Incarcator li-ion

[Ombladon2002]

Au pe stoc BDW84,iar BD136,o sa le pun pe o bucata de tabla de Al...

[Ombladon2002]

Tocmai am aflat ca aceste celule (li-ion) nu sunt chiar asa sensibile...

Avand 2 pachete puse in paralel (fiecare pachet 3S 5P) si avand nevoie de 24V,am desfacut cele 4 cabluri,cel de minus fiind negru iar cel de plus albastru,am zis ca leg un plus cu un minus si gata,am 24V,problema este ca nu am observat ca leg plusul cu minusul de la acelasi pachet  ...a durat cam 2 secunde pana am observat un fum gros care iese din pachet,asa de atent eram la ce fac,ca nici macar nu am observat scanteile care au aparut cand am scurtcircuitat cablurile,dar am avut noroc si nu am nici o arsura la degete.Fumul a iesit din zonele unde banda interconectoare (cea care leaga celulele intre ele) era mai lunga,desi sub fiecare banda am pus bucati de carton (scos tot din baterii de laptop),pentru a nu se scurtcircuita singura celula cand se incalzeste,am uitat sa izolez mai bine cablul cel gros de o tablita,iar cand s-a incalzit tablita,s-a topit toata izolatia cablului,ciudat este ca desi nu mai era plastic intre tablita si sarma din cablu,nu s-a produs un scurtcircuit care sa-mi nenoroceasca definitiv bateria   .Acum bateria are 12,40V,nu cred ca s-a intamplat ceva prea grav cu ea...

[Ombladon2002]

Am vazut ca toate bateriile (fie ele li-ion,li-po samd)au acel  "battery management system" (BMS),urmand sa fac un pack destul de marisor (inca nu stiu tensiunea si capacitatea maxima,oricum o sa am cate cam 20 de celule in paralel pentru fiecare 3,7V),vreau sa stiu cum as putea sa fac ceva asemanator BMS-ului.Acestea sunt specificatiile unuia:

 

Technical Parameters:

Balanced current: 60mA (VCELL = 3.90V when) -

Balanced for: 4.20 ± 0.05 V

Over-charged Protection: 4.2 ± 0.05 V

Over-charged Release: 4.05 ± 0.05 V

Over-discharged Protection: 2.9 ± 0.05 V

Over-charged delay: 5mS

Over-current Protecton: 45 A

Supports Max. Continuing Discharge Current: 45A

Static power consumption: less than 200uA

Short-circuit protection function: disconnect the load from the recovery.

 

Chiar am nevoie de toate functiile de mai sus?Momentan cu incarcarea nu este problema,are grija incarcatorul sa nu se depaseasca 4,2V pe celula,iar cu descarcatul sub 3,2V am rezolvat,in sensul ca ma anunta cand s-a ajuns la aceasta tensiune,mai ramane partea cu decuplatul,deoarece nu stiu cum sa fac "automentinerea",deoarece la decuplarea sarcinii tensiunea creste si se cupleaza iar sarcina,eu as vrea sa o pot cupla inapoi apasand un buton...Mai am nevoie de o protectie la supracurent sa zicem 40A (Este mare un curent de 1,5C fiind vorba de o celula care cand era noua avea in jur de 1800mAh?),care sa actioneze sa zicem un releu,si sa poata fi resetata apasand un buton.

 

PS: Este o problema daca dupa ce s-a atins tensiunea de 3,1V pe celula,fac o pauza iar dupa un timp continui iar descarcarea pana ajunge din nou la 3,1V?Intreb asta deoarece am facut o proba cu un acumulator care dupa 50 de minute de descacare cu un curent de X amperi,ajungea la 3,1V pe celula dupa o pauza de 5-10 minute,mai tinea inca 10-15 minute pana sa ajunga din mou la 3,1V pe celula.

Editat Septembrie 23, 2014 de Ombladon2002

[The Stressmaker]

Se poate face si cu componente discrete. Mai intai trebuie sa impartiti circuitul in doua componente incarcare si descarcare. La incarcare trebuie sa stabiliti curentul de incarcare si metoda de echilibrare, disipativa sau cu balansare capacitiva sau altfel.

*Over-charged Protection: Cea mai simpla metoda este cea disipativa ca cea de care s-a discutat pana acum cu stabilizator sunt (paralel) si reglat la 4,2V (mai degraba la 4,15V pentru a suplini cresterea de tensiune din cauza rezistentelor interne ale stabilizatorului) in paralel pe acumulatori. La cate celule aveti inseriate atatea stabilizatoare trebuie sa folositi. As merge pe un releu cu mai multe contacte, cu contactul corespunzator curentului de incarcare, care sa decupleze la terminarea incarcarii asa decupland consumul stabilizatoarelor. Tot aici se combina si optiunea "Over-charged Release" si "Balanced for" fiind acelasi circuit.

*Balanced current: asta se realizeaza prin doua metode. Prima ar fi sa se supravegheze curentul prin celule sau sa se supravegheze curentul prin stabilizatorul paralel cei doi curenti fiind invers proportionali. Prima metoda se poate face clasic cu sunt inseriat cu celula sau stabilizatorul iar a doua metoda se face cu ajutorul unei bobine infasurata pe un releu reed cu rol de declansare la pragul minim de curent. Exemplu, daca curentul de incarcare este de 1000mA iar pragul de declansare este de 60mA atunci la 940mA prin sunt se obtin cei 60mA prin celule. Din ce cunosc, daca se vor folosi 20 de celule in paralel, atunci curentul minim de declansare este de 20x60mA adica 1200mA. Totusi, recomand impartirea in sectiuni fiecare cu siguranta fuzibila proprie pentru mai multa siguranta.

Daca exista mai multe celule inseriate (si implicit mai multe stabilizatoare paralel) atunci cu un montaj comparator simplu se poate face decuplarea incarcarii doar in cazul in care s-a ajuns la curentul minim pe toate sectiunile in serie considerand incarcarea si echilibrarea celulelor terminata.

Aceasta este sectiunea de incarcare care poate fi separata de celule prin contactele unor relee sau cu mosfeti.

Partea de descarcare este mai simpla si cu componente putine care raman permanent in functie.

*Over-discharged Protection: se poate realiza cu un mosfet canal n inseriat cu celula astfel incat sursa este la minusul celulei, drena este la minusul montajului iar poarta este conectata direct la plusul celulei (nu este necesar dar se poate folosi un rezistor de 10k inseriat cu poarta). Asa, in functie de tensiunea de prag a mosfet-ului, apare si decuplarea la tensiune mica. Ca o solutie proprie, daca tensiunea de prag este mare ca la irfz44n de 3,6V se poate pune un led rosu pe post de fotocelula (cu un alt led fata in fata exact ca un optocuplor) inseriat cu circuitul portii mosfet-ului ridicand tensiunea de prag cu 1,4V si daca opresc alimentarea ledului optocuplorului format (circuit extern reglat la 3,2V de exemplu, care comanda ledul) decupleaza automat si mosfet-ul. Partea exterioara a montajului poate fi decuplata la oprirea descarcarii, fiind necesara doar la functionare in sarcina pentru a scadea rezistenta drena sursa a mosfetului. Se poate echivala functional cu un driver pentru mosfet cu canal n.

​*Over-current Protecton: se rezolva simplu printr-o bara de cupru sau nichelina taiata la dimensiune astfel ca, la 40A prin ea sa apara 0,6V necesari jonctiunii BE a unui tranzistor care va bloca mosfet-ul serie. Aceeasi solutie ca pentru "Short-circuit protection function" doar ca pentru resetarea manuala se poate folosi un tiristor care odata armat pe poarta ramane amorsat, scazand tensiunea pe poarta mosfetului serie mentinand starea de protectie.

*Static power consumption: aici este partea dureroasa pentru ca montajul fiind realizat cu componente discrete si consumul va fi mai mare.

Trebuie sa mai adaugati inca doua circuite de protectie termica inainte de inchiderea celulelor in pachet. Primul circuit este de protectie termica la incarcare prin limitarea curentului de incarcare daca celulele au atins 45 grade celsius si limitarea descarcarii daca celulele au atins 60 grade celsius.

[Ombladon2002]

Va multumesc mult pentu raspunsul asa de detaliat.

Da,la incarcare o sa folosesc metoda despre care am mai discutat,o sa reglez tensiunea la 4,15V.

Nu cred ca este necesara decuplarea incarcarii,este suficient sa ma avertizeze,si opresc eu incarcatorul.

O sa pun siguranta fuzibila separata pentru fiecare pachet de celule legate in paralel,care o sa ma scape de probleme nu doar la descarcare,ci si la incarcare (un eventual scurt in incarcator...)Vreau sa folosesc suporti cu montare pe cablaj (10-15 sigurante montate pe cabluri,ocupa prea mult spatiu,sunt mai greu de verificat),problema este ca sunt pentru sigurante 5x20mm,par destul de fragile,cred ca o sa folosesc cate 2 suporti in paralel...

Cu protectia la tensiune prea joasa,am facut deja un montaj cu un LM,si aprinde un LED cand s-a ajuns la o anumita tensiune pe tot pachetul,dar fiind mai multe celule in serie,cred ca este bine sa fie separat pentru fiecare celula in parte.

Nu cred ca o sa fie curentul maxim chiar 40A,asta o sa vad dupa ce adun toate celulele necesare,probabil curentul maxim o sa fie 25-30A.

Nu pot sa inlocuiesc tiristorul cu altceva?Nu cred ca gasesc tiristori la magazinul de unde o sa comand restul pieselor...

Nu cred ca o sa fac protectia termica,cred ca este suficienta supravegherea temperaturii.

Cred ca o sa pun 3 termistori pe intregul pachet si o sa folosesc un singur termometru,si sa comut de pe un termistor pe altul...

[The Stressmaker]

Tiristorii sunt la fel de comuni la magazinele de electronice ca si tranzistorii. Este singura componenta uzuala care poate face mentinerea protectiei active cu minim de componente.

Va recomand decuplarea automata a incarcarii pentru ca tehnologia cu litiu nu suporta mentinerea curentului de incarcare chiar daca circuitul limiteaza curentul, in timp apare metalizarea cu litiu metalic in celule si distrugerea elementilor.

Ca elemente fuzibile puteti folosi si sigurante fuzibile de sticla pe care lipiti direct firele apoi treceti peste siguranta un tub termocontractibil. Sunt mai greu de inlocuit dar ocupa spatiu mai putin. Calculul fuzibilelor il luati ca un raport intre curentul maxim si numarul de celule dar nu mai mic de 10A pentru a avea o marja de eroare. Daca se intrerupe un element curentul pe care il debita acela va fi "cerut" de la celalte celule din grup solicitandu-le in plus pe cele ramase. Dar nu uitati ca orice element introdus in circuit vine cu caderea lui de tensiune, chiar daca este pentru protectie asa ca trebuie sa gasiti un raport optim intre cate piese vor fi inseriate intre acumulatori si consumator.

Cand montati mai multe celule in paralel acel grup se comporta ca o singura celula cu tensiunea unei singure celule si capacitatea adunata a tuturor celulelor. Daca ati descrie cum va arata pachetul de celule vom discuta mai la obiect.

Este necesara protectia termica, chiar esentiala la tehnologia cu litiu. Se poate implementa o protectie multipla cu 3 termistori fiecare cu circuitul lui in montaj logic cu diode (chiar si cu inversoare cmos sau tl431 sau lm-uri) si cand unul sau mai multe din ele sesizeaza cresterea de temperatura basculeaza comandand oprirea incarcarii sau avertizarea de supraincalzire.

[Ombladon2002]

Poate daca o sa caut mai bine,o sa gasesc,am cautat "tiristori" probabil cautand numele exact al piesei,o sa gasesc.

Nu ma refeream la faptul ca vreau sa las acumulatorii la incarcat si sa ii scot cand vreau (dupa un timp lung) ci sa opresc eu incarcarea cand ajung la o anumita tensiune.

Pai acel tip de sigurante vreau sa folosesc,dar nu vreau sa le lipesc,o sa le pun pe suporti,suportii nu ocupa mult,problema este ca pe ei scrie 6A,probati pe timp indelungat la 12A,se incalzesc destul de tare,prefer sa pun mai multe in paralel si sa scap de pierderi.

Pai daca cedeaza siguranta de pe un grup,se va dubla curentul de pe celalalt si se se vor arde si acolo sigurantele,asta cel putin teoretic,deoarece am verificat o siguranta de 8A iar la 12A,doar se incalzeste si nu se arde,dar la mine diferenta de curent o sa fie mai mare iar cu sigurante calculate corect,nu cred ca o sa fie probleme.

Pai este cam greu sa spun cum va arata pachetul de celule,deoarece nici eu nu stiu,dar ar fi cateva variante,prima ar fi sa am 20 de celule in paralel si 6/9/12 astfel de pachete in serie,iar a doua varianta ar fi 30 de celule in paralel si 6/9/12 astfel de pachete in serie.Nu m-am gandit prea mult la configuratia bateriei,dar un pack cu 30 in paralel si 12 pachete in serie,inseamna 360 de celule,care cantaresc 18Kg,deci am exagerat,oricum,vreau sa alimentez un motor a carui caracteristici nu le cunosc prea bine,deoarece inca nu l-am cumparat,dupa ce il cumpar si il probez,o sa stiu exact configuratia acumulatorului.

Eu ziceam sa folosesc un termometru digital si sa pun pe pachetul de celule 3 termistori,adica unul in mijloc si ceilalti la exterior si sa comut termometrul pe fiecare termistor (ca sa evit sa dau 40Lei pe inca alte 2 termometre,)sau si mai simplu,din cate stiu,acel termometru are si senzor pentru exterior,si as putea sa scot termistorul din interiorul lui si sa il pun in interiorul pachetului de celule iar cel de exterior sa il pun pe exteriorul pachetului,si o sa-mi arata pe rand fiecare temperatura,asa o sa-mi fie mai usor,deoarece e mai simplu sa fac pauze la temperaturi nu prea mari,decat sa ajunga el la 60* si sa dureze mai mult pana se raceste.

Editat Septembrie 23, 2014 de Ombladon2002

[Ombladon2002]

1. Rezistența R23 trebuie să rămână ca să polarizeze Q6.Restul se poate elimina.Poți elimina și D2 și să legi R23 direct la întrerupător care trebuie să fie unul normal , cu          reținere . Avantajul e că nu folosești un întrerupător de curent mare .

2. Se înlocuiește Q1 cu ceva mai tare , de exemplu BDV64 , eventual se micșorează R18.

3. Am lăsat la urmă partea mai complicată . Tranzistorii din circuitele de echilibrare trebuie să aibă beta destul de mare la 9A ca să nu ”sugă” mai mult de 100mA din TL431 deci minim 90 la 9A ceea ce e mai greu de găsit. Va trebui deci să pui și aici tot darlington - de exemplu BDX34 ( la limită )  sau , pur și simplu , să realizezi tu un darlington punând un BD136 înaintea lui BD912 - cred că așa ieși cel mai ieftin dar e mai mult de lucru. În toate cazurile cu darlington căderea pe rezistență trebuie să fie sub 3V deci R5 < 0,33R la minim 27W - practic 3 x 1R/10W în paralel. S-ar putea găsi probabil și o soluție cu MOSFET , nu știu dacă merită efortul.

Ma scuzati ca va deranjez (din nou) dar este mai simplu sa fac 2 incarcatoare,fiecare pentru 3 celule,sau este mai simplu sa fac un incarcator pentru 6 celule in serie? problema este ca eu pun in paralel cate 20 de celule,chiar si la o capacitate scazuta,tot am cam 20Ah,si as vrea sa trec de cei 3A de care ziceam prima data,sa ajung pe la 5A, sa zicem ca am o tensiune de  28V (3 surse de PC,pe care inca nu le-am cumparat,si nici nu stiu daca o sa o fac),iar curent,cred ca am nevoie de 30A,nici nu stiu ce sursa de alimentare sa folosesc 

Totusi cu 28V si 30A,am 840W/ora x 4 ore de incarcare,3,3KW incarcarea 

Editat Septembrie 24, 2014 de Ombladon2002

[UDAR]

În teorie nu ar fi nicio problemă să faci încărcătorul pentru oricâte celule . În practică pot apărea probleme care nu pot fi anticipate teoretic. Oricum , un pack cu atât de multe celule ( care poate nici nu sunt chiar identice ) este o mare provocare . Nu există nicio garanție că celulele în paralel se vor încărca egal chiar dacă vor avea toate în final aceeași tensiune la borne. Există chiar riscul ca o celulă să absoarbă la începutul încărcării un curent destructiv . Ar fi alta situația dacă fiecare celulă ar avea propriul circuit de protecție . Unele au , altele nu , nu cunosc detalii.

[Ombladon2002]

Daca incarc 20 de celule in paralel cu un curent de 3A,mai pot aparea probleme?

Ar fi o ideie buna sa pun o siguranta fuzibila pe fiecare celula?

[UDAR]

Nu forța răspunsuri care nu se pod da .  Dacă împarți 3A la 20 rezultă 150mA .... dacă trece ( la limită)  prin una singură sunt 3A ... De unde vrei să știu eu ce se va întâmpla , cum vor reacționa celulele tale .

 

E destul de imprecisă treaba - o siguranță prea mică se arde când nu trebuie , una prea mare nu se arde . Siguranțele fuzibile sunt puse de obicei ca să nu ia cablurile, firele, transformatoarele foc prin supraîncălzire . Pentru unele componente ( cum ar fi tiristorii ) există metode speciale de calcul și date tehnice în foile de catalog . Nu am auzit de protejarea bateriilor prin siguranțe . În automobile nu bateria este protejate ci , cum am spus , firele care duc la diferiți consumatori.

[Ombladon2002]

Pai nici nu stiu ce sa mai zic,asa sa tot pun raul in fata,o sa ajung la concluzia ca mai bine nu ies cu bicicleta,deoarece ma poate lovi o masina,apoi ca ma poate lovi si cand merg pe jos...Nici nu stiu ce sa mai fac cu acumulatorii astia,as putea sa cumpar baterii gata facute,dar sunt prea scumpe la noi...

Totusi daca intrebam ce se intampla daca scurtcircuitez o baterie li-ion,tot ar fi sarit cu "Nu fa asta,se poate intampla nu stiu eu ce  " Sunt constient ca se pot intampla lucruri urate,mi s-a intamplat sa se scurtcircuiteze si nu a patit nimeni nimic, la fel de bine ti se poate aprinde laptop-ul in timp ce il tii pe picioare,si nu cred ca macar 1% din posesorii de laptop-uri s-au gandit macar o singura data la asta.

Cum ar putea fi posibil ca tot curentul sa treaca printr-o singura celula (sau 2-3)? ce ar putea cauza asta?

Imi fac probleme doar la incarcare,deoarece le incarc in casa (pot sa le incarc afara,dar nu le-as mai putea supraveghea),la descarcare,se pot aprinde,am lasat bicicleta jos si gata,pierd niste bani si asta-i tot,ori o las balta,ori fac alta baterie folosind celule A123 noi....

Daca spunem ca celulele li-ion sunt periculoase,ce sa mai zicem de cei care folosesc  celule li-po pe bicicletele electrice?

Nu prea am vazut pe YT celule li-ion care sa reactioneze violent la supraincarcare,incalzire,lovire...

In legatura cu sigurantele,uneori chiar una potrivita,nu se arde cand trebuie,dar daca pun o siguranta de 1A la o celula,sigur se arde in caz de scurtcircuit.

Eu am vazut o baterie de la masina electrica tesla (cred ca de la e era) si avea cate o siguranta fuzibila pe fiecare celula (nu era o siguranta care se putea schimba,ci o sarmulita subtire care pleca de la fiecare celula).

[Vizitator]

http://www.youtube.com/watch?v=Yr6cQvzhkmI

http://www.youtube.com/watch?v=RQjudHKh-bI&list=PLDA5D4E95295F0C7B

http://www.youtube.com/watch?v=jjAtBiTSsKY&index=3&list=PLDA5D4E95295F0C7B

[Ombladon2002]

Prostii,in primul clip o incarca cu cine stie ce "high power transformer",care sigur nu scoate 4,2V,in al 2 lea clip este o baterie Li-po,care la fel este supraincarcata,in al 3 lea clip este scurtcircuitata si ricum este vorba de un laptop,deci cred ca sunteti de acord cu mine ca si acolo se poate intampla ceva grav,desi nu se gandeste prea multa lume la asta.

Eu am acasa o masina care in partea din spate are un rezervor plin cu ghiciti ce,exact benzina,care este foarte inflamabila,daca fac un foc sub rezervor,sigur explodeaza toata masina,stiti de ce nu mi s-a intamplat sa imi explodeze masina pana acum? Exact,pentru ca nu am facut focul sub rezervor!

Nu o sa scurtcircuitez bateria,nu o sa incarc o celula la 100V si nu o sa-i dau foc!

Ma scuzati daca v-am deranjat cu ceva.

[UDAR]

Nu înțeleg de ce te superi dacă primești răspunsuri care nu-ți plac . Eu nici măcar nu am afirmat că se va întâmpla ceea ce e mai rău , așa cum se pare că ai înțeles tu. Am spus doar că nu pot da un răspuns doar ca să-ți fiu pe plac . Fii liniștit , nu o să-ți mai dau răspunsuri care să-ți displacă.