Discussione: Circuito clamper per batterie Pb

Mi ricollego al circuito Vmax clamper della metricmind

Usate qualche cosa del genere ( di potenza adeguata ) per proteggere le batterie al piombo ( sul vostro scooter/auto è montato di serie )?
Che circuito usate?
Mi pare che una esigenza del genere sia venuta fuori anche nel 3d della seicento elettra.
Ricordo di aver visitato il sito di un francese ( sito che ora non riesco a trovare ) che ha sostituito il motore del proprio scooter elettrico ( faam, evt ... ??? ) e tra le foto si notava che su ogni batteria era presente un circuito resinato, penso si tratti di un circuito del genere...

Colgo l'occasione x 2 considerazioni:
..va da se che il circuito "clampatore" (sia esso di mm, siano altri ... ma comunque con questa funzione caratteristica) è un circuito generalmente dissipativo.
Questo comporta due cose:
A) la dissipazione è termica e va adeguatamente smaltita. Di conseguenza più che per questioni elettroniche (capacità dei componenti) il tutto è prevalentemente dipendente da quelle meccaniche (dissipatori, areazioni... et affini). Bisogna vedere quanta energia è in grado di smaltire in questo modo.... l'ideale sarebbe l'equivalente a un totale bypass di quella fornita alla batteria, ma tagli salomonici, che dipendono da tempistiche, elasticità, ecc. , sono talvolta adottati/bili.. Va ricordato infatti che possono essere distinti due sottocasi:
A1) ricarica da parte del CB
A2) ricarica per effetto rigenerativo (uso motore come freno rigenerativo)
È evidente che il secondo tende ad essere più problematico, in quanto può eccedere di oltre un ordine di grandezza il primo!

B) il carattere dissipativo del circuito comporta una perdita netta del sistema che abbassa il rendimento globale del veicolo. Va ricordato inoltre che lo stesso circuito comporta:
B1) aumento di costi
B2) aumento di pesi e spazi
B3) ma soprattutto aumento di complessità (componente che non c'è, non si rompe..)
Sebbene in certi casi (attualmente) non è circa posssibile esimersi dall'impiego (es bat litio..), in altri e da ponderarne attentamente sia l'impiego, sia la sua ..."frequenza", sia le sue caratteristiche/capacità
Per esempio in molte bat al pb a ricombinazione, l'equalizzazione di carica (funzione .."intrinsecamente principale" del circuito..) è ottenibile talvolta semplicemente lasciando in sovracarica il singolo elemento...
Inoltre su certi pacchi preassemblati (es bat pb 12V.. sono 6 celle preassemblate) risulta problematico l'uso di un clampatore per cella... o talvolta l'uso ogni xcelle può essere voluto.

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Non si pensi, comunque, di "dissipare" decine di watt in un circuitino, sia pure resinato (con resina termica) delle dimensioni di una moneta di 2 Euro!!... Tanto per sparare 2 cifre, supponendo una già buona resistenza termica di una decina di gradi a watt [10°C/W] (totale... cioè tra "silicio" dissipante ed ambiente...) e che sfido ad ottenere in quelle dimensioni e in spazio non ventilati (parliamo cmque già di "dissipatore"... e non semplice resinatura..)... dicevo si otterrebbero sopraelevazioni di 100 gradi già con soli 10W smaltiti (10W x 10 °C/W = 100 °C) che, supposti 25 quelli ambiente (ma dovrebbe essere "l'ambiente" intorno al circuito, che sicuramente sarà ben più caldo!), comporterebbero già un lavoro (25+100=125 °C) verso il limite dei transistor (150-175 °C max se mosfet), ma sopratutto problemi di "gestione" di un oggetto a tale temperatura...
...ahh per la cronaca su una tipica bat al litio 10W possono essere raggiunti già con 10W/4,2V= soli 2,4A circa di carica!!!

Vorrei modificare il titolo del 3d in: circuito di equalizzazione per batterie Pb

Concordo con le osservazioni espsoste sopra da gattmes sulle potenze da dissipare da un circuito tipo clamper ( che limita cioè la tensione massima )

Mi chiedo se utilizzate qualche circuito/metodo di equalizzazione delle batterie e se avete dei dati sul loro utilizzo

Mi pare che gattmes facesse altrove riferimento a circuiti di equalizzazione non dissipativi ( capacitivi? ), al riguardo ho trovato i seguenti riferimenti:

battery equalization technologies using switched capacitors
brevetto us05710504 switched capacitor system...
brevetto us60064178 battery charge balancing...

mhhh.. cerc cerc...qua no... porviamo nell'armadio cerc cerc no.... mmh in questa cassettiera... mh toh! Eccolo qua!

Allora nessun sistema capacitivo di equalizzazione. Questo prototipo funzionava e con ottimo rendimento.
Originariamente testato per "bat" sui 12V nominali (e prototipato x 4 bat....).
Ovviamente vanno implementate tutte le funzione di protezione e supervisione....

Circa i 3 "brevetti" precedentemente postati potrei dire che mi piacerebbe vedere dei numeri circa il rendimento di questi sistemi... collegare un condensatore ad una certa tensione .. parallelo circa secco ad una bat (che è circa un grosso condensatorone) ad altra tensione..non mi sembra il massimo da un punto di vista "picchi" [cut!]....

con riferimento al solo "pdf" (il 1o dei 3) avrei da ridire su pilotaggi (speed-up, accopiamento capacitivo, ecc.) ..ed anche su parte di potenza..

...mi sembrano poi complicati anche nei collegamenti...
il mio prototipo presenta delle semplici connessioni alle interconnessioni bat (oltre al + e - finale)... Ne è prevista perfino una versione ...."flottante"... dove le bat possono essere anche... scollegate fra loro! 2 fili per ogni bat (da collegare al + e -)... che possono essere interscambiati tra bat e bat (cioè non sono dedicati alla 1, 2, ecc...ma generici. Unica "accortezza": rispettare + e meno! [Tuttavia potrebbe essere approntabile una versione che elimina anche questo vincolo...nel senso che avrei un'idea in tal senso] ).

Ovviamente il tutto è ottenuto senza grandi esborsi/complicazioni circuitali (insomma il solito ovetto di Colombo..)...


E si .. ma io sono io...

Prima o poi mi rimetto al lavoro su questa roba...

...aggiungo anche un'altro circuito

brevetto us6150795 modular battery charge...

questo equalizzatore lo vendono qui

Che è il migliore ... solo la corrente è bassina ... forse a causa del trafo

Si, ora cominciamo a ragionare... (e ci si avvicina alla mia versione)
tuttavia confermo che si può salire... di quasi un ordine di grandezza!

2A sono insufficienti nelle "nostre" applicazioni.
Si supponga ad esempio (prendo un numero a caso 40Ah ...) delle bat da 40Ah.. dove una è "diventata" metà (20Ah).
Per poter riportare parte dell'energia "persa" occorrono una decina di ore (considerando la sottrazione da una parte ...e il rendimento dall'altra...facciamo un x 10 per semplicità).
Magari è accettabile durante la ricarica (e il successivo inutilizzo del mezzo, se la prima è rapida...)... ma poco durante l'uso... che si attesta sull'oretta!

Alla fine c'è da fare 2 conti con:
costo del circuitame
relativa complessità (MTBF...)
ma sopratutto rendimenti...
se per trasferire 20Ah.. se ne perdono 3.... ha senso? Non è meglio perderli dissipandoli a fine carica con un clampatore (molto più semplice/affidabile)?
...beh certo che se una batteria "perde" durante l'uso/scarica... di solito si è obbligati a fermarsi quando questa è scarica.. (anche se le altre sono cariche), mentre con l'equalizzatore non è detto...
Siamo poi sicuri che con l'eq un clampatore non serva? Cosa succede se a batterie completamente cariche si affronta una discesa con un veicolo dotato di rigenerativo ma non molto sofisticato?

...Tuttavia sono possibili altre soluzioni che permettono di spremere l'energia contenuta in tutto il pacco batterie...

Vero quello che dici. Si userebbe nelle applicazioni a carica rapida o semirapida.
Fanno degli esempi su carrozzelle e piccole vetture.
Vero anche che, visto lo schema, non deve costare questo granchè ..
direi sulla decina di euro costo industriale

Questo ( ed altri circuiti a bassa potenza ) sono intesi per un uso continuativo.
In questo senso dovrebbero contribuire a mantenere un pacco batterie equilibrato.
Non sto dicendo che un dispositivo da 2 ampere sia o meno sufficiente ( anzi non ho la minima idea delle correnti o dei tempi necessari )

Gattmes non si sbilancia con la sua versione...
... io la sparo: un flyback ( alimentato dall'intero pacco batterie ) con un secondario ( con diodo e condensatore ) per ogni batteria, feedback in tensione collegato ad un solo secondario ( non ho la minima idea se possa funzionare )

Ho ritrovato il sito del francese, sulle batterie si intravedono i circuiti clamper, lo scooter è un italvel day... leggermente modificato

Effettivamente ....

Questi sono i moduli bypass della 600 elettra...la banda scura in basso è un dissipatore in alluminio, il puntino al centro un led che fa molto heartbeat