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Batterie ultraleggere LIFePo4 [autocostruzione]
13140798
13140798 Inviato: 20 Mar 2012 0:21
 

MaVi92 ha scritto:


Allora, prima conviene chiarire meglio un paio di cose (delle quali ti sei già accorto icon_wink.gif ) per poi capirci senza problemi icon_smile.gif

Con Ah (Ampere * ora) si indica la carica della batteria, che è collegata all'energia contenuta.
Se tu attacchi un utilizzatore (come può esserlo la moto) che consuma 6 Ampere, la batteria da 2,8 Ah al massimo può durare 28 minuti [ (2,8 Ah / 6 A) * 60 ] , così come una batteria da 10 Ah alimenta un carico da 5 A per due ore.
La massima corrente erogabile per cella dipende principalmente dalla composizione chimica della batteria ed è quindi una cosa separata dalla capacità. La corrente massima erogabile dalla batteria, che è spesso u insieme di celle dipende dai collegamenti serie/parallelo tra di loro, nel senso che fissati ad esempio 30 A di corrente massima per cella possiamo avere una batteria con celle in serie in grado di fornire effettivamente 30 A massimi e una batteria con celle in parallelo (quindi con stessa capacità) che può fornire 60 A di picco icon_smile.gif

Questo almeno in teoria, perchè in pratica le batterie sono più bastarde di quello che sembrano icon_asd.gif
Rispondendo all'ultima domanda, durante la scarica la tensione della batteria diminuisce gradualmente già dai primi istanti: ti posso fare l'esempio delle LiPo, che da completamente cariche forniscono 4,2 V circa a cella per scendere fino a 2,7 V quando sono completamente scariche (questa caratteristica si sfrutta per capirne lo stato). Se la tensione scende ancora la batteria si danneggia.

Poi, gli Ah nominali sono calcolati richiedendo alla batteria basse correnti per lunghi tempi, perchè altrimenti (soprattutto parlando di batterie al piombo) la reale capacità diminuisce di molto! Quindi una batteria da 10 Ah molto probabilmente fornisce tranquillamente 0,5 A per 20 ore ma non riesce a fornire 10 A per un'ora intera. Ancora peggio quando avviamo la moto con il motorino di avviamento: si parla di almeno 70 - 75 A per qualche secondo, che la batteria "mal digerisce" e che vanno a diminuire la capacità reale della batteria!

Inoltre, dato che, durante la scarica, per fornire la stessa potenza la corrente uscente dalla batteria aumenta (P = V * I, se la tensione diminuisce la corrente deve aumentare per fare in modo che P rimanga costante), probabilmente anche la tua moto che con batteria carica richiede 6,5A a limitatore, con batteria a terra richiederà 7A o qualcosina in più!

Per questi motivi è opportuno (specialmente, secondo me, con le LiFePO4 che sono costose), in caso la batteria non possa essere ricaricata dall'alternatore, sovradimensionarne la capacità (in Ah) per evitare che si arrivi a spremerla. icon_smile.gif

[ Per essere precisini quando si parla di batterie sarebbe formalmente più corretto (e utile) parlare di Wh, cioè di energia, facendo la somma, istante per istante, del prodotto tra tensione e corrente da quando la batteria è carica a quando è morta, perchè in alcuni casi gli Ah sono scomodi... però queste sono solo seghe mentali icon_asd.gif icon_asd.gif icon_asd.gif ]


Dimenticavo, occhio perchè provare ad attaccare solo il tester mentre avvii il motorino è abbastanza rischioso per la vita del povero strumentino... sei stato fortunato a non vederlo fumare icon_mrgreen.gif


Ciao Mav, grazie per la spiegazione!! 0509_up.gif 0509_up.gif
Riguardo il tester..bhe si..sono stato forunato a non vederlo fumare! Forse è stato grazie alla presenza dei relè..che hanno staccato quando ho provato a mettere in moto...e poi mi son fermato subito!!in pratica ha fatto il classico tictictic...tipico di messe in moto con batteria scarica!!
comunque farò una prova per vedere se funziona ancora correttamente...speriamo!! 0509_si_picchiano.gif 0509_si_picchiano.gif

Tornando a noi..tu consigni di sovradimensionare le celle..ok..pensi che 10 Ah siano sufficienti a garantirmi il corretto funzionamento dell'intero circuito della moto per almeno 30 minuti?..in ogni modo ad ogni ingresso ai box provvedero a caricarle.. doppio_lamp.gif doppio_lamp.gif
 
13141849
13141849 Inviato: 20 Mar 2012 13:02
 

...Rileggendo mi è venuto in mente un altra cosa..che forse pero ho gia chiesto.. eusa_think.gif eusa_think.gif
Faccio un semplice esempio:
Ipotizziamo di avere una batteria da 10 Ah e un utilizzatore che assorbe 5A.
La tensione ai capi della batteria è 12 V.
Per semplicità ho utilizzato dei valori plausibili con quello che succede su una moto.
In queste condizioni, come spiegato anche da Mav, la durata massima della batteria è 2 ore (10Ah/5A= 2h)..ok

Ipotizziamo di andare in giro per 30 minuti...cosa sara successo alla batteria in termini di Amper e di Voltaggio?

Cioè...dall'equazione che ho utilizzato prima posso ottenere il tempo dato l'assorbimento..ma mica posso ottenere l'assorbimento dato il tempo di utilizzo?...eh 0509_si_picchiano.gif 0509_si_picchiano.gif

Quindi l'equazione di prima puo dirmi solo se ci sono dentro con i tempi o meno, noto l'assorbimento, ma non il contrario.
Quindi potrei dire che con una cella da 10 Ah e con carico da 5A, posso stare tranquillo per circa 2 ore..siccome il mio intento è utilizzarla per 30 min...sono ok!!!GIUSTO??

Ma cosa succede al Voltaggio? 0510_help.gif 0510_help.gif

Cioè la batteria eroga 12 V per le prime 2 ore (con riferimento sempre all'esempio) e poi inizia a calare in voltaggio (cioè solo quando gli amper saranno esauriti)? o il voltaggio cala da subito?

Ovviamente se il voltaggio cala da subito e il circuito richiede la stessa potenza (come indicato ancora da mav) la batteria dovrà erogare piu amper perche W=V*I e quindi non dura piu 2 ore, ma ne durerà di meno...e fin qui ok 0509_up.gif 0509_up.gif mi è chiaro

Ma i vari utilizzatori ovvero centraline, strumentazione, pompa benzina..ecc ecc..continueranno a funzionare correttamente mentre il voltaggio cala? NON c'e il serio rischio che si rompano?o comunque funzionare male?...tipo pompa che non mette piu in pressione la benz..strumentazione che si spegne..ecc ecc---

Aiutoooooooo 0510_help.gif 0510_help.gif 0510_help.gif
 
13142873
13142873 Inviato: 20 Mar 2012 17:11
 

L'elettronica della moto sotto una certa tensione non funziona più e sei fregato icon_asd.gif , non si dovrebbe però danneggiare, è successo alcune volte con la mia: quando premevo lo starter non succedeva nulla e la strumentazione rifaceva il check iniziale, ma bastava collegarla alla batteria per dell'auto per l'avviamento e tutto andava alla perfezione icon_mrgreen.gif

Comunque, guardando su internet le curve di scarica delle LiFePO4, ho visto che fino al punto di arrivare al 20% di carica residua mantengono una tensione abbastanza costante: dai 3,2 - 3,3 V nominali arrivano in modo lineare a circa 2,95 - 3 V.
Quindi, mettendo 4 celle in serie di capacità adeguata penso che non ci siano problemi di tensione troppo bassa (12V vanno benissimo).

Tirando le somme, ipotizzando che per il turno ti servano 4 Ah (tendo a esagerare icon_wink.gif), dovremmo tenere in considerazione un 20% in più di capacità da mantenere per non avere problemi di tensione, cioè 0,8 Ah.
Io ci metterei una batteria da circa 5 Ah per stare tranquilli. Certo puoi andare oltre ma devi valutare la spesa icon_smile.gif

Spero di avere fatto un ragionamento corretto, perchè stiamo andando più o meno a spanne e non sappiamo quanto assorba il motorino di avviamento e l'effetto su questo tipo di batterie eusa_think.gif
 
13143086
13143086 Inviato: 20 Mar 2012 18:00
 

MaVi92 ha scritto:
L'elettronica della moto sotto una certa tensione non funziona più e sei fregato icon_asd.gif , non si dovrebbe però danneggiare, è successo alcune volte con la mia: quando premevo lo starter non succedeva nulla e la strumentazione rifaceva il check iniziale, ma bastava collegarla alla batteria per dell'auto per l'avviamento e tutto andava alla perfezione icon_mrgreen.gif

Comunque, guardando su internet le curve di scarica delle LiFePO4, ho visto che fino al punto di arrivare al 20% di carica residua mantengono una tensione abbastanza costante: dai 3,2 - 3,3 V nominali arrivano in modo lineare a circa 2,95 - 3 V.
Quindi, mettendo 4 celle in serie di capacità adeguata penso che non ci siano problemi di tensione troppo bassa (12V vanno benissimo).

Tirando le somme, ipotizzando che per il turno ti servano 4 Ah (tendo a esagerare icon_wink.gif), dovremmo tenere in considerazione un 20% in più di capacità da mantenere per non avere problemi di tensione, cioè 0,8 Ah.
Io ci metterei una batteria da circa 5 Ah per stare tranquilli. Certo puoi andare oltre ma devi valutare la spesa icon_smile.gif

Spero di avere fatto un ragionamento corretto, perchè stiamo andando più o meno a spanne e non sappiamo quanto assorba il motorino di avviamento e l'effetto su questo tipo di batterie eusa_think.gif


Ok mAv..i conti iniziano a tornare anche a me..in effetti ipotizzando un assorbimento anche di 7A per 30 minuti avremo circa 3.5 Ah..e tu ne hai considerati gia 4 Ah 0509_up.gif
A questo valore hai aggiunto un ulteriore 20% per la questione scarica..ed anche qui ok 0509_up.gif 0509_up.gif Quindi siamo gia a 5 Ah...arrotondando epr eccesso.

A questo punto penso che un valore di riferimento è uscito fuori supportato da un conteggio..se pur con approssimazioni, pero comunque valido. 0509_up.gif 0509_up.gif

Io il motorino d'avviamento lo eliminerò, quindi la problematica da te indicata non esiste 0509_up.gif
Rama in qualche messaggio precedente indicava di costruire un pacco da 6.9 Ah..in effetti ci puo stare, anche nel caso in cui viene eliminato il generatore..ovviamente il pacco va ricaricato ogni volta.
Quindi tornando a noi...

Configurazione 4S3P è sufficiente con celle da 2300mAh l'una.. icon_wink.gif icon_wink.gif ovviemente secondo le ipotesi di assorbimento analizzate sino ad ora.

Ovviamente è anche possibile passare in configurazione 4S2P, risparmiando peso, pero occorrono celle con capacita maggiore, ovvero circa 3500mAh.

Finalmente abbiamo trovato la quadra..icon_smile.gif..almeno credo 0509_si_picchiano.gif 0509_si_picchiano.gif

Grandiiiiiiii 0509_banana.gif 0509_banana.gif
 
13146701
13146701 Inviato: 21 Mar 2012 14:24
 

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Ottimo!!!!!!!!!!
 
13163527
13163527 Inviato: 25 Mar 2012 19:01
 

Allora, ho iniziato ad organizzarmi...

Sarei tentato di farmi una 4S4P da 9,2A, per togliermi ogni noia e poter girare in completa tranquillità anche senza alternatore... e senza dover contare i minuti che passo sulla moto per capire quanta autonomia mi resta... i 2 o 3 etti di peso non cambiano certo niente almeno a me in pista... icon_asd.gif

Per il caricabatterie e l'alimentatore ho ordinato proprio ieri il tutto:

Alimentatore Power X20, che ha sia voltaggio che amperaggio regolabili.

Modellismo.it

Caricabatterie Turnigy Mega400W V2

HobbyKing R/C Hobby Store : TURNIGY MEGA 400W V2 Lithium Polymer Battery Charger (Version 2)

Input voltage: 11.0 – 18.0Volt
Charge current: 0.1 – 20.0A
Discharge current: 0.1 – 5.0A
Maximum charge capacity: 400W @ input voltage >15V
Maximum discharge capacity: 25W
Current drain for balancing Li-po: 200mAh/cell
Lithium (LiPo/LiIo/LiFe) battery cell count: 1 – 6 series
NiCd/NiMH battery cell count: 1 – 18 series
Pb battery voltage: 2 –24V
Battery setup memories: 10
Intelligent temperature control: Yes

Vorrei capire una cosa fondamentale, però:

Volendo una batteria da 9,2A 4S4P, quanto tempo impiegherei per ricaricare la mia batteria sia a 10A o 20A con questi strumenti?
 
13163587
13163587 Inviato: 25 Mar 2012 19:17
 

Al massimo io la caricherei a 3 A (si consiglia di ricaricare con corrente di circa 0,3 volte la capacità della batteria per la massima longevità), sicuramente NON a 20 A; così ci vorranno circa tre ore o più, a seconda del programma di carica del caricabatterie che hai preso (io ho il modello da 200W, sono fatti bene) icon_smile.gif
 
13164703
13164703 Inviato: 25 Mar 2012 22:55
 

veramente hanno 5C di carica massima... 9,2A x 5 = 46 --> 46A di carica.

A 20A in carica bilanciata le solletico appena... eusa_think.gif
 
13165688
13165688 Inviato: 26 Mar 2012 9:58
 

Quello è il valore di scarica, non di carica! A 20 A le rovini se non peggio, a 40 A esplodono tranquillamente icon_asd.gif
 
13165949
13165949 Inviato: 26 Mar 2012 11:29
 

Mhhh... Non mi torna! Di Scarica continua hanno 30C o più se non sbaglio, di picco massimo di scarica ben di più...

Qui ci sono i dati per ogni singola cella

[Nominal capacity and voltage] 2.3 Ah, 3.3 V
[Internal impedance (1kHz AC)] 8 mΩ typical
[Internal resistance (10A, 1s DC)] 10 mΩ typical
[Recommended standard charge method] 3A to 3.6V CCCV, 45 min
[Recommended fast charge current] 10A to 3.6V CCCV, 15 min
[Maximum continuous discharge] 70A
[Pulse discharge at 10 sec] 120A
[Cycle life at 10C discharge, 100% DOD] Over 1,000 cycles
[Recommended pulse charge/discharge cutoff] 3.8V to 1.6V
[Operating temperature range] -30°C to +60°C
[Storage temperature range] -50°C to +60°C
[Core cell weight] 70 grams

Quindi se si ha una batteria da 10 celle e si danno 10a di carica, è come se caricassimo singolarmente ad 1A ogni cella...

D'altronde se ci volessere 3 ore per caricarle, non sarebbero certo salite alla ribalta come batterie a carica rapida!
 
13167116
13167116 Inviato: 26 Mar 2012 15:46
 

Azz hai ragione, allora le mie fonti usano delle schifo di celle icon_eek.gif , scusami icon_xd_2.gif

Penso che con batteria al 20% per caricarla a 10A ci si metta attorno a un'oretta o anche meno, a 20A la metà, però dovresti provare perchè durante il processo tensione e corrente fornite cambiano, quindi non è detto eusa_think.gif
 
13173071
13173071 Inviato: 27 Mar 2012 19:29
 

Per me è in arrivo anche un pacco da 16 celle A123, per un totale di 9,2A.

Pistonport, ti sei bloccato o stai solo meditando sulla scelta?!? icon_asd.gif
 
13182789
13182789 Inviato: 29 Mar 2012 23:34
 

E finalmente... Eccola quà! icon_mrgreen.gif

A123 da 9,2A 4S4P con connettori da 50A per il colelgamento all'impianto elettrico e quelli per la carica bilanciata delle celle...

immagini visibili ai soli utenti registrati



Il caricabatterie e l'alimentatore invece devono ancora arrivare... spero di poter fare un report al più presto!
 
13183632
13183632 Inviato: 30 Mar 2012 10:23
 

Ottimo, con cosa le hai "impacchettate"?
 
13183685
13183685 Inviato: 30 Mar 2012 10:34
 

Rama_53 ha scritto:
E finalmente... Eccola quà! icon_mrgreen.gif

A123 da 9,2A 4S4P con connettori da 50A per il colelgamento all'impianto elettrico e quelli per la carica bilanciata delle celle...

Immagine: Link a pagina di Fbcdn-sphotos-a.akamaihd.net

Il caricabatterie e l'alimentatore invece devono ancora arrivare... spero di poter fare un report al più presto!


Ottimo ....
Attendo ansioso il report 0509_up.gif

Vengono da Hong Kong ? Hai pagato la dogana ?
 
13184062
13184062 Inviato: 30 Mar 2012 12:40
 

Arrivano così, già chiuse nel termoretraibile...

E si, mi è andata male con la dogana... 45€ in tutto... Fin' ora non mi era mai successo... e di spedizioni dall'estero ne ho fatte ormai svariate decine.... forse ero solo stato fortunato fino ad adesso!
 
13184330
13184330 Inviato: 30 Mar 2012 14:10
 

Rama_53 ha scritto:
Per me è in arrivo anche un pacco da 16 celle A123, per un totale di 9,2A.

Pistonport, ti sei bloccato o stai solo meditando sulla scelta?!? icon_asd.gif


Ciao Rama, a quanto pare sei andato avanti..e ci dai giu pesante..9.2 A 0509_up.gif 0509_up.gif
ho visto il pacco batterie che hai preso..lo hai comprato qui?
Link a pagina di A123rc.com

Io per adesso sono un po fermo, 0509_si_picchiano.gif 0509_si_picchiano.gif ma comunque intenzionato a continuare!!
La mia idea pero è prendere celle singole e assemblare il pacco da me!!..magari mi faccio anche i collegamenti per la carica stabilizzata.. icon_biggrin.gif

Aspetto di leggere il tuo report completo.... 0509_up.gif 0509_up.gif sono curiosissimo..e capire anche come funzionano i caricatori.. 0509_up.gif 0509_up.gif
 
13185913
13185913 Inviato: 30 Mar 2012 20:10
 

Si, è esattamente quella che ho preso.

Anche io ero per il fai da te, però tirando le somme... Tra celle, ponticelli, del buono stagno a bassa resistenza, i cavi, il connettore a sgancio rapido, quello per il bilanciamento, il termoretraibile per chiudere il pacco.... a forza di 5 euro li, 10 là, 8 qui e via dicendo, arrivi alla stessa cifra e alla fine devi ancora assemblarla!

Mettici anche che saldandole a casa, senza strumenti professionali, si è costretti a far scaldare molto le celle per ottenere una saldatura lucida e a bassa resistenza, quindi c'è il rischio di ammazzare le celle ancor prima di usarle!

Visti i prezzi in offerta, e tirate bene le somme, non c'è davvero neanche il risparmio economico, e quindi ho scelto una strada più breve e più sicura.

Considera che a 155$ (113€!!!) delle altre batterie che abbiamo visto non ci prendi neanche una 4,6A che ha la metà esatta di capacità!!!

Io ho voluto esagerare proprio tentato dall' ottimo prezzo, altrimenti avrei fatto una 6,9A senza pensarci 2 volte... Ma basta che guardi cosa costano 16 celle, A123 da 2300mAh, ad 8€ l' una... 128€!!! E con le sole celle non avrei fatto ancora niente!!! Qui ci ho già preso la batteria completa, e con altri 20€ di spedizione veloce già ce l'ho pronta a casa!

Pensaci su, se davvero te la vuoi fare secondo me ti conviene e alla grande rispetto al fai da te! icon_wink.gif
 
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