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

Existen numerosos productos que permiten cargar baterías lipo en paralelo .

La mayoría de las fuentes tienen claros los requisitos de voltaje y capacidad, que se derivan directamente de los cálculos de circuitos básicos:

• las baterías deben tener el mismo número de celdas
• La capacidad de mAh de las baterías se puede mezclar

Un área de confusión es cuánto pueden diferir las baterías en su voltaje; un valor comúnmente citado es 0.3V, pero se han proporcionado muchas respuestas diferentes. Algunos de ellos provienen de publicaciones de foros bastante antiguas, por lo que las respuestas pueden haber sido correctas alrededor de 2005-2006 pero reemplazadas por tecnología más nueva.

Entonces, ¿cuánto puede diferir el voltaje entre dos baterías lipo antes de que no sea aconsejable cargarlas en paralelo?

La carga paralela de paquetes de LiPo se ha vuelto muy común en el hobby RC. Por supuesto, no hay mucha evidencia empírica sobre lo bueno o malo que es esto. El hecho es que mucha gente hace esto diariamente.

Personalmente, he estado cargando en paralelo paquetes de 6s LiPo durante 2 años con buenos resultados. Tengo algunos paquetes de presupuesto que superan los 100 ciclos, por lo que, en ese sentido, estoy contento con la vida que obtuve del paquete.

Mi rutina de carga paralela no fue muy estricta. Probablemente nunca cargué paquetes con una diferencia de más de 0.25V / 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 celular.

El problema con la carga en paralelo es que es fácil cometer un error y conectar paquetes de voltajes diferentes. Entonces, si va a hacer esto, siempre verificaría dos veces los voltajes de su paquete antes de conectar .

Se puede encontrar un muy buen recurso sobre carga paralela en el sitio Tjin Tech . Este es un examen muy exhaustivo de la OMI. Si se desplaza hacia abajo, también aborda las posibles sobretensiones cuando se conectan los paquetes, y también incluye la medición experimental de la corriente que se libera en la conexión inicial.

Cargar múltiples 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 debe cargarse. 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 tener la tentación de hacerlo si fuera necesario con baterías de plomo ácido si estuvieran lo suficientemente llenas como 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 puede no ser fatal.
  YMMV.

• El cálculo aproximado de BOTE sugiere que sería suficiente para duplicar la velocidad de carga máxima permitida de una celda si las celdas con un desequilibrio de 0.3V están interconectadas en las celdas y luego se cargan inmediatamente después de la conexión.

• Si las baterías no están conectadas con fuerza en la batería, sino que tienen cables a un punto de suministro de energía común, entonces no cargarlas durante aproximadamente 10 minutos después de la interconexión * debería * permitir un equilibrio automático [tm] lo suficientemente seguro. Agregar una resistencia muy pequeña en cada cable de batería o asegurar cables de resistencia mínima ayudaría a este proceso. Ver texto

• La regla general existente es probablemente empírica basada en las razones prácticas detrás de la directriz en el párrafo anterior - ver 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 autorizada. Nunca he puesto en paralelo células LiIon.
Pero tengo mucha experiencia general con la batería y he pensado en este problema específico antes de ahora.

Se debe evitar el paralelismo duro 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 general" PUEDE basarse en la experiencia y esto a su vez puede basarse en la casualidad de las resistencias de conexión de la batería, ver a continuación.

Si tiene celdas cuyo área tiene una velocidad máxima de 1C y carga dos juntas a 2C, la carga puede distribuirse de manera desigual y, además, puede obtener corrientes intercelulares considerables. 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 cantidad de caída de voltaje de la batería, entonces agregar una pequeña cantidad de resistencia en cada cable de manera que caiga, digamos 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) la 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 2 Ah, por lo que R = 0.1 / 2 = 0.05 ohmios. Puede lograr algo así simplemente usando dos cables de batería a donde sea que se conecten las celdas en lugar de una conexión dura entre celdas y usando un solo cable. Si 1C (2A de carga fluye entre baterías desequilibradas, la caída será de 0.2V, entonces 0. Como desequilibrio de batería a batería, la capacidad de LiIon aumenta aproximadamente un 6% por 0.1V en la región de carga de corriente constante. (Eso se basa en un cálculo mental rápido de Vmin = 3.0V, Vmax = 1.2V, capacidad en el pedestal de voltaje constante ~~ 80%, cambio de capacidad lineal con cambio de voltaje). La capacidad NO es lineal con el cambio de voltaje, pero nos da una idea. Entonces, digamos un diferencial de 0.2V ~~~ = 2 x 6% = 12% de C.Si la corriente de equilibrio entre celdas mac = 1C, esto tomará ~~ 12% x 1 hora = ~ 7 minutos. Entonces, si conecta en paralelo dos celdas con> = (R / 0.1C) resistencia de plomo en los cables de cada celda y s basado en un cálculo mental rápido de Vmin = 3.0V, Vmax = 1.2V, capacidad en pedestal de tensión constante ~~ 80%, cambio de capacidad lineal con cambio de voltaje). La capacidad NO es lineal con el cambio de voltaje, pero nos da una idea. Entonces, digamos un diferencial de 0.2V ~~~ = 2 x 6% = 12% de C.Si la corriente de equilibrio entre celdas mac = 1C, esto tomará ~~ 12% x 1 hora = ~ 7 minutos. Entonces, si conecta en paralelo dos celdas con> = (R / 0.1C) resistencia de plomo en los cables de cada celda y s basado en un cálculo mental rápido de Vmin = 3.0V, Vmax = 1.2V, capacidad en pedestal de tensión constante ~~ 80%, cambio de capacidad lineal con cambio de voltaje). La capacidad NO es lineal con el cambio de voltaje, pero nos da una idea. Entonces, digamos un diferencial de 0.2V ~~~ = 2 x 6% = 12% de C.Si la corriente de equilibrio entre celdas mac = 1C, esto tomará ~~ 12% x 1 hora = ~ 7 minutos. Entonces, si conecta en paralelo dos celdas con> = (R / 0.1C) resistencia de plomo en los cables de cada celda yno los cargue durante unos 10 minutos después de la conexión , "probablemente estará bien" [tm]. La operación desde la batería inmediatamente después de la interconexión está bien.

Efecto sobre la carga y descarga: como lo anterior permite aproximadamente 2C de transferencia entre celdas y como las celdas normalmente no se descargan a una velocidad de 1C (los usuarios de computadoras portátiles generalmente valoran tener más de una hora de funcionamiento de la batería), resistencia suficiente para proporcionar la interconexión Heath-Robinson la protección tendría un efecto mínimo en el voltaje de descarga de la celda. Si se carga a la capacidad máxima a través de estas resistencias, el voltaje de la celda se reducirá en consecuencia, pero a medida que el sistema salga de la corriente constante al modo de voltaje constante, la corriente caerá y se recuperará el potencial de la batería. Por lo tanto, 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 (el peor de los casos), la celda cargada puede descargar energía en la celda descargada más rápido de lo que su velocidad de carga máxima permite de manera segura. Una resistencia pequeña (0.5 Ohm o menos) en línea con cada celda mitigará esto sin una reducción significativa en las tasas de carga. Use menos resistencia con celdas más grandes ...

Esto se puede repetir para cualquier número de LiPo en paralelo, y cada celda se cargará al voltaje de parada correcto con poco inconveniente de tener estados de carga incorrectos o significativamente diferentes de las celdas.

La carga paralela de baterías LiPo es una buena idea para un usuario con conocimientos. Sin embargo, NO cargue en paralelo las células NiCad o NiMH. Al cargar LiPos en paralelo, mi experiencia personal me dice que las baterías LIPo puestas en paralelo deben estar dentro del ~ 25% del estado de carga entre sí, de lo contrario, el LiPo de mayor carga conducirá una corriente al liPo de menor carga, que también es genial, durante demasiado tiempo, para que el LiPo de menor carga permanezca dentro de los límites recomendados de carga segura. Sin embargo, prefiero asegurarme de que los LiPos estén dentro del ~ 15% del estado de carga entre ellos, antes de enchufarlos en paralelo entre sí. Además, les doy tiempo a las baterías para igualar sus voltajes (y, por lo tanto, tengo tiempo para compartir electrones) antes de encender el cargador. Para mi regla del 15% anterior, una diferencia de estado de carga del 15% 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 actual entre ellas.

Para obtener información mucho más detallada, incluida una gráfica del estado de carga versus el voltaje de la celda, y una gráfica para darle una idea aproximada de cuánto tiempo dejar que los voltajes de las baterías se igualen antes de comenzar la carga, así como algunos antecedentes más sobre cómo la carga paralela funciona, vea mi artículo mucho más detallado que escribí aquí: http://electricrcaircraftguy.com/2013/01/parallel-charging-your-lipo-batteries_22.html