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Ciao a tutti,
ispirato da questa discussione (in inglese), ho deciso di buttarmi anche io nel "recupero" di batterie per notebook/laptop date per morte per costruire un pacco batterie per la mia bici elettrica.
Pacco batterie finito.
Video (in lingua Inglese):
<iframe width="640" height="360" src="http://www.youtube.com/embed/jHV8n8CVEZ0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
Descrivo qui come ho fatto. Preciso che non è tutta farina del mio sacco, ho infatti letto e ricercato molto su internet prima d'iniziare questo progetto.
Considerazioni sulle batterie Li-Ion usate nei computer portatili.
Queste batterie sono in formato 18650 con capacità tipica di circa 2000-2500 mAh e tensione nominale di 3,6v.
Vantaggi nell'uso in questo progetto:
Ho recuperato queste batterie da negozi che fanno assistenza su laptop, nonchè gruppi di pro-riciclo (Freecycle), forums e mettendo annunci su siti gratuiti (kijiji etc.). Il massimo che ho pagato per una batteria è stato 1 dollaro (vivo in Canada). Non ho acquistato via internet (es. noto sito di aste online) perchè il prezzo, inclusa la spedizione era troppo alto. Ricordiamoci che queste batterie sono considerate "esauste" e che quindi non riuscirete a recuperarle tutte, stimate una percentuale attorno al 50-70%.
METODO 1:
Materiale necessario e costi (stima):
1. Guardare l'etichetta e riportare poi la capacità sulle singole celle
In questo caso già sappiamo che le celle hanno capacità di 2200mAh, perchè in genere non superano mai i 3Ah, in configurazione 3s2p (3 serie 2 paralleli).
2. Smontare/Disassemblare le batterie stando attenti a non danneggiare le celle ed a non farsi male.
Eliminare la scheda elettronica. Tipicamente troverete le celle in configurazione 3s2p o 4s2p, più raramente si puo trovare 3s3p o 4s3p
Eliminare la scheda elettronica mantenendo la configurazione originale delle batterie.
3. Con il tester misurare la tensione dei singoli "blocchi" da 3,6v. Probabilmente uno o più blocchi ha una tensione inferiore a 2,0v.
4. Caricare la batteria con il CB da modellismo, impostando ovviamente Li-Ion come tipo di batteria, la corrente (tipicamente io uso 1A per la prima carica su bat di 4Ah o più) e la configurazione (il CB vi permette d'impostare 1s/2s/3s etc e poi esegue la carica in automatico). Se il vostro CB lo prevede optate per la carica bilanciata (vi serviranno i connettori e dovete seguire le istruzioni allegate al CB). Se la tensione è troppo bassa il CB vi darà errore e la carica non parte. C'è un trucchetto per ovviare a ciò. Impostate il CB su Ni-Mh. Fate partire la carica (in questo caso il cb non chiede la configurazione) ad 1A per 30 secondi - 1 minuto. Quando il voltaggio totale sul display ha superato i 3,0v per "blocco" passate alla carica col programma Li-Ion. Siate sempre presenti durante questa operazione! Se vi dimenticate il CB sul programma Ni-Mh potreste avere brutte sorprese. Usate la testa.
Caricare le batterie in questo modo è la parte più lunga del processo.Potete acquistare ulteriori CB se avete molte celle da testare.
Edit (14/06/2012): Io ho caricato le batterie nella stessa configurazione così come le ho trovate aprendole. Nulla vi vieta di caricare ogni singola cella o "blocco" (1snp) singolarmente, ma così facendo impiegherete più tempo. Sfruttando la funzione di ricarica bilanciata su una serie di celle si ottengono gli stessi risultati in meno tempo.
5. Una volta caricate, le batterie vanno lasciate riposare per 24/48 ore. Io tipicamente le lascio a riposo 48 ore.
Una volta passato questo lasso di tempo andiamo a controllare la tensione col multimetro/tester. Le batterie che hanno "perso" più di 0,1-0,2volt vanno scartate. Non è detto che siano del tutto "morte" ma per il nostro pacco batterie useremo (idealmente) le migliori.
A questo punto, per mantenere un po' d'ordine ho diviso le batterie in 3 aree: Buone/Da testare/Morte.
6. Ora potete mettere tutte le batterie che hanno passato il primo test da una parte e classificarle. Io per comodità le ho chiamate A/B/C/D/etc.. Dato che ho disassemblato batterie con diversa capacità ho anche segnato su ogni batteria la capacità. Questo è un fatto importante perchè quando si assemblerà il pacco batterie tutte le celle devono avere la stessa capacità.
7.Per le batterie che hanno passato il primo test è venuto il momento di vedere se oltre a mantenere la carica, riescono a reggere una scarica a circa 1C.
Per fare ciò ho usato una lampadina alogena da 12v 50w e l'ho usata per scaricare un pacco bat 3s2p (10.8v 4000mAh). Qui entra in gioco l'1-8s battery alarm, che dovete collegare al pacco batteria. Per la prima scarica settate l'allarme a 3.6v.
Video:<object type="application/x-shockwave-flash" width="400" height="300" data="http://www.flickr.com/apps/video/stewart.swf?v=109786" classid="clsid<img src=" http:="" www.energeticambiente.it="" images="" smilies="" biggrin.png"="" border="0" alt="" title="Big Grin" smilieid="3" class="inlineimg">
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Appena fate partire il test fate partire anche il cronometro e segnate il risultato una volta che l'allarme suona. Io ho anche segnato il voltaggio di tutte le batterie nel momento in cui l'allarme scatta.
Potete poi abbassare la soglia di volta in volta fino a 3.2v, che reputo un limite ottimale per queste batterie. Alcuni sostengono che sia sicuro scaricare fino a 3.0v con limite massimo a 2.8v, ma dato che si tratta di celle usate meglio non rischiare.
Ad esempio potete creare un grafico per capire la curva di scarica come questo:
Questo è un test che ho fatto usando un pacco bat 3s12p (10.8v 24ah). Come vedete inizialmente il voltaggio va sotto 3.6v in pochi minuti, questo è dovuto alla configurazione e saldatura non ottimale dei paralleli. Successivi test sulle medesime celle hanno avuto risultati migliori, con "voltage sag" non cosi' drastico (3.85v dopo 6.5 minuti), purtroppo non ho il grafico.
Edit (14/06/2012): Prima di collegare in parallelo le celle che hanno passato il test, fare una ricarica bilanciata. Mettete in parallelo tra loro le celle che hanno meno di 0,2v di differenza tra loro.
8. Una volta testate tutte le batterie è bene accoppiare e fare gli opportuni serie-paralleli tra batterie che hanno la stessa (o molto simile) curva di scarica. Nel mio caso ho prima messo in parallelo 12 celle alla volta, costruendo dei "blocchi" da 3.6v 24Ah l'uno. Una volta fatto ciò ho fatto una ricarica bilanciata (se i blocchi sono già 100% carichi consiglio una scarica) e poi un successivo test mettendo 3 blocchi in serie e scaricandoli con 3 lampadine alogene da 12v 50W in parallelo (12v 150W) per vedere come si comportavano (curve di scarica menzionate prima). Se siete stati accurati nei test precedenti non dovreste avere problemi. Questa fase richiede tempo, soprattutto per ricaricare la batteria da 24Ah se non avete un carica batterie di potenza adeguata. Nel mio caso però ne è valsa la pena.
Edit 05-Ottobre-2012:
Dato il numero frequente di richieste, aggiungo qualche link a negozi/fonti dove trovare materiale per costruire il pacco batteria. Non ho alcun tipo di contatto con i negozi o fonti citate, il mio intento è quello di facilitare la ricerca di componenti e non di fare pubblicità.
S.
ispirato da questa discussione (in inglese), ho deciso di buttarmi anche io nel "recupero" di batterie per notebook/laptop date per morte per costruire un pacco batterie per la mia bici elettrica.
Pacco batterie finito.
Video (in lingua Inglese):
<iframe width="640" height="360" src="http://www.youtube.com/embed/jHV8n8CVEZ0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
Descrivo qui come ho fatto. Preciso che non è tutta farina del mio sacco, ho infatti letto e ricercato molto su internet prima d'iniziare questo progetto.
Considerazioni sulle batterie Li-Ion usate nei computer portatili.
Queste batterie sono in formato 18650 con capacità tipica di circa 2000-2500 mAh e tensione nominale di 3,6v.
Vantaggi nell'uso in questo progetto:
- Peso ed ingombro ridotti anche fino ad 1/2 se confrontate con LiFePO4.
- Si fa un favore all'ambiente "riciclandole" e dando loro una "seconda vita".
- Si risparmia qualcosina
- S'impara qualcosa in più su come gestire/assemblare/recuperare/etc. queste batterie.
- Queste batterie supportano tipicamente max 1C di scarica continua e fino a 2C per pochi secondi. Noterete che se esagerate con la corrente queste celle si scaldano subito, mentre se state sotto 1C non dovreste avere problemi.
- Dato che non potete andare oltre 1C di scarica continua (meglio mantenersi su 0,5C) siete in qualche modo obbligati a costruire un pacco batterie più grande. Ad esempio il mio pacco bat è 36v 24ah per un motore da 500W, se avessi scelto celle con alta capacita di scarica avrei potuto usare una batteria da 36v 10ah.
- Dovete avere molto tempo a disposizione soprattutto per testare le batterie, ma anche per disassemblarle, catalogarle e saldarle.
Ho recuperato queste batterie da negozi che fanno assistenza su laptop, nonchè gruppi di pro-riciclo (Freecycle), forums e mettendo annunci su siti gratuiti (kijiji etc.). Il massimo che ho pagato per una batteria è stato 1 dollaro (vivo in Canada). Non ho acquistato via internet (es. noto sito di aste online) perchè il prezzo, inclusa la spedizione era troppo alto. Ricordiamoci che queste batterie sono considerate "esauste" e che quindi non riuscirete a recuperarle tutte, stimate una percentuale attorno al 50-70%.
METODO 1:
Materiale necessario e costi (stima):
- Batterie laptop/notebook
- Caricabatterie li-ion da modellismo (20€ +)
- 1-8s Battery alarm (3-4€ da Hong Kong/Cina)
- Multimetro/Tester (10€+)
- 12v 50w e/o 20w lampadine alogene (3-5€ l'una)
- Saldatore & stagno (15€+)
- Cavi elettrici, "alligatori", connettori etc. (dipende da cosa comprate)
- Permanent marker (3€)
- Blocco note o pc per segnare i risultati dei test
- Cronometro (ho usato un'app del mio smartphone)
- Guaina "termorestringente" (5€+)
- Tabs per saldare le bat (3€+)
1. Guardare l'etichetta e riportare poi la capacità sulle singole celle
In questo caso già sappiamo che le celle hanno capacità di 2200mAh, perchè in genere non superano mai i 3Ah, in configurazione 3s2p (3 serie 2 paralleli).
2. Smontare/Disassemblare le batterie stando attenti a non danneggiare le celle ed a non farsi male.
Eliminare la scheda elettronica. Tipicamente troverete le celle in configurazione 3s2p o 4s2p, più raramente si puo trovare 3s3p o 4s3p
Eliminare la scheda elettronica mantenendo la configurazione originale delle batterie.
3. Con il tester misurare la tensione dei singoli "blocchi" da 3,6v. Probabilmente uno o più blocchi ha una tensione inferiore a 2,0v.
4. Caricare la batteria con il CB da modellismo, impostando ovviamente Li-Ion come tipo di batteria, la corrente (tipicamente io uso 1A per la prima carica su bat di 4Ah o più) e la configurazione (il CB vi permette d'impostare 1s/2s/3s etc e poi esegue la carica in automatico). Se il vostro CB lo prevede optate per la carica bilanciata (vi serviranno i connettori e dovete seguire le istruzioni allegate al CB). Se la tensione è troppo bassa il CB vi darà errore e la carica non parte. C'è un trucchetto per ovviare a ciò. Impostate il CB su Ni-Mh. Fate partire la carica (in questo caso il cb non chiede la configurazione) ad 1A per 30 secondi - 1 minuto. Quando il voltaggio totale sul display ha superato i 3,0v per "blocco" passate alla carica col programma Li-Ion. Siate sempre presenti durante questa operazione! Se vi dimenticate il CB sul programma Ni-Mh potreste avere brutte sorprese. Usate la testa.
Caricare le batterie in questo modo è la parte più lunga del processo.Potete acquistare ulteriori CB se avete molte celle da testare.
Edit (14/06/2012): Io ho caricato le batterie nella stessa configurazione così come le ho trovate aprendole. Nulla vi vieta di caricare ogni singola cella o "blocco" (1snp) singolarmente, ma così facendo impiegherete più tempo. Sfruttando la funzione di ricarica bilanciata su una serie di celle si ottengono gli stessi risultati in meno tempo.
5. Una volta caricate, le batterie vanno lasciate riposare per 24/48 ore. Io tipicamente le lascio a riposo 48 ore.
Una volta passato questo lasso di tempo andiamo a controllare la tensione col multimetro/tester. Le batterie che hanno "perso" più di 0,1-0,2volt vanno scartate. Non è detto che siano del tutto "morte" ma per il nostro pacco batterie useremo (idealmente) le migliori.
A questo punto, per mantenere un po' d'ordine ho diviso le batterie in 3 aree: Buone/Da testare/Morte.
6. Ora potete mettere tutte le batterie che hanno passato il primo test da una parte e classificarle. Io per comodità le ho chiamate A/B/C/D/etc.. Dato che ho disassemblato batterie con diversa capacità ho anche segnato su ogni batteria la capacità. Questo è un fatto importante perchè quando si assemblerà il pacco batterie tutte le celle devono avere la stessa capacità.
7.Per le batterie che hanno passato il primo test è venuto il momento di vedere se oltre a mantenere la carica, riescono a reggere una scarica a circa 1C.
Per fare ciò ho usato una lampadina alogena da 12v 50w e l'ho usata per scaricare un pacco bat 3s2p (10.8v 4000mAh). Qui entra in gioco l'1-8s battery alarm, che dovete collegare al pacco batteria. Per la prima scarica settate l'allarme a 3.6v.
Video:<object type="application/x-shockwave-flash" width="400" height="300" data="http://www.flickr.com/apps/video/stewart.swf?v=109786" classid="clsid<img src=" http:="" www.energeticambiente.it="" images="" smilies="" biggrin.png"="" border="0" alt="" title="Big Grin" smilieid="3" class="inlineimg">
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Appena fate partire il test fate partire anche il cronometro e segnate il risultato una volta che l'allarme suona. Io ho anche segnato il voltaggio di tutte le batterie nel momento in cui l'allarme scatta.
Potete poi abbassare la soglia di volta in volta fino a 3.2v, che reputo un limite ottimale per queste batterie. Alcuni sostengono che sia sicuro scaricare fino a 3.0v con limite massimo a 2.8v, ma dato che si tratta di celle usate meglio non rischiare.
Ad esempio potete creare un grafico per capire la curva di scarica come questo:
Questo è un test che ho fatto usando un pacco bat 3s12p (10.8v 24ah). Come vedete inizialmente il voltaggio va sotto 3.6v in pochi minuti, questo è dovuto alla configurazione e saldatura non ottimale dei paralleli. Successivi test sulle medesime celle hanno avuto risultati migliori, con "voltage sag" non cosi' drastico (3.85v dopo 6.5 minuti), purtroppo non ho il grafico.
Edit (14/06/2012): Prima di collegare in parallelo le celle che hanno passato il test, fare una ricarica bilanciata. Mettete in parallelo tra loro le celle che hanno meno di 0,2v di differenza tra loro.
8. Una volta testate tutte le batterie è bene accoppiare e fare gli opportuni serie-paralleli tra batterie che hanno la stessa (o molto simile) curva di scarica. Nel mio caso ho prima messo in parallelo 12 celle alla volta, costruendo dei "blocchi" da 3.6v 24Ah l'uno. Una volta fatto ciò ho fatto una ricarica bilanciata (se i blocchi sono già 100% carichi consiglio una scarica) e poi un successivo test mettendo 3 blocchi in serie e scaricandoli con 3 lampadine alogene da 12v 50W in parallelo (12v 150W) per vedere come si comportavano (curve di scarica menzionate prima). Se siete stati accurati nei test precedenti non dovreste avere problemi. Questa fase richiede tempo, soprattutto per ricaricare la batteria da 24Ah se non avete un carica batterie di potenza adeguata. Nel mio caso però ne è valsa la pena.
Edit 05-Ottobre-2012:
Dato il numero frequente di richieste, aggiungo qualche link a negozi/fonti dove trovare materiale per costruire il pacco batteria. Non ho alcun tipo di contatto con i negozi o fonti citate, il mio intento è quello di facilitare la ricerca di componenti e non di fare pubblicità.
- BMS per li-ion: All-Battery.com - Rechargeable batteries & Chargers - PCB/PCM/BMS for Li-ion and Li-Polymer Battery Pack oppure Battery Management system
- Battery alarm, diversi tipi ed alternative: Battery Chargers & Acc.>Accessories
- Caricabatterie da modellismo: Battery Chargers & Acc.>Battery Chargers
S.
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