Umschalten der Hochspannungsbatterie von Reihenschaltung auf Parallelschaltung zum Laden

Ich habe eine Frage zum Umschalten von Batterien von Serie auf Parallel, um sie aufzuladen.

Ich habe 36 Module von 1Sx11P Li-Ionen-Batterien in Reihe geschaltet. Während des normalen Betriebs fahren sie ein Auto mit einem hocheffizienten Motor und werden über Sonnenkollektoren und zwei Max-Power-Point-Tracker aufgeladen.

Wenn das Auto jedoch nicht mit Solarenergie betrieben wird oder in der Garage geparkt ist, hätte ich gerne eine Möglichkeit, das Fahrzeug mit einem Batterieladegerät oder einer Stromversorgung mit einem Kabel aufzuladen, das an das Auto angeschlossen werden kann. Ich habe einige Beschreibungen über Leute gelesen, die ähnliche Dinge für kräftige RC-Flugzeugbatterien tun, indem sie sie parallel schalten und viel mehr aufladen, als das Batterieladegerät ursprünglich aufladen konnte. Hier ist ein Bild von dieser Website: http://www.rchelicopterfun.com/parallel-lipo-charging.html

Oder andere Konfigurationen wie auf diesem BildBatterieladung parallel

Die Vorteile des parallelen Ladens wären für mich sehr groß, da es viele der Zellenspannungen regulieren würde, ohne dass eine externe Ausgleichsschaltung erforderlich wäre, obwohl ich diese verfügbar habe, wenn das Auto seriell angeschlossen ist.

Die Batterien sind im Auto auch nicht so zugänglich, daher ist das Anschließen von zwei verschiedenen Kabelbäumen für diese Idee nicht wirklich eine Option.

Was ich wissen möchte, ist, wie ich eine Schaltung implementieren kann, die zwischen Serie und Parallel für die Batterien hin und her schalten kann, die die hohe Spannung und die großen Ströme bewältigen könnten, mit denen ich es zu tun hätte? Haben Sie Empfehlungen, wie viele Batterien ich während des Ladevorgangs parallel haben sollte?

Ich würde mich über einen Einblick freuen, da dies ein wenig außerhalb meines typischen Bereichs der Elektronik liegt.

Warum nicht die Batterien laden, während sie in Reihe geschaltet sind? Scheint ein viel einfacherer Ansatz zu sein.

Antworten (1)

Dies ist das universelle Rätsel der parallelen vs. seriellen Verbindung von Zellen/Batterien, sowohl zum Entladen als auch zum Wiederaufladen. Es gibt Vor- und Nachteile für jedes Szenario – Effizienz/Verluste (P=I^2.R), Sicherheit (Lithium ist eine unversöhnliche Geliebte), Bequemlichkeit/Zugänglichkeit, Langlebigkeit, Ausgleich.

RC-Bastler tauschen Komfort gegen die Bereitschaft, Packs von ihrer Ausrüstung zu trennen und sie dann an ein Ladegerät anzuschließen, was ihnen die Flexibilität gibt, Zellen in beliebiger Reihen- oder Parallelanordnung anzuordnen, die für jede Entlade- und Ladephase ihres Spielflusses am sinnvollsten ist ( Arbeitsablauf - geddit? ;).

Wie Sie sagen, erleichtert Ihre Anwendung diese physische Flexibilität nicht - die Zellen sind nicht leicht zugänglich, ebenso wenig wie das Wechseln von Kabelbäumen. Sie könnten ein kompliziertes Schaltschema entweder mit Relais oder Mosfets entwickeln, um das Array zum Entladen und Aufladen neu zu konfigurieren, aber das ist viel Arbeit, eine Menge Kosten und zusätzliche Kupfer- / Mosfet-Verluste.

Wenn ich es wäre, würde ich es aufsaugen und mich für eine Li-Po-Aufladelösung entscheiden, die die Anzahl der Serienstrings mit der Fähigkeit zum Zellen-/Pack-Ausgleich unterstützt (was bei Serienkonfigurationen natürlich entscheidend ist). Das kann bedeuten, dass Sie Ihre Stromquelle nehmen und einen Schalt-Boost-Spannungsregler verwenden müssen, um die Spannung zu erhalten, die Sie benötigen (dh mehr als die Anzahl der Reihenzellen * 4,2 V), um dies zu erreichen, und dann ein passendes Ladegerät.

Wenn Sie wirklich bei Ladegeräten auf Bastlerniveau wie dem auf Ihrem Foto bleiben möchten, das eine Handvoll Zellen in Reihe verarbeiten kann, dann kann ich mir vorstellen, jedes dieser Ladegeräte über isolierte DC-DC-Wandler mit Strom zu versorgen ( die wiederum von Ihrer Solar-/MPPT-Versorgung oder einem netzbetriebenen Netzteil gespeist werden) - dies ermöglicht es jedem Ladegerät, eine Handvoll Zellen in Reihe zu verarbeiten, und bietet die erforderliche Isolierung zwischen jedem Ladegerät, wenn die String-Spannung entlang des Strings eskaliert. Hier sind einige Beispiele für die Art von DCDC-Modulen, die ich meine. Eine Herausforderung bei diesem Ansatz besteht darin, wie jedes dieser Ladegeräte elektronisch (anstatt menschlich) gesteuert werden kann, während die erforderliche Isolierung zwischen ihnen aufrechterhalten wird, aber das ist eine andere Frage :).

Übrigens, zu diesem 'anderen' Konfigurationsbild, das Sie angehängt haben: Entweder gibt es an jedem dieser kondensatorisolierten Ladeausgänge ein Modul, um das Li-Ion-Laden richtig zu handhaben, das einfach nicht gezeigt wird (dh mindestens ein zweistufiger Konstantstrom gefolgt durch Konstantspannungs-Laderegler), oder wer auch immer es gezeichnet hat, hat keine Ahnung, wie man Li-Ion auflädt.
Ja, es scheint, als hätte niemand die gute Lösung, wie man zwischen Seriell und Parallel umschaltet. Ich habe überlegt, was ich tun soll, aber ich denke, Sie haben mir geholfen, mich zu entscheiden, die Batterien der Serie aufzuladen. Jetzt muss ich nur noch sicherstellen, dass der Ausgleich stattfindet, damit wir keine Lithium-Feuer bekommen! :D
Umschalten der Hochspannungsbatterie von Reihenschaltung auf Parallelschaltung zum Laden
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