Progetto grande pacco batterie litio 18650 o similari

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luppy
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Progetto grande pacco batterie litio 18650 o similari

Messaggio da luppy » 27 apr 2017, 18:03

Questo progetto riguarda la costruzione di un pacco batterie “espandibile”, ovvero che possa accogliere un numero indefinito di batterie al litio, tipo 18650 o comunque con caratteristiche simili, inteso come corrente di carica, voltaggio di scarica e fine carica
Sono mesi che ci lavoro appena ho un po di tempo, ed allo stato attuale tutta la parte progettuale dovrei averla completata, mentre per la realizzazione sono circa al 30%, tuttavia voglio condividere questo percorso con voi, possono esserci cose che sarebbe meglio fare diversamente, oppure errori grossolani che non ho individuato
Il mio obbiettivo è di avere una batteria di grande capacità, minimo 1 kW, ma non quello di erogare correnti elevate. La mia idea è un limite di 8 ampere su 12/14 volt, quindi diciamo un centinaio di watt, poiché l’uso che vorrei farne è solo per illuminazione, 12v a led, con un assorbimento di 50w
Premesso che come è noto queste batterie contengono litio metallico e quindi sono pericolose, c’è anche il problema che recuperandole in giro sono tutte diverse come capacità, quindi ho escluso subito l’ipotesi di usare bms. Inoltre con questi ultimi, a quanto sappia io, l’aumento di capacità lo si ottiene parallelando le batterie, e con quelle che ho non credo proprio vada bene. E poi non mi piace mettere in parallelo secco le batterie, se ne muore una si porta dietro tutte le altre. Quindi vorrei gestire ciascuna batteria singolarmente, ancora una volta con i regolatori tp4056

schedina.jpg
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https://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/da ... TP4056.pdf

Come ho scritto altrove, parlando con Ferrobattuto del piccolo power bank a 5v che ho costruito, per poterle caricare e utilizzare mettendole in serie è inevitabile utilizzare dei relè, quindi ecco cosa ho “partorito”:

schema.jpg
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Che disegno tremendo, disegnare non è il mio forte ;)
Lo schema è molto semplice, gli otto rettangoli sono i regolatori, girati come nella foto qui sopra. In essi il negativo è in comune tra input e output, quindi ho isolato il lato positivo con dei diodi schotty (o come si scrive)
Ad ogni regolatore è collegata la sua batteria (rettangolino con la B nel disegno)
A sinistra e a destra ci sono le uscite, mentre gli ingressi sono i tanti cerchietti con dentro il segno + oppure sopra ai relè quelli con il – e sono collegati insieme: l'alimentazione che viene collegata ad essi lo è anche ai relè, quindi mentre è in carica le batterie vengono isolate per file verticali
Il tp4056 ha una protezione per la batteria a 3 ampere, i diodi li ho procurati da tre ampere, i relè da 10 ampere DC
Nel disegno ci sono due file di regolatori, quindi un totale di otto, ma si possono aggiungere altre file, nel progetto esecutivo ne ho previste 48, per un totale di 192 batterie
Spero che il circuito sia corretto, ho fatto delle prove proprio con otto celle come nel disegno e funzionava...
Domani cerco di mettere un po di foto, così sarà più chiaro cosa sto combinando ;)
Ciao !

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luppy
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Re: Progetto grande pacco batterie litio 18650 o similari

Messaggio da luppy » 4 mag 2017, 19:07

Continuo il racconto.
Guardando il circuito, si vede che da ogni unità "caricarore+batteria" in pratica escono solo tre fili, una massa, un positivo in e un positivo out
La mia idea ricordo è gestire ogni batteria a se
Quindi, per collegarle ho deciso di usare una struttura tipo i rack a cassette che si usano x i backup
per ciascuna batteria ho studiato un contenitore apposito:
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In ciascun contenitore ho posizionato un connettore femmina a tre pin dimensionato per 3 ampere
1 connettori.jpg
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i connettori maschi li ho saldati/sto saldando su piccoli pcb molto economici
2 basette.jpg
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ciascun pcb ha un suo telaietto
2 bis supporti.jpg
2 bis supporti.jpg (111.01 KiB) Visto 7986 volte

tutti i telai, che stampo in abs già con i fori pronti, li ho poi assemblati in una griglia che sarà il fondo del rack
5 griglia.jpg
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Ovviamente le misure sono calcolate per accogliere all'interno di ciascun contenitore sia la batteria che il circuitino di ricarica con i suoi diodi
Le stesse misure sono tali da permettere di agganciare tutti i contenitorini "a rapporto" giusto
Tutte le parti in plastica le ho disegnate io, usando come cad il Blender, che è anche gratuito e gira su vecchi pc
-continua-
Ultima modifica di luppy il 4 mag 2017, 19:19, modificato 1 volta in totale.

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luppy
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Re: Progetto grande pacco batterie litio 18650 o similari

Messaggio da luppy » 4 mag 2017, 19:12

questo è per far vedere come appariranno montati, si vede il rapporto, che tiene anche conto delle dimensioni dei telaietti:
4 assemblaggio.jpg
4 assemblaggio.jpg (122.19 KiB) Visto 7985 volte


Molte foto e poche parole, ma si sa che le foto chiariscono meglio ;)
Appena riesco metto le foto dei contenitori montati con la pila dentro
Prossimi step sono finire le saldature ed costruire il semplice armadietto in mdf, inserimento della griglia, infine il montaggio del sistema di ricarica
Man mano che vado avanti metterò delle foto
ciao e a presto ;)

@edit: mancava una foto, il circuito di prova ... l'avrei dovuta mettere all'inizio

DSC04095.JPG
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Lo so lo so, è bruttissimo ! Hahahahaha
Però funzionava ;)

riciao

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Cutugnu
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Re: Progetto grande pacco batterie litio 18650 o similari

Messaggio da Cutugnu » 16 set 2017, 13:25

Ciao luppy. Interessante il tuo progetto e vista la tua esperienza con i moduli TP4056, volevo sciogliere dei dubbi sul loro utilizzo.
Dovrei realizzare un caricabatterie per 3,4 e 5 elementi per recuperare trapani a batteria, di buona qualità, per i quali le vecchie batterie a ni-cd non sono più convenienti da acquistare.
1) L'utilizzo di almeno due elementi 18650, ex laptop in parallelo, dovrebbe garantire una certa sicurezza per eventuali extra assorbimenti sotto sforzo?
2)Più moduli TP4056 alimentati da unica fonte 5v, devono essere separati con l'utilizzo di un diodo?
3)In fase di carica, bisogna interrompere i vari elementi che compongono la serie e per questo che utilizzi i relè?
In questo caso diventerebbe troppo ingombrante e costoso un progetto del genere per ogni singola batteria. L'alternativa sono dei caricabatterie litio per la serie completa, esempio 3 elementi 12,6v di tensione max, ma si perderebbe il controllo sul singolo elemento.
Cosa mi suggerite e, se l'argomento non è stato mai trattato, si potrebbe aprire una nuova discussione?

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luppy
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Re: Progetto grande pacco batterie litio 18650 o similari

Messaggio da luppy » 23 set 2017, 11:57

Cutugnu ha scritto:
16 set 2017, 13:25
...moduli TP4056...
Ciao Cutugnu !
Scusa se rispondo solo ora, non avevo visto il tuo messaggio
Per le tue domande, provo a risponderti per quel poco che so, segueldo il tuo elenco:
1> Sicurezza di avere la corrente si, sicurezza nel senso di poterlo fare senza problemi invece no
2> e 3> Il circuitino in questione ha il polo negativo per la carica in comune con il polo negativo per la scarica. Questo impedisce di fare dei paralleli senza dei relè, ed i diodi che ho disegnato servono per evitare che durante la ricarica la corrente torni indietro da una stringa più carica ad una che lo è meno. Infatti la mia idea era di usare batterie riciclate, e mettendone tante sarà impossibile fare dei gruppi omodenei, come capacità

Per quello che vuoi fare tu, esistono dei circuitini diversi fatti appositamente, si chiamano in inglese "bms". Fanno esattamente quello che cercavo di fare con questo progetto, e prevedono il collegamento di gruppo di batterie in parallelo. Devi procurartene uno che possa gestire gli ampere che richiede il trapano, se non hai il valore allora potresti guardare quante batterie ci sono nel pacco e ti basi sulla corrente che possono dare

Io ne ho uno piccolo, lo uso per il mio dremel-clone :P
BMS.JPG
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Quello che però mi ha lasciato perplesso, leggendo anche i consigli delle persone che frequentano questo forum e che ne sanno anche più di me, è la pericolosità di questo tipo di batterie. Prelevare tanta corrente come nel caso di un trapanino porterà certamente ad un riscaldamento delle batterie, e visto che il solvente al loro interno è infiammabile, questo può creare dei rischi concreti. Tra l'altro il circuitino 4056 può essere usato anche per limitare la corrente in uscita, oltre che gestire la ricarica. La corrente in uscita però se non erro è di massimo 1 ampere, quindi ce ne vorrebbe uno per ogni ampere che ti serve in uscita, e la cosa si complica

Le NiCd invece offrono comunque tanti ampere, ma sono molto meno pericolose, ancorchè inquinanti, però le vendono ancora, perchè in casi come questo sono l'ideale. Potresti anche provare a "resuscitare" il pacco che hai già, o seguendo i consigli che puoi trovare qui viewtopic.php?f=7&t=1547 oppure anche solo controllando le celle del banco, magari solo una si è "impigrita" e non fa funzionare più niente

Mi hai fatto venire in mente che qualche mese fa ho trovato un trapanino di quelli alla piattaforma ecologica, a me serve solo il motore per applicazioni "giardinieristiche" visto che ne ho già uno funzionante, però potrei provare a recuperarne il pacco batterie... magari lo faccio ;)

Se hai altri dubbi... chiedi pure ;)
ciao

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