Charge parallèle des batteries lipo, différence de tension maximale?

Il existe de nombreux produits qui permettent de charger les batteries lipo en parallèle .

La plupart des sources sont claires sur les exigences de tension et de capacité, qui découlent assez directement des calculs de circuit de base:

• les batteries doivent avoir le même nombre de cellules
• La capacité mAh des batteries peut être mélangée

Un domaine de confusion réside dans la différence de tension entre les batteries; une valeur couramment citée est 0,3 V, mais de nombreuses réponses différentes ont été fournies. Certains d'entre eux proviennent de messages de forum assez anciens, donc les réponses ont peut-être été correctes vers 2005-2006 mais remplacées par une technologie plus récente.

Alors, à quel point la tension peut-elle différer entre deux batteries lipo avant qu'il ne soit pas conseillé de les charger en parallèle?

Les packs LiPo à chargement parallèle sont devenus très courants dans le hobby RC. Certes, il n'y a pas beaucoup de preuves empiriques sur la façon dont c'est bon ou mauvais. Seul le fait est que beaucoup de gens le font quotidiennement.

Personnellement, je charge des packs LiPo 6s en parallèle depuis 2 ans avec de bons résultats. J'ai des packs budgétaires qui sont plus de 100 cycles, donc à cet égard, je suis heureux de la vie que j'ai retirée du pack.

Ma routine de charge parallèle n'était pas très stricte. Je n'ai probablement jamais chargé de packs avec une différence supérieure à 0,25 V / cellule pendant cette période. Je pense qu'à l'avenir je ferai plus attention à la tension des packs. Ma recommandation serait de rester sous la différence de 0,1 V / cellule.

Le problème avec la charge parallèle est qu'il est facile de faire une erreur et de connecter des packs de tensions différentes. Donc, si vous allez faire cela, je vérifierais toujours les tensions de votre pack avant de vous connecter .

Une très bonne ressource sur la charge parallèle peut être trouvée sur le site de Tjin Tech . Il s'agit d'un examen très approfondi de l'OMI. Si vous faites défiler vers le bas, il traite également des courants de surtension potentiels lors de la connexion des packs, et comprend également une mesure expérimentale du courant qui est libéré lors de la connexion initiale.

Charger plusieurs batteries au lithium en parallèle est une mauvaise idée. Certaines personnes peuvent avoir une règle de base où c'est en quelque sorte OK si tout va bien, mais cela n'en fait pas une bonne idée. Lisez la fiche technique de la batterie et voyez comment elle doit être chargée. À moins que vous ne puissiez voir clairement comment rester dans le régime de charge approprié en liant les deux cellules en parallèle, je ne le ferais pas.

Cela s'applique à peu près à toute batterie qui doit être chargée en courant, pas en tension. Je pourrais être tenté de le faire si nécessaire avec des batteries au plomb si elles étaient suffisamment chargées pour permettre une charge à tension fixe. Mais les piles au lithium nécessitent généralement une charge de courant et une surveillance de la tension minutieuses.

Sommaire:

• C'est une mauvaise idée, mais elle n'est souvent pas fatale.
  YMMV.

• Un calcul BOTE approximatif suggère qu'il serait assez facile d'obtenir, par exemple, un doublement du taux de charge maximal autorisé d'une cellule si les cellules présentant un déséquilibre de 0,3 V sont interconnectées en dur au niveau des cellules, puis chargées immédiatement après la connexion.

• Si les batteries ne sont pas connectées en dur à la batterie mais qu'elles ont plutôt un point d'alimentation commun, ne pas les charger pendant environ 10 minutes après l'interconnexion * devrait * permettre un auto-équilibrage suffisamment sûr [tm]. L'ajout d'une très petite résistance dans chaque fil de batterie ou la garantie de fils d'une résistance minimale faciliterait ce processus. Voir texte.

• La règle empirique actuelle est probablement une règle empirique fondée sur les raisons pratiques qui sous-tendent la directive du paragraphe ci-dessus - voir le texte.

  • L'équilibrage mutuel «sur le banc» avant l'installation avec une résistance ou un limiteur de courant bidirectionnel spécialement conçu serait une bonne idée.

PAS une déclaration faisant autorité. Je n'ai jamais mis en parallèle de cellules LiIon en parallèle.
Mais j'ai beaucoup d'expérience générale sur la batterie et j'ai déjà pensé à ce problème spécifique.

Un parallélisme dur doit être évité si possible. Avec l'électronique moderne, il est extrêmement facile de réaliser un interrupteur qui permet des chemins de courant indépendants lors de la charge et de la décharge.

La "règle d'or" PEUT être basée sur l'expérience et cela à son tour peut être basée sur le cas des résistances de connexion de la batterie - voir ci-dessous.

Si vous avez des cellules dont la zone est évaluée à un taux maximum de 1C et que vous en chargez deux ensemble à 2C, la charge peut se répartir de manière inégale et, en outre, vous pouvez obtenir des courants intercellulaires considérables. Le résultat net est que (il me semble) que vous pourriez facilement doubler un taux de charge de taux de cellules unique.

Encore plus simple, si vous pouvez tolérer une petite baisse de tension de la batterie, l'ajout d'une petite résistance dans chaque fil de sorte qu'elle chute disons 0,1 V à pleine charge permettra des différences assez importantes avec un effet minimal. Si la charge maximale est de 1C (commun à de nombreux LiIon, certains fabricants autorisent jusqu'à 2C) le R ~ = 0,1 / C (C = Ah capacité en ampères). Ainsi, par exemple, une cellule 18650 (pas une LiPo mais le même principe) peut avoir une capacité de 2 Ah, donc R = 0,1 / 2 = 0,05 ohms. Vous pouvez réaliser quelque chose comme ça simplement en utilisant deux câbles de batterie partout où les cellules se connectent plutôt que de se connecter entre les cellules et en utilisant un seul câble. Si 1C (2A de charge s'écoule entre des batteries déséquilibrées, la chute sera de 0,2 V - donc 0. Un déséquilibre de 2 V lors de la connexion initiale sera pris en compte dans les spécifications si vous n'avez qu'un équilibrage batterie à batterie à prendre en compte. (Cela est basé sur un calcul mental rapide de Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, capacité à un socle à voltahge constant ~ ~ 80%, changement de capacité linéaire avec changement de tension). La capacité n'est PAS linéaire avec un changement de tension mais cela nous donne une idée. Ainsi, un différentiel de 0,2 V par exemple ~~~ = 2 x 6% = 12% du courant d'équilibrage intercellulaire mac = 1C, cela prendra ~ 12% x 1 heure = ~ 7 minutes. Donc, si vous connectez en parallèle deux cellules avec une résistance de fil> = (R / 0,1C) dans les fils de chaque cellule et s basé sur un calcul mental rapide de Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, capacité à un piédestal de voltahge constant ~ ~ 80%, changement de capacité linéaire avec changement de tension). La capacité n'est PAS linéaire avec un changement de tension mais cela nous donne une idée. Ainsi, un différentiel de 0,2 V par exemple ~~~ = 2 x 6% = 12% du courant d'équilibrage intercellulaire mac = 1C, cela prendra ~ 12% x 1 heure = ~ 7 minutes. Donc, si vous connectez en parallèle deux cellules avec une résistance de fil> = (R / 0,1C) dans les fils de chaque cellule et s basé sur un calcul mental rapide de Vmin = 3,0 V, Vmax = 1,2 V, capacité à un piédestal de voltahge constant ~ ~ 80%, changement de capacité linéaire avec changement de tension). La capacité n'est PAS linéaire avec un changement de tension mais cela nous donne une idée. Ainsi, un différentiel de 0,2 V par exemple ~~~ = 2 x 6% = 12% du courant d'équilibrage intercellulaire mac = 1C, cela prendra ~ 12% x 1 heure = ~ 7 minutes. Donc, si vous connectez en parallèle deux cellules avec une résistance de fil> = (R / 0,1C) dans les fils de chaque cellule etne les chargez pas pendant 10 minutes après la connexion, vous serez "probablement d'accord" [tm]. Le fonctionnement sur batterie immédiatement après l'interconnexion est OK.

Effet sur la charge et la décharge: Comme ce qui précède permet environ 2C de transfert intercellulaire et que les cellules ne sont pas normalement déchargées à un taux de 1C (les utilisateurs d'ordinateurs portables apprécient généralement d'avoir plus d'une heure de fonctionnement sur batterie), puis suffisamment de résistance pour fournir l'interconnexion Heath-Robinson la protection aurait un effet minimal sur la tension de décharge des cellules. Si la charge à la capacité maximale via ces résistances réduit la tension de la cellule en conséquence, mais au fur et à mesure que le système se déconnecte, le courant en mode tension constante baisse et le potentiel de la batterie est constitué. L'effet net est donc d'augmenter légèrement les temps de charge.

Le seul problème avec les cellules LiPo à charge parallèle est que lors de la connexion d'une cellule principalement déchargée en parallèle avec une cellule principalement chargée (le pire des cas), la cellule chargée peut décharger la puissance dans la cellule déchargée plus rapidement que son taux de charge maximal ne le permet en toute sécurité. Une petite résistance (0,5 Ohm ou moins) en ligne avec chaque cellule atténuera cela sans réduction significative des taux de charge. Utilisez moins de résistance avec des cellules plus grandes ...

Cela peut être répété pour n'importe quel nombre de LiPo parallèles, et chaque cellule se chargera à la tension d'arrêt correcte avec peu d'inconvénients à avoir des états de charge incompatibles ou sensiblement différents des cellules.

La charge parallèle des batteries LiPo est une bonne idée, pour un utilisateur averti. Cependant, NE chargez PAS en parallèle les cellules NiCad ou NiMH. Lorsque je charge des LiPos en parallèle, mon expérience personnelle me dit que les batteries LIPo mises en parallèle doivent se trouver dans un état de charge de ~ 25% les unes des autres, sinon le LiPo à charge plus élevée entraînera un courant dans le LiPo à charge inférieure qui est trop excellent, pendant trop longtemps, pour que la LiPo à charge plus faible reste dans les limites de charge recommandées. Je préfère cependant m'assurer que les LiPos se trouvent dans un état de charge d'environ 15% avant de les brancher en parallèle. De plus, je donne aux batteries le temps d'égaliser leurs tensions (et donc d'avoir le temps de partager les électrons) avant de démarrer le chargeur. Pour ma règle de 15% ci-dessus, une différence d'état de charge de 15% dans un LiPo entre ~ 3,7 V / cellule et 4. 0 V / cellule correspond à une différence de tension de ~ 0,08 V / cellule. Pour ma règle de 25% ci-dessus, la différence de tension dans cette plage de 3,7 V / cellule à 4,0 V / cellule ressemble plus à 0,12 V / cellule. J'ai déterminé qu'il s'agissait de valeurs de plage de l'état de charge que j'aimais en branchant un wattmètre entre deux batteries et en regardant l'échange de courant entre elles.

Pour des informations beaucoup plus détaillées, y compris un graphique de l'état de charge par rapport à la tension de la cellule, et un graphique pour vous donner une idée approximative de la durée pendant laquelle les tensions des batteries s'égalisent avant de commencer la charge, ainsi que des informations supplémentaires sur la façon dont la charge parallèle fonctionne, voir mon article beaucoup plus détaillé que j'ai écrit ici: http://electricrcaircraftguy.com/2013/01/parallel-charging-your-lipo-batteries_22.html