Módulo de gestión de baterías pirateado para el banco de baterías de hierro de litio

A partir de su habitual reparación y demolición de tarifa, [Kerry Wong] se embarcó en un proyecto a largo plazo: construir un banco de baterías a nivel nacional. Desde el primer vistazo al proyecto, será espectacular.

Para ser justo, [Kerry] nos desafió en este proyecto hace unos meses con su soldador de bricolaje para pestañas de batería. Desde entonces, parece haber tomado una serie de decisiones de proyectos cruciales, de las cuales no menos importante es la química de la batería. La mayoría de los bancos de baterías diseñados para un inversor con suficiente potencia para alimentar electrodomésticos dependen de baterías de plomo-ácido, aunque el ión de litio ciertamente ha hecho algunos avances. [Kerry] busca operar un inversor bastante pequeño de 1000 vatios, y su análisis lo ha llevado a las celdas de litio-hierro. El siguiente video muestra lo que sucede cuando un paquete de eBay de 80 32650 celdas LiFePo4 se encuentra con su soldador local. Pero luego el problema se convierte en obtener un sistema operativo de batería que dependa de la carga y descarga de sus paquetes de 4 baterías. No te arruinaremos la sorpresa, pero basta con decir [Kerry] realmente feliz de que solo se necesitaran modificaciones mínimas para su módulo BMS gratuito de $ 9.

Esperamos ver adónde va esta construcción, especialmente porque también nos gustaría construir algo similar. Para un banco de baterías basado en AGM más tradicional, eche un vistazo a este sistema de carga solar bellamente diseñado.

  • Vinalon dice:

    Bueno, parece un proyecto electrónico divertido y poderoso. ¿Cómo equilibra el voltaje de las celdas individuales para prolongar su vida cuando los ánodos y los cátodos son paralelos de esta manera?

    • Ali dice:

      La celda de voltaje más bajo en la configuración paralela romperá la ley de Kirchhoff y requerirá recarga de sus vecinas.

      • behle dice:

        Esto suena tan divertido y equivocado, pero supongo que tienes razón. ¿Estas bien?

        • Ali dice:

          Bueno, sí. Piénselo ... si la celda A es de 3.5V y la celda B es de 3.7V, entonces en las tiras de conexión hay una diferencia de 0.1V por tira entre la celda baja y la celda alta ...
          Ahora digamos que la tira está a 0,1 ohmios (está bien, entonces, qué acero es más fácil de soldar / soldar, no me importa).
          Por lo tanto:
          La ley de resistencia de Ohm nos da:
          V = I * R y no sabemos I:
          Yo = V / R
          0.1V dividido por 0.1V == 1A
          Y la potencia en esa pista / alambre / cable / tira de metal / ... es:
          P = I * V
          0,1 por 1 es 0,1 w.

          Para desequilibrar, se debe extraer suficiente corriente en el lado del extremo del paquete de las celdas de voltaje más alto ... incluso entonces, la celda de voltaje más alto en este caso carga las celdas tensas en 1A después de que se haya eliminado el corto esencialmente.

          Esto piensa en el caso de dos celdas en paralelo utilizando materiales de montaje baratos ... Para acabar con la confusión, un paralelo es el siguiente:

          Conecte el ánodo al ánodo de la siguiente batería y conecte el cátodo al cátodo.
          .
          .
          .

          O otra forma de decirlo es:
          Tome una hoja de papel de aluminio y mire el primer borde ... el lugar más cercano al que mira esa hoja es paralelo al punto anterior que miró, por lo que es esencialmente eléctricamente el mismo (Bueno, ignorando la impedancia insignificante por mm ^ 2) .
          Es decir, el rollo de ánodo y cátodo dentro de una celda es esencialmente paralelo de todos modos y esas hojas de papel de aluminio permanecen sin la necesidad de un circuito por cada pulgada cuadrada de esa hoja.

          • Robot dice:

            En la práctica, las células individuales deben caracterizarse y combinarse antes de unirse en un paquete (esto es lo que hace una manzana). El peligro surge cuando las células envejecen y fluyen demasiado profundo. Entonces, una celda invertirá la polaridad y las otras celdas se descargarán en la celda, lo que hará que se hinche. Definitivamente ha visto algunas computadoras portátiles hinchadas que sufren este problema.

          • Ali dice:

            Cualquier BMS semi-decente evita la descarga profunda de cualquier celda individual (solo en serie) ... En paralelo, como se discute aquí, el autoequilibrio debido al sentido común y la física.

            Una mezcla en serie de baterías / celdas paralelas necesita BMS, por lo que se detecta el conjunto más débil de celdas paralelas ... incluso si hay horas o incluso años de duración de la batería en las otras celdas.
            No es necesario vaciar ninguna celda y seguir esperando para hacer frente al flujo sin BANG! ...
            Es probable que Apple solo tuviera un voltaje de corte demasiado bajo y, por lo tanto, causó gasificación debido a la electrólisis durante la carga después de la deposición de metal de litio, lo que puede ocurrir y ocurre en celdas cilíndricas normales sin problemas de seguridad.
            Una actualización salvaría el resto de las otras baterías: cambie de un corte mínimo de 2.8v para las celdas más débiles a 3.2v, evitando también un voltaje de carga máximo prolongado al elevar el voltaje justo por encima de un nivel de seguridad de 4.2v a 4.25 o 4.3 para un período más corto para deshabilitar la galvanización del litio crudo en una de las placas (no recuerde si el cátodo o el ánodo reciben el recubrimiento de esta manera). Todo lo que esté por encima de 4.3v es simplemente "jugar a DIOS" con la vida de las personas.

            Lo anterior se describe hasta el nivel por celda ... por lo que en el nivel del paquete deje de suministrar energía a 11,4 V para todo el paquete, ya que una celda ha alcanzado los 3,2 voltios y el paquete se considera inseguro. incluso si un paquete nuevo alcanza los 9,6 v antes de que se considere plano. ¡tratar de obtener un tiempo de ejecución completo de un paquete defectuoso sería como dejar caer granadas vivas detrás de ti para que corras más rápido / más tiempo!

            Experimentó una explosión de celda (bueno ... silbido y sonido bajo) debido a la polaridad inversa demasiado descargada mientras conducía NiMH Powered + 30v / 0v / -30V (total 60v) 130W (100W RMS) durante demasiado tiempo. Una de las celdas probablemente estaba débil, ya que el paquete se ensambló por sí mismo. Afortunadamente, tenía un fusible en los cables de alimentación adyacentes para empujar / tirar para salvar el amplificador durante la transmisión de 30 V en 4 ohmios. Así que incluso el NiMH puede explotar si sale mal.

  • Olsen dice:

    Creo que escribiste algo mal, o eso, o es un nuevo tipo de batería que no sé.
    Siento ser pedante.

    • mjrippe dice:

      Eso pensó. Pero cuando leí "LiFePo4" (Fe es el símbolo del hierro) me di cuenta de que debe ser una nueva formulación de la que no había oído hablar antes 😉

    • chango dice:

      No, el título es correcto. Estas son células de fosfato de hierro y litio.

      • Ren dice:

        ¿Quizás deberíamos llamarlas células LIP? LIrPh? LiFePh?

        • Quejándose dice:

          Vi la taquigrafía LiFe lanzada.

        • Dave Davidson dice:

          Todo está bien mientras nadie aquí esté Larping, estamos a salvo excepto de trustfire nadie está a salvo trustfire.

        • TacticalNinja dice:

          "LFP" es su nombre más corto. Tampoco creo que haya un Ph, porque el fosfato es PO4.

        • Almiar dice:

          De hecho, utilizan LFP para abreviar LiFePo4.

      • Olsen dice:

        ¡Fresco! ¡Aprenda algo nuevo cada día!

      • Cuenta dice:

        Las células de fosfato de hierro y litio existen desde hace al menos 15 años.

  • Boris van Galvin dice:

    Pensé que podría hacer circular las baterías de iones de litio entre 500 y 800 veces antes de que las celdas comiencen a funcionar.

    • Jake dice:

      Estas son baterías de LiFePO4 (fosfato de hierro y litio), no de iones de litio / polímero. Deberían durar unos 2000 ciclos.

      • Boris van Galvin dice:

        Todos los documentos que leí sobre el 32650 parecían indicar que son buenos ciervos con menos de 1000 ciclos.
        Recuerde que él administra toda la casa en el proyecto y me pareció que la intención era ser un sistema “Off the Grid” con Carga Solar. Teniendo en cuenta que tenemos un promedio de 5 horas de luz de carga utilizable por día (fíjate, vivo en Nueva Zelanda, donde los días nublados son comunes) y ha habido semanas en las que el sol no aparece en invierno. esos 1000 ciclos desaparecerán rápidamente. y al precio / va / ciclo, no estoy seguro de que sea muy útil económicamente.

        • PreferLinux dice:

          "El 32650" es un tamaño de celdas de iones de litio recargables, no una celda específica. Hay muchos en otros químicos no relacionados.

          Si el banco proporciona suficiente energía para una semana, pasando del 100% a lo que esté basado en los 1000 ciclos (debería ser 100% DoD), durará más de 19 años. Y como dije a continuación, menor profundidad de descarga sentido aumenta la vida cíclica. Aquí hay un PDF con un bonito gráfico (página 5): https://www.ev-power.eu/docs/web/2014/GWL-Battery-Bank-WB-Spec.pdf Por lo que durará bastante bien, incluso con solo evaluación de 1000 ciclos. Mucho mejor que las baterías de plomo-ácido.

          Además, la estimación simplemente significa que la capacidad máxima se ha reducido al 80% de la original. Seguirá funcionando bien durante muchos más ciclos.

        • Magma6 dice:

          32650 es un formato de celda (originalmente de 32 mm por 65,0 mm) que se puede utilizar para diferentes químicos de celda. El número de bucles está ligeramente relacionado con el formato, como sugiere su comentario.

    • Ali dice:

      Son hierro litio *…. no sé si tienen un mejor ciclo de vida, pero todo falla al final.
      En cuanto a la degeneración, ya que alrededor del 40% se desgasta por una descarga profunda de litio cobalto (conocido como ion ... no hierro) al mínimo que BMS permitirá y aún cargará las células ...
      Esto se debe al uso de una computadora portátil sin redes durante las próximas más de 4 horas.
      Prefiero renovar mis propias baterías con celdas compatibles del exceso de existencias antes de que los paquetes restantes se desechen en el trabajo.

      * sí no error tipográfico ... es decir, hierro como en el hierro litio o LiFe o algún acero limpiado y batido en una envoltura con algunas sales de litio y litio antes de insertarlo en un cilindro.

      • Ali dice:

        Se necesitan alrededor de 150 ciclos para degradar estas células en un 40% ... se olvidó de agregar.

    • Preferir Linux dice:

      Depende de la profundidad de descarga (DoD) y probablemente de cuánto tiempo también se cargan. Y de hecho, probablemente dependa de la carga / descarga (0.1C probablemente dará una vida más larga que 10C). Varios productos químicos también durarán de manera diferente a otros. Una hoja de datos que encontré en una búsqueda muy rápida sugirió 3000 ciclos con 80% DoD y 5000 con 70% DoD.

    • Gunnar dice:

      Hechos:
      https://i1.wp.com/batteryblog.ca/wp-content/uploads/2013/07/BAK_1-1600-Cycles2.jpg

      • PreferLinux dice:

        Es casi seguro que esta no es una celda LiFePo4, basada en la carga de 4.2 V y el voltaje nominal de 3.6 V. También se especifica para una celda en particular. Un gráfico más útil mostraría el número de ciclos frente a la profundidad de descargar.

  • Countparadox dice:

    son $ 150 por 6 de esas baterías aquí 🙁

  • Alguien dice:

    Realmente espero que lo lleve a cabo de forma segura. Una mala elección de proyecto fácilmente podría incendiar su casa.

    • NiHaoMike dice:

      LiFePO4 es un producto químico muy seguro.

  • mímica dice:

    Su soldador local en realidad usa 555 🙂
    http://www.kerrywong.com/blog/wp-content/uploads/2017/06/spotwelder.png

    • Ali dice:

      Podría hacerlo mejor con un Arduino conectado a una granja de servidores de compilación distribuida Core i7 ocupando el espacio del edificio del estado imperial.

      • Alphatek dice:

        no es nada sin arte

  • blarsblarson dice:

    En lugar de toda esa soldadura, ¿por qué no usar simplemente celdas prismáticas LiFePO4? El más barato por amperio-hora suele ser de 100 Ah, pero está disponible en tamaños de 20 a 1000 amperios.

  • Millas dice:

    Uf, pon lo que es EL HACK en el título o en el artículo.

    Modificación de circuito equilibrado.

    Esperaba que pirateara un cargador solar con perfil de carga de litio. Por supuesto que con Po4 eso es estúpido, realmente se llevarán cualquier cosa.

  • Pedro dice:

    P = U ^ 2 / R -> 3.75 * 3.75 / 11.5 = 1.2W para cada resistor. Eso se encenderá y fallará pronto.

  • MrFusion dice:

    Amigo, parece que estás haciendo un dispositivo de grabación ... dos razones. Cartón y fusibles.

    El calor acorta en gran medida la vida útil de las baterías recargables (por lo que aislarlas durante la carga / descarga es una muy mala idea), y la sobrecarga / mal funcionamiento pueden provocar fugas térmicas. El cartón es un buen aislante (lo que agravaría la falla de la celda y el sobrecalentamiento) y es bastante inflamable (así que manténgalo alejado de fuentes de ignición como chispas o calentadores rojos). Recuerde, el punto de inflamación es de 258 ° C, la temperatura de ignición es de 427 ° C. Tenga en cuenta que cuando está apilado (como en su paquete de baterías), también tiende a calentarse para inducir una combustión espontánea. Además, se pudre con el tiempo y puede atraer insectos y roedores (las ratas y los ratones son el enemigo natural de los aparatos eléctricos ...).

    Existe una razón por la que una batería separa el espacio entre las celdas y permite la circulación de aire (o refrigeración por agua). Y también por qué los arreglos "adecuados" también monitorean la temperatura de la celda ...

    Segundo punto: fusibles. Sugiera encarecidamente que coloque un enlace fusible entre cada batería y la barra colectora. De esta manera, debe evitar desechar muchos amperios de potencia en una celda defectuosa (ya sea al cargarla o de otras celdas), lo que hace que se encienda y / o explote ... Muy buena idea si no tiene un control de calidad del 100% las pilas que pones en una mesa.

    ¡De todos modos, buena suerte! Al menos no coloque el tablero en su casa, ninguna estructura inflamable o adyacente a cualquier cosa que considere importante ...

  • JWHITTEN dice:

    Hay una empresa en China a la que compro muchas baterías LiFePo4, O’CellTech [ocelltech.com]. La razón por la que me gustan estas baterías en particular es por su interfaz SMBus incorporada (en realidad, I2C) con el chip mgmt de batería TI integrado. Lo que le permite consultar la batería para obtener mucha información útil sobre capacidad, carga / descarga, etc.

Óscar Soto
Óscar Soto

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