Paralleles Laden von Lipo-Akkus, maximale Spannungsdifferenz?

Es gibt zahlreiche Produkte, mit denen Lipo-Batterien parallel geladen werden können .

Die meisten Quellen kennen die Spannungs- und Kapazitätsanforderungen, die sich ziemlich direkt aus den Berechnungen der Grundschaltung ergeben:

• Batterien müssen die gleiche Anzahl von Zellen sein
• Die mAh-Kapazität der Batterien kann gemischt werden

Ein Bereich der Verwirrung ist, wie sehr sich die Batterien in ihrer Spannung unterscheiden können; Ein häufig genannter Wert ist 0,3 V, es wurden jedoch viele verschiedene Antworten gegeben. Einige von ihnen stammen aus ziemlich alten Forenbeiträgen, daher waren die Antworten zwischen 2005 und 2006 möglicherweise korrekt, wurden aber durch neuere Technologien ersetzt.

Also, wie viel kann Spannung unterscheiden zwischen zwei LiPo - Akku , bevor es nicht ratsam ist , diese parallel zu laden?

Das parallele Laden von LiPo-Packs ist im RC-Hobby weit verbreitet. Zugegeben, es gibt nicht viele empirische Beweise dafür, wie gut oder schlecht dies ist. Tatsache ist nur, dass viele Menschen dies täglich tun.

Persönlich lade ich seit 2 Jahren parallel 6s LiPo-Packs mit guten Ergebnissen. Ich habe einige Budget-Pakete, die mehr als 100 Zyklen umfassen. In dieser Hinsicht bin ich mit dem Leben, das ich aus dem Paket gezogen habe, zufrieden.

Meine parallele Laderoutine war nicht sehr streng. Wahrscheinlich habe ich in dieser Zeit niemals Akkus mit einem Unterschied von über 0,25 V / Zelle aufgeladen. Ich denke, in Zukunft werde ich vorsichtiger mit der Spannung der Packs umgehen. Meine Empfehlung wäre, unter 0,1 V / Zelldifferenz zu bleiben.

Das Problem beim parallelen Laden ist, dass es sehr leicht ist, Fehler zu machen und Akkus mit unterschiedlichen Spannungen anzuschließen. Wenn Sie dies tun, überprüfe ich Ihre Packspannungen vor dem Anschließen immer noch einmal .

Eine sehr gute Ressource zum parallelen Laden finden Sie auf der Tjin Tech- Website. Dies ist eine sehr gründliche Prüfung IMO. Wenn Sie nach unten scrollen, werden auch die potenziellen Stoßströme beim Anschließen der Packs angezeigt und es wird auch eine experimentelle Messung des Stroms durchgeführt, der beim erstmaligen Anschließen freigesetzt wird.

Das gleichzeitige Laden mehrerer Lithium-Batterien ist eine schlechte Idee. Einige Leute haben vielleicht eine Faustregel, nach der alles in Ordnung ist, aber das macht es nicht zu einer guten Idee. Lesen Sie das Datenblatt des Akkus und sehen Sie, wie er aufgeladen werden muss. Ich würde es nicht tun, wenn Sie nicht klar sehen, wie Sie im richtigen Ladezustand bleiben, indem Sie beide Zellen parallel verbinden.

Dies gilt für fast alle Akkus, die mit Strom und nicht mit Spannung geladen werden müssen. Ich könnte versucht sein, dies bei Bedarf mit Blei-Säure-Batterien zu tun, wenn diese voll genug sind, um das Laden mit fester Spannung zu ermöglichen. Lithiumzellen erfordern jedoch im Allgemeinen ein sorgfältiges Aufladen und Überwachen der Spannung.

Zusammenfassung:

• Es ist eine schlechte Idee, aber oft nicht tödlich.
  YMMV.

• Eine grobe BOTE-Berechnung legt nahe, dass es schnell genug wäre, die maximal zulässige Laderate einer Zelle zu verdoppeln, wenn Zellen mit einem Ungleichgewicht von beispielsweise 0,3 V an den Zellen fest miteinander verbunden und unmittelbar nach dem Anschließen aufgeladen würden.

• Wenn die Batterien nicht fest an der Batterie angeschlossen sind, sondern zu einem gemeinsamen Stromversorgungspunkt führen, laden Sie sie nach dem Zusammenschalten etwa 10 Minuten lang nicht auf * sollte * einen ausreichend sicheren Selbstausgleich ermöglichen. Das Hinzufügen eines sehr kleinen Widerstands in jedes Batteriekabel oder das Sicherstellen von Kabeln mit einem minimalen Widerstand würde diesen Prozess unterstützen. Siehe Text.

• Die existierende Faustregel ist wahrscheinlich eine empirische, die auf den praktischen Gründen für die Richtlinie im obigen Absatz beruht - siehe Text.

  • Ein gegenseitiger Ausgleich "auf der Bank" vor der Installation mit einem Widerstand oder einem speziell dafür gebauten bidirektionalen Strombegrenzer wäre eine gute Idee.

KEINE verbindliche Aussage. Ich habe LiIon-Zellen noch nie hart parallelisiert.
Aber ich habe viele allgemeine Batterieerfahrungen und habe über dieses spezielle Problem vorher nachgedacht.

Harte Parallelen sollten nach Möglichkeit vermieden werden. Mit moderner Elektronik ist es denkbar einfach, einen Schalter zu erstellen, der beim Laden und Entladen unabhängige Strompfade ermöglicht.

Die "Faustregel" kann auf Erfahrung beruhen und dies kann wiederum auf dem Auftreten von Batterieanschlusswiderständen beruhen - siehe unten.

Wenn Sie Zellen haben, deren Bereich für eine maximale Frequenz von 1 ° C ausgelegt ist, und Sie zwei bei 2 ° C aufladen, kann sich die Ladung ungleichmäßig verteilen, und außerdem können beträchtliche Interzellenströme auftreten. Das Nettoergebnis ist, dass (wie mir scheint) Sie leicht genug eine einzelne Zelle Rate Charge Rate verdoppeln könnten.

Noch einfacher ist es, wenn Sie einen geringen Spannungsabfall von der Batterie tolerieren können, wenn Sie in jedes Kabel einen geringen Widerstand von beispielsweise 0,1 V bei voller Ladung einbauen, um erhebliche Unterschiede mit minimalem Effekt zu erzielen. Wenn der maximale Ladezustand 1 ° C beträgt (bei vielen LiIons üblich, manche Hersteller erlauben bis zu 2 ° C), ist R ~ = 0,1 ° C (C = Ah Kapazität in Ampere). So kann z. B. eine 18650-Zelle (kein LiPo, aber dasselbe Prinzip) eine Kapazität von 2Ah haben, sodass R = 0,1 / 2 = 0,05 Ohm. Sie können so etwas erreichen, indem Sie nur zwei Batterieleitungen verwenden, um die Zellen zu verbinden, anstatt eine feste Verbindung zwischen den Zellen herzustellen und eine einzige Leitung zu verwenden. Wenn 1C (2 A Ladung zwischen unsymmetrischen Batterien fließt, beträgt der Abfall 0,2 V - also 0. Eine Unsymmetrie von 2 V beim erstmaligen Anschließen wird innerhalb der Spezifikation berücksichtigt, wenn Sie nur den Batterie-zu-Batterie-Ausgleich berücksichtigen. Als sehr grobe Faustregel gilt, dass die LiIon-Kapazität im Konstantstrom-Ladebereich um etwa 6% pro 0,1 V zunimmt. (Dies basiert auf einer schnellen mentalen Berechnung von Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, Kapazität bei konstantem Spannungssockel ~ ~ 80%, lineare Kapazitätsänderung mit Spannungsänderung). Die Kapazität ist NICHT linear mit der Spannungsänderung, aber es gibt uns eine Idee. Eine Differenz von beispielsweise 0,2 V ~~~ = 2 × 6% = 12% von C. Wenn der Ausgleichsstrom zwischen den Zellen = 1 C ist, dauert dies ~~ 12% × 1 Stunde = ~ 7 Minuten. Wenn Sie also zwei Zellen mit> = (R / 0.1C) Leitungswiderstand in den Leitungen und der jeweiligen Zelle parallel verbinden s basiert auf einer schnellen mentalen Berechnung von Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, Kapazität bei konstantem Spannungssockel ~ ~ 80%, lineare Kapazitätsänderung mit Spannungsänderung). Die Kapazität ist NICHT linear mit der Spannungsänderung, aber es gibt uns eine Idee. Eine Differenz von beispielsweise 0,2 V ~~~ = 2 × 6% = 12% von C. Wenn der Ausgleichsstrom zwischen den Zellen = 1 C ist, dauert dies ~~ 12% × 1 Stunde = ~ 7 Minuten. Wenn Sie also zwei Zellen mit> = (R / 0.1C) Leitungswiderstand in den Leitungen und der jeweiligen Zelle parallel verbinden s basiert auf einer schnellen mentalen Berechnung von Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, Kapazität bei konstantem Spannungssockel ~ ~ 80%, lineare Kapazitätsänderung mit Spannungsänderung). Die Kapazität ist NICHT linear mit der Spannungsänderung, aber es gibt uns eine Idee. Eine Differenz von beispielsweise 0,2 V ~~~ = 2 × 6% = 12% von C. Wenn der Ausgleichsstrom zwischen den Zellen = 1 C ist, dauert dies ~~ 12% × 1 Stunde = ~ 7 Minuten. Wenn Sie also zwei Zellen mit> = (R / 0.1C) Leitungswiderstand in den Leitungen und der jeweiligen Zelle parallel verbindenLaden Sie sie nicht etwa 10 Minuten nach dem Herstellen der Verbindung auf. "Wahrscheinlich ist alles in Ordnung" [tm]. Der Batteriebetrieb unmittelbar nach dem Zusammenschalten ist in Ordnung.

Auswirkung auf das Laden und Entladen: Da das oben Gesagte eine Interzellentransferrate von etwa 2 ° C ermöglicht und Zellen normalerweise nicht mit einer Rate von 1 ° C entladen werden (Laptopbenutzer schätzen normalerweise einen Batteriebetrieb von mehr als einer Stunde), reicht der Widerstand aus, um eine Heath-Robinson-Verbindung herzustellen Der Schutz hätte nur minimale Auswirkungen auf die Zellenentladungsspannung. Wenn das Laden mit maximaler Kapazität über diese Widerstände erfolgt, wird die Zellenspannung entsprechend reduziert, aber wenn das System vom Konstantstrom in den Konstantspannungsmodus wechselt, sinkt der Strom und das Batteriepotential wird aufgebaut. Der Nettoeffekt besteht also darin, die Ladezeiten geringfügig zu verlängern.

Das einzige Problem beim parallelen Laden von LiPo-Zellen besteht darin, dass beim Parallelschalten einer meist entladenen Zelle mit einer meist geladenen Zelle (im schlimmsten Fall) die geladene Zelle möglicherweise schneller Strom in die entladene Zelle abgibt, als es die maximale Laderate sicher zulässt. Ein kleiner Widerstand (0,5 Ohm oder weniger) in jeder Zelle mildert dies, ohne die Laderaten wesentlich zu verringern. Verwenden Sie weniger Widerstand mit größeren Zellen ...

Dies kann für eine beliebige Anzahl von parallelen LiPos wiederholt werden, und jede Zelle lädt sich auf die richtige Stoppspannung auf, wobei ein geringer Nachteil darin besteht, dass die Ladezustände der Zellen nicht übereinstimmen oder sich erheblich voneinander unterscheiden.

Das parallele Laden von LiPo-Akkus ist für einen sachkundigen Benutzer eine gute Idee. Laden Sie NiCad- oder NiMH-Zellen jedoch NICHT parallel. Beim parallelen Laden von LiPos muss sich der Ladezustand der parallel geschalteten LIPo-Akkus nach meiner persönlichen Erfahrung zwischen ~ 25% bewegen, da sonst der höher geladene LiPo einen Strom in den niedriger geladenen LiPo treibt Es ist großartig, dass der niedrig aufgeladene LiPo zu lange nicht die empfohlenen Grenzwerte für das sichere Laden einhält. Ich bevorzuge es jedoch, sicherzustellen, dass sich die LiPos innerhalb eines Ladezustands von ~ 15% befinden, bevor ich sie parallel stecke. Außerdem gebe ich den Batterien Zeit, um ihre Spannungen auszugleichen (und damit Zeit, Elektronen auszutauschen), bevor ich das Ladegerät starte. Für meine obige 15% -Regel gilt eine 15% ige Ladezustandsdifferenz in einem LiPo zwischen ~ 3,7 V / Zelle und 4. 0 V / Zelle entspricht einer Spannungsdifferenz von ~ 0,08 V / Zelle. Für meine obige 25% -Regel beträgt die Spannungsdifferenz in diesem Bereich von 3,7 V / Zelle bis 4,0 V / Zelle eher 0,12 V / Zelle. Ich stellte fest, dass dies Werte für den Ladezustand waren, die mir gefielen, indem ich ein Leistungsmessgerät zwischen zwei Batterien steckte und den aktuellen Austausch zwischen ihnen beobachtete.

Ausführlichere Informationen, einschließlich einer grafischen Darstellung des Ladezustands in Abhängigkeit von der Zellenspannung, sowie eine grafische Darstellung, die einen ungefähren Überblick darüber gibt, wie lange es dauert, bis sich die Batteriespannungen angleichen, bevor der Ladevorgang beginnt Das parallele Laden funktioniert, siehe meinen ausführlicheren Artikel, den ich hier geschrieben habe: http://electricrcaircraftguy.com/2013/01/parallel-charging-your-lipo-batteries_22.html