problema práctico. Es relativamente sencillo comprar o diseñar un monitoreo que haga frente a las baterías de 48v.

No hace falta decir que todas las celdas conectadas para hacer una batería deben ser del mismo tipo y fabricante, en el estado (idealmente nuevo) y en el estado de carga.

Una vez que tenga una batería, tendrá la diferencia potencial entre las carcasas de las celdas a considerar. Esto rara vez será un problema en el funcionamiento normal, pero la robustez del aislamiento puede ser la diferencia entre un inconveniente de un accidente y el incendio, la explosión o la pérdida de vidas. Otra buena razón para mantener el voltaje de la batería de extremo a extremo más bajo que alto.

    
respondido por el Neil_UK
0

Al conectar celdas en serie, debe garantizar que tienen la misma capacidad y antigüedad (en la práctica, lo mejor que puede obtener es: tienen una capacidad y una antigüedad similares) TAMBIÉN al cargar o descargar no se debe permitir que ninguna celda salga de los límites aceptables de temperatura y voltaje. ¡Esto significa que cada celda tendrá que ser monitoreada individualmente!

Hay ICs que son adecuados para este propósito. Los encontrará en paquetes de baterías para computadoras portátiles, por ejemplo, ya que a menudo tienen de 3 a 4 (grupos de celdas) en serie.

Las baterías de plomo-ácido no son tan delicadas / peligrosas, por lo que, por lo general, estas precauciones de seguridad no son necesarias.

Por lo tanto, no es que haya ciertas celdas basadas en litio que sean más adecuadas para colocar en serie. Todos son adecuados siempre que los monitoree individualmente para determinar el voltaje y la temperatura. Quizás esa es una de las lecciones que Boeing aprendió cuando las baterías de sus 787 tenían problemas.

    
respondido por el Bimpelrekkie

Lea otras preguntas en las etiquetas