Cambiar la batería de alto voltaje de la configuración en serie a la configuración en paralelo para la carga

Tengo una duda con respecto a cambiar las baterías de serie a paralelo para cargarlas.

Tengo 36 módulos de baterías de iones de litio 1Sx11P conectados en serie. Durante el funcionamiento normal, conducen un automóvil con un motor de alta eficiencia y se recargan mediante paneles solares y dos rastreadores de punto de máxima potencia.

Sin embargo, cuando el automóvil no funciona con energía solar o está estacionado en el garaje, me gustaría una forma de cargar el vehículo con un cargador de batería o una fuente de alimentación con un cable que pueda conectarse al automóvil. He estado leyendo algunas descripciones sobre personas que hacen cosas similares para las robustas baterías de aviones RC conectándolas en paralelo y cargando muchas más de las que el cargador de batería podría cargar originalmente. Aquí hay una imagen de este sitio web: http://www.rchelicopterfun.com/parallel-lipo-charging.html

U otras configuraciones como en esta imagenCarga de batería en paralelo

Las ventajas de la carga en paralelo serían muy grandes para mí, ya que regularía muchos de los voltajes de las celdas sin necesidad de un circuito de equilibrio externo, aunque tengo eso disponible cuando el automóvil está conectado en serie.

Las baterías tampoco son tan accesibles en el automóvil, por lo que enchufar dos arneses diferentes no es realmente una opción para esta idea.

Lo que quiero saber es, ¿es una forma en que puedo implementar un circuito que pueda alternar entre serie y paralelo para las baterías que podrían manejar el alto voltaje y las grandes corrientes con las que estaría lidiando? ¿Tiene alguna recomendación sobre cuántas baterías debería considerar tener en paralelo mientras se carga?

Agradecería alguna información ya que esto está un poco fuera de mi ámbito típico de la electrónica.

¿Por qué no cargar las baterías mientras están conectadas en serie? Parece un enfoque mucho más fácil.

Respuestas (1)

Este es el enigma universal de la conexión en serie o en paralelo de celdas/baterías, tanto para la descarga como para la recarga. Hay pros y contras para cada escenario: eficiencia/pérdidas (P=I^2.R), seguridad (el litio es un amante implacable), conveniencia/accesibilidad, longevidad, ecualización.

Los aficionados a RC intercambian comodidad con la voluntad de desconectar los paquetes de su equipo y luego conectarlos a un cargador, lo que les da flexibilidad para organizar las celdas en cualquier disposición en serie o en paralelo que tenga más sentido para cada fase de descarga y recarga de su flujo de juego ( flujo de trabajo - ¿geddit? ;).

Como usted dice, su aplicación no facilita esta flexibilidad física: las celdas no son de fácil acceso, ni tampoco el cambio de arneses. Podría diseñar un esquema de conmutación complicado con relés o mosfets, que le permita reconfigurar la matriz para descargar y recargar, pero eso es mucho trabajo, mucho costo y pérdidas adicionales de cobre/mosfet.

Si fuera yo, lo aceptaría e iría a por una solución de recarga de Li-Po que admita la cantidad de cadenas en serie con capacidad de equilibrio de celdas/paquetes (que, por supuesto, es fundamental en las configuraciones en serie). Eso puede significar que necesita tomar su fuente de alimentación y usar un regulador de voltaje de refuerzo de conmutación para obtener el voltaje que necesita (es decir, más que la cantidad de celdas en serie * 4.2V) para lograr esto, y luego un cargador para igualar.

Si realmente quiere quedarse con cargadores de nivel de aficionado como el de su foto que puede manejar un puñado de celdas en serie, entonces un enfoque que se me ocurre es alimentar cada uno de esos cargadores a través de convertidores de CC a CC aislados ( a su vez alimentado desde su suministro solar/MPPT, o fuente de alimentación de red a granel), que permite que cada cargador maneje un puñado de celdas en serie y proporciona el aislamiento necesario entre cada cargador a medida que el voltaje de la cadena aumenta a lo largo de la cadena. Aquí hay algunos ejemplos del tipo de módulos DCDC a los que me refiero. Un desafío de este enfoque es cómo controlar cada uno de esos cargadores electrónicamente (en lugar de humanamente) mientras se mantiene el aislamiento necesario entre ellos, pero esa es una pregunta aparte :).

por cierto, sobre esa 'otra' imagen de configuración que adjuntó: o hay un módulo en cada una de esas salidas de recarga aisladas por capacitor para manejar adecuadamente la carga de Li-Ion que simplemente no se muestra (es decir, al menos una corriente constante de 2 etapas seguido por el controlador de recarga de voltaje constante), o quien lo dibujó no tiene idea de cómo recargar Li-Ion.
Sí, parece que nadie tiene la buena solución sobre cómo cambiar entre Serie y Paralelo. Estuve dudando sobre qué hacer, pero creo que me has ayudado a decidirme a hacer la Serie recargar las baterías. ¡Ahora solo tengo que asegurarme de que se está equilibrando para que no tengamos incendios de litio! :D