Struttura interna delle celle A123 ai nanofosfati: vavola di sfogo o buco di riempimento?
Risulta quindi essere solo una leggenda metropolitana il fatto che il foro sul polo sul polo negativo e il quasi-foro sul polo positivo siano valvole di sfogo: il primo è il foro da cui viene inserito l’elettrolita DOPO che la cella è stata assemblata; sul secondo non ho trovato dati.
Il fatto che il polo positivo “salti via” in caso di sovrappressione è più plausibile.
In ogni caso, non è vero che bisogna usare linguette forate/tagliate per lasciare aperta la valvola di sfogo!! Il motivo per cui certe celle hanno le linguette forate probabilmente è che talvolta vengono saldate alla cella durante la fabbricazione della cella stessa, e devono quindi lasciare accessibile il foro per l’inserimento dell’elettrolita.
Per quanto riguarda i materiali dei fondelli (alluminio, nichel o alluminio placcato di nichel), vedere [0048] e [0052]. Il corpo è in alluminio
Ecco un estratto del brevetto:
[0043]The battery cell package design[...]. The positive end cap (1) contains both the positive battery terminal for the cell as well as the cell’s vent mechanism. The cathode extension tab (2) acts as an electrical connection between the cathode current collection tabs (7) and the cell’s external positive terminal (1). The insulation disk (3) includes slots (3a) through which the current collection tabs extend. The insulation disc (3) prevents the cathode current collection tabs (7) and the cathode extension tab (2) from shorting to the internal active cathode and anode materials (8a and 8b). The cylindrical tube (4) acts as the main housing for the cell package.
Batteria boost a123 – primi test
Finalmente è l’ora del test su strada!
Accroccato lo scrondo sul porta-bauletto, faccio i vari collegamenti e mi accingo a partire… ma qualcosa non va.
Primo test:
Batteria Lepton a 49.2 V
Batteria boost a 52.6
Collego “B-” alla massa dello scooter, “B16/B+” al positivo dello scooter (ma con le batterie al piombo staccate), accendo lo scooter, accelero… la ruota inizia a girare. OK, sembra funzionare.
Però, appena provo ad accelerare… inizio a sentire puzza di bruciato! Il BMS fuma!!! Porco cane, stacco tutto!!!
Ma che è successo?!? Ricontrollo i collegamenti… aspetta un po’, mi sa che non devo collegare B- alla massa dello scooter, ma P- (Power, cioè l’uscita del BMS). Non capisco come collegare B- (ingresso al BMS, proveniente dalla batteria al litio) al negativo della batteria al piombo col positivo scollegato possa aver bruciato qualcosa, boh?!? CH- invece (ingresso di ricarica del BMS) neanche l’ho usato, perchè l’unico modo sarebbe collegarlo alla massa dello scooter, visto che dovrebbe essere la batteria dello scooter a ricaricare la batteria boost, quindi nel dubbio per ora l’avevo lasciato scollegato.
Secondo test:
Visto che, dopo la fumata, tra P- e P+ ci sono comunque ancora 52 volt, faccio il collegamento “giusto” (?), cioè P- alla massa dello scooter e P+ al positivo, e provo a ripartire: lo scooter fa cinque centimetri e poi si spegne tutto con un’altra fumata del BMS seguita da un piccolo scoppietto! E stavolta tra P- e P+ compaiono due soli volt… Mi sono giocato il BMS! (a vedersi sembra scoppiata una resistenza, ma boh…)
Terzo test:
va bene, il BMS è andato, ma una prova devo riuscire a farla lo stesso, tanto una sola “scaricata” alle batterie senza bilanciamento non può danneggiarle, e visto che sopportano 60A continui e 120 per 10 secondi, non dovrebbero esserci problemi a fare un po’ di brevi prove. Quindi bypasso il BMS, e collego al negativo dello scooter non P- ma B-; così mi accorgo che il B- della batteria al litio NON era collegato al B- del BMS, ma rimasto volante…. ???? Possibile allora che questo abbia fatto bruciare il BMS? Continuo a non capire.
Comunque, almeno adesso, con le batterie connesse direttamente, lo scooter funziona: riesco a partire, a fare una decina di metri, poi comincia la salità del 15-20%: riesco a salire… ma stranamente vado PIU’ PIANO che con le batterie al piombo (al momento ancora scollegate). Ma come?!? E ‘sti 60/120A dove cavolo sono?!? Per di più, non riesco nemmeno ad arrivare in cima alla salita (lunga forse 100 metri), lo scooter si ferma! Devo attaccare le batterie al piombo per arrivare in cima e poter continuare i test!
Quarto test:
Adesso collego sia le batterie al piombo che la boost al litio, e faccio diverse volte il salitone; ogni volta, quando arrivo in cima, i cavi “leggeri” della batteria al piombo non sono caldi: SCOTTANO! Se la salita durasse un minuto invece che 20 secondi, probabilmente la guaina si scioglierebbe, o peggio si incendierebbe!!! Nessun problema invece sui cavi originali, al massimo sono tiepidi quelli più sottili.
Problemi (previsti) invece, sulla batteria al litio: per bypassare la cella che non sono riuscito a saldare, in mancanza di cavo adatto avevo dovuto usarne uno più sottile degli altri, e quindi è diventato tiepido, ma comunque molto meno caldo di quello delle batterie al piombo. Ma come MENO? Non doveva venire per lo più dalla batteria boost la corrente?!?
Ma non è tutto: dopo mezz’ora di prove, non sono solo i fili a essere caldi: tutte le celle sono molto calde! Non scottano, ma sono palesemente calde, e questo non va bene per niente: si sono scaldate dopo tre salite?!? E dopo un’ora di viaggio in scooter cosa farebbero, si squaglierebbero?!?
Al termine dei test, la batteria boost dà 46.6 volt, cioè in teoria 2,91V a cella…. ma stupidamente ho dimenticato di misurare le singole celle per sapere se il BMS, a parte non avere più il circuito di potenza, riesce almeno a bilanciare! Me ne ricordo solo 3 ore dopo: quasi tutte le celle sono tra 2,91 e 2,94V, tranne 2 che sono una a 3,00 e una 2,50. Ma quel che è peggio è che la cella n.1 è a 0,10V (zero virgola 10???). Come fa una cella al litio ad arrivare a 0,10V?!? Senza scoppiare o incendiarsi, per giunta?!?
Non ci siamo proprio, questi primi test sono davvero deludenti e preoccupanti!
Però anche il mio accrocco è deludente, con saldature approssimative, cavi inadatti, e BMS fritto.
Ho ordinato una speciale pasta per saldare l’alluminio, per cercare di saldare l’ultima cella: quando arriva, se funziona risaldo per bene tutte le celle, e potrò fare i test col BMS da 60V, e vedere un po’ cosa succede.
Intanto, per adesso ho imparato questo sui BMS:
- P-/P+: contatti di Potenza in uscita dal BMS; ma in realtà P+ non c’è sul BMS, è il polo positivo della batteria a fungere da P+ (oltr eche da B+, vedi sotto).
- B-/B+: contatti di ingresso al BMS, provenienti dalla batteria; ma in realtà B+ non esiste, perchè B+ e P+ vanno insieme.
- CH-/CH+: contatti di ricarica della batteria; anche qui, il positivo non esiste sul BMS, perchè è in comune con B+ e P+. In pratica, CH+, B+ e P+ sono tutti la stessa cosa, e cioè il polo positivo della batteria, ossia dell’ultima cella, quindi il contatto B16 della serie. Invece, B- sarebbe il contatto Bzero, cioè il negativo della prima cella, mentre B1 è il positivo della prima cella.
Non mi è ben chiaro se e come posso usare CH- nella mia configurazione con batteria che deve sia scaricarsi sullo scooter che ricaricarsi tramite lo scooter, anzichè ricaricarsi tramite caricabatterie esterno.
La cosa bizzarra è che nel BMS da 48V il B- non è presente tra i fili di bilanciamento, quindi il negativo della batteria va collegato al BMS separatamente, mentre in quello da 60V il B- è il primo contatto del morsetto.
Gli schemi di cablaggio dei due BMS:
AGGIORNAMENTO:
QUeso è come credevo che dovesse essere un circuito con batteria boost:
Questo è quello che pensavo dopo aver letto gli schermi di cablaggio dei miei BMS:
Questo è invece quello che penso dovrebbe essere in realtà, dopo una lettura più approfondita:
Evidentemente il controllo sulla corrente erogata viene effettuato sul “canale negativo” del collegamento, visto che sul BMS non c’è nessun morsetto positivo.
Per quanto riguarda il morsetto CH- di ricarica… boh? 
Che ci faccio? Se lo collego al “-” della batteria al piombo, vuol dire che lo metto in corto con P-, non lo so mica se si può fare!!
Detto questo, ecco i “veri nomi” dei due BMS, scritti sui PCB, molto ben nascosti nel “sandwich” (sono 3 PCB sovrapposti per ogni ):
60V: PCM-L24S60-622(A)
48V: PCM-L16S70-563(B)
Batteria boost a123 – Lo scrondo2 – ci siamo quasi
Ieri era solo un ammasso di celle al litio, oggi ho aggiunto l’agglomerato di cablaggi che fa delle celle una batteria: un connnettore da 13 piu’ + uno da 8 per la batteria da 20 celle / 60V, due connettori da 8 per la batteria da 16 celle / 48/. Purtroppo al momento non posso connettere il BMS da 60V perche’ non sono riuscito a saldare un’ultima cella, ma il BMS da 48V e’ collegato, e la batteria da 48V pronta per i primi test sul Lepton. Una prima verifica sara’ vedere se i fili della batteria al piombo che la volta scorsa si sono surriscaldati si surriscaldano ancora: se l’ENEA dice il vero e se una cella da 60A puo’ fare davvero le veci di un supercondensatore, non si surriscalderanno. Vedremo.
Superbatteria boost a123 a nanofosfati
Eccola, in anteprima. Ribattezzata “lo scrondo”, e’ l’oggetto piu’ brutto, raffazzonato e pericoloso che la storia dello scooterismo ricordi. Nei prossimi giorni un report della costruzione, poi tentero’ di collegare il BMS, sperando che NON ci sia la fumata bianca!!!
Una giovane Indiana d’America inventa una superbatteria per cellulari?
Non proprio.
Non è facile scremare le scemenze dalla realtà in un mondo ormai infestato da blogger 13enni e sedicenti giornalisti, ma dopo qualche ricerca sono arrivato, grazie a Reddit, al testo originale della ricerca di questa ragazza, che per ora ha solo acceso un LED con la sua “superbatteria”, non un cellulare né tantomeno un’auto elettrica. Cosa che però potrebbe facilmente succedere!
Quello che davvero conta, infatti, parlando di “superbatterie”, è fondamentalmente un unico parametro: la densità gravimetrica di energia, o in parole più semplici, quanto pesa una batteria.
Per fare un esempio, una batteria da 1kWh pesa 25-30 kg se è al piombo, 7-10 kg se al litio; o, detto in altri termini, le batterie al piombo hanno densità gravimetrica di 0,035-0,040 kWh/kg e quelle al litio 0,100-0,150 kWh/kg (a fronte di densità di potenza di oltre 1,00 kW/kg).
Poi ci sono i supercondensatori: un misto tra condensatori, il cui funzionamento si basa sull’elettrostatica, e le batterie, che si basano sulla chimica; infatti si chiamano anche condensatori elettrochimici (da non confondere con gli elettrolitici; “supercapacitore”, invece, è una parola inventata, derivante dalla traduzione babbea dall’inglese “supercapacitor”). Caratteristica dei supercondensatori (abbreviato in SC) è di avere un’altissima densità di potenza (kW/kg) ma una bassissima densità di energia (kWh/kg): quest’ultima arriva al massimo a pochi kWh/kg, non più di 0,010.
Ma questa ragazza ha inventato un nuovo tipo di SC, basati su biossido di titanio idrogenato (H-TiO2), che permette di raddoppiare la capacità gravimetrica, portandola a 0,021 kWh/kg.
Anche se è ancora piuttosto bassa, è comunque il doppio di quella massima possibile finora per i SC, ma soprattutto è piuttosto vicina a quella effettiva delle batterie al piombo: se infatti quella apparente delle batterie al piombo è di minimo 0,035 kW/kg, è anche vero che questa non è effettivamente disponibile nei mezzi elettrici, caratterizzati da alti assorbimenti di potenza, a causa dei quali la densità gravimetrica effettiva del piombo si riduce al 60% di quella reale, cioè 0,021 kWh/kg (anche meno nel periodo invernale a causa della sensibilità alle basse temperature): esattamente quella di questi nuovi supercondensatori! Con due enormi vantaggi: l’altissima potenza che può essere fornita da questo SC (20.5 kW/kg), e la grande longevità: dopo 10.000 ricariche conserva ancora il 70% della carica, quando una batteria al piombo usata su un mezzo elettrico può durare dai 200 ai 500 cicli.
Resta l’incognita del prezzo: se nella produzione di scala questo SC risultasse più economico di una batteria al piombo, potrebbe rappresentare una vera rivoluzione nell’ambito della mobilità elettrica (i SC attuali costano oltre 10 Euro a kWh, contro costi di meno di 1 Euro a kWh per le batterie al litio e meno di mezzo euro a kWh per quelle al piombo).
Riepilogo i dati relativi ai nuovi supercondensatori di Eesha Khare:
- Materiale: hydrogenated TiO2 (H-TiO2) core and polyaniline shell.
- Capacità: of 203.3 mF/cm2 (238.5 F/g) compared to the next best alternative supercapacitor in previous research of 80 F/g
- Densità gravimetrica di energia: 20.1 Wh/kg (contro max 10)
- Densità di potenza 20540 W/kg (contro max 10000)
- Tempo di vita: perdita di capacità pari al 32.5% dopo 10000 cicli a 200 mV/s.
Il Lepton è vivo!
Atala/Oxygen Lepton anni 2000
- Batteria:
- Versione base: Piombo ad elettrolita assorbito, senza manutenzione, 4x12V/38Ah/14kg (tot
56 kg), 1824 Wh, ricarica in 5 ore, caricabatterie integrato; - versione “E”: batterie nichel-zinco (1)
- Versione base: Piombo ad elettrolita assorbito, senza manutenzione, 4x12V/38Ah/14kg (tot
- Estraibilità batteria: no
- Potenza: 1800 W, 48V , 37,5A
- Velocità max: 45 km/h
- Accelerazione: 0-50 km/h in 6,5 secondi (0,22 g)
- Autonomia: 50 km (35 reali (2))
- Pendenza max: n/d
- Freni: Tamburo/Tamburo, KERS (recupero energia)
- Peso: 133 kg
(in corsivo i dati calcolati da me)
(1) Prodotte dalla ditta statunitense Evercel Inc (in precedenza appartenuta
alla Energy Research Corporation) che le progettava presso la Evercel
Danbury in Connecticut, e le produceva a Xiamen, in Cina; nel 2006 la
Evercel concesse in licenza la produzione delle sue batterie nickel-zinco
alla CM Partners di Kynugkido, in Corea, per 20 anni.
(2) Da test su strada pubblicati da “La Repubblica” il 2 aprile 2002
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Nuovo, piccolo passo nel restauro dell’Oxygen Lepton anni 2000 comprato usato a 100 euro qualche mese fa.
La prima prova era stata verificare se camminava: sì, ma per 50 metri, causa batterie esauste. Non importa, l’importante è che l’elettronica e il motore funzionino!
La seconda prova e’ stata la verifica delle batterie:
Le ho collegate tutte in parallelo anzichè in serie, in modo da poterle caricare con un normale caricabatterie da auto, ma non ha funzionato:
- all’inizio il c.b. neanche le voleva caricare, “vedendole” come batterie da 6V già cariche… così le ho tenute per diverse ore collegate a una batteriola da 12V/7Ah, giusto per svegliarle; in effetti così finalmente il c.b. è riuscito a “vederle”, iniziando però a caricarle in “modalità impulsiva” (cioè probabilmente a desolfatarle). Però la desolfatazione andava avanti solo per qualche ora, poi il c.b. si spegneva e dovevo riaccenderlo a mano. Dopo un paio di giorni (non continuativi, di notte lo spegnevo per motivi si sicurezza) finalmente sul c.b. si è accesa la lucetta verde di ricarica completata. Le batterie hanno però mantenuto la carica solo per pochi giorni, sebbene non utilizzate, scendendo presto sotto gli 11 volt
-poi ho fatto un’altra prova, collegandole per ore a una superbatteria da 500 (cinquecento) Ah, ma anche così il c.b. all’inizio cercava solo di desolfatarle per ore e ore prima di iniziare a caricarle. Le ho tenute sotto carica, in giardino, per 72 (settantadue) ore, ma niente da fare, la spia verde non si accendeva mai. Così ho provato a controllare il voltaggio delle batterie… e nello spostarne una, mi sono accorto che era tiepida! Male, male, molto male!!! Quindi era questo il problema: una singola batteria fallata, che costituisce un “buco di energia” che ha disperso per 72 ore l’energia proveniente dal C.B., impedendo la ricarica!
-Infatti, eliminata la batteria fallata, il c.b. riesce rapidamente a caricare le altre 3!
Però nel Lepton ne servono 4, così ne compro una nuova, ma una normale, per automobile, preoccupandomi solo delle dimensioni fisiche: non mi interessano specifiche e peso, tanto devo solo fare due esperimenti: vedere se lo scooter riesce a raggiugere i 45 km/h, e verificare se, come dice l’ENEA, si possono usare normali batterie per auto invece di batterie da trazione, se in parallelo gli si mette una “fonte di alte correnti che si faccia carico dei picchi di assorbimento”: loro hanno usato supercondensatori da migliaia di euro, io userò 16 supercelle LiFePO4 26650 della defunta A123 da 60/120A, da circa 10 euro l’una.
La terza prova è stata il test su strada: funziona, la batteria per auto è riuscita a fare da surrogato per la batteria mancante, permettendomi di fare mezz’ora di prove su strada. Non che al termine fosse scarica, ma avevo tutti i dati che mi servivano.
La prova è stata interessante sotto molti aspetti:
* ho dovuto spingere a mano lo scooter fino a una stradina di campagna dietro casa, perchè non è targato nè assicurato, visto che neanche sapevo se fosse in grado di circolare, quindi di fatto non è autorizzato a circolare su strada. Per fortuna ho dovuto solo “fare finta” di spingerlo, perchè visto che il motore funziona, è stato lui a spingere!
* arrivato alle pendici della stradina (un’esagerata salità del 15-20%), indosso casco e guanti in previsione di eventuali scatafasci, imposto la modalità leprotto, e via…
…
…
ZOOOOW, un vero razzo! In modalità leprotto lo scatto è davvero impressionante!! E la salitona non impensierisce più di tanto i 1800W del motore, permettendomi di raggiungere dei rispettabili 20 km/h, che rispetto ai 45 km/h massimi possibili in pianura non sono pochi. Più sotto trovate grafici e filmati.
* Arrivato in cima alla stradina, sono iniziate le vere prove, perchè mi interessava anche vedere la velocità massima in pianura. Senonchè, in quella bella stradina di campagna semideserta indovina un po’ chi mi sorpassa? Una volante dei carabinieri!!! Io sto senza bollo, senza targa e senza assicurazione!!!
Però ho il casco.
Quindi probabilmente non attiro l’attenzione, così mi ignorano, mi sorpassano e se ne vanno!!!!
* Decido di rischiarmela: ormai sono passati ignorandomi… non penso che ci ripenseranno, ripasseranno e mi si inchiappetteranno… no? Ok, mi dice bene, non si fanno rivedere fino alla fine dei test!
* Eccomi dunque ai test in pianura: in modalità normale lo scooter è una vera mosceria, sembra di guidare un pesantissimo Emax al piombo. ‘na lagna. ‘na noia. Ma riesce comunque, con pazienza, a raggiungere i 45 km/h, anzi 48.
* In modalità leprotto è tutta un’altra faccenda: come si vede dal grafico, ha addirittura più scatto del potente EMCO Novum 77 da 5000 Watt!!! Poi si ammoscia in seguito, ma lo scatto iniziale è davvero potente! Ma curiosamente non è fastidioso, perchè è potente solo se “affondo” l’acceleratore, altrimenti è graduale. E NON graduale/impossibile come il Lepton nuovo, che per i primi due secondi di acceleratore a tavoletta sembra un bradipo stanco e poi parte a razzo, no, questo acceleratore è molto più confortevole!
* Anche il freno rigenerativo è molto migliore del Lepton nuovo, perchè molto più facilmente dosabile con l’acceleratore. E su una discesa del 15-20% usare i freni quasi non serve, se la strada è buona e sgombra, perchè non si superano i 40 km/h.
* Unico aspetto negativo del test: i cavi di collegamento della nuova batteria alle altre si sono surriscaldati; ma probabilmente solo perchè sono troppo sottili, perchè anche se esteriormente sembrano identici a quelli che collegano le batterie l’una all’altra (che però stranamente sono più sottili di quelli che collegano la batteria allo scooter), in realtà sono molto più flessibili, quindi probabilmente sono tutti guaina e niente rame… Però non ho fatto misurazioni.
* Aspetto curioso: una volta acceso lo scooter…. non sono più riuscito a spegnerlo!
- Ho girato la chiave nel quadro, ma lo scoote rcammina ancora.
- Ho TOLTO la chiave dal quadro, ma lo scooter cammina ancora (??)
- Ho tolto anche la chiave elettronica dal quadro, ma lo scooter cammina ancora!!!
Ohibo’??
* Ultima nota, l’indicatore di autonomia residua: appena acceso lo scooter, indicava i canonici 50km; durante i test, ha oscillato tra i 9 (nove) e i 56 km, a seconda di velocità, pendenza, posizione acceleratore e chissà quante altre cose….
Molto utile…
Comunque, la prova è stata soddisfacente: multa evitata , scooter funzionante, velocità decente (in alcuni tratti anche 50 km/h), pendenza superabile notevole.
Adesso, il prossimo passo: l’autocostruzione di una batteria al litio; dapprima una piccola per affiancare quelle al piombo e vedere se riesce a dare più potenza in salita; in seguito, una batteria al litio completa da 20/30 AH estraibile.
Restate sintonizzati! 
Grafico comparativo con altri scooter:
Grafico comparativo col solo Zem Star 45, l’altro mio scooter:
Modalità normale: 0-45 in 15s contro gli 8 dello Zem.
Modalità leprotto: 0-45 in 9 secondi, velocità massima 49 km/h.
Come al solito, però, è impossibile sapere quanto correttamente sono tarai i contachilometri; per lo Zem il confronto col GPS dà uno scarto del 18%, ma a volte anche il mio GPS dà i numeri, quindi…
Comunque, questi sono i due grafici registrati col GPS del cellulare, per quello che possono valere:
Diario elettrico Zem Star 45 – 15/5/2013 – Lo stiamo perdendo! Lo stiamo perdendo!
Il mio scooter mi vuole lasciare. 
A piedi.
La prima delle tre batterie ha ceduto un mese fa: anche completamente carica, funziona per pochi secondi, poi “stacca” appena gli viene richiesto un minimo di corrente in accelerazione, quindi è inutilizzabile.
La seconda sta per arrivare allo stesso livello, regge per pochi minuti.
La terza, quella seminuova comprata 6 mesi fa, funziona come funzionavano quelle nuove dopo un anno di vita: da sola, dopo 10 chilometri va in riserva alla prima salita, e l’altra batteria in parallelo non ha abbastanza corrente da “prestargli”.
Uno dei due nuovi caricabatterie è entrato nella sua “crisi di mezza età”: inizia a scaldare come un pazzo, quindi immagino che stia iniziando a cuocere i vari condensatori, che presto esploderanno come al solito, rendendolo inutilizzabile . Devo sbrigarmi a costruire il logger di temperatura con allarme e relè di distacco, prima che sia troppo tardi. Tecnicamente è semplicissimo, devo solo trovare il tempo (e la voglia…) per farlo…
Diario elettrico Zem Star 45: autocostruzione batteria boost LiFePO4 A123
Ho scoperto che le celle che ho acquistato sono in qualche modo “difettate”: le ho infatti richieste espressamente dotate di linguette pre-saldate, avendo letto che è piuttosto difficile saldarle a mano a causa della sensibilità delle celle al calore ed essendo complicato saldare a mano le particolari linguette “spaccate”; le linguette sono infatti dotate di un taglio che permette di saldarle senza coprire le valvoline di emergenza situate agli estremi delle celle (in teoria solo su un lato, ma a guardar bene sembra che ci siano su entrambi, anche se su un lato è di plastica e sull’ altro di metallo).
Questa figura mostra una cellapiù piccola di quelle che ho preso io, è una 18650 mentre io ho preso le 26650, ma la linguetta è più o meno simile almeno come spessore, a quelle delle mie celle, e anche per il fatto dell’assenza dello spacco/foro centrale:
Questa invece è una cella con le linguette giuste:
Oltre ad avere lo spacco al centro, hanno anche dei comodi fori utilizzabili per avvitare, piuttosto che saldare, le celle le une alle altre.
In quest’altra figura si vede meglio come deve essere fatta una linguetta:
Qui invece si vede una cella come le mie, e al centro dell’estremità sinistra si vede la valvolina di sfogo in plastica; dalla parte opposta c’è un “cerchietto” simile, ma metallico.
Qui si vedono i due lati opposti di una cella; mi chiedo come 4 puntini di saldatura da mezzo millimetro quadro possano condurre 60 Ampere… Forse servono solo come “appuntatura” per rendere più facile la saldatura, e le linguette vanno comunque saldate?
Scopo di queste valvoline è far sì che in caso di guasto alle celle (cortocircuito, sovrascarica o che so io), i gas che si dovessero produrre all’interno romperebbero la valvolina e potrebbero uscire liberamente. La cella risulterebbe comunque irrimediabilmente danneggiata e inutilizzabile, ma con un grosso vantaggio: non esploderebbe! Cosa che invece potrebbe succedere se la valvolina di sfiato fosse ostruita!
Non solo:
ho misurato col calibro lo spessore delle linguette, che risulta essere di 0,3 mm; poichè le linguette sono larghe 1 cm (10 mm), risulta che l’area della sezione trasversale è di 3 mm^2; ora, queste celle sono date come capaci di scaricare continuativamente 60-70 Ampere, e fino a 120 Ampere per 10 secondi; considerando la regoletta “4A ogni mm^2″ da usare per determinare lo spessore di un filo in base alla corrente che deve tollerare, risulterebbe che i fili che collegano una cella all’altra in serie dovrebbero avere diametro di 60/4 = 15mm^2 come minimo, ma 30 mm^2 per tollerare la corrente massima.
Abbiamo quindi 3 mm^2 invece di 15 o 30, o, vista al contrario, linguette in grado di tollerare al massimo 12A.
Anche se potrebbe andare bene per i miei scopi, dovendo la batteria-boost solo supportare le normali batterie di bordo, che erogano insieme intorno ai 25A (60V per 1500W), non mi sembra tecnicamente sensato correre il rischio; ho letto che le linguette possono essere staccate, quindi ho fatto un po’ di prove:
- con un dremel (trapano ad alta velocità da modellismo) ho “grattato” via i mini-punti di saldatura, per poi tirare via la linguetta; risultato: mi sono affettato un dito (quelle linguette sono affilate come rasoi!!!), ma la linguetta è venuta via, anche se lasciando qualche residuo metallico sulla cella.
- ho provato a strappare via la linguetta senza usare il dremel, semplicemente “arrotolandola” intorno a una pinza dalla punta sottile: si stacca molto meglio, rimangono molti meno residui, che poi comunque posso limare via col dremel, ottenendo una superficie completamente liscia, su cui le lnuove linguette potranno aderire facilmente.
Adesso le celle sono tutte ripulite e in attesa delle linguette adatte: le ho ordinate su flymodelcomponents.it:
http://www.flymodelcomponents.it/shop/product.php?productid=17225&cat=0&page=1
Devo affrettarmi perchè ormai le batterie dello scooter mi stanno definitivamente mollando, al punto che non so nemmeno più se le batterie boost saranno sufficienti!
Se magari fanno davvero le consegne in 24/48 ore, potrei avere il materiale in tempo per lavorarci nel weekend.
Finalmente la tariffa ENEL a consumo per le auto elettriche!
Allegri, elettromani , finalmente l’ENEL ha attivato la tariffa a consumo per la ricarica delle auto elettriche!
Non sarà più necessario stipulare un abbonamento flat da 25 euro al mese… ora si è liberi di ricaricare auto e scooter pagando la corrente IL TRIPLO di quanto ci costerebbe ricaricando a casa: 40 centesimi a kWh!
E solo per il primo anno perchè è in promozione, poi sono previsti “cambi di tariffa”.
Sembra che la tariffa attuale preveda tutti gli “oneri” derivanti dall’utilizzo “non domestico”… Peccato che io avevo sentito che l’elettricità usata per ricaricare i mezzi elettrici sarebbe dovuta costare MENO! Invece pare tocchi pagare iva al 21% invece che 10%.
E naturalmente potete anche noleggiare la “box station” da tenere a casa, a soli 28 euro al mese.
Mah.
Mi sento leggermente preso per i fondelli.
Diario elettrico Zem Star 45: Inizia l’avventura dell’autocostruzione della superbatteria A123
L’avventura ha inizio!
Ma siccome è un’avventura pericolosa, prima di tutto alcuni avvertimenti importanti, un po’ raccolti qua e là su internet, un po’ aggiunti da me:
1) Non ripetete quello che descrivo in questo e nei successivi post se non avete dimestichezza con elettricità, elettronica e lavori manuali
2) Trattate le celle al litio ad alta potenza come queste (celle LiFePo4 A123 ai nanofosfati , da 70 ampere/25C) come se fossero fiale piene di benzina: anche se non sono direttamente infiammabili, le batterie sono facilmente infiammanti; il motivo è il loro alto contenuto di energia, ma soprattutto l’alta potenza, ovvero l’alta corrente.
Mi spiego: più è alta la corrente che scorre in un filo, più questo filo si scalda;
nei fili elettrici di casa può scorrere una corrente massima di circa 15 ampere; se tenete accesa una stufetta per mezz’ora, troverete il suo cavo tiepido, e gli spinotti della spina bollenti: questo succede perchè nei fili e nella spina passa una corrente di circa 10 Ampere (2300 W); ora, in queste particolari celle A123 che utilizzerò per costruire la mia “batteria boost”, può scorrere a tempo indeterminato (finchè non si scaricano) una corrente di 70 Ampere; ma per alcuni secondi ci possono scorrere anche 120 Ampere.
Se questo dovesse succedere per sbaglio in prossimità di materiale infiammabile, indovinate cosa succederebbe?
3) Quando lavorate con batterie e celle, dovete inevitabilmente utilizzare utensili di metallo; la regola d’oro del “costruttore di batterie” è: non appoggiare mai gli attrezzi ad un livello superiore a quello a cui si trovano le batterie. Appoggiateli per terra, su una sedia, o in tasca, ma se le celle sono sul tavolo, NON appoggiate gli attrezzi sul tavolo! Le celle sono tonde e rotolano, gli attrezzi sono più lunghi delle celle e quindi un singolo attrezzo può metterne in corto più di una in contemporanea! Se proprio non riuscite a NON appoggiare gli attrezzi sullo stesso piano delle batterie, assicuratevi che siano in due zone, ben separate da una tavola di legno alta almeno un cm, che le batterie non possano superare rotolando. Ma non dimenticate che, rotolando, possono anche toccarsi tra di loro, e se hanno le linguette attaccate alle estremità, toccarsi significherà creare un corto circuito da 120 Ampere! Quindi non sparpagliate le vostre celle sul tavolo, prendetele una alla volta dalla loro confezione singola solo quando servono.
Detto questo, ecco alcune foto del mio primo prototipo di batteria boost, per il momento solo “meccanico”, nel senso che le celle sono solo appoggiate per provare quanto spazio occupano, non ci sono collegamenti elettrici; sono semplicemente disposte in modo che non possano toccarsi e creare cortocircuiti.
Sfortunatamente, l’unico materiale che ho a disposizione per fare queste prove meccaniche è… il legno. Sì, state per vedere le prime foto al mondo di una batteria di legno (tanto per restare in tema di infiammabilità…).
Per ulteriore sfortuna, i listelli che avevo a disposizione non sono abbastanza alti da impedire alle batterie, volendo, di andarsi a toccare tramite le linguette in caso ruotino su sè stesse, quindi dovrò sicuramente rivedere questo primo prototipo, attualmente estremamente pericoloso se lasciato incustodito.
Ecco tutti gli “ingredienti” riuniti: celle, cavi, capicorda, due BMS: uno da 48V, uno da 60V:
Ed ecco il primo accrocco; dopo varie prove, ho deciso di disporre le batterie in formazione 8-8-4 ; questo è il primo contenitore/ripiano:
Questi sono i 3 ripiani:
Ed ecco l’assemblato:
Per il momento è quasi tutto solo appoggiato, senza colla o chiodi, in attesa di trovare il modo migliore e più sicuro per tenere il tutto insieme.
Le 4 batterie dell’ultimo piano sono “solitarie” perchè questa è una batteria “duale”, cioè dovrà servire per test a 48V (16 celle) e 60V (20 celle), quindi queste 4 saranno collegate o meno a seconda se monterò la batteria sul Lepton o sullo Zem. Predisporre uno switch per i due BMS si preannuncia una cosa piuttosto complicata.. (uno switcha 20 posizioni?!?).
A quanto pare il problema più grosso sarà però proprio fissare il BMS:
Questa foto è solo un “fake”, perchè il BMS è solo appoggiato e i fili non sono collegati a niente. Il problema è che il BMS non ha uno straccio di buco dove infilare una vite per fissarlo da qualche parte! Ha solo i buchi dove infilare le viti di serraggio dei cavi elettrici… e fissare un cavo da 120 Ampere a un pezzo di legno usando una stessa vite è poco saggio, quindi dovrò costruire una specie di scatolotto per contenere il BMS.
Altra cosa che ho dovuto fare è stata segnare in più punti i poli + e – delle batterie, perchè essendo segnati solo in piccolo in un punto, ed essendo presenti le linguette che impediscono una rotazione libera delle batterie, i segni non sono sempre immediatamente visibili; quindi li ho “copiati” tutti accanto alle linguette per comodità.
A proposito di queste linguette, sono molto strane: sono larghe circa 1 cm… ma sono sottilissime, anche se non ho strumenti per quantficare; ma sicuramente sono MOLTO più sottili di 1mm… quindi la sezione complessiva è molto meno di 10 mm^2, a occhio direi non più di 3 mm^2, se sono spesse 0,3 mm: 120 ampere, o anche solo 60 ampere, riescono a passare in un filino di 3 mm^2 senza fare un bel falò?!? A me sembra di ricordare una regola che dice “4A per mm^2″, che vorrebbe dire che per 70A servirebbero 17 mm^2 (1,7 mm di spessore) , e per 120A addirittura 30 mm^2 (3 mm di spessore)!
C’è qualcosa che non torna!!!
Devo indagare.
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