per chi puo interessare.....Design News - News - Boeing: New Enclosure 'Keeps Us From Ever Having a Fire' batterie litio..

Oggi ho testato finalmente la mia prima CCM, simulando le batterie con grossi condensatori elettrolitici.
A parte un'omissione e un piccolo errrore nel circuito funziona! O almeno sembra...
L'allarme low interviene a 2,8 e l'equalizzazione a 3,6 come da 'progettone'; il led verde non si accende gradualmente ma, come la corrente nelle resistenze di carico, entra in commutazione on/off con tempi di on crescenti all'aumentare della corrente di carica.
Quindi Vbatt resta costante per I< 1,2A, al di sopra Vbatt tenderebbe a salire lentamente (ma i fotoaccoppiatori dovranno staccare il CB)

Appena riesco, meglio magari con le celle al litio, farò un filmatino e metterò dati più precisi, compreso eventualmente un ciclo termico.

Bravo Riccardo!

Io sto ancora aspettando che mi arrivino i comparatori...

Per me resta sbagliato che il cb debba spegnersi,il nostro cb atrivato a 262V entra in fase di equalizzazione,quindi anche se le celle già cariche salgono un pò di più (anche 3,7-3,8)il cb entrerebbe in 2° fase e darebbe il tempo alle ccm di normalizzare le celle cariche, avendo poi. il tempo(e i Volt) per finire di caricare le altre.ps:non è teoria,son prove effettuate.

Infatti io prevederei uno stacco solo se un certo numero di celle è in equalizzazione, e comunque lo stacco dovrebbe avvenire in fase 2.

Insomma sarebbe da ottimizzare e comunque sarebbe un circuito separato a gestire lo stacco

Oggi StefanoPC è venuto a trovarmi, e mi ha quasi convinto a fare gli stampati invece che tirare filini...

In effetti 72 celle sono tante!

Allora posto lo schema corretto (NON ancora definitivo), il layout e un po' di spiegazioni.

Prima premessa: schematico e layout li ho realizzati con FidoCADJ, un software free scaricato sul sito electroyou. Ho anche postato su quel sito lo schema ma non mi ha filato nessuno...qui sicuramente interessa di più.
Altra premessa: consigli e critiche sullo schema sono ben accette, perchè non è che io sia un grande esperto!

Ecco lo schematico:

La scritta 12V max è per ricordarsi che il regolatore non reggerebbe i 16V di una monoblocco o i 14,5 di una Pb, quindi andrebbe cambiato per es con quello in alto (all'inizio pensavo di fare un circuito per le Pb che fosse facilmente divisibile in 4 circuiti per le litio).
Il circuito gestisce 2 celle alla volta; l'ho fatto per far lavorare IC (comparatore quadruplo) a circa 6-7V in modo che riesca a far commutare meglio il FET (che comunque è a tensione di soglia bassissima)
Per lo stesso motivo il LED rosso viene alimentato da 2 celle in serie e non solo dalla cella scarica: 2,8V sarebbero insufficienti visto che lavora in serie al LED del fotoaccoppiatore.

Ho aggiunto C2 perchè richiesto dal regolatore (altrimenti tende a innescare) e ho spostato Rp a sx di Rg (errore da principiante)
Attenzione non è tutto verificato!

Questo è il layout per due celle:


è stato pensato per montaggio su basetta millefori passo 2,54, usando SMD si potrebbe rimpicciolire ma io ormai ho tutti i componenti (quasi), e poi sono 'antico'...
In blu i conduttori retro non isolati, realizzabili con piste o direttamente coi reofori dei componenti. Gli altri sono tutti isolati (fili tirati) perchè si incrociano. Quelli rossi portano corrente alle Rc quindi non possono essere sottilissimi.
@Stefano: i fili da tirare sono tanti, forse si possono ridurre ma io fare doppia faccia con componenti solo da un lato ma piste da entrambi i lati, se faccio lo stampato voglio tirare meno fili possibile!

Così su una PCS 100x160 ci stanno 18 CCM; con lo stampato potrei compattare un po' la parte elettronica per distanziare tra loro le Rc (3 per ogni CCM, i cerchi a destra.
Le due CCM successive avrebbero il 3o PIN a sx in comune con le sottostanti, e anche il tratto grosso orizzontale a sx di conduttore blu.

Se volete contribuire, modificare ecc scaricatevi FidoCADJ...

Io sono un dilettante da 3° superiore(15 anni fà) e me so fatte le basette......tu vorresti uscirtene con 3000 filini e filoni rosso-neri?...................XD
Oggi ho fatto lavorare un pò le ccm,senza le altre 4 celle pultroppo devo stoppare io la carica(e mi mancano ancora dei 8 TIP),ho regolato tutte le ccm con una lampada tascabile (4 V) e il tester,colegando le ccm man mano alla lampada e portando la tensione sul tester(in parallelo a lampada e ccm) a 3,6V smanettando col trimmer .La carica del CB auto era ridotta a 10A(da rete) e le ccm si sono iniziate ad accendere a circa 3,57V per cella(cell-log),quando ho staccato la carica, le celle senza ccm erano a 3,62V,mentre quelle con ccm salivano molto lentamente(circa 3,60),ho 6 celle che ci mettono un pò di più(erano a 3,46V ma da lì ci vuol poco fino a 3,60.Suppongo che con 72 celle fra poco sarebbe iniziata la fase 2 quindi le ccm(che erano ancora "fresche") avrebbero fatto bene il loro lavoro,come report so che fa schifo , ma a me basta che funzionino se poi può servire a qualcuno,meglio ancora.
ps:@Riccardo :se potrei tornare indietro ,eviterei anche le fastom da pcb,quei fili che partono da ogni ccm son fastidiosi e antiestetici XD.Credo che evitare fili,avendo la possibilità di usare le basette sia buona cosa.

@ Riccardo

ottimo lavoro!

Che comparatore stai usando/userai?

Scusa la domanda da principiante, credo di aver capito come fai funzionare il comparatore per l'overvoltage nel tuo schema ma non per l'undervoltage. Correggimi se sbaglio: usi la tensione del regolatore come tensione di riferimento per il comparatore, quindi se la tensione sul voltage divider (R1a-R2a) supera quella del regolatore, il comparatore si "accende" ed innesca mosfet & opto. Stesso principio vale per l'undervoltage (ma al contrario, quando la tensione è inferiore a quella di riferimento) in quanto su Ic/2 non c'è la resistenza di pull-up giusto?

Allora... per i componenti faccio prima ad allegare una videata dei miei ordini, così chi vuole può scaricarsi dal sito RS i data sheet.

La logica dei miei ordini è perversa, si basa sulla fretta... e fino a febbraio perdevo un bel po' di tempo a selezionare componenti che potevo ritirare direttamente in negozio per evitare spese e casini del corriere... vabbe' vediamo nel dettaglio...
10 ordine:

a parte zoccolini, PCS e altre amenità ci sono i regolatori LM239, le resistenze da 1 Ohm (3 per ogni cella); l regolatore di tensione variabile e il MOSFET non sono quelli poi usati, ho scelto un mos a soglia più bassa e più economico, e un reg a 1,8V fissi per ridurre i componenti.

2o ordine con MOSFET giusto, LED e fotoaccoppiatori; il regolatore definitivo è il 2o dei due perchè a inserzione...anche il primo andrebbe bene, anzi regge tensioni in ingresso più alte (16V -> potrebbe andare bene anche per CCM sulle monoblocco)


C'è anche altra roba tra cui un PIC per i giochini di StefanoPC....

Spiegazione:
esattamente, il regolatore fornisce due tensioni pari a metà delle soglie volute; una è 1,8V (soglia a 3,6) e l'altra 1,4V (soglia 2,8).
Non ricordo ma credo sia anche stabilizzato in temperatura, dovrò provarlo.
I due comparatori scattano entrambi alti quando Vbatt supera le rispettive soglie; in uscita hanno un transistor open-collector (emitter a massa).
Quindi sulla parte di equalizzazione serve la pull-up Rp, o almeno credo...infatti bisogna far commutare in fretta il mosfet, perchè durante il transitorio sarebbe lui a dissipare ma io ho scelto di tenerlo 'freddo' e quindi ho potuto usare un SOT23. Per pompare cariche nel suo gate quindi non si può usare l'uscita di LM239 che è un circuito aperto ma ci vuole Rp.
Con altri comparatori con uscita diversa forse si potrebbe evitare Rp e la piccola corrente che tira dalla cella anche a CCM 'spenta' (circa 3,2/10000=0,3mA), ma questo comparatore ha corrente a riposo molto bassa.

Insomma sto circuito ha un piccolo assorbimento continuo; devo misurarlo ma dovrebbe essere di pochi mA, quindi roba da scaricare le batterie in tempi molto maggiori della loro autoscarica (es 60Ah/10mA=6000 ore= 8 mesi...). Meglio comunque staccarle per inutilizzi prolungati dell'auto (es 1-2 mesi o più)

Passiamo alla sovrascarica: in questo caso non serve pull-up, quando Vbatt scende sotto la soglia IC va basso e si accende il LED oltre a mandare in conduzione l'OPTO.
Qui il 'problema' è un'altro: quando la cella va scarica il LED e l'opto continuano a tirargli fuori 15 mA (valori ancora da verificare) quindi è NECESSARIO implementare un qualche allarme sonoro, es un cicalino dalla batteria servizi, per RICORDARSI di ricaricare al più presto: 15mA sono pochi ma la cella è scarica, potrebbero portarla in poco tempo (da verificare) sotto la tensione minima di rottura.
Insomma bisogna fare anche l'altro circuito, di allarme, o comunque ricordarsi di mettere in carica le celle scariche.

Ciao Riccardo,

vedo che alla fine sono lento ma qualcosa ci capisco. Ho fatto due conti per le mie celle e penso di copiare (almeno in questa fase sperimentale) parte del tuo schema. Userò praticamente gli stessi componenti con resistenze di valore diverso ovviamente e probabilmente solo per fare un bilanciatore al momento.

Come mosfet vorrei stare su questi http://www.redrok.com/MOSFET_IRLZ44N...2mO_Vth2.5.pdf , visto che si trovano su ebay a circa 30$ per 50 pezzi spedizione inclusa. Forse molto sovradimensionati ma vorrei testare il circuito anche con correnti piu alte (10A) cambiando le resistenze di potenza.

Il mio obiettivo è quello (al momento) di fare un bilanciatore compatto che stia in poco spazio, con la corrente massima "smaltibile" che può essere cambiata a seconda del valore della resistenza di potenza scelto. Non interessano per ora fotoaccoppiatori per sovraccarica e sottoscarica. In futuro si potrebbe pensare di costruire un vero e proprio BMS a seconda della destinazione (bici/moto/scooter/auto..ovvero conta soprattutto il numero di celle) con una o piu schede aggiuntive che svolgono il compito di gestire gli "allarmi" a seconda del caso.



P.S. & OT ho appena finito di assemblare (in realtà espandere) la mia batteria ibrida Li-ion + Li-Mn (100% celle riciclate) per la mia bici elettrica: http://www.energeticambiente.it/pile...#post119432529 ..peccato che qui nevica da 2 giorni e non ho ancora potuto fare i test su strada!

Riguardo ai FET che hai postato occhio, devi sempre guardare (l'ho imparato sulla Ecolà...) il grafico 'Gate Charge vs Vgs'; quelli hanno la 'tensione di plateau' un po' sopra i 3V.

Quel grafico indica il punto in cui bisogna 'pompare' carica nel gate per mandare il fet in piena conduzione; bisogna sempre usare fet a bassa Vgs e bassa carica di gate Qg, altrimenti non si può pilotarli più direttamente con un comparatore ma ci vuole un driver (ulteriore costo e complicazione)
In pratica non basta 'abbondare', nei circuiti switchati.. no meglio l'italiano, nei circuiti a commutazione bisogna assicurare transitori veloci! Gli A dichiarati sono quelli con ottimi radiatori e in piena conduzione, come forse ho già detto se il fet indugia nello stato 'intermedio' tra on e off diventa lui un carico resistivo per una frazione del tempo di commutazione, ed è facile spaccarli.

Inoltre: se Vg è alta non puoi più alimentare il comparatore da una sola cella ma DEVI alimentarlo tra2 in modo che l'uscita vada abbastanza più alta della tensione di plateau.

Insomma, se riesci fai una prova prima di comprarne 50... e magari metti qui lo schema o mandamelo, 4 occhi vedono meglio di due...

@ Riccardo

le mie celle sono cariche a 4,2v, quindi il circuito interverrà a quella tensione. Farò delle prove coi mosfet e ti dirò, insisto appunto su quelli perchè ne ho qui 4-5 per fare i test e se vanno bene posso ordinare gli altri.
Ho già fatto prove con questi mosfet sul circuito col bdx54 ed ovviamente non entrano in piena conduzione perchè la Vgs è bassa, ma comunque "chiudono" parzialmente anche con 1-2 volt, il che mi fa ben sperare.

si ok, l'importante è verificarne il funzionamento anche a I elevate, ed eventualmente montarli su radiatore.

Notte!

Io potrei suggerirti di mettere la parte di potenza da una parte e la parte di controllo dall'altra
per tenere le piste con I elevata che sono piu grosse belle corte .... e incasinare meno il circuito
Alta tensione da una parte e segnali in uscita dall'altra.
Da sinistra a destra:
il connettore delle batterie,
le resistenze di potenza (che passo hanno? Che diametro hanno? quante ne usi per singolo circuito?)
il mosfet
quindi cominciamo la parte di controllo
le resistenze di polarizzazione del mosfet
i partitori di ingresso
i regolatori di tensione
il comparatore
le resistenze dei fotoaccoppiatori
i fotoaccoppiatori
e per finire il connettore dei fotoaccoppiatori.
Ciao

Stefano immagino tu stia rispondendo a me?

Mmmmmm ok ci provo, la mia paura è che siccome fidocad non sincronizza schematico e layout a cambiare troppo rischio di introdurre errori che mi ritrovo sulla PCS!
Comunque sono 3 resistenze da 1Ohm 3W per ogni cella, montate in piedi (diametro 5mm). Quindi parliamo di correnti di 1-1,3 A max, e secondo me per salire ancora bisogna andare su roba montata su radiatori (es resistenze di potenza corazzate)

Sempre per Riccardo...
L'optoisolatore in serie al led verde potrebbero avere una caduta troppo alta forse è meglio fare due rami separati ognuno con la propria resistenza.
Si potrebbero usare alcune resistenze smd per i partitori per ridurre gli ingombri.
In caso estremo di tensione di un monoblocco pari a zero esce comunque l'allarme minima tensione?
In caso di inversone della tensione del monoblocco si spacca qualcosa ? occorre prevedere un fusibile e un diodo per prevenire guai al circuito?
Se ho tempo ti disegno lo stampato come lo farei io ....
Ciao
Ciao

Per l'opto hai ragione, posso separarli, metterli in serie ha senso solo sulla soglia bassa perchè le tensioni sono basse.

Passerò anche a qualche SMD; ma a parte che molte le ho già comprate a inserzione, i reofori dei componenti servono anche a 'saltare' dallo strato fronte a quello retro, le PCS fatte in casa non hanno i fori metallizzati.

Tu parli di monoblocco ma io ormai sto lavorando sulle singole celle, comunque:
-se la tensione di cella/monoblocco va sotto i 2,2V circa si specie anche il LED rosso, essendo alimentato dalla cella stessa...ma a questo punto la cella comunque è andata!
- non c'è protezione da inversione, i diodi causano caduta di tensione...penso sia evitabile, comunque cablando le batterie bisogna starci attenti ed è un'operazione molto saltuaria, mica parliamo di modellini radiocomandati! Non so cosa succederebbe, le tensioni sono basse ma magari il regolatore e l'integrato possono spaccarsi...
-i fusibili io li prevedo lungo i cavi, ma saranno da 15A, quindi proteggono solo da corti accidentali durante il cablaggio/montaggio

Invece un 'difetto' un po' più importante: per tensioni tra 1,5 e 1,7V (quindi comunque con cella ormai rotta) il regolatore non regola e il FET conduce leggermente -> vengono assorbiti 150-250mA dalla cella dandogli così il colpo di grazia!

Ho provato a fare un piccolo sbroglio del circuito ..... per stare in cosi poco spazio a una faccia sola è un problema specialmente l'integrato da quattro comparatori.
Sarebbe un po piu agevole usare quelli da 8 pin con due comparatori per integrato...
Li hai gia comperati ???
Ciao
P.S. per l opto intendevo che Vcc=3.8v - vled verde 1.8 - vopto 1.4 = 0.6 v da far cadere sulla resistenza davvero poco
Sull'altro comparatore non si puo fare diversamente la tensione è bassa ma c'e solo un opto.....

Beh ma io uso quello da 4 su due celle! Il layout che ho postato è per 2 celle, non una, come lo schematico nel post #216.

Quindi separerei LED verde e opto tensione 'alta', il LED rosso e opto in serie sono pilotati da 2xVcella da 5,6V in su) quindi possono anche restare insieme.

Ritiro tutto quello che ho scritto riguardo i due led e la loro polarizzazione non avevo visto e letto che l'integrato viene alimentato da due celle.
Per quanto riguarda il comparatore usandone due doppi invece di uno solo quadruplo il circuito si semplifica parecchio(a livello di progetto dello stampato) permettendo di rimanere nelle dimensioni e limitando i ponticelli a tre o quattro con stampato monofaccia .
Ciao

Scusate se m'intrometto nella vostra discussione ma butto là un'idea:

Perchè non usare un solo regolatore di tensione (serie lm78xx) ogni 4 o 5 celle (dipende dal multiplo che si usa)? in questo modo si potrebbero ridurre un po le dimensioni e si risolverebbero i problemi con la chiusura completa dei mosfets ed alimentazione delle optocoupler.

Che ne pensate?

Spuzzete figurati, non è la 'nostra' discussione, ma è la nostra nel senso di forum... non dimenticare che Ponzo tace solo perchè evidentemente è preso dai montaggi...

La tua idea è quella che viene subito, ma se ci pensi... il regolatore dà tensioni fisse rispetto alla sua 'massa' cioè alla tensione più bassa (la 1a cella), mentre le tensioni di ogni cella si muovono al variare delle celle sottostanti -> anche il riferimento deve 'muoversi' insieme alla cella sottostante!

Per fare come dici tu ci vogliono integrati specifici, credo lo facciano già, solo che misurano e sottraggono tutte le tensioni di cella in maniera opportuna.

Ok Riccardo credo di aver capito..quindi un unico regolatore di tensione non andrebbe bene per fare solo da riferimento per i comparatori?Poi le singole tensioni le si va a prendere tramite voltage divider.
Questa è l'idea che mi era venuta perchè ho ricevuto i comparatori ma come regolatori di tensione ho a casa solo gli lm7805 (gli altri sono ancora in mano alle poste..grrrrrrrrrrrr...) che per una cella non vanno bene...su due celle in serie vanno bene solo se le celle sono cariche, mentre su 4 o 5 celle ci sarebbe abbastanza tensione per alimentarli.

io proverei i 317 che sopportano 3A

@spuzzete: no ripeto, il sistema a comparatore per funzionare deve avere tensione di riferimento e tensione di cella entrambe riferite al polo - della cella, quindi non si può unirle su più celle. Forse ci capiamo meglio se metti uno schema della parte di circuito che hai in testa.

UDOS no, non sono adatti, o meglio non nel mio schema dove il regolatore deve volutamente dare correnti bassissime, e deve essere low drop-out

per me voi vi state solo complicando la vita....

Concordo pienamente, fra poco ci vorrà il carrello per la nostra amata 600 dove mettere tutta sta roba siamo già alle litio fe da 90 ah più tutta l'elettronica dissipatori ecc . Io ho optato solo con sbm da 1,7 ah + ccm e basta il tutto messo nel cassone a T in modo che mi sfrutti il sassone anteriore. Speriamo a presto Ciao by ciuspa

aaahhh già, perchè voi due invece avete comprato l'Elettra per avere la vita facile?!?!

Ma dai che ci piace giocare! E poi scusate io non ho neanche le CCM...facile parlare con la pappa pronta!!!!

Vabbe' quando avremo una gestione dell'auto a prova di mogli e figli e ci chiederete schemi e consigli venderemo cara la pelle!

Io invece sono per una soluzione "mista" e comprendo i punti di vista di Grillino, Ciuspa e Riccardo.

Sicuramente la situazione diventa complicata quando non siamo "noi" ad usare l'auto e la usa chi non ha dimestichezza con le batterie...li si che possono accadere guai.
Sicuramente per me i bilaciatori per il litio ci vogliono. Io semplificherei però la parte sulla scarica usando i cell log per segnalare anomalie, un bel allarme sonoro fastidioso fa capire a chiunque che qualcosa non va ed il mezzo va fermato.

@ Riccardo

ho provato a disegnare lo schema con fidocad ma sono lentissimo. Farò uno schema su un foglio nel weekend (o prima se ho tempo) e lo posto.

Ho quali finito di disegnare lo stampato come lo farei io ma che dimensionio dovrebbe avere la basetta?
Per far stare 8 ccm per stampato occorrerebbe anche un filo che colleghi una ccm alla successiva ... per la cella 0.
Ciao