Le configurazioni di batterie in parallelo e in serie non sono intercambiabili nei sistemi di ricarica. Per i caricabatterie a corrente decrescente di tipo W, la ricarica in parallelo è vietata perché il caricabatterie non può garantire una limitazione indipendente della corrente per ciascuna batteria. Per i sistemi a corrente costante di tipo I, in particolare i caricabatterie IUIa, anche la ricarica in parallelo è vietata durante la fase finale a corrente costante, a meno che l'apparecchiatura non disponga di una modalità a tensione costante IU commutabile; la ricarica in serie è accettabile solo quando la corrente e il termine della carica sono controllati in base alla batteria più debole.
La regola più sicura è evitare la ricarica in parallelo, a meno che il caricabatterie non supporti esplicitamente la regolazione indipendente della corrente o un'appropriata modalità IU commutabile. La ricarica in serie è consentita quando l'intera stringa è limitata dalla capacità di accettazione della carica della batteria più piccola e le unità completamente cariche vengono scollegate tempestivamente.
Perché la configurazione della batteria è importante
I collegamenti in parallelo distribuiscono la corrente in modo imperfetto
In una configurazione in parallelo, le batterie sono collegate alla stessa sorgente di tensione. La corrente totale del caricabatterie si suddivide tra di esse, ma la distribuzione non è necessariamente uniforme.
Le differenze di capacità, stato di carica, resistenza interna, temperatura, età e condizioni possono far sì che una batteria accetti una quantità di corrente sostanzialmente maggiore rispetto a un'altra.
I collegamenti in serie condividono direttamente la corrente
In una stringa in serie, la stessa corrente di carica scorre attraverso ogni batteria. Ciò fa sì che il limite di corrente del caricabatterie si applichi all'intera stringa, ma significa anche che la batteria con la minore capacità di accettazione della carica può essere sottoposta per prima a sollecitazioni eccessive.
La stringa deve quindi essere considerata limitata dalla sua batteria più piccola o meno capace.
Regole per la ricarica a corrente decrescente di tipo W
Non caricare le batterie in parallelo
Il funzionamento in parallelo con caricabatterie di tipo W non è consentito. Un caricabatterie a corrente decrescente di tipo W non può garantire una limitazione indipendente della corrente per ciascuna batteria del gruppo in parallelo.
Una batteria potrebbe assorbire una corrente eccessiva mentre un'altra ne riceve una quantità insufficiente. Ciò crea un rischio di danni da sovracorrente, riscaldamento localizzato e carica non bilanciata.
Utilizzare invece percorsi di ricarica individuali
Quando è necessario caricare le batterie contemporaneamente, ciascuna batteria dovrebbe disporre di un percorso di ricarica con regolazione e protezione adeguate.
Non si deve presumere che il collegamento di più batterie in parallelo crei un sistema sicuro per la ricarica di più batterie solo perché la corrente totale del caricabatterie rientra nella sua portata nominale.
Regole per la ricarica di tipo I e IUIa
Il funzionamento a corrente costante richiede cautela in parallelo
Per i caricabatterie IUIa, la ricarica in parallelo non è consentita durante la fase finale a corrente costante, a meno che il caricabatterie non disponga di una modalità a tensione costante IU commutabile.
La fase finale a corrente costante è particolarmente sensibile perché le batterie possono raggiungere la carica completa in momenti diversi. Una batteria che raggiunge per prima la carica completa può continuare a ricevere corrente mentre le altre batterie in parallelo stanno ancora caricando.
La modalità IU commutabile costituisce un'eccezione specifica
Il funzionamento in parallelo può essere preso in considerazione solo quando l'apparecchiatura è stata specificamente progettata con una modalità IU, o a tensione costante, commutabile che fornisca il controllo necessario.
Questa eccezione non deve essere interpretata come un'autorizzazione a utilizzare qualsiasi caricabatterie a tensione costante in parallelo. La documentazione del caricabatterie e il suo progetto di protezione devono supportare esplicitamente la configurazione della batteria prevista.
Non fare affidamento sulla corrente media
Una misurazione della corrente totale del gruppo in parallelo non dimostra che ogni batteria sia regolata in modo sicuro.
La domanda rilevante per la sicurezza è se il sistema possa limitare e controllare la corrente indipendentemente per ogni batteria, soprattutto quando le batterie si avvicinano alla carica completa.
Regole per la ricarica in serie
La ricarica in serie è generalmente accettabile
La ricarica in serie è accettabile quando la corrente di carica non supera la capacità di accettazione della carica della batteria più piccola nella stringa in serie.
Poiché la stessa corrente scorre attraverso ogni unità, la batteria meno capace determina la corrente di carica massima sicura per l'intera stringa.
Scollegare tempestivamente le batterie completamente cariche
Una batteria che raggiunge la capacità completa deve essere scollegata tempestivamente dal circuito di ricarica.
Continuare a caricare una batteria piena mentre le altre batterie collegate in serie stanno ancora caricando può causare sovraccarica, surriscaldamento e danni a quella singola unità.
Monitorare le singole batterie
Sebbene la ricarica in serie sia consentita in queste condizioni, il caricabatterie non deve essere valutato solo a livello della stringa.
La tensione, la temperatura e lo stato di carica delle singole batterie devono essere monitorati quando richiesto dall'apparecchiatura e dalla chimica della batteria, poiché una normale tensione totale della stringa può nascondere un'unità sovraccarica o sottocarica.
Comprendere i compromessi in materia di sicurezza
La ricarica in parallelo comporta il rischio di squilibrio della corrente
Il principale vantaggio della ricarica in parallelo è che le batterie rimangono alla stessa tensione e possono condividere l'uscita del caricabatterie. Lo svantaggio fondamentale è che la condivisione della corrente dipende dalle caratteristiche delle batterie e non è garantita dal collegamento in sé.
Con i caricabatterie di tipo W, questa mancanza di una limitazione indipendente della corrente è un motivo sufficiente per vietare il funzionamento in parallelo.
La ricarica in serie comporta il rischio di stati di carica diversi
La ricarica in serie garantisce la stessa corrente attraverso ogni batteria, ma le batterie potrebbero non raggiungere contemporaneamente la carica completa.
Una batteria più debole o più piccola può caricarsi completamente prima del resto della stringa, rendendo essenziali lo scollegamento tempestivo e il monitoraggio individuale.
L'etichetta del caricabatterie non è sufficiente
Definire un sistema “a corrente costante”, “a corrente decrescente” o “IU” non stabilisce di per sé che una determinata topologia delle batterie sia sicura.
La configurazione consentita dipende dal comportamento di controllo del caricabatterie, dal metodo di terminazione, dalla capacità di limitazione della corrente e dal supporto esplicito per il funzionamento in parallelo o in serie.
Errori comuni da evitare
Non collegare le batterie in parallelo a un caricabatterie di tipo W
Questa è la configurazione chiaramente vietata dalle regole indicate. Il rischio non si limita al superamento della portata di corrente totale del caricabatterie; consiste nell'impossibilità di controllare la quota di corrente di ciascuna batteria.
Non considerare automaticamente sicura la fase finale di un sistema IUIa in parallelo
La ricarica in parallelo con un caricabatterie IUIa non è consentita durante la fase finale a corrente costante, a meno che il dispositivo non fornisca la modalità IU commutabile specificata.
Non dimensionare la corrente in base alla batteria media
Per una stringa in serie, selezionare la corrente di carica in base alla capacità di accettazione della carica della batteria più piccola, non in base alla batteria media o a quella più grande.
Non lasciare collegate le batterie completamente cariche
Scollegare tempestivamente qualsiasi batteria che raggiunga la capacità completa. Ciò è particolarmente importante nelle configurazioni in serie, nelle quali le altre batterie potrebbero richiedere ancora la ricarica.
Applicazione delle regole alla valutazione di una batteria
La configurazione corretta dipende sia dal tipo di caricabatterie sia dalla topologia delle batterie.
- Se l'attenzione principale è rivolta alla ricarica a corrente decrescente di tipo W: non utilizzare collegamenti delle batterie in parallelo, a meno che ogni batteria disponga di un percorso di ricarica regolato indipendentemente e progettato esplicitamente a tale scopo.
- Se l'attenzione principale è rivolta alla ricarica di tipo I o IUIa: evitare la ricarica in parallelo durante la fase finale a corrente costante, a meno che il caricabatterie supporti la modalità IU commutabile specificata.
- Se l'attenzione principale è rivolta alla ricarica in serie: limitare la corrente alla capacità di accettazione della carica della batteria più piccola e scollegare tempestivamente ogni batteria completamente carica.
- Se l'attenzione principale è rivolta alla sicurezza dei test sulle batterie: monitorare il comportamento delle singole batterie invece di affidarsi esclusivamente alla corrente o alla tensione totali del pacco.
Associare correttamente il comportamento di controllo del caricabatterie alla topologia delle batterie previene squilibri di corrente, sovraccarica e surriscaldamento localizzato.
Tabella riepilogativa:
| Configurazione | Tipo di caricabatterie | Regola | Vincolo di sicurezza |
|---|---|---|---|
| Parallelo | Corrente decrescente di tipo W | Vietato | Non può garantire una limitazione indipendente della corrente; rischio di sovracorrente e surriscaldamento. |
| Parallelo | Tipo I (IUIa) | Vietato durante la fase finale a corrente costante | A meno che il caricabatterie non disponga di una modalità a tensione costante IU commutabile; in caso contrario, rischio di carica non bilanciata. |
| Serie | Qualsiasi | Consentito con restrizioni | La corrente deve essere limitata alla capacità di accettazione della carica della batteria più piccola; scollegare tempestivamente le batterie completamente cariche. |
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