Constructie baterie (litiu) din celule individuale recuperate

[charlie]

Am zis sa povestes pe aici si poate dau idei

Am adus de curand un lot de baterii prismatice folosite, cu chimie litiu-fier-fosfat, de capacitate nominala maricica (160Ah / 512Wh). Am sa le sortez in functie de stare si capacitate urmand sa dau la reciclat pe cele in stare foarte rea sau periculoase, sa vand o parte din cele bune si sa folosesc o parte in cateva proiecte. Dintre aceste proiecte unul e pe tema nautica si incep sa il documentez aici

Intentionez sa construiesc si sa instalez pentru inceput un singur packet de 12v (nominal) pentru Bogdana si sa il instalez ca si sursa de energie electrica unica (domestic si pornire motor) si sa il integrez cu incarcare solara, de la alternator si de la tarm. Nimic nou in absolut dar nou pt mine si poate si pentru colegii de pasiune de pe acest forum!

Prima miscare la receptia bateriilor (recuperate de pe un vehicul electric avariat in Olanda) a fost sortarea acestora pe criterii fizice: nu exista celule lovite/crapate sau cu borne deteriorate, 3 celule prezinta deformari mai mari sau mai mici ale carcasei de plastic (umflare), dovada a presiunii acumulate la interior in urma sub sau supra-incarcarii, iar restul arata foarte bine din punct de vedere fizic ( desi cam murdare  )

A doua miscare a fost numerotarea tuturor celulelor si masurarea precisa a tensiunii acestora: 3 celule au tensiune sub minimul de siguranta pentru aceasta chimie, una dintre ele este din grupul celor "grasute"

Pasul 3, incepe incarcarea la 100% din capacitate, pe grupe de cate 7 celule. De ce 7? Pentru ca in acest moment am disponibil un dispozitiv de fixare dimensionala conceput pentru 7 celule. Desi acest model nu are nevoie de constrangere dimensionala la incarcare (carcasa de plastic gros este suficient de solida in conditii normale de incarcare si descarcare) prefer sa le am fixate la prima incarcare la 100% inainte sa "ne cunoastem"... Iata prima grupa de celule in curs de incarcare:

[pelicanul]

Ce bune ar fi fost astea acum cîțiva ani, cînd aveam frigider pe barcă și barca mai mare și panou  solar mai mare... 

Ar fi interesant de precizat niște dimensiuni la celulele alea ca să știe lumea la ce să se aștepte.

[charlie]

....
Ar fi interesant de precizat niște dimensiuni la celulele alea ca să știe lumea la ce să se aștepte.

Usor de gasit specificatiile (am precizat modelul exact in postul de la vanzari) dar ai dreptate, e bine sa avem si aici!

WB-LYP160AHA-LiFeYPO4-3-3V-160Ah-TALL

Nu-s deloc mari pentru capacitatea utilizabila, in special prin comparatie cu plumb acid "deep cycle"

[syRebekah]

Winstonuri. Să le ţii la maxim 0.3C, nu le place mai mult.

Ce este important, să le măsori rezistenţa internă. Altfel apar mici diferenţe între elemente.

Dacă vrei să povestim (verbal), am pe barcă Sinopoly 4x400Ah, cu coulomb counter.

[charlie]

Continua incarcarea grupului de 7. Arata bine pana aici:



@syRebekah multumesc pt sfaturi! Flosesc Winston 160AHA pe masina (tractiune) de cativa ani. Au 10 ani bateriile de pe masina si doar 4 celule din 24 arata o depreciere semnificativa. Le voi inlocui acum, este unul din proiectele pt care am cumparat acest model de baterii: desi sunt mai vechi ca si tehnologie se potrivesc fara modificari in pachetul existent si, in plus, au performante si longevitate dovedite la prima mana. Fac incarcarea asta  la 0.125C  pentru ca nu cunosc personal acest lot, si prefer sa le incarc mai incet. Omul de la care le-am luat mergea zilnic la munca cu masina si din performanta obtinuta (range / consum total la incarcare) pachetul e in stare buna. Dar e bine sa fiu precaut la prima incarcare la 100%, apoi le voi descarca individual si masura pentru o buna imperechere/integrare in proiectul de tractiune si in pachetul pe care il fac pentru barca

[charlie]

Incarcare completa! Incarcatorul a incetat automat ciclul la 3.65V iar bateriile s-au stabilizat la momentul masurarii (acum cateva minute) la o valoare de 3.53v (ma astept sa mai scada)

Urmatorul pas: descarcare la 0% cu masurarea capacitatii efective incepe maine ..

[syRebekah]

Ce model de maşină?

[bogdanminitehnicus]

salut, interesant topic, cu ce faci incarcarea?
Personal nu le a-si folosi fara bms. Initial pe packul meu de victron la 2 acumulatori de 12,5 v cu 90 ah aveam initial egalizator, ulterior am renuntat la el, celulele nu se debalansau, dar tot ai nevoie ca ceva sa-ti opreasca conumatorii daca bateria e goala. Eu as proceda astfel iei separat fiecare celula in parte si o descarci si apoi o incarci cu aceeasi parametri, apoi vezi cam ce si cum cu ele si-ti faci un pack cu celule asemanatoare.

[bogdanminitehnicus]

Ce model de maşină?

sunt curios cata capacitate mai au acumulatorii

[charlie]

Continuam povestea cu cel de-al doilea lot de celule incarcate la 100% in conditii similare cu primul lot (a se vedea graficul de incarcare atasat)



In paralel am demarat astazi masurarea efectiva a capacitatii: pornim de la o tensiune in gol, dupa odihna, de cca 3.4V si descarcam in curent constant pana la 2.75v (nu vreau sa stresez celulele mergand pana la 2.5v).
Prima celula a terminat ciclul de descarcare acum cateva minute cu o surpriza placuta: capacitatea masurata este de 110% din cea nominala, respectiv cca. 176Ah chiar in conditiile in care am oprit acest test mai devreme, la 2.75v in sarcina deci estimez inca un 10% rezerva.  Sigur nu vor fi toate asa dar e un inceput care mi-a intins un zambet pe fata



@bogdanminitehnicus:  Incarcare cu incarcator specializat single cell de 20A (incarca in curent constant pana la 3.65V). Descarcare in CC la C/8 cu tester de baterii de precizie (sarcina electronica si voltmetru de precizie cu conexiune kelvin integrate).
@syRebekah Bateriile provin de pe un Tazzari Zero, am doua astfel de masini acasa si sunt familiar cu modelul de celule, cum sunt folosite si cum sunt incarcate pe aceasta masina. Am putut astfel evalua cat de cat starea pachetului din comportamentul masinii inainte de accident asa cum a fost declarat de vanzator ...

[charlie]

Personal nu le a-si folosi fara bms. Initial pe packul meu de victron la 2 acumulatori de 12,5 v cu 90 ah aveam initial egalizator, ulterior am renuntat la el, celulele nu se debalansau, dar tot ai nevoie ca ceva sa-ti opreasca conumatorii daca bateria e goala. Eu as proceda astfel iei separat fiecare celula in parte si o descarci si apoi o incarci cu aceeasi parametri, apoi vezi cam ce si cum cu ele si-ti faci un pack cu celule asemanatoare.

O sa ajungem si la echilibrare unde am sa "gandesc cu voce tare" si am sa prezint optiunile: de la "fara", dar musai celule selectate de capacitati f. apropiate si echilibrari manuale periodice, trecand  prin circuite de echilibrare minimala la incarcare (circuite de bypass peste o anumita tensiune), PBS (protectie cu sau fara echilibrare minimala) pana la full BMS.
Acum suntem la capitolul masuratori si documentare parametri. Evident pentru cine incepe cu celule noi se poate sari peste acest capitol in masura in care este un producator de incredere si celule de calitatea A.

[bogdanminitehnicus]

O sa ajungem si la echilibrare unde am sa "gandesc cu voce tare" si am sa prezint optiunile: de la "fara", dar musai celule selectate de capacitati f. apropiate si echilibrari manuale periodice, trecand  prin circuite de echilibrare minimala la incarcare (circuite de bypass peste o anumita tensiune), PBS (protectie cu sau fara echilibrare minimala) pana la full BMS.
Acum suntem la capitolul masuratori si documentare parametri. Evident pentru cine incepe cu celule noi se poate sari peste acest capitol in masura in care este un producator de incredere si celule de calitatea A.

salut, asta e un incarcator de modelism la cum arata afisajul?

[charlie]

A doua celula confirma rezultatul primei masuratori: 179.2Ah pana la 2.750v in sarcina. Tensiunea de recuperare 2.947v sugereaza 5-7% capacitate ramasa in baterie in conditiile in care am descarcat deja 112% capacitate fata de nominal.  Sa speram ca seria de rezultate peste asteptari va continua ...

In urmatoarele catva zile sper sa pun in functiune o statie de testare profesionala (Chroma) pe care am inchiriat-o pentru a putea masura cate 5 celule simultan. Increderea in precizia acesteia este maxima si va fi si o verificare a rezultatelor obtinute cu echipamentul curent   


@bogdanminitehnicus: nu, incarcatorul nu are afisaj, e un incarcator dedicat lifepo4  pt celule individuale si curent constant 20A. Analizorul de baterii nu este nici el de modelism, este o sarcina electronica programabila de 85W / 20A / 30V  max. cu voltmetru si functie de integrare pt masurarea energiei consumate: ZKETECH EBC-A20.  Are si interfata de date (poate raporta in timp real la un PC), e destul de capabil analizorul si ieftin in comparatie cu sculele profesionale certificate (gen Chroma aia despre care povesteam mai sus)

[bogdanminitehnicus]

pana acum eu n-am avut posibilitatea sa construiesc o baterie din elementi cu bms, te rugam posteaza detalii din timpul constructiei, materiale, bms etc
toate cele bune

[charlie]

Un mic update intrucat nu avem nimic spectaculos deocamdata: procesul de incarcare/masurare capacitate/reincarcare continua. 10 celule testate pana acum

Am verificat curentul de descarcare al testerului folosind un clampmetru si rezultatul e bun: cei 20A setati apar ca 20.47A in masuratoare diferenta in plus fiind in limita erori aparatului de masura (+/- 2.5%). Deci capacitatea masurata este rezonabil de precisa/reala

Pentru curiosi, cea mai "slaba" celula de pana acum e 104.4% capacitate masurata (din nominal) si este clar o exceptie, restul fiind f bine grupate in jurul a 111%. De retinut ca nu le descarc complet ci undeva intre 90% si 95% (2.75v tensiune de oprire). In practica, pentru aplicatuii de tractiune (motor electric) e bine sa nu se mearga mai jos de 90% DOD deci masuratoarea e "realista" si permite evaluarea precisa a autonomiei