Čo sa stane, keď (paralelne) spojíme nabitú a vybitú LiPolku?

To, že sme priaznivcami paralelného spájania batérií, tým sa nijako netajíme.

Svedčí o tom aj séria našich článkov „Zapojenie batérií - paralelne či sériovo?“

Však sme si pri „obrane“ tohto názoru aj niečo „vytrpeli“!

Ale vždy sme zdôrazňovali, že paralelne spájané batérie by mali mať (pokiaľ možno čo najviac) rovnaké napätia.

Ak sa niekde písalo, že nie je dobrý nápad paralelne spojiť nabitú a vybitú (LiPol) batériu, neoponovali sme.

Ale prihodiť sa to môže - neúmyselne!

Akú „katastrofu“ potom človek môže očakávať?

autor: Janko O.

 

 

Hneď na úvod vylúčme takú situáciu, že niekto (paralelne) spojí dve LiPolky s nerovnakým počtom článkov!
 


 

Takže: LiPolky (nech) majú rovnaký počet článkov, rovnaké kapacity a jedna (nech) je nabitá (4,20V/čl.) a druhá (nech) je vybitá. Pojmom „vybitá“ rozumieme „vylietaná“, čiže asi 3,80V/čl.

Túto „kombináciu“ sme zvolili zámerne preto, lebo je nechcene najpravdepodobnejšia, keď sa nám „zmiešajú“ pohonné batérie nabité s vylietanými.

Naša telemetria je nastavená tak, že vyhlási zvukový (aj vizuálny) alarm vtedy, keď v batérii zostáva 35% (Janko O.) alebo 40% (mior) energie. Keďže pilota ešte (o 5% skôr) predtým upozorní, že sa blíži vyčerpanie energie, tak spravidla v pohode stihneme pristáť v limite a batériu „ne-prečerpáme“.

Takže jednotlivé články majú napätie +/- 3,80 Voltu a nie je nutné ich nejako dodatočne uvádzať do store-stavu.

Keďže sme sa nikde nedočítali o chcenom či nechcenom (paralelnom) spojení vybitej a nabitej LiPolky a už vôbec nie, aké vyrovnávacie prúdy medzi batériami pretekajú, rozhodli sme sa (koľký krát už!  ), že si to overíme sami.

Jednoduchou úvahou sme došli k záveru, že nie je podstatné, koľko článkov majú spájané batérie, vyrovnávací prúd bude v podstate stále rovnaký.

No rovnaký – rovnaký. Vyrovnávací prúd bude mať exponenciálny tvar – bude exponenciálne klesať. Takže naša výhrada voči slovu „rovnaký“ sa týka toho, že nebude rovnaký v čase. Zo začiatku bude pomerne veľký, ale jeho hodnota bude pomerne rýchlo klesať.

S exponenciálnym priebehom prúdov v obvodoch s LiPolkami máme svoje skúsenosti a viackrát sme o tom písali:

(Kvazi) Kapacitný charakter LiPol: čo s tým?

A tak sme došli k záveru, že ak (nenabitá) LiPolka „ustojí“ niekoľko prvých sekúnd po spojení, tak neskôr už jej vyrovnávací prúd nejak významne neublíži.

LiPolky majú totiž tzv. „kapacitný“ charakter, ktorý sa prejavuje tak, akoby ich napätie malo akúsi pružnosť, akýsi „vankúš“, ktorý tlmí náhle zmeny prúdu.

Veď to isto sami poznáte:

- zmeriate napätie článkov LiPolky, potom ju na krátky čas pripojíte na nabíjačku a po chvíli na displeji zistíte, že napätie stúplo viac (aj keď nabíjanie ukončíte), ako by zodpovedalo dodanému náboju, napr. podľa tohto grafu:

- zmeriate napätie článkov LiPolky, potom ju budete krátky čas vybíjať a po chvíli na displeji merača zistíte, že napätie kleslo viac (aj keď vybíjanie ukončíte), ako by zodpovedalo odobranému náboju.

A práve tento „vankúš“ stlmí (niekým) predpokladané „strašlivé“ následky paralelného spojenia vybitej a nabitej LiPol batérie.

No, nebudeme machrovať! Aj my sme boli veľmi opatrní a v očakávaní „toho najhoršieho“ sme sa rozhodli, že na to pôjdeme postupne:

„Vybitá“ batéria bola zakaždým nabíjačkou vybalancovaná a „vystoridžovaná“ na napätie 3,80V/čl.

„Nabitá“ batéria bola najprv nabitá len o 0,2V/čl. vyššie, teda na napätie 4,0V/čl. Skúšali sme aj kombináciu „Vybitá“ = 4,0V/čl. a „Nabitá“ = 4,2V/čl., ale výsledky boli v obidvoch prípadoch v podstate rovnaké.

Potom sme „Nabitú“ nabili na 4,1V/čl., pričom „Vybitá“ bola stále „vrátená“ na hodnotu 3,80V/čl, takže rozdiel napätí bol 0,3V/čl.

No a napokon sme „Nabitú“ nabili naplno - na 4,2V/čl., pričom „Vybitá“ bola stále „vrátená“ na hodnotu 3,80V/čl, takže rozdiel napätí bol 0,4V/čl.

Na experiment sme použili dve vlastne úplne nové 3-článkové LiPolky Turnigy 2200mAh / 25-35C, s rovnakými Céčkami. Tie sa pohybovali v hornej časti rozsahu a ich Céčka dosahovali hodnotu takmer 32.

Náš výber bol ovplyvnený tzv. „Jyrryho pravidlom“, ktoré znie (asi nejak takto):

Ak nechcete byť sklamaní z vlastností LiPoliek, vyberte si tie s relatívne nízkou hodnotou deklarovaných Céčok. (Jyrry:) Už roky kupujem obyčajné modré Turnigy: ich skutočné Céčka sa zhodujú s deklarovanými a pokles ich Céčok vplyvom starnutia a počtu cyklov nie je taký rapídny, ako u LiPoliek s vyššími deklarovanými hodnotami C.

My sme si pravdivosť Jyrryho pravidla už dávnejšie overili:

(Čo sa „Céčok“ LiPoliek týka, tak) Menej je niekedy Viac

Výrobcovia asi hrajú hru o čo najvyššie deklarované Céčka

a už roky sa ním spoľahlivo riadime.

Vyrovnávací prúd sme merali kliešťovým ampérmetrom a LiPolky („Nabitú“ a „Vybitú“) sme „sparalelnili“ rozdvojkou z dvoch konektorov XT60.

Ako prvú sme „odchytili“ počiatočnú - maximálnu hodnotu vyrovnávacieho prúdu, ktorú kliešťový ampérmeter bol schopný ukázať hneď po spojení batérií.

Ako druhú sme „odchytili“ hodnotu vyrovnávacieho prúdu po 60-tich sekundách paralelného spojenia batérií.

Skôr ako uvedieme namerané hodnoty, povedzme si, že ani hodnota počiatočného - maximálneho vyrovnávacieho prúdu (hneď po spojení batérií) nebola nejaká závratná a po 60-tich sekundách klesla zhruba na štvrtinu svojej počiatočnej hodnoty.

Za tú dobu sa neohriali vodiče, ani konektory a ani samotné LiPolky. Pri spojení nevznikali žiadne iskry (my ich voláme „tresky-plesky“), ako keď pripojíte 6 a viac-článkovú LiPolku k regulátoru (bez anti-spark obvodu).

A tu sú namerané hodnoty:

Rozdiel napätí LiPoliek            Maximálny vyrovnávací prúd           Vyrovnávací prúd po 60-tich sec.

          0,2V/čl.                                  13A                                            3,9A

          0,3V/čl.                                  20A                                            5,2A

          0,4V/čl.                                  26A                                            7,4A

Je zrejmé, že pri použití LiPoliek s vyššími Céčkami by (počiatočný) maximálny vyrovnávací prúd bol vyšší /s nižšími Céčkami zase nižší (hodnota tohto prúdu pomerne presne súhlasí s hodnotou, získanou z podielu rozdielu napätí LiPoliek a súčtu vnútorných odporov obidvoch batérií), avšak jeho pokles by bol rýchlejší/pomalší, približne podľa tohto grafu:

Povedzme si rovno, že ani počiatočný, teda maximálny vyrovnávací prúd, tečúci z „Nabitej“ LiPolky by jej nemal nijako ublížiť, pretože je niekde v polovici rozsahu povolených odoberaných prúdov.

S prúdom, tečúcim do „Vybitej“ „LiPolky je to síce horšie, ale …

- súčasné LiPol batérie majú povolené nabíjacie prúdy o dosť vyššie ako 1C, tak ako to bolo kedysi. Navyše, LiPolky s vyššími „vybíjacími“ Céčkami spravidla majú vyššie aj „nabíjacie“ Céčka.

- prekročenie povoleného nabíjacieho prúdu je len krátkodobé – rádovo sekundy, zriedka desiatky sekúnd.

Keď uvážime, že paralelné spojenie vybitej a plne nabitej LiPolky nie je cielené, úmyselné, časté, pravidelné ….., ale skôr náhodné a veľmi zriedkavé, tak predpokladáme, že „Vybitá“ LiPolka týmto neutrpí nejakú vážnu ujmu na parametroch.

Po nejakom čase, po vyrovnaní napätí obidvoch batérií a po ich „odstátí“ sme paradoxne zistili, že Céčka „Vybitej“ LiPolky (teda tej, ktorá bola krátkodobo nabíjaná nedovolene vysokým prúdom) sú (mierne) vyššie, ako „Nabitej“ LiPolky, s ktorou bolo zaobchádzané v zmysle pravidiel.

Ono to ani nie je prekvapením, pretože ešte od čias NiCd batérií platí skúsenosť, že keď je batéria nabíjaná vyšším prúdom, tak je „tvrdšia“ (má nižší vnútorný odpor (Ri) a teda vyššie Céčka) ako keď je nabíjaná nižším prúdom.

Mierny nárast Céčok však bude zrejme degradovaný výraznejším poklesom životnosti, tak ako to bolo preukázané v prípade pohonných batérií elektro-aut Tesla. Batérie aut, ktoré boli zakaždým nabíjané metódou Fast, mali výrazne nižšiu životnosť ako batérie aut, ktoré boli nabíjané štandardným spôsobom.

Čo by sme teda napísali záverom?

Treba byť opatrný!

Úmyselne (paralelne) spájať nabité a vybité LiPolky isto nie je dobrý nápad (aby akože bola väčšia „sranda“  ), nehľadiac na to, že v tom nevidíme žiadny zmysel.

Ale ak už sa nebodaj niečo také náhodne stane, netreba v tom hneď vidieť tragédiu. Ak sme to včas spozorovali, tak treba batérie ihneď rozpojiť!

Ak nie, alebo ak je rozpojenie batérií časovo náročné a zložité, tak paradoxne najlepším riešením je čo najskôr odštartovať, alebo aspoň (na mieste) rozbehnúť motor(y).

Prečo?

Lebo vplyvom (nemalého) odberu motora/motorov poklesne napätie (omylom prepojených) batérií, odber z „Nabitej“ stúpne, čo jej však neublíži, avšak výrazne klesne vyrovnávací prúd do „Vybitej“ LiPolky až do pásma dovolených hodnôt. V podstate dôjde k „presmerovaniu“ prúdu: z „Nabitej“ namiesto do „Vybitej“ bude tiecť radšej do regulátora a do motora.

A napätia batérií sa (neškodne - bez väčších vyrovnávacích prúdov) po chvíli takmer vyrovnajú!
 


 

 

 


<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 22. 1. 2020, 18:41 | Prečítané: 700x | Kategórie: Pohony | Napísal: admin |
Komentáre: 2
.:. jyrry | www
Další prima měření, dík. Až to bude zase někdy aktuální, mám se na co odkázat ;-)
Odpoveď | 2020-01-24 02:18:31
.:. J O.
OK, Jirko.
Odpoveď | 2020-01-24 08:14:51
Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
  • HTML znaky budú prevedené na entity.
  • Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
  • Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 37526.67 kb