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Vecchio 05 febbraio 06, 15:29   #1 (permalink)  Top
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La carica e la scarica delle LiPo

Per essere più preciso nella risposta ad una domanda posta da un amico del forum (post del 17/01/06) sulla carica di batterie Lipo e la carica delle stesse con caricatori per batterie Lion, ho fatto alcune prove che tento di spiegare qui sotto.
Naturalmente questa mia esperienza non è vangelo ma può essere cambiata, modificata e corretta da altre esperienze con metodi più scientifici.

Strumenti usati.
- La batteria in prova è una Lipo 3 celle 11.1 Volt 1500 mAh (cinese, grazie a Radicea).
- Un caricatore Lipo ROBBE 300.
- Un caricatore Lipo autocostruito (schema presente in questo sito) con corrente di carica decrescente e con la sola aggiunta di due display digitali.
- Un DATA LOGGER 4 canali (linea rossa per la tensione e linea verde per la corrente).

La carica e la scarica delle LiPo-foto-1.jpg

Le cariche sono state fatte sempre a 1C (1,5 A).
Le scariche sono state fatte sempre a 2 A cronometrate in modo automatico.
Sono state fatte 3 prove di carica e scarica sulla stessa batteria con gli stessi strumenti.

Prova n. 1.
- La batteria Lipo è stata caricata in automatico con il caricatore Lipo Robbe 300 con corrente a 1C (1,5 A) e tensione massima 12,6 Volt.
La curva di carica, come si vede dal grafico, è a corrente costante e tensione crescente per il primo tratto, ed è a corrente decrescente e tensione costante nel tratto finale.
E’ da notare che la corrente rimane costante a 1,5 A solo per 30 minuti, poi inizia a diminuire per portarsi verso lo zero.

La carica e la scarica delle LiPo-foto-2.jpg

Tempo di carica fino ad una corrente finale di 15 mA, 90 minuti.
La stessa batteria è stata scaricata a 2 A costanti e ha impiegato 45 minuti per raggiungere la tensione minima consentita di 7 Volt.

- Sempre la stessa batteria è stata caricata in automatico (12,6 V max) con il caricatore autocostruito e con una corrente di 1,5 A iniziali.
La curva di carica, come si vede dal grafico, è a corrente decrescente (caratteristica di questo caricatore) per tutto il periodo della carica. La tensione invece è crescente per il primo tratto e rimane poi costante nel tratto finale.

La carica e la scarica delle LiPo-foto-3-.jpg

Tempo di carica fino ad una corrente finale di 15 mA, 120 minuti.
Al termine della carica la batteria è stata scaricata a 2 A costanti e ha impiegato come nel precedente caso 45 minuti.

Da queste prove si ricava che per caricare le Lipo si può usare, nel primo tratto di carica, sia una corrente costante sia una corrente decrescente.

Quando nella carica è utilizzata solo una corrente decrescente, il tempo impiegato per raggiungere la massima tensione consentita sarà più lungo del 25%.

La batteria, caricata con i due metodi descritti e poi scaricata con una corrente di 2 A, impiega in entrambi i casi lo stesso tempo di 45 minuti. La stessa batteria in entrambe le cariche immagazzina la stessa quantità di energia.

Con questa prova si dimostra che non è indispensabile caricare le Lipo a corrente costante. Rimane prudente non superare la massima corrente di carica consigliata dai produttori delle celle.

Prova n. 2.
(Questa prova è stata fatta per chi carica le Lipo con caricatori adatti alle sole batterie Lion.)
In questa prova al caricabatterie per Lipo autocostruito, è stata diminuita la tensione di fine carica di 0,4 Volt (V max 12,2 anziché 12,6 V), questo per portare la tensione massima come per le batterie Lion.

La batteria è stata caricata con una corrente di 1,5 A con andamento decrescente (caratteristica di questo caricatore).
Il tempo impiegato dalla batteria per caricarsi fino a raggiungere la corrente finale di 15 mA è stato di 120 minuti.
La stessa batteria è stata poi messa in scarica controllata con una corrente costante di 2 A e ha impiegato 38 minuti per raggiungere la minima tensione consentita (7 V).

Con quest’ultima prova si nota che una batteria Lipo, caricata con un caricatore per batterie Lion, perde il 20% della sua capacità nominale.

Concludo sperando che queste prove siano integrate o corrette con vostre esperienze dirette, questo per essere d'utilità a tutti gli interessati su questo argomento.

Naraj.
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Vecchio 06 febbraio 06, 17:01   #2 (permalink)  Top
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Ottimo Naraj

Ma.. da profano quale sono nel campo dell'elettronica, qual'è il vantaggio di fare un CB come quello del secondo caso (corrente decrescente)? E' più semplice?
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Vecchio 07 febbraio 06, 00:28   #3 (permalink)  Top
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Originalmente inviato da Hannibal
Ottimo Naraj

Ma.. da profano quale sono nel campo dell'elettronica, qual'è il vantaggio di fare un CB come quello del secondo caso (corrente decrescente)? E' più semplice?
L'unico "vantaggio" è il risparmio di qualche euro.
Ho descritto la carica di una LiPo con questo CB per mettere in risalto il fatto che nella prima parte della carica di una batteria, non è strettamente richiesto una corrente costante. L'uso della corrente costante accorcia solo il tempo di carica.

Il caricabatterie per LiPo autocostruito di cui parlo è stato realizzato con lo schema trovato in questo sito. Questo CB è adatto agli amanti del "fai da te", lo stesso CB l'ho fatto più di un anno fa e lo continuo ad usare.
Per ciò che riguarda l'energia immaganizzata dalla batteria in carica, il CB autocostruito, confrontato con il CB Robbe, fornisce gli stessi risultati di quest'ultimo.
Una controindicazione è la durata del tempo di carica che è superiore del 25% rispetto al Robbe.

Ciao da Naraj.
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Vecchio 07 febbraio 06, 14:32   #4 (permalink)  Top
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Ok, grazie del chiarimento
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Vecchio 07 febbraio 06, 14:38   #5 (permalink)  Top
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fantastico, la prova che cercavo, mitico!!!
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Vecchio 08 febbraio 06, 14:34   #6 (permalink)  Top
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Test interessante Naraj, ma vorrei solo aggiungere alcune cose in quanto non ho ben capito il perchè della corrente decrescente e da quale idea nasce.

La carica delle lipo avviene in corrente costante solo per evitare, nella prima fase di carica, di superare un certo valore di corrente di carica. Successivamente raggiunto il voltaggio limite le tensione viene fissata (voltaggio costante) quindi la corrente inizia a decrescere sino al valore di soglia minima in cui si considera raggiunto il 90% di carica.

L'unica sequenza di carica che ho sperimentato è utile alla vita delle batterie è quella di far intervenire la carica in voltaggio costante in anticipo e tenerla al di sotto del valore di soglia, esempio: se il valore per 3 celle è di 12,600 V la carica in CV si arresterà a 12,500 per poi, una volta scesa a valori molto bassi la corrente di carica, arrivare a 12,600.

Da quello che ho capito del tuo test vedo un tempo di carica inferiore per via della corrente più alta di 1C (2A) giusto?

Quindi bisognerebbe verificare se questa corente più alta, in fase iniziale, non sia deleteria per la vita della batteria.

Quindi il prossimo test che, per la comunità, potrai fare sarà vedere se questo produce una diminuzione della vita delle batterie ed, aggiungo, verificare anche come varia la loro resistenza interna a seconda del tipo di carica.

Un saluto e buon lavoro..... faccio qualche test anche io e ti fò sapere

Riccardo
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Vecchio 08 febbraio 06, 15:09   #7 (permalink)  Top
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L'avatar di Renato74
 
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Grazie per l'interessante test.
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Vecchio 08 febbraio 06, 16:09   #8 (permalink)  Top
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Originalmente inviato da gotosan
.......................L'unica sequenza di carica che ho sperimentato è utile alla vita delle batterie è quella di far intervenire la carica in voltaggio costante in anticipo e tenerla al di sotto del valore di soglia, esempio: se il valore per 3 celle è di 12,600 V la carica in CV si arresterà a 12,500 per poi, una volta scesa a valori molto bassi la corrente di carica, arrivare a 12,600.

Da quello che ho capito del tuo test vedo un tempo di carica inferiore per via della corrente più alta di 1C (2A) giusto?

Quindi bisognerebbe verificare se questa corente più alta, in fase iniziale, non sia deleteria per la vita della batteria...........................
Se rileggi la descrizione delle prove di carica, noterai che non ho mai superato 1C. Forse i di 2 Ampere di cui parli, sono stati usati solo nella scarica.

Non ti so dire se limitando la tensione massima a 12,5 Volt (3 celle) si abbia una maggiore durata nel tempo della batteria. Questo risultato lo si può verificare solo dopo diverse decine di cariche e scariche delle celle.
Una cosa non mi torna, se fissi la tensione massima a 12,5 Volt, anche se lasci la batteria sotto carica per diverse ore, la corrente scenderà a zero ma la tensione deve rimanere a 12,5 V.

Per ciò che riguarda la variazione della resistenza interna delle celle, per il momento, non ho fatto nessuna prova.

Naraj.
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Vecchio 08 febbraio 06, 16:13   #9 (permalink)  Top
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Originalmente inviato da Renato74
Grazie per l'interessante test.
E' stato anche una mia curiosità.

Ciao da Naraj.
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Vecchio 08 febbraio 06, 16:20   #10 (permalink)  Top
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Originalmente inviato da Naraj
Se rileggi la descrizione delle prove di carica, noterai che non ho mai superato 1C. Forse i di 2 Ampere di cui parli, sono stati usati solo nella scarica.
......

Per ciò che riguarda la variazione della resistenza interna delle celle, per il momento, non ho fatto nessuna prova.

Naraj.

Hai ragione avevo letto male circa la carica.. per quanto riguarda la modalità di carica il limite di 12,500 è solo un limite tenuto sino a che la corrente di carica non scende a circa 150-200 mA poi viene portata a 12,6.

I test, che ho fatto in queste condizioni su almeno 6 batterie, li ho protratti nell'arco di 40 cicli circa nell'arco di un anno e le celle sottoposte a quel trattamento ancora sono in vita, le altre hanno diminuito in maniera significativa la loro durata e resistenza interna. Le celle sono state sempre scaricate in volo ed il voltaggio di scarica controllato da apposito circuito tarato a 9,3V e sotto quel limite non sono mai scese (pacchi da 3 celle)

Un saluto
Riccardo
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