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Visualizza la versione completa : batteria 130V >90Ah per scooter con pacchi di 18650 LiCo (LiIon) in parallelo.



amperonico
17-08-2013, 15:15
ciao a tutti.
Provo ad aprire questo thread sul tema in oggetto, nato dalla mia idea di acquistare un vectrix con batteria defunta e costruirmi una batteria nuova sulla falsariga di questo (http://www.evalbum.com/4465)..gia' citato qui in giro piu' volte.

Per lavoro (no EV) sono in contatto con una serie di produttori di celle e batterie e di 18650 ne ho gia' fatte passare in dogana a decine di migliaia, finora, quindi mi son fatto fare un' offerta che sembra piuttosto concorrenziale..sulla carta. Resta da calcolare nei costi l' incognita (per me) assemblaggio, componentistica e corretto progetto ed ingegnerizzazione, per cui son qui. Passo un po' di dati per vedere se a qualcuno viene appetito :-):

celle, in alternativa:

1) 2600mAh, 0.5C, 1C max, 3.7V, 60mOhm senza PCB
2) 2600mAh, 0.5C, 1C max, 3.7V, 130mOhm con PCB

PCB:
release 3V - 4.1V
protezione 2.4V - 4.3V
IR 65mOhm
consumo 6uA max

i problemi che per ora mi vengono sono principalmente riguardo il singolo pacco 1S34P. Letto un po' di papers e pare che il MTBF, in caso di celle omogenee, sia in linea o inferiore allo standard industriale dei motori a combustibile pero' ad esempio (NON sono un elettrotecnico) vorrei avere info nel caso che una cella malauguratamente risultasse danneggiata o vada in corto. Gia' ho avuto una risposta da uno di voi altrove ma vorrei strutturare il progetto in modo piu' operativo.

Per cominciare:
- varrebbe la pena usare le celle con PCB? il trade-off tra aumento di affidabilita', riduzione della prestazione e aumento del costo (circa 50 centesimi/cella) vale la candela?

nel caso peggiore (credo sia una cella che va in corto) quali sono le conseguenze pericolose? (spandimento, incendio..)?

io so che in genere i pacchi per EV che usano LiIon sono con celle non protette e in parallelo ma magari hanno dei termistori o elettronica di controllo di qualche tipo...premesso che azzerare il tasso di malfunzionamento e' impossibile, vale la pena sbattersi o e' meno costoso fare selezione preventiva sulle celle e poi fare un semplice assemblaggio come l' australiano del link?

ci saranno certamente altre questioni ma per ora nn mi viene in mente nulla e ogni aiuto/contributo e' benvenuto. prima di fare ordini e iniziare la costruzione, vorrei essere sicuro di investire denaro e tempo in una cosa pratica. l' australiano a quanto pare ci va alla grande ma preferisco discuterne qui ed eventualmente, avere la possibilita' di migliorare quel progetto se migliorabile.

prolisso ma, spero, chiaro :-)

saluti!

Spuzzete
19-08-2013, 04:02
Ciao,

quelle batterie sono simili, non proprio le stesse, ma stesso formato e stesse tensioni di funzionamento a quelle che uso sulla mia bici elettrica.

Ne ho parlato sul mio blog ad esempio: Hybrid battery | Jacopo.tk (http://jacklithium.wordpress.com/2013/03/29/hybrid-battery/) oltre che in altre discussioni.

La protezione ha dei limiti di corrente?

Io comprerei le celle senza protezione e farei un bms o un sistema di controllo a parte (usando dei cell-log ed arduino ad esempio, oppure comprando qualcosa di già pronto). Il guaio è che se non ne capisci di elettronica le cose si fanno complicate per la gestione ed assemblaggio delle suddette celle, ovvero devi sapere come gestirle in termini di tensioni massime e minime supportate e anche come correnti, solitamente le celle da te citate non gradiscono scariche oltre 1C continuo, alcune 0.5C, poi iniziano a scaldare.

Il fatto che scaldino non è pericoloso, ma danneggia sicuramente a lungo andare le celle, quindi un controllo sulle temperature (con accensione ventole quando necessario) è opportuno.

Per quanto riguarda l'assemblaggio, ti posso solo dire che la miglior cosa da fare sarebbe tab welding, io ho saldato centinaia di celle con il saldatore a stagno per assemblare la batteria della bici e ti assicuro che non è cosa da poco. Ci vuole innanzitutto un saldatore decente, ed anche lo stagno deve essere di qualità, altrimenti prendi due buche e si rompono le saldature.

Non conosco il Vectrix, ma secondo me può funzionare, addirittura io penso che si possa costruire un pacco batterie per un'auto (e già Tesla l'ha fatto sulle sue auto) con celle di questo formato, a patto di rispettare quanto ho scritto sopra.

Tornando alle celle, posso chiedere il prezzo? Se vuoi rispondimi pure in privato.

amperonico
19-08-2013, 11:27
La protezione ha dei limiti di corrente?

Over current protection 4-10A
Over current protection delay time ≤20.00 ms
Short detection delay time MAX 50us
Release Conditions Cut off load
Current consumption in normal operation 6uA Max
max continuous charge/discharge current 3.00A

visto che di elettronica certo sai piu' di me..
mi resta la domanda su se e come fare per gestire la singola cella in un pacco di 45 celle in parallelo. i BMS gestiscono serie di batterie/celle quindi al limite possono segnalare o bilanciare una serie di pacchi da 45..il mio problema e' nell' ipotesi in cui malauguratamente ci sia una o piu' celle difettose/premorienti in uno dei pacchi.

Se ho capito bene, NON c'e' modo di monitorare la singola cella di un pacco in parallelo. Quindi quelli che li costruiscono che fanno, semplicemente si affidano alla buona stella? L' ipotesi della cella in corto che drena suppergiu' 2600*44 = 114A e' remota ma possibile. Rischio calcolato? mi sembra strano. Prenderebbe fuoco tutto.

design: da quel che leggo in giro, serie di paralleli = bene, paralleli di stringhe in serie = male. Pero' nel secondo caso la possibilita' teorica di controllare a livello di singola cella, c'e'. in questo caso la stringa con la cella guasta viene immediatamente (o addirittura preventivamente) identificata e la stringa/cella possono essere sostituite o semplicemente esclusa, lasciando un mezzo utilizzabile a capacita' ridotta.

scrivo scemenze? ragiono solo di buon senso, poca competenza di elettronica.

In sostanza: vi mettereste una batteria di 35 pacchi di 45 celle in parallelo fra le gambe? :-D


Tornando alle celle, posso chiedere il prezzo? Se vuoi rispondimi pure in privato.

sono ancora in trattativa e aspetto i grafici di carica/scarica etc. per decidere il da farsi. Queste celle le commercializziamo (per altro uso) quindi a suo tempo potro' dare il nostro prezzo x quantita' oltre 500 unita'. Mi fermo qui xche nn vorrei spammare il thread, magari piu' avanti, verificata la fattibilita', apriamo un thread a se'.

Vivi effettivamente in Canada?

ciao a tutti.

Spuzzete
19-08-2013, 14:08
Ciao,

se ti fa sentire meglio, io viaggio praticamente ogni giorno con 120 celle litio manganese e litio-ioni fra le gambe facendo 20-25 km al giorno per andare e tornare dal lavoro in bici elettrica. Le celle che uso sono tutte riciclate da pacchi non funzionanti e datati. Finora nessun problema.

La cosa che può capitare è che se una cella invecchia prima delle altre perde di capacità, tutto lì. In questo caso la cella non influisce negativamente sulle altre.

Durante i miei test mi è capitato di tirare troppa corrente con le celle al limite di capacità, se si va troppo oltre le celle vanno sotto i 2v l'una ed è talvolta difficile riportarle in vita.

Non mi è mai capitato di vedere celle in corto. Queste celle si comportano diversamente dalle ni-mh del vectrix e non vanno in inversione di polarità. Non a caso le suddette celle vengono usate in serie e paralleli in tutti i computer portatili in circolazione. Se non fossero sicure quale produttore le vorrebbe nei propri computer?

Detto questo e fatte tutte le premesse, chi decide di assemblare un pacco batterie del genere deve essere competente ed avere le idee chiare su cosa fare. Le batterie avranno bisogno di manutenzione nel tempo (ad esempio un controllo periodico delle saldature e test sulle capacità) oltre che di un sistema di gestione come citato sopra.

Come dici sopra non c'è modo di controllare le singole celle in un parallelo, 2-5-10-50-100 celle in parallelo si comportano come un'unica cella.

Mi rispieghi il passaggio qui sotto:


design: da quel che leggo in giro, serie di paralleli = bene, paralleli di stringhe in serie = male. Pero' nel secondo caso la possibilita' teorica di controllare a livello di singola cella, c'e'. in questo caso la stringa con la cella guasta viene immediatamente (o addirittura preventivamente) identificata e la stringa/cella possono essere sostituite o semplicemente esclusa, lasciando un mezzo utilizzabile a capacita' ridotta.

Non capisco, forse è il caffè che non è ancora entrato in circolazione!

Ciao!

P.S. Si vivo in Canada da ormai due anni.

amperonico
19-08-2013, 18:19
Mi rispieghi il passaggio qui sotto:

:-D
leggendo un po' di documentazione in giro (una per tutte qui (http://liionbms.com/php/wp_parallel_cells.php)) pare che la topologia piu' affidabile e gestibile sia costruire blocchi di celle in parallelo (n*Iout) collegandole in serie per moltiplicare la tensione anziche' costruire stringhe di celle (n*Vout) collegandole poi in parallelo per moltiplicare la capacita' (BMS in entrambi i casi).

il link da' un accenno sul trade-off costo/affidabilita' di entrambe e, in accordo con altri papers, pare che "serializzare i paralleli" sia una combinazione operativa piu' economica di "parallelizzare le stringhe"...mi si permetta il linguaggio da osteria :-D

x il resto grazie, era quello che mi interessava sapere. quindi confermi che una cella in parallelo morta prematuramente, toglie capacita' totale al pacco ma non lo compromette ne' in termini di sicurezza, ne' di tenuta della carica..? tu vai in giro con 120, ma uno scooter ne tiene 1500 :-)

tranquillo, so usare il saldatore sulle linguette. Non ho mai visto, qui, blocchi in parallelo cosi' consistenti e quindi qualche dubbio mi era venuto. Purtroppo si pensava all' acquisto di uno spot welder parallelo x batterie ma poi e' risultato piu' conveniente far fare i pacchi di produzione direttamente in oriente..cosa che avrei fatto anch'io se nn si trattasse di un prototipo con tutte le incognite di design da studiare ancora.

Spuzzete
20-08-2013, 04:35
Ciao,

ora ho capito ciò a cui fai riferimento.

Per queste particolari batterie è sempre meglio parallelare prima e poi mettere in serie. Ovvero è meglio fare tutti i paralleli 1sXp e poi collegarli in serie. E' importante prestare attenzione alla tensione di ciascuna cella prima di parallelare. Le celle devono essere il piu vicino possibile tra loro come tensioni.

Ho fatto un video dove spiego in parte queste cose: How to make a Li-ion battery for e-bike using dead laptop batteries. - YouTube (http://www.youtube.com/watch?v=jHV8n8CVEZ0)

Per il tab welder si può fare qualcosa a livello amatoriale tipo questo $100 CD Battery Tab Welder (http://www.ledhacks.com/power/battery_tab_welder.htm) magari apportando migliorie, ad esempio usando mosfet invece dell'SCR, cavi di dimensioni adeguate etc. Penso di realizzare qualcosa questo inverno, tempo e $$ permettendo.

Avendo le capacità si può fare, ma prima farei dei test sulle batterie, sia sulla capacità che sulle temperature alle varie correnti di scarica. Conoscendo quanta corrente continua richiede il vectrix alle varie velocità ed in accelerazione ci si può fare un'idea di quanto "calde" possono diventare le batterie.

Un'idea da testare è quella di mettere celle dello stesso formato ma più performanti in termini di capacità di scarica (come le sony konion da me usate) al centro del pacco batterie perchè rimangono piu fredde durante la scarica e potrebbero contribuire ad una sorta di "auto regolazione" delle temperatura del pacco.

Certamente sono test che farò con le mie celle tempo permettendo :)