Chiarimenti sulla ricarica in parallelo per le batterie LiPO

[CarloRoma63]

Originalmente inviato da marcodef

Io non mi sogno neanche di sostenere che una batteria sia un componente . Ma la batteria NON genera ma accumula e rilascia PERTANTO non può essere modellata senza componenti reattivi. Mi sa che tutta la letteratura a riguardo mi dia ragione...


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Diciamo che in elettronica ed elettrotecnica si parla di componenti reattivi quando questi, ad esempio, introducono uno sfasamento tra tensione e corrente quando si è in regime di corrente alternata ed hanno un comportamento lineare. Un accumulatore non è ne lineare ne tanto meno può funzionare in un regime di correnti alternate.

Che poi si possa assimilare un accumulatore ad un condensatore per il solo fatto che accumula energia e poi la rilascia, la cosa è un tantino forzata. Allo stesso modo potresti assimilare un volano ad un induttore, accumulano entrambi energia cinetica, ma sono due oggetti ben distinti, con comportamenti non affatto assimilabili. Tanto per dire, e questo è il primo esempio che mi viene in mente, il volano può conservare l'energia cinetica teoricamente all'infinito, l'induttore assolutamente no.

Nel nostro caso specifico, invece, un accumulatore si comporta come un alimentatore quando fornisce energia o un carico puramente resistivo quando la assorbe. Solo osservandolo in regime di correnti continue, derivando rispetto al tempo ed ignorando che non è un componente lineare possiamo osservare dei comportamenti simili a quelli di un condensatore di capacità elevatissima.

Carlo

[marcodef]

prima o poi mi arrendero'

Originalmente inviato da CarloRoma63

Diciamo che in elettronica ed elettrotecnica si parla di componenti reattivi quando questi, ad esempio, introducono uno sfasamento tra tensione e corrente quando si è in regime di corrente alternata ed hanno un comportamento lineare. Un accumulatore non è ne lineare ne tanto meno può funzionare in un regime di correnti alternate.

la definizione di componente reattivo e' un componente che puo' immagazzinare energia.. nei regimi a corrente alternate ha una reattanza che e' cio' che dici tu... comunque fissiamoci pure sulle definizioni ma il senso lo hai capito: ci devi mettere un condensatore (almeno) per spiegare una batteria quando si ricarica...

Che poi si possa assimilare un accumulatore ad un condensatore per il solo fatto che accumula energia e poi la rilascia, la cosa è un tantino forzata. Allo stesso modo potresti assimilare un volano ad un induttore, accumulano entrambi energia cinetica, ma sono due oggetti ben distinti, con comportamenti non affatto assimilabili. Tanto per dire, e questo è il primo esempio che mi viene in mente, il volano può conservare l'energia cinetica teoricamente all'infinito, l'induttore assolutamente no.

Nel nostro caso specifico, invece, un accumulatore si comporta come un alimentatore quando fornisce energia o un carico puramente resistivo quando la assorbe.

fantastico: infatti la batterie quando si ricarica si scalda e basta!! e quando fornisce energia ha impedenza in uscita nulla!!

Solo osservandolo in regime di correnti continue, derivando rispetto al tempo ed ignorando che non è un componente lineare possiamo osservare dei comportamenti simili a quelli di un condensatore di capacità elevatissima.

e scusa tanto: non e' proprio quello di cui stiamo parlando? di due batterie che si ricaricano a corrente costante a regime in fase CC?? non era chiaro? non so le tue ma le mie aumentano la tensione quando si ricaricano, e ascolta: se le tue si scaldano e basta c'e' qualcosa che non va, fidati...

comunque se vuoi modellare una batteria guarda qui, e' un buon punto di partenza:

https://www.mathworks.com/discovery/battery-models.html

https://www.mathworks.com/help/physm...t-circuit.html

Carlo

[Archi]

Originalmente inviato da marcodef

prima o poi mi arrendero'

Vedo che non sei molto ferrato in fatto di elettrotecnica.
Quello che si vede nei link che hai postato è semplicemente il circuito equivalente di una batteria. Qualunque componente reale presenta un comportamento reattivo, dovuto semplicemente a come è fatto, persino un filo rettilineo puro e semplice presenta una componente reattiva. Normalmente queste componenti reattive sono talmente basse da poter essere tranquillamente trascurate, soprattutto in fase di ricarica quando si parla di corrente continua.


La batteria circuitalmente parlando è un generatore (e l'elettrotecnica accetta che un generatore possa avere potenza negativa, dove vada questa potenza negativa non interessa).
Un componente reattivo non è un generatore (in meccanica potresti vederlo come una molla) anche se è in grado di accumulare una certa quantità di energia.


Tornando al problema della ricarica in parallelo, la faccenda è molto più banale di quanto non sembri.


Quando si da una certa corrente ad una batteria, la sua tensione sale (per l'aumento dello stato di carica e per la Ri). A parità di corrente, tanto più la batteria è piccola, tanto più in fretta sale la tensione, questo è proprio il comportamento che tende a mantenere stabile il parallelo, la batteria più piccola tenderà ad aumentale la sua tensione più rapidamente di quella grande, ma siccome la tensione è imposta dal parallelo, questo vuol dire che la corrente che la attraversa tenderà a dimiuire.
La stessa cosa succede con la temperatura, se una batteria si scalda, aumenta la sua Ri e questo tende a limitare la corrente in essa a favore delle altre celle, tutto qui.


I problemi possono esserci ad esempio in caso di una grossa batteria pesantemente rovinta con una grande Ri caricata in parallelo ad una piccola, in quel caso se si sommano le correnti di ricarica c'è comunque il rischio che nella batteria piccola passi troppa corrente, almeno inizialmente, raggiunto il limite di tensione, poi le cose andrebbero comunque a posto, ma in ogni caso la batteria piccola non ne sarebbe felice.


Ciao.

[dex1]

buondi.
per certi aspetti avete tutti ragione e non sto qui q dire chi e checcosa,anche perche' non sono all'altezza ma ho parecchi anni di esperienza sul campo.
ho letto spiegazioni validissime per entrambi ma non tutti le possono recepire nel modo corretto.

ma avete perso il filo del discorso sicurezza.
non ho scritto che NON si puo fare, ma che e pericoloso.
si perche' il 95% dei utilizzatori,di queste regole non ne sa nemmeno il 5% ed e un attimo incendiare la casa.
non ho mai letto nelle istruzioni di un carica batterie "anche dei piu blasonati" di poter caricare in parallelo,chissa perche'.
quindi chi vuol farlo la fa a suo rischio e pericolo.
scrivo questo perche' al mio campo volo,spesso mi vengono i capelli dritti"anche se non ne ho piu tanti"di come certi modellisti usano/trattano/conservano tali batterie,
e sono sempre li a rimproverarli e istruirli,ma ho sempre paura di sentire notizie di disatri.
una volta ce mancato veramente poco.

ciao,buoni voli.

[marcodef]

Originalmente inviato da Archi

La batteria circuitalmente parlando è un generatore (e l'elettrotecnica accetta che un generatore possa avere potenza negativa, dove vada questa potenza negativa non interessa).

Stai migliorando Archi, un post intero senza un diodo dentro mostra un certo progresso!!

se questo e' il modello per spiegare i meccanismi della ricarica in parallelo (come sostenete tu e Carlo):



l'unica conclusione a cui puoi arrivare e' che una volta che la ricarica viene interrotta l'energia accumulata da ogni ramo (cioe' da ogni batteria) dipende SOLO dalla resistenza del ramo, anche se i valori di capacita' fossero uguali.

Dal momento che questa conclusione e' errata (visto che le batterie si caricano tutte) ci deve essere qualcosa che non va...

L'unico modo semplice per spiegare il fenomeno e' quello di metterci un condensatore, non c'e' altra via, mi spiace. E ancora mi spiace ma non credo che sarebbe di un valore trascurabile. Probabilmente non e' un modello perfetto, ma almeno ha un senso e spiega in qualche modo l'evidenza sperimentale.

Rimane che se le resistenze interne delle batterie sono di qualche milliohm, non e' che lo SOC delle batterie possa essere tanto sbilanciato: sarebbe quello corrispondente a qualche mV. Quindi le batterie si caricano in maniera proporzionale alla capacita', e il resto e' trascurabile.

sulla sicurezza concordo con Dex, come mi sembra di aver scritto piu' volte.

[marcodef]

Originalmente inviato da Archi

La stessa cosa succede con la temperatura, se una batteria si scalda, aumenta la sua Ri e questo tende a limitare la corrente in essa a favore delle altre celle, tutto qui.

sicuro?

[CarloRoma63]

Originalmente inviato da marcodef

Stai migliorando Archi, un post intero senza un diodo dentro mostra un certo progresso!!

se questo e' il modello per spiegare i meccanismi della ricarica in parallelo (come sostenete tu e Carlo):



l'unica conclusione a cui puoi arrivare e' che una volta che la ricarica viene interrotta l'energia accumulata da ogni ramo (cioe' da ogni batteria) dipende SOLO dalla resistenza del ramo, anche se i valori di capacita' fossero uguali.

Dal momento che questa conclusione e' errata (visto che le batterie si caricano tutte) ci deve essere qualcosa che non va...

L'unico modo semplice per spiegare il fenomeno e' quello di metterci un condensatore, non c'e' altra via, mi spiace. E ancora mi spiace ma non credo che sarebbe di un valore trascurabile. Probabilmente non e' un modello perfetto, ma almeno ha un senso e spiega in qualche modo l'evidenza sperimentale.

Rimane che se le resistenze interne delle batterie sono di qualche milliohm, non e' che lo SOC delle batterie possa essere tanto sbilanciato: sarebbe quello corrispondente a qualche mV. Quindi le batterie si caricano in maniera proporzionale alla capacita', e il resto e' trascurabile.

sulla sicurezza concordo con Dex, come mi sembra di aver scritto piu' volte.

Tu continui a mischiare il rigore della matematica, che ho già detto porta a risultati non misurabili strumentalmente, con una teoria basata solo sulla esperienza sperimentale.

Rimane il fatto che il circuito equivalente che ho mostrato ed il cui comportamento è matematicamente esposto nel file excel che ho pubblicato, funziona così e non c'è verso di farlo funzionare in modo diverso, indipendentemente dalle definizioni.

Se non ti ci trovi da un punto di vista sperimentale, il motivo te l'ho già spiegato ma te lo riassumo:
1 - le misure non possono essere fatte sulla cella ideale senza includerci anche la Ri, quindi sono falsate all'origine
2 - le differenze calcolate matematicamente sono al di sotto della soglia di sensibilità della maggior parte degli strumenti in nostra dotazione.

Infine, per tua conoscenza, qualsiasi elemento che produce una tensione è assimilabile ad un generatore ideale (di tensione o di corrente) con la sua resistenza interna. Qualsiasi elemento che assorbe energia, indipendentemente da come poi la smaltisca (calore, luce o reazione chimica) si può assimilare ad una resistenza. Qualsiasi elemento reattivo (condensatore o induttanza) si può assimilare ad una reattanza con in serie o in parallelo la sua resistenza interna. Qualsiasi circuito, visto da due suoi nodi, può essere assimilato ad un generatore con la sua resistenza interna. Qualsiasi maglia ha tensione totale uguale a zero, qualsiasi nodo ha corrente totale uguale a zero.

Questo non lo dico io, lo dicono persone dai nomi ormai noti: MILLMAN, TEVENIN, NORTON, etc.

Comunque, visto che continui a fare il parallelo tra celle e condensatori, perché non provi a vedere l'andamento della tensione ai capi di due condensatori, di capacità diversa, con due resistenze in serie, anch'esse di valore diverso e calcolate in modo tale che il prodotto RC sia diverso nei due casi, quando le colleghi ad un alimentatore a cui hai posto in serie una resistenza Ra?
Forse ti accorgerai che il tuo modello con i condensatori rispecchia esattamente quello che dico io: ogni condensatore si caricherà alla tensione V secondo la costante di tempo RC, dove la R e la V sono quelli che vede ai suoi capi secondo Tevenin. Ti accorgerai che, secondo Tevenin, il calcolo del generatore equivalente include la tensione dell'altro condensatore, quindi il calcolo si complica abbastanza e dovrai fare una integrale, ma il risultato confermerà quanto mostrato dal mio foglio excel.
Ti accorgerai che più aumenta la resistenza Ra e più la tensione sui due condensatori aumenta in modo simile, più diminusci la Ra e più si evidenzia la differenza. Se arrivi a Ra = 0 (alimentatore a tensione costante controllato in controreazione), ti accorgerai che ogni condensatore si carica esclusivamente secondo la propria costante di tempo RC, in modo indipendente dall'altro condensatore.

Poi fai tu.

Carlo

[CarloRoma63]

Originalmente inviato da Archi

La stessa cosa succede con la temperatura, se una batteria si scalda, aumenta la sua Ri e questo tende a limitare la corrente in essa a favore delle altre celle, tutto qui.
.

Questo è un comportamento che non conosco, ci spieghi meglio da cosa nasce?
La Ri è dovuta alla somma delle resistenze delle parti metalliche, sostanzialmente stabile al variare della temperatura (cambia di molto poco, specialmente nell'intervallo di temperature che ci interessano) e dall'elettrolita della cella.
Se fosse confermato quanto sostieni, significa che l'elettrolita diminuisce la sua conducibilità all'aumentare della temperatura?

Carlo

[Archi]

Originalmente inviato da marcodef

sicuro?

Sicurissimo.

[Archi]

Originalmente inviato da CarloRoma63

Questo è un comportamento che non conosco, ci spieghi meglio da cosa nasce?
La Ri è dovuta alla somma delle resistenze delle parti metalliche, sostanzialmente stabile al variare della temperatura (cambia di molto poco, specialmente nell'intervallo di temperature che ci interessano) e dall'elettrolita della cella.
Se fosse confermato quanto sostieni, significa che l'elettrolita diminuisce la sua conducibilità all'aumentare della temperatura?

Carlo

Questa deriva dall'esperienza sui grandi pacchi batteria, se succedesse in contrario il sistema sarebbe intrinsecamente instabile e lo sarebbe anche all'interno di una stessa batteria, perchè avresti una parte delle armature che si scaldano più delle altre e quindi una parte della batteria più carica delle altre.