Параллельная зарядка LiPo, как зарядить сразу несколько аккумуляторов

Как работает параллельная зарядка?

Схематичная демонстрация работы:

Такое соединение называется параллельным, то есть, в данном случае все 4 аккумулятора соединены в единую цепь.

Каждый аккумулятор имеет емкость 1300mAh и напряжение 16.8V. При параллельном соединении увеличится общая емкость до 5200mAh, но напряжение останется прежним — 16.8V.

При последовательном соединении, увеличивается напряжение, а емкость остается прежней. В нашем случае было бы: 67.2V и 1300mAh.

Способы подключения второго аккумулятора

Если говорить о рекомендациях по установке, то выделяют несколько общих правил:

1. Прибор располагают снаружи салона, поскольку он выделяет вредные испарения.
2. Подбирают аккумулятор такой же ёмкости, что и основной.
3. Генератор заменяют на более мощный или устанавливают ещё один, чтобы заряды обеих АКБ восстанавливались быстро и генератор не вышел из строя, так как вторая батарея требует дополнительной мощности.
4. Для подключения выбирают короткие кабели, тогда АКБ будут работать более эффективно.

Какой аккумулятор и кабель выбрать

Подбирают источник питания, способный выдержать большое количество циклов разряда/заряда, поскольку его ожидает работа именно в таком режиме, например, гелевые АКБ. Но и у них есть ряд недостатков, например, подзарядка от бортовой сети.

Как подключать аккумуляторы к параллельной зарядке?

Подключаются аккумуляторы довольно просто:

Питание (плюс и минус) подключаются к зарядному устройству, также как и балансировочный кабель, который состоит из 7 проводов, это для того, чтобы можно было заряжать 6S аккумуляторы.

Недостаточно просто подключить аккумуляторы. Здесь есть свои правила, ниже о них.

Правило 1. Нельзя заряжать вместе аккумуляторы с разным количеством секций, с большой разницей напряжения и с разным типом. Также, нельзя допускать большой разброс емкостей: можно заряжать вместе аккумулятор на 500-1500mAh, 1300 и 2200mAh, а вот 500 и и аккумулятор на 8000mAh вместе заряжать нельзя!

То есть, если хотите параллельно зарядить аккумуляторы, то для примера, можно подключить только: 4S Lipo 1300mAh и все они разряжены примерно до 3,85-4 вольта.

Кроме того, параллельно можно заряжать только такие типы аккумуляторов:

• LIPO;
• LIFE;
• LI-ION.

Почему нужно придерживаться малой разницы в напряжении?

Это связано с тем, что аккумуляторы в момент поочередного подключения будут пытаться выравнять напряжение друг друга. В пример можно привести сообщающиеся сосуды с водой. Самый «полный» аккумулятор начнет отдавать ток менее «полному» аккумулятору до тех пор, пока они не станут одинаковыми по напряжению.

Правило 2. Отсюда выходит еще одно: подключать сначала нужно силовые провода всех аккумуляторов, подождать несколько минут (смотрите таблицу зависимостей ниже) и затем подключить балансировочные провода.

Сколько нужно ждать времени, чтобы напряжение аккумуляторов выравнялось между собой?

Таблица конечно же примерная, но отражает полную суть вопроса:

Например, если один аккумулятор разряжен на 50% (от максимальной отметки напряжения, до минимальной), а второй на разряжен на 20%, то вам нужно будет подождать примерно 15 минут, так как 50-20 = 30%.

Что будет, если подключить заряженный аккумулятор и разряженный? Ответ прост — так как будет протекать слишком большой ток от заряженого к разряженному, то дорожки на плате параллельной зарядки поплавятся, потому что они не рассчитаны на такие большие токи.

Диодный изолятор

Диодный изолятор – это распространенный способ одновременной зарядки двух и более аккумуляторных батарей. Выходной ток генератора подается на диоды, которые пропускают его только в одном направлении и блокируют его протекание между аккумуляторами.

Каждой аккумуляторной батарее присваивается собственный диод, с помощью которых любое количество батарей можно заряжать одновременно. Во время работы аккумуляторы изолированы друг от друга и бортовое оборудование не может случайно разрядить стартовый аккумулятор.

Не смотря на то, что диодные изоляторы выглядят идеальными устройствами для зарядки двух аккумуляторов, у них имеется существенный недостаток, который часто не принимают во внимание.

Диод можно сравнить с клапаном, который установлен в водопроводной трубе. Если клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной, то чтобы его открыть давление воды должно преодолеть усилие пружины. Для открытия диода так же необходимо совершить дополнительную работу, которая приводит к падению напряжения между его входом и выходом.

В зависимости от типа диода и отношения его номинала к протекающему в цепи зарядки току, падение напряжения на диоде составляет 0,6-1,0 вольт. Поскольку разница в десятые доли вольта оказывает существенное влияния на скорость и качество зарядки аккумуляторной батареи, падение напряжения на диодах делает систему зарядки не работоспособной.

Стандартный регулятор напряжения, установленный внутри генератора, измеряет напряжение аккумулятора на выходной клемме генератора, а не на самом аккумуляторе. Если в зарядной цепи появляется диод, то регулятор «думает», что напряжение аккумулятора 14,2 вольта, хотя фактически оно — 13,6 вольт.

Если не компенсировать это падение напряжения, регулятор отключит генератор задолго до того, как аккумуляторы полностью зарядятся. Продолжительность зарядки возрастет в несколько раз, аккумуляторы будут хронически недозаряжаться и страдать от сульфатации.

Почти всегда лучшее решение для уже установленных диодных изоляторов выбросить их и заменить на реле зарядки. Если этого делать не хочется, можно установить выносной регулятор напряжения или Alternator to Battery Charger компании Sterling Power.

Эти устройства перехватывают у встроенного регулятора напряжения контроль над работой генератора, отслеживают напряжение на аккумуляторах и повышают его с учетом падения на диодах. Кроме того, они заряжают аккумуляторы по четырехступенчатому алгоритму, который гораздо эффективнее, чем зарядка напрямую от генератора.

Каким током можно заряжать аккумуляторы в параллельной зарядке?

Моя параллельная зарядка LiPo (ссылка ниже) работает с токами до 40 ампер:

У нее также есть предохранитель:

и в случае перегрузки — он перегорит и спасет дорожки платы от перегорания.

Так как в такой зарядке параллельное соединение, то суммируется mAh, в нашем случае, если мы разместим 3 аккумулятора по 1500mAh:

то сможем заряжать током 4,5 ампера, так как заряжать в такой зарядке нужно токами 1С — 4500mAh это 4,5 А. Зарядное устройство будет «видеть» эти аккумуляторы как одно единое целое. Как видим, запас у этой платы очень большой.

Зарядные устройства

В электросистемах с одним генератором потребуется специальное устройство зарядки, которое подключают между стартовым и тяговым аккумуляторами. Устройство включается и заряжает второй аккумулятор по четырехступенчатому алгоритму, как только генератор начинает работать. Благодаря этому различные типы аккумуляторов можно использовать одновременно. Некоторые модели позволяют работать с двумя разными напряжениями – получать на вход 12 вольт и отдавать на выходе 24 или 36 вольт.

В отличии от внешних регуляторов DC-DС зарядные устройства не повышают напряжение на генераторе, и их можно использовать на двигателях с ECU и на автомобилях с генераторами переменного напряжения, соответствующих стандартам EURO5 / EURO6

Задайте вопрос,

и получите консультацию по электрооборудованию для катера, яхты, автодома или кемпера

О параллельной зарядке

Я использую вот такую параллельную зарядку:

Очень качественный пластик и приличный вес, пайка чистая. В комплекте идет балансировочный кабель и собственно, сама плата.

Фотографии

Дистанционный переключатель

Дистанционный переключатель аккумуляторов – это силовое реле, которое устанавливают рядом с аккумуляторной батареей, а кнопку его включения размещают в месте удобном для пользователя. Такая схема уменьшает длину кабелей, их стоимость, вес и падение напряжения и часто выгоднее механического переключателя аккумуляторов.

Критерии для выбора дистанционного переключателя:

• Кратковременная и непрерывная нагрузка должна соответствовать мощности источника тока
• Индикаторы состояния на корпусе и на кнопке включения/выключения
• В качестве исполнительного устройства используются бистабильное реле, которое потребляет ток только в момент переключения, но не в замкнутом состоянии
• Пожаробезопасное исполнение для установки в отсеках бензиновых двигателей
• Класс защиты IP66-IP68

В общую цепь

Этот способ подключения резервной АКБ в автомобиль считается наиболее оптимальным, так как предусматривает использование специальных «развязок». Эти своеобразные реле способны в ручном или автоматическом режиме поочередно (по мере истощения заряда) подключать или отключать для подзарядки основной и резервный источник питания к бортовой сети транспортного средства.

Единственный недостаток этого вида подключения дополнительной АКБ в автомобиль — высокая стоимость устройств, которые по цене почти не уступают новому аккумулятору. Зато «развязка» поможет водителю в ручном режиме выбирать рабочую батарею, а также получить подробную информацию об уровне заряда каждого источника питания.

Второй аккумулятор: иметь или не иметь?

Как видите, второй АКБ подключить вполне реально. Нужно лишь заранее продумать, какое оборудование вам требуется подключить, оценить свои финансовые возможности и прикинуть, достаточно ли места в вашем авто для нового оборудования.

При финансовых вложениях и грамотной установке оборудования получите отличную схему из двух или более аккумуляторов.

И тогда на автомобиле можно будет без проблем отправляться в поход, на рыбалку, в дальнюю поездку и т. п. Для подключения дополнительного оборудования все будет готово.

Какой из видов АКБ выбрать?

Для дополнительной батареи могут использоваться различные аккумуляторы: WET, GEL или AGM типа. Первый элемент питания на жидком электролите, а два других – гелевые, но разных конструкций.

WET

Преимущества:

• Невысокая цена;
• Легче подобрать аналогичный к штатному устройству.

Недостатки:

• Быстрый износ;
• Необходимость строго вертикального расположения для предотвращения КЗ;
• При наличии акустики с сабвуфером допускает «просадку» напряжения, что существенно портит качество звука;
• Не допускается установка внутри салона;
• Длительная полная зарядка.

GEL

Преимущества:

• Низкий показатель внутреннего сопротивления батареи;
• Высокая устойчивость к глубоким разрядам;
• Может устанавливаться независимо от расположения в пространстве;
• Безвредный для монтажа внутри салона автомобиля.

Недостатки:

• Необходимо искать специальные зарядные устройства хорошего качества, что довольно сложно на сегодня;
• При снижении температуры среды большие токи отдавать не способен;
• Большая цена за единицу.

AGM

Преимущества:

• Отличается высокой устойчивостью к «просадкам» напряжения, что делает его наилучшим для акустики с сабвуфером;
• Быстрая зарядка;
• Высокий показатель устойчивости к глубокому разряду;
• Отсутствуют вредные испарения при работе, может устанавливаться в салоне;
• Герметизация корпуса на хорошем уровне, что позволяет расположить батарею непосредственно возле усилителя и акустики, сокращая таким образом длину соединительных кабелей и внутреннее сопротивление цепи в целом;
• Может располагаться в любом положении относительно вертикали.

Недостатки:

• Несмотря на более низкую цену, чем гелевого сородича типа AGM для обычного автолюбителя является все еще дорогим удовольствием;
• Сложности с поиском ЗУ, поскольку в современных автомобильных лавках их нет, доступны только «подпольные» устройства с интернет-магазинов или продажа самостоятельно изготовленных кустарным способом из-под прилавка.

В данном видео подробно описаны достоинства и недостатки разных видов аккумуляторов, и их применение в качестве дополнительных источников питания:

Когда пригодится второй аккумулятор

На наших дорогах встречается большое количество внедорожников, оборудованных электрической лебедкой. Кроме того, на машине установлена сигнализация, аудиосистема. Все это быстрее «сажает» аккумулятор. Для таких машин, второй аккумулятор становится незаменимым дополнением.

Чтобы понять, стоит ли устанавливать акб аппарат в машину, нужно выполнить маленький расчет. В обычном автомобиле установлен прибор, емкость которого находится в диапазоне 55-65 Ah. Стандартная мощность такого аппарата достигает 4 кВт. Причем приборы автомобиля, а также другие стандартные потребители энергии, забирают приблизительно 2 кВт.

Когда в автомобиле установлены дополнительные электрические приборы, общая мощность которых превышает 2 кВт, наверное, не мешает подумать о подключении дополнительного второго аккумулятора. Узнать какую мощность потребляют дополнительные устройства, можно внимательно изучив их технические характеристики.

Кстати, вторая батарея отлично установится в багажнике. Места для него предостаточно.

Выбор места для установки второго аккумулятора

В любом легковом автомобиле есть всего три условных зоны, куда можно поставить второй аккумулятор:

1. Подкапотное пространство.
2. Салон.
3. Багажное отделение.

Начнем, пожалуй, с салона, так как про это место почти всегда говорят, что категорически нельзя. Действительно, если в роли второго аккумулятора вы планируете использовать классику с жидким электролитом, то, конечно же, устанавливать его в салоне не стоит. Испарения и все такое… Но что касается более продвинутых источников питания – гелевых, например? Аналогичные аккумуляторы у многих стоят прямо под ногами в виде источников бесперебойного питания для компьютеров. Так почему же АКБ с такой же технологией изготовления нельзя поставить в салон автомобиля? Да можно. Если есть место, конечно же.

Под капотом многих автомобилей не то, что второй аккумулятор, спичечный коробок не влезет. Потому многие автовладельцы при рекомендации этого варианта крутят указательным пальцем у виска. Да, им такой вариант не подходит. Но есть же и такие машины, под капотом которых очень много свободного места. И если уж и есть лучшее место для второго аккумулятора, то оно находится именно здесь. Но не всегда.

Так, если вы планируете подключать вторую АКБ через автоматическое коммутирующее устройство, то место ее установки не очень критично. Если же два аккумулятора подключаются в параллель напрямую, то здесь огромное значение играет расстояние между ними. Дело в том, что напрямую соединять их можно только проводами внушительного сечения. В противном случае будут конские просадки напряжения, нагрев силовых проводов и даже пожар. А если вторая АКБ устанавливается под капотом, то подсоединить ее нормальными проводами куда проще, чем тянуть такие в заднюю часть автомобиля.

Собственно, третье место для установки второй аккумуляторной батареи – багажник – является не самым лучшим вариантом. Но иногда больше просто некуда. В таких случаях подключать АКБ надо только через коммутатор или посредством очень толстых проводов.

Следует понимать, что сечения, которое имеет плюсовой провод, идущий от основной АКБ к стартеру (самый нагруженный) при установке в багажник может быть недостаточно. Виной тому расстояние. Под капотом от АКБ к стартеру всего каких-то полметра. А вот из багажника длина провода при скрытой укладке где-то под обшивками может составить около 3-5 метров. Соответственно, во столько же раз вырастет и сопротивление этого провода, а также падение напряжения на нем. Чревато это просадками напряжения и чрезмерным нагревом провода.