Collegamento batterie

[Furio57]

Ciao a tutti
Sarà banale, ma leggendo qui sul forum non ho trovato qualche intervento che mi abbia dissipato dei chiarimenti su quale sia la differenza di comportamento di un gruppo di batterie in serie e collegate in parallelo con altri gruppi identici, rispetto ad un gruppo identico serie/parallelo, ma con la differenza di collegamenti in parallelo intermedi.
Che ne dite? Nessuno ne sa qualcosa?

Salutoni
Furio57

[jumpjack]

Un'ipotetica batteria da 48V di celle da 3V può essere 3s16p o 16s3p.

Nel primo caso devi bilanciare 3 celle, nel secondo 16, e visto che un bilanciatore per singola cella può costare anche 20 euro...

Pero' mi hai fatto venire in mente una cosa: 16 serie in parallelo, ognuna da 6 celle, oppure 16 paralleli in serie, ognuno da 6 celle... si scrivono sempre allo stesso modo? 16S6P? (sarebbe la mia batteria da 60V/24Ah con celle da 4V/Ah).

[Furio57]

Ciao a tutti

...16 serie in parallelo, ognuna da 6 celle, oppure 16 paralleli in serie, ognuno da 6 celle... si scrivono sempre allo stesso modo?...

Ciao jumpjack non ho idea di come si scrive, lasciando perdere la tecnologiai, quindi lasciando perdere le litio a cui fai riferimento parlando di bilanciatori perchè indifferente ai collegamenti...,quale è in pratica la migliore soluzione circuitale? A mio parere per varie elucubrazioni personali, la configurazione più efficace è quella dei paralleli di celle in serie, o no?
Ho trovato qualcosa al link che segue, ma solamente a livello concettuale e di formule, assimilando una batteria come "bipolo" http://digilander.libero.it/robertoo..._approfond.htm ,ma non risolve la questione.

Salutoni
Furio57

[atomax]

Ciao a tutti
...quale sia la differenza di comportamento di un gruppo di batterie in serie e collegate in parallelo

Ciao Furio, la differenza è sostanzialmente una: se le batterie sono tutte uguali e conservano nel tempo le medesime caratteristiche (stesse tensioni e stesse resistenze interne) possono essere collegate in parallelo senza problemi, sia singolarmente sia come paralleli di serie.
Purtroppo questa è una condizione ideale... Consideriamo ad esempio di collegare in parallelo due batterie da 12 V:
se con il passare del tempo la batteria n°1 aumenta la sua resistenza interna in maggior misura della batteria n°2, quando le carico scorrerà maggior corrente nella n°2 a causa della sua resistenza inferiore. Questa si caricherà più velocemente e in modo errato. Lo stesso succede in fase di scarica. Questa si scaricherà più velocemente erogando maggior corrente della gemella, rischiando di deteriorarsi precocemente. Occorre quindi utilizzare dei carica batterie appositi con equalizzatori di carica e dei regolatori appositi per la scarica, dunque è necessario complicare il sistema. Per evitare complicazioni è bene utilizzare un'unica batteria di capacità doppia, oppure è sempre consentito il collegamento in serie di batterie aventi la stessa capacità.

Saluti

[Furio57]

Ciao a tutti

...la differenza è sostanzialmente una: se le batterie sono tutte uguali...possono essere collegate in parallelo senza problemi...

Ciao atomax grazie dell' intervento, ma non hai risposto alla questione che ho posto...E' chiaro che se le batterie sono identiche puoi fare ed usare tutte le combinazioni che uno desidera, come è pacifico che sia meglio usare una batteria di capacità doppia rispetto a due con metà capacità in parallelo con tutti i possibili inconvenienti che conosciamo più o meno tutti e che hai esposto. In particolare col litio ho notato che il parallelo viene spesso usato, pur non essendo una cosa ideale. Comunque anche ammettendo di avere delle batterie perfettamente identiche, ripeto la questione: quale è la differenza elettrica fra un collegamento di batterie in serie e poi in parallelo, rispetto ad uno stesso gruppo di batterie collegate in parallelo e poi in serie?

Salutoni
Furio57

[jumpjack]

Te l'ho già detto: in serie devi bilanciare, in paralello no, e bilanciare costa.

[Furio57]

Ciao a tutti

Te l'ho già detto: in serie devi bilanciare, in paralello no, e bilanciare costa.

Ciao jumpjack mi sto spazientando!
Ma che lingua parlo? Non ho frequentato l' "accademia della Crusca", ma mi pare di parlare o meglio di scrivere in un italiano sufficientemente corretto!
Dimmi che intervento è quello che hai appena scritto! Non hai letto per niente i miei interventi!! La mia richiesta di maggiori informazioni era per il tipo di cablaggio indifferentemente dalla tecnologia. I bilanciatori o equalizzatori o come cavolo vuoi chiamarli si usano per le litio, per le batterie al piombo no, neanche per le Ni-Cd e neanche per Ni-Mh o sbaglio? Quindi del costo di bilanciamento non mi importa, anche perché non è un argomento tecnico!
E' da un po' che si sta scrivendo sul nulla! E mi pare che la mia richiesta di chiarimento sia lecita all' argomento batterie.

Saluti
Furo57

[atomax]

Ciao atomax grazie dell' intervento, ma non hai risposto alla questione che ho posto...

Ciao Furio,
scusami ma passando di fretta non avevo capito la tua domanda...
Per semplificare la trattazione basta considerare una batteria come se fosse una resistenza a valore negativo (un generatore).
Consideriamo che ciascuna batteria abbia una resistenza di -12 ohm (12V @ 1A).
Ne mettiamo due in serie, quindi otteniamo una resistenza da -24 ohm (24V @1A) ora questa serie la mettiamo in parallelo con un'altra serie identica, quindi avremo -24 ohm // -24 ohm = -12 ohm (24V @ 2A).
Ripetiamo la stessa procedura, ma stavolta colleghiamo prima le due batterie in parallelo, quindi:
-12 ohm (12V @ 1A) // -12 ohm (12V @ 1A) = -6 ohm (12V @ 2A).
questo parallelo lo colleghiamo in serie ad un parallelo identico, quindi:
-6 ohm / -6 ohm = -12 ohm (24V @ 2A).
In sostanza otteniamo lo stesso risultato per cui, in questo secondo caso c'è un collegamento in più (quello che mette in parallelo la mezzeria delle due serie). Se le batterie sono identiche, in questo collegamento non scorrerà nessuna corrente in quanto non ci sarà nessuna ddp ai sui capi. Potrebbe essere usato solo come presa centrale per ottenere una tensione duale o 1/2 della tensione totale della serie.

Spero di aver capito la domanda stavolta...

Ciao

[Furio57]

Ciao a tutti, ciao Atomax
Grazie dell'esposizione numerica: chi mi conosce sapendo che sono un progettista elettronico forse avrà sorriso...
Però, però, questa è una teoria semplice che nella sua semplicità non fa una piega, ma nella realtà la risposta del sistema è dinamica. Tralasciando formule perchè essendoci troppi parametri variabili e difficili da considerare, non sarà il caso che il tutto necessiti di prove sperimentali?...vedremo...

Salutoni
Furio57

[jumpjack]

Sembra di sentire un muto che parla con due sordi mentre un cieco sta a guardare.

[Furio57]

Ciao a tutti

Sembra di sentire un muto che parla con due sordi mentre un cieco sta a guardare.

...e uno stolto che scrive...

Furio57

[atomax]

Ciao Furio

...chi mi conosce sapendo che sono un progettista elettronico forse avrà sorriso...

Preferisco quasi sempre adattare il livello delle risposte a quello delle domande. Di solito se il livello della domanda supera le mie capacità (99% dei casi ) resto zitto.

...nella realtà la risposta del sistema è dinamica.

Alla fine chi fa le domande è quello che da le risposte ???
Scherzi a parte... Cosa intendi per "risposta dinamica"?
Stiamo parlando di risposta del sistema in fase transitoria o stiamo parlando di un sistema in regime permanente?
Se la corrente di assorbimento è lentamente variabile nel tempo e se analizziamo il sistema in un tempo t sufficientemente lontano dall'istante iniziale (che corrisponde al collegamento del carico) quali effetti dinamici prendiamo in considerazione?
Ricordo che le ipotesi iniziali erano batterie tutte perfettamente uguali tra loro, quindi:

• Stessa tensione;
• Stessa resistenza interna;
• Stessa costante di Peukert;
• Stessa capacità.

Ciao.

[Furio57]

Ciao a tutti, ciao atomax

...se il livello della domanda supera le mie capacità...resto zitto.

Ottima filosofia!

...Cosa intendi per "risposta dinamica"?...Stiamo parlando di risposta del sistema in fase transitoria

Sì certamente, dal momento zero a quello di potenze intermedie, per arrivare alla massima...

...Ricordo che le ipotesi iniziali erano batterie tutte perfettamente uguali tra loro...

Beh! la questione di tutte le batterie uguale per semplificare le hai supposte tu, a me serve una conoscenza più pratica da applicare in campo, anche perché non esistono batterie uguali, ma mi pare che al momento nessuno ne sappia in realtà qualcosa. Considera che se in teoria le batterie fossero perfettamente identiche, già solamente per la variazione di temperatura in funzione della posizione di montaggio (ventilazione/raffreddamento), unita magari a cavi di lunghezze differenti avremmo probabilmente gran parte delle batterie con risposte diverse.
Non mi fascerei comunque la testa più di tanto sulla omogeneità del parco batterie, ritengo che si abbia sufficiente tolleranza.

Salutoni
Furio57

[tonini_mingoni]

Ciao a tutti, vorrei intervenire anche io.

1)A livello di bilianciamento, è sempre conveniente pensare ad un'eventuale bilanciamento delle celle indipendentemente dalla chimica della cella; questo perchè è risaputo che celle in serie si sbilanciano sempre.
Con chimica litio, sovraccaricare la cella, prende fuoco, con chimica piombo si sovraccarica e si rovina la cella; per questo è "obbligatorio" blianciare le celle litio.

2)Parlando, a suo tempo, con l'ing. Mologni Exide, mi spiegò che la 600 dalla prima alla seconda serie, avevano inserito su ogni batteria (6 celle) il cosidetto CCM (controllo carica monoblocco) proprio per evitare sovraccariche di singole batterie (chiamate monoblocco) durante la carica.
La ccm dissipa se non ricordo male dopo i 15,5Vdc al max 0,5Amp.
Verificando le 18 batterie durante la carica si può leggere su una batteria 13Vdc , mentre su un'altra 16Vdc (di solito sono quelle già più esaurite).
E' capitato a tutti di cambiare batteria della macchina perchè la tensione era inveriore ai 12Vdc...forse perchè un modulo o è rotto o più esaurito degli altri....

3)Pacchi con celle in parallelo; personalmente (per applicazioni come la 600, ma non più spinte ad esempio kers o simili) non li preferisco solo ed esclusivamente perchè se si rompe una cella alla fine ne rovino un'altra (quella in parallelo.
Se per questioni di spazio sono obbligato a metterne 2 in parallelo, allora si può fare....

Ciao

Fox

[atomax]

Beh! la questione di tutte le batterie uguale per semplificare le hai supposte tu

In questo caso fare il collegamento del parallelo intermedio o non farlo è la stessa cosa.

a me serve una conoscenza più pratica da applicare in campo, anche perché non esistono batterie uguali...

Dunque parliamo di un caso reale di batterie collegate in parallelo senza nessuna precauzione... Sapendo che è sconsigliato farlo, analizziamo comunque cosa accade con o senza il famoso collegamento:

1° Caso: 4 batterie, due serie da 2 batterie collegate in parallelo.
Supponendo che la batteria B3 ha una resistenza interna maggiore delle altre, quello che accade è che la B4 sarà costretta ad erogare meno corrente di quanto non potrebbe erogare (è limitata dalla corrente ridotta della B3 in serie).
La B1 e la B2 erogano invece la corrente richiesta senza problemi.

2° Caso: le stesse batterie del caso 1, ma il positivo della B2 e il positivo della B4 sono collegati tra loro.
Le batterie B2 e B4 erogheranno la stessa corrente, alla B3 verrà richiesta una corrente inferiore, mentre la B1 dovrà erogare una corrente maggiore della B2 e della B4. In questo secondo caso la tensione sul carico sarà maggiore rispetto al caso 1 e (ovviamente) sarà maggiore anche la corrente fornita.

Possiamo ipotizzare anche un aumento di resistenza interna da parte della B1 e della B4, ad esempio, ma la conclusione è sempre la stessa, con il collegamento intermedio c'è una maggiore erogazione di corrente da parte di una batteria "sana" e una minore erogazione di corrente da parte delle batterie meno buone.

A questo punto credo sia facile trarre le conclusioni (a livello qualitativo, ma volendo anche quantitativo) sulla differenza dei due collegamenti. Nel primo caso ci saranno delle batterie che vengono "frenate" da batterie più scarse che si trovano sulla stessa serie e di conseguenza le prestazioni del pacco calano.
Nel secondo caso ci saranno delle batterie che verranno "pompate" più del dovuto (quindi la loro durata di vita si accorcerà), ma il pacco batterie avrà delle prestazioni maggiori (di quanto maggiori si può dire solo se si hanno dei dati precisi misurati sulle batterie che si intende utilizzare).
Considerazioni simili possono essere rivolte anche alla fase di carica.

P.S.: Scusate per il disegno osceno

Ciao