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Gestione batterie: CCM BMS Cell-log fai da te!

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  • Certo,il mio esempio è valido per una sola cella,per più celle invece, se la tensione totaledel cb supera la tensione totale impostata dalle ccm,non avrai overcarge sulle celle,se non quando si romperanno le ccm ..
    Ultima modifica di ponzo; 18-03-2013, 00:04.
    Nicola Tesla

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    • Mentre voi scrivete io mi sono riletto tutto questo 3d e ho cominciato a integrarlo nella 'bibbia'!

      Qualche commento veloce, poi devo portare (a quest'ora...) il cane a passeggio e andare a nanna...

      @spuzzete: non ho capito qual'è il 2o trimmer, sarà l'ora... invece gli 80°C del BDX sono un po' tanti, misurati dove e come? E' già su radiatore?
      Io uso un termometro a infrarossi, ma legge una tensione 'media' su una certa area; considera comunque che internamente la temperatura della giunzione è più alta, e bisogna essere sicuri che non superi il max ammesso (di solito 125-150°C)

      @ponzo: tu mi preoccupi! Hai rotto due TIP senza sapere perchè...
      riguardando il circuito c'è un fusibile, e se ci pensate non ha senso: un circuito del genere DEVE essere progettato e testato in modo da avere un'affidabilità garantita!
      Il fusibile protegge il circuito (valore 1 euro? 2?) ma lascerebbe la cella, ben più costosa, senza protezione!
      Devi assolutamente capire il perchè delle rotture; come aveva scritto tempo fa StefanoPC questi circuiti dovranno reggere anche la frenata rigenerativa!

      Insomma il mio dubbio credo ora sia chiaro: io uso resistenze, quando il FET 'chiude' so esattamente la corrente max che ci può passare che è pari a Vbatt/12Ohm. Faccio notare che è uno schema consigliato anche dalla Linear per i suoi integrati.

      Gli schemi come il vostro usano il componente come resistenza variabile,e quindi vanno testati per verificare che a V crescenti la corrente assorbita non aumenti troppo! Altrimenti il componente frigge!
      Quindi sarebbe opportuno anche farlo funzionare a lungo (almeno qualche minuto) e verificare che il componente non 'scotti'

      Ponzo, il fatto che ti siano rotti potrebbe voler dire radiatore insufficiente e/o il fatto che la corrente aumenta con la tensione; se si sono rotti a 5V poco grave, è un tuo errore, ma se si rompono a 4,3V sarebbero un po' troppo 'critici'
      I miei articoli su risparmio energetico, veicoli elettrici, batterie e altro
      https://www.electroyou.it/richiurci/...-miei-articoli

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      • Si,li ho rotti senza dissipatore,il fusibile serve eccome,i tip rotti si sono cortocircuitati,se non ci fossero stati i fusibili sai che svampata.
        Ps:li ho rotti perchè ho esagerato ad aumentare la tensione(non so preciso a quanto sono arrivato)ed ero senza dissipatori.Quando ho equalizzato le celle col cb 10 A,ho lasciato il cb attaccato per un bel pò,anche dopo che le ccm erano tutte accese e non ci sono stati problemi.
        Ultima modifica di ponzo; 18-03-2013, 00:47.
        Nicola Tesla

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        • @ Ponzo..non ti seguo mi sa che mi son perso qualcosa da qualche parte.

          @ Riccardo

          la temperatura l'ho misurata con un piccolo termometro infrarosso sul corpo del bdx, quando gli ho sparato 4A con due celle sbilanciate tra loro, tanto per vedere se li reggeva i 4A citati nel link ad inizio discussione. Il tutto funziona ed il BDX ha retto per circa mezz'ora, poi ho interrotto il test perchè la tensione della bat continuava a salire a livelli che non mi piacevano.Cmq non si è rotto ancora nulla.

          Il "secondo" trimmer a cui mi riferisco è il trimmer sul secondo circuito (o seconda cella), ora i due circuiti sono tarati per intervenire a 4.18v, mentre prima avevano valori un po' a caso.

          Praticamente nel tuo circuito aggiungi solo le resistenze di potenza in serie al transistor ed il resto lo tieni uguale?

          Ho fatto una breve prova sull'assorbimento del circuito, l'assorbimento è minore di quanto eroga il cb, e l'assorbimento del circuito è proporzionale alla differenza tra tensione impostata sul circ. e tensione reale della cella.
          Bici elettrica MKIII : qui.

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          • ciao spuzzete, ok se la corrente CCM è minore di quella erogata tutto torna.

            No il mio circuito è totalmente diverso, visto che per metterlo in bella mi ci vuole tempo magari scannerizzo uno schema provvisorio per dare un'idea.
            Comunque il fet chiude quando si raggiunge la soglia, e a quel punto la corrente non parte da valori minimi ma da Vsoglia/R (nel mio caso 14/12=1,16A), e salirebbe poco all'aumentare di V (es a 15V 15/12=1,25A)
            Quindi anche l'attivazione del LED e di eventuali optocoupler sarebbe netta, ed è meglio.
            Resta da verificare un'eventuale maggiore criticità alle variazioni di temperatura e ai disturbi.

            @ponzo: vero, se il tip va in corto meglio che ci sia il fusibile (altrimenti avrebbe mandato la cella a 0V rompendola), ma il punto è che non dovrebbe succedere nessuna delle due ipotesi, ci sono tanti componenti (es regolatori lineari) che si potrebbero integrare e hanno all'interno delle protezioni in temperatura, oppure fusibili ripristinabili...
            Insomma, messi nel cestello anteriore va bene, ma se le CCM le metti nel cestello posteriore l'idea che ci siano fusibili che possono aprirsi e non te ne accorgi non mi piace...
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            • Si,io metteró tutto nel cestello anteriore(chiuso)con i cell log in un'altra scatolina(tipo valigietta)sopra il cassone anteriore chiuso(d'avanti alla boccetta del webasto)per tenerle sott'okkio più facilmente.
              Nicola Tesla

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              • Ok, siccome sembra che voglio fare il misterioso mentre invece mi vergogno semplicemente del mio circuito.. eccovi lo schema in versione ultrapreliminare

                Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   schema_mio_provvisorio.jpg 
Visite: 1 
Dimensione: 403.6 KB 
ID: 1935001
                ci sono anche alcuni risultati.
                Occhio che è tutto da verificare, specie la stabilità in temperatura!
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                • Ciao Riccardo,

                  ho visto lo schema, ora capisco meglio ciò che vuoi fare anche se mi è difficile decifrare alcune cose che hai scritto.

                  Comunque ho fatto delle brevi prove sul mio circuito e direi che mi gusterebbe di piu avere delle resistenze con un intervento netto ad "alti" A appena la soglia impostata viene oltrepassata. Ho fatto delle prove con delle resistenze di potenza da 1ohm recuperate da schede elettroniche. Con una resistenza da 1 ohm l'assorbimento del circuito è di circa 2.9-3A e batteria a 4.30v (ho collegato per diversi secondi la bat alla resistenza per avere un valore stabile), mentre il circuito da solo smaltisce 0.8A-1A con caricabatterie che eroga 3A e di conseguenza la tensione della bat continua a salire...non buono.

                  A questo punto preferisco un circuito con le resistenze e che intervenga drasticamente assorbendo subito 2-3A e salvando la cella prima che raggiunga valori pericolosi. 4.30V su celle date per massimo 4.20v cariche non è già accettabile.

                  Bici elettrica MKIII : qui.

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                  • Con un ntc e una resistenza piazzate sul partitore potresti implementare anche la curva di temperartura...
                    Ciao
                    Solare termico con intergrazione 4 Buderus Sks bollitore 500 L centralina autocostruita Caldaia condensazione Yunkers Stufa a legna a fiamma rovesciata Xeeos Seicento Elettra Robomow

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                    • Ho fatto qualche prova alle smc con alimentatore a V variabile ma 5A fissi.Regolato il circuito ad intervenire a 3,7V,inizio ad aumentare la tensione,a 3,7 si accende il led(non lampeggia,rosso diretto da espulsione XD)e l'assorbimento è di 0.03A,aumento a 4V assorbimento di 1,5A,con 5V il tip(senza dissipatore iniziava ad essere troppo caldo e ho fermato,l'assorbimento era di 3,2A,credo che una situazione di 1,3 V ( da 3,7 a 5 )disequalizzati difficilmente si vedrà,specie con celle nuove,quindi il circuito è "ultra potente " (il tip è da 10A max)n base all'uso che ne farò.Sto ancora aspettando la mica e un centinaio di transistor,intanto continuo col biberonaggio:media 40km al giorno,celle mai caricate a più di 3,50 V e mai scaricate meno di 2,80 V e questa è la situazione attuale,posto 4 foto di "gruppi da 8 celle" a "riposo,dopo 28km con carica a 3,45V e l'ultima foto un solo gruppo(8 celle)mentre ricarico.Credo che per ora non ci siano problemi di disequalizzazione,anche se in carica superati i 3,5 iniziano a salire diversamente(per questo stoppo in attesa di completare le smc).
                      Ps:sui cell-log si vede che la disequalizzazione,anche nell'ultima foto (in carica a 10A ),non supera i 10mV.
                      File allegati
                      Ultima modifica di ponzo; 20-03-2013, 00:23.
                      Nicola Tesla

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                      • no Ponzo secondo me non devi ragionare così... il tip non è 'ultra potente', può solo leggere 10A se montato su un dissipatore eccezionale. Soprattutto il circuito non è da 10A, perchè se arrivi a 5V e oltre la cella è rotta da un pezzo!

                        Se le tue misure sono giuste vuol dire che il circuito si prende 1,5A a 4V, poco più a 4,2. Più o meno come il mio, solo che come ha scritto Spuzzete l'intervento è forse troppo graduale, devi essere sicuro che nessuna cella arrivi a 4V quando il CB carica a 10A
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                        • Quamde ho fatto la prima carica,l'ho fatta con un caricatore da 10A,ma le smc si accendevano sempre con un massimo di 15 minuti di distanza fra la prima e la 4°,quindi la differenza era minima e i tip han lavorato poco,ma sempre 10A erano no?
                          Nicola Tesla

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                          • qualcosa non mi torna...a meno che non avevi anche la cella collegata secondo me gli A dell'alimentatore sono una limitazione...usa un tester!
                            Infatti tu stesso hai parlato di 5A 'fissi' ma assorbimenti di 0,03 o 1,5A
                            Insomma non capisco bene come fai le prove; se stai caricando le celle a 10A e intervengono a distanza di 15 minuti come fai a dire che la differenza era poca? Dovresti misurare a quanto era salita la tensione della cella con il CCM in funzione da 15 minuti per vedere se la protezione è efficace. Infatti se carichi a 10A ma solo 1,5 vanno nel CCM la cella continua a salire e va in overvoltage
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                            • Bhe ti stai confondendo un pò ora,l'assorbimento di 1,5A lo avevo con alimentatore diretto sulla smc (senza cella),l'alimentatore ha la funzione di misura dell'assorbimento,ed è un 5A fissi con voltaggio regolabile.Invece il caricatore che ho usato per portarle a 3,90 era da 10A ,nel lasso di tempo (15 minuti)in cui la prima smc si accendeva e l'ultima anche,la prima saliva(cell-log sempre attaccato)al massimo a 3,93V(lo avevo già detto anche mi pare),da considerare anche che le smc le avevo regolate "ad occhio" con le prime 4 celle in carica.

                              Considerate anche che le equalizzaziomi più "forti" si dovrebbero fare con più cicli.Perchè anche se l'ultima smc non si è accesa e le altee celle salgono "leggermente",il caricatore leggera comunque la tensione di fine carica,quindi ad ogni carica la differenza(sempre che le celle siano "simili nello stato")si attenuerà.Come da manuale fiat d'altronde XD
                              Ultima modifica di richiurci; 20-03-2013, 09:45.
                              Nicola Tesla

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                              • @ Ponzo

                                I nostri due circuiti sono simili, solo che il tuo può drenare piu Ampere. Ma la sostanza non cambia, il CB carica a X Ampere ma il circuito quando si accende il led ne smaltisce solo una frazione di quegli Ampere. Fin qui ci siamo tutti come ragionamento ok?

                                Ora veniamo ai pro ed ai contro.

                                Perchè il circuito va bene:

                                Se le celle sono sempre tutte bene o male allineate il circuito funziona perfettamente, a fine carica anche se si eccede un po' con la tensione il circuito riporta tutte le celle alla stessa tensione.

                                Perchè non va bene:

                                Se una cella o piu celle muoiono (e facciamo gli scongiuri) o sono a tensioni molto diverse dalle altre le celle sane vanno in overvolting, cosa che danneggia le celle al pari di una scarica troppo profonda.

                                Perchè sarebbe meglio usare le resistenze ed avere un intervento netto del circuito con corrente pari o molto vicina a quella di ricarica:

                                Il ragionamento è semplice, la cella una volta carica si mantiene sempre sulla stessa tensione indipendentemente da quel che accade alle altre. Il bilanciamento e la ricarica sono molto piu rapidi ed una o piu celle con valori di tensione anomali non creano problemi alle altre celle "sane".

                                Nel fine settimana vedo di apportare una modifica al circuito per farlo lavorare con un mosfet e delle resistenze di potenza.

                                Bici elettrica MKIII : qui.

                                E-bike / li-ion batteries / electronics / etc. : jacopo.tk

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                                • Se credi di poter aver problemi di celle troppo disequalizzate dovresti allora implementare (mi sa che già lo hai)un caricatore che stoppi la carica quando una cella è quasi in overvoltage(magari usando la porta allarme cell-log),in modo da dar tempo alla ccm di "smaltire" la carica in eccesso(infatti rimarrà accesa fino a che la cella torni al voltaggio impostato),per poi ripartire.
                                  Nicola Tesla

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                                  • vediamo di capire un po' di cosa stiamo parlando...magari diciamo la stessa cosa...

                                    Le 'vostre' CCM hanno un intervento graduale, che in certi aspetti è migliore perchè non vanno in funzionamento impulsato, cioè non sottopongono le celle cariche a continue cariche/scariche (anche se a basse I e tensione nominale)
                                    Il vantaggio del 'mio' schema è che è più facile adattarlo alle proprie esigenze, cioè alle caratteristiche del CB e delle celle.
                                    In pratica cambiando le resistenze si può cambiare la corrente assorbita senza cambiare nient'altro, le soglie restano ferme.
                                    Altro vantaggio è che non possono andare in corto secco, anche se comunque, se il FET dovesse andare in corto, la relativa cella andrebbe comunque a scaricarsi totalmente attraverso le resistenze di carico.
                                    Però l'impiego come interruttore sollecita meno il FET, che se il progetto è ok non scalda e non è praticamente sollecitato; quindi SECONDO ME il circuito in sè è un po' più affidabile, visto che la vita media dei semiconduttori è legata inesorabilmente alla temperatura di giunzione.

                                    Ponzo se riesci fai qualche misura come ti ho giàdetto, perchè comunque mi suona molto strano che un alimentatore sia a I costante e comunque se così fosse non stai caratterizzando la CCM come bisogna fare, cioè verificare quanta corrente assorbe al variare della V ai suoi capi.

                                    Un'altra misura importante è l'assorbimento quando CCM è spenta, si legge nelle mie misure per esempio che il mio circuito assobe 11 e 13mA a 10 e 13V; è un valore che conto di diminuire cambiando integrato.

                                    Questo valore può essere letto solo con un tester decente e deve essere basso, perchè va a scaricare la cella!
                                    Ultima modifica di richiurci; 20-03-2013, 13:24.
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                                    • Originariamente inviato da ponzo Visualizza il messaggio
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                                      . N@Riccardo:non è questo che intendi?Mi manca vedere quanto assorbe il circuito prima che intervenga,anche se credo sia 0,perchè secondome in quel caso il circuito è semplicwmente "spento".
                                      Nicola Tesla

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                                      • non esiste 0 in elettronica, purtroppo... però devi misurarla con un tester, potrebbe essere minore di 10mA
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                                        • @Riccardo:tu in pratica stai replicando queste : EV-Power | Cell Balancing Module (3.60V- 1.7A) giusto?
                                          Nicola Tesla

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                                          • si più o meno per la parte resistiva, con in più LED di segnalazione e optoaccoppiatori per gestire un allarme a cruscotto e magari lo stop dell'inverter
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                                            • Ecco,a tal proposito,io potrei mettere qualcosa sul cruscotto usando l'uscita dei cell-log,ma naturalmente io parto da 0,quindi se vi va di aiutarmi,sono in cerca di qualcosa tipo striscia led o...?? Tu Riccardo cosa intendi fare per fermare l'inverter?Vado a rileggere un pò,perchè a inizio 3D ne parlavamo con Spuzzete.
                                              Nicola Tesla

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                                              • non ricordo che uscita hanno i cell log, ma se è un foto accoppiatore si può pensare di fare un solo led, magari luminoso, e eventualmente un bel cicalino.

                                                Per fermare l'inverter non ci ho ancora pensato ma ci sarà sicuramente un ingresso di stop. Oppure, un po' più complicato, si potrebbe pensare a un circuito totalmente separato dalle CCM che legga la tensione e comandi sia il SOC (che diventerebbe un voltmetro) che la riduzione di potenza e lo stop totale (come fa ora BM)

                                                Siamo OT, ma secondo me prima o poi bisogna eliminare del tutto SOC e BM come sono fatti adesso che servono a poco...
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                                                • Ciao a tutti,

                                                  ho fatto delle prove con un mosfet e penso di fare una modifica mosfet + resistenze di potenza. Non avevo un mosfet adatto, serve uno che vada a "chiudere" completamente con 4 volt o meno sul gate. Pensavo a questi http://www.irf.com/product-info/data...irlz44npbf.pdf . Farò comunque altre prove quando mi arrivano i componenti.

                                                  Ho già lo schema pronto per mandare il produzione il pcb con i BDX54 ma voglio aspettare e vedere se riesco a far funzionare il circuito con mosfet e resistenze di potenza.

                                                  Per rispondere a Ponzo, senza polemizzare, il mio è solo un punto di vista:

                                                  Se credi di poter aver problemi di celle troppo disequalizzate dovresti allora implementare (mi sa che già lo hai)un caricatore che stoppi la carica quando una cella è quasi in overvoltage(magari usando la porta allarme cell-log)
                                                  forse questo sistema va bene per le li-fe, che a quanto pare hanno piu tolleranza in termini di tensione rispetto ad altre bat. Celle li-ion/li-mn/li-po invece sono cariche a 4.1/4.15/4.2v e già a 4.25v sono in overvoltage. Come vedi non c'è molto spazio su cui giocare. Se su un pacco bat da 20 celle ad esempio una rimane "indietro" o cede completamente, tutte le altre 19 andranno in overvoltage (a 4.4v l'una circa) rischiando di cedere anche loro perchè il circuito non riesce a smaltire abbastanza corrente rispetto a quella in ingresso.

                                                  Per il discorso allarme coi cell log sulla 600 dovrebbe essere abbastanza semplice coi fotoaccoppiatori ed usando la tensione della bat servizi per accendere dei led ed un cicalino quando l'allarme scatta. La porta d'allarme dei cell log funziona come un interruttore che apre/chiude (può essere impostata NO o NC via software) quando l'allarme scatta.

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                                                  • ciao spuzzete!
                                                    Si anche io ho puntato un FET simile, devono avere la tensione di gate di plateau bassa (il tuo infatti ce l'ha a circa 3V)

                                                    Riguardo le tensioni ho appena chiesto lumi nel 3d sulle batterie, secondo te si perde tanta capacità se si limita l'uso tra 2,8 e 3,6 (o 3,8) volt?
                                                    Dai grafici sembra che non si perderebbe poi molta capacità, e secondo me le si stresserebbe meno (oltre a stare più lontani dai limiti operativi)

                                                    Riguardo allarmi e blocchi, in pratica li realizzi coi cell-log? perchè non integrarne le funzioni nelle CCM?

                                                    Buonanotte!
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                                                    • Ciao Riccardo!

                                                      Per le li-fe ti rimando al sito del buon Ccriss che ha comparato le prestazioni delle sue celle ai datasheet forniti dal produttore: Il blog di Ccriss: Batterie per trazione . Le celle li-fe sono molto sensibili alla temperatura, quindi la tensione varia molto al variare della temperatura. In condizioni normali i range da te citati sono quelli standard e non dovresti avere problemi (io starei a 3.0v come Vmin a 25°C).

                                                      Allarmi e blocchi li sto facendo coi cell log per un motivo semplicissimo:

                                                      mi risparmio un sacco di lavoro a livello elettronico (sono ancora agli inizi e sono lento a fare schemi, testare etc..anche se mi piace) e poi in un colpo d'occhio capisco subito dove sta il problema, posso vedere tutte le tensioni ed individuare anomalie. Come dicevamo qualche pagina fa forse un "blocco" totale su un'auto è pericoloso, basterebbe un allarme fastidioso per far capire a chi guida che c'è qualcosa di anomalo e quindi avere il tempo di rallentare ed accostare in tutta sicurezza.
                                                      Per l'integrazione nelle ccm come lo vorresti fare?

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                                                      • Ok grazie per le info...visto che tu e Criss le avete già testate sotto carico, mi chiedevo cosa succede alla tensione di 'undervoltage' quando alle celle chiediamo correnti elevate...

                                                        Nel senso che per le Pb c'è una formuletta che dice che il cut-off scende all'aumentare di I; nelle litio? Si possono accettare tensioni più basse o la resistenza interna è talmente bassa che non bisogna MAI andare sotto 2,5V, neanche sotto carico elevato?

                                                        Riguardo i cell-log un po' tentano anche me, ci devo pensare...il costo con 72 celle non sarebbe proprio irrisorio, ma l'utilità (forse solo saltuaria) è vedere tutte le tensioni...solo che sarebbe un po' un casino sistemarli tutti in maniera fissa, e comunque sono 8mA che si sommano al consumo delle CCM.

                                                        Per integrarli basterebbe un circuito a soglia e un fotoaccoppiatore.

                                                        Invece volendo andare oltre, e evitando per ora l'impiego di micro...un bel circuito con soglie progressive potrebbe comandare un voltmetro a lancetta (sulla Elettra c'è già) e anche la limitazione di potenza e il blocco dell'inverter (quello della elettra viene comandato da un segnale PWM con duty cycle variabile a seonda della carica residua)
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                                                        • Originariamente inviato da riccardo urciuoli Visualizza il messaggio
                                                          Ok grazie per le info...visto che tu e Criss le avete già testate sotto carico, mi chiedevo cosa succede alla tensione di 'undervoltage' quando alle celle chiediamo correnti elevate...
                                                          Ciao riccardo, io non ho mai usato quelle celle in particolare. Volevo fare dei test sulle li-fe A123 ma i costi di spedizione erano proibitivi.Ho fatto i test su altre chimiche litio (li-ion e li-mn) e dipende un po tutto dalle specifiche, ho celle che reggono 3C tranquillamente fino a quando sono "vuote", mentre altre che a 3C hanno un voltage sag talmente elevato che devo interrompere la scarica dopo neanche 5 minuti.

                                                          La mia domanda è : correnti elevate (quanti C?) e per quanto tempo? Queste celle reggono bene gli spunti ed anche le scariche a corrente elevata, ma appunto dipende da quanta corrente e per quanto tempo.
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                                                          • allora...

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                                                            Si dovrebbe quindi ipotizzare una corrente di circa 2C per le celle da 60Ah, che potrebbe durare anche 20-30 minuti se uno ipotizza un pazzo che si fa con la elettra un pezzo di autostrada a velocità massima!

                                                            Più ragionevolmente assorbimenti in modalità D (15kW, circa 60-65A) sono ipotizzabili per periodi medio lunghi, da qualche minuto fino a 30'.
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