Gestión del paquete de baterías: ¿necesita equilibrar durante la descarga?

Estoy investigando el subsistema de detección y monitoreo de fallas de las baterías de vehículos no tripulados (aéreos y terrestres). Empleamos paquetes de baterías LiPo de varias configuraciones que se cargan con cargadores de equilibrio de celdas. Solo se ponen en servicio paquetes de baterías correctamente cargados y equilibrados. Durante la operación, solo se monitorea el voltaje total del paquete.

Supuse que monitorear los voltajes y la temperatura de las celdas individuales nos ayudaría a detectar temprano el deterioro de la batería para evitar pérdidas catastróficas durante el vuelo.

Me pregunto si el equilibrio de celdas durante la descarga sería bueno o si básicamente solo desperdiciaría energía sin mucho efecto en la salud o confiabilidad de la batería.

Editar: construimos nuestras baterías nosotros mismos a partir de celdas básicas desprotegidas. Las celdas no se combinan específicamente hasta donde yo sé. Sin embargo, generalmente usamos celdas de un solo lote para una sola batería.

Respuestas (3)

Debido a que la eficiencia de carga de la batería y el circuito de control no es del 100 %, simplemente terminará desperdiciando energía y agregando costos por ganancias mínimas. Siempre que sus baterías tengan las mismas especificaciones y estén correctamente balanceadas antes de su uso, el riesgo de dañar una batería antes que otra durante la descarga es bastante remoto. Es mucho más probable que dañe una celda desequilibrada durante la recarga.

En general, es una mala práctica descargar completamente las baterías de iones de litio y polímero, ya que reduce la vida útil de la batería. Por lo tanto, suponiendo que solo esté utilizando sus baterías hasta un 50-80 % de profundidad de descarga (DoD), el riesgo de dañar una batería desequilibrada es insignificante.

Para garantizar la calidad de sus paquetes, recomendaría someterlos a una prueba de descarga del 80 % tan pronto como estén listos. Mida el voltaje en ese DoD para establecer una línea de base. Cualquier cosa por debajo del promedio normal sabrá que tiene un problema.

+1 para la sugerencia de prueba de descarga del 80%.

No se equilibre durante la descarga. Solo desperdiciaría energía y haría más daño que bien.

Respondí mi propia pregunta sobre cómo funciona el equilibrio y tal vez también te ayude.

La ley de corriente de Kirchoff asegura que todas las celdas de la batería perderán la misma cantidad de carga por el uso activo. Siempre que las celdas coincidieran al ensamblar el paquete, esto significa que las baterías permanecerán esencialmente tan equilibradas durante la descarga como lo estaban al final de la carga.

¿Es esto realmente cierto para el comportamiento de descarga no lineal de las baterías LiPo?
@Arne: El objetivo de hacer coincidir las celdas es seleccionar celdas con características extremadamente similares, incluidas las curvas de descarga.
OK veo. Bueno, supongamos que nuestras celdas no coinciden específicamente entonces...
Si no coinciden, entonces sí, podría dañar una o más de las celdas durante la descarga. Esta es la razón por la cual las celdas coincidentes son tan importantes al ensamblar una batería.
Tenga en cuenta que las celdas emparejadas uniformemente pueden degradar su capacidad a diferentes velocidades, lo que lleva a que una celda se descargue antes que la otra después de innumerables ciclos. Implementaría un corte de bajo voltaje donde el voltaje se monitorea por celda para contrarrestar esto, si tuviera que diseñar un producto comercial. No es necesario equilibrar durante la descarga, en mi opinión.
La Ley de Kirchoff se cumple, pero dado que el voltaje de cada celda es diferente, pierden diferentes cantidades de carga a medida que la corriente fluye en cualquier dirección. Así que no estoy seguro de estar de acuerdo en que "pierden la misma cantidad de carga por el uso activo" como dices.