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Diario elettrico Zem Star 45 – 28/7/2013 – La resurrezione della batteria

Posted in batterie, scooter elettrici by jumpjack on 28 luglio 2013

Diversi mesi fa una batteria mi ha completamente abbandonato: benchè risultasse sempre quasi carica, una volta sullo scooter restava “accesa” per pochi secondi, per poi spegnersi al minimo sforzo richiesto.

Cablandola con due CellLog8S sono riuscito a scoprire la causa, riassunta in questo grafico della tensione di cella in fase di ricarica:

Sapendo che la tensione minima ammessa di batteria scarica per una cella li-ion è di 3,0 volt, risulta evidente il disastro: le righe in altro rappresentano le celle a posto, la riga in basso rappresenta la cella 16: irrimediabilmente rovinata! Durante la ricarica ha preso un po’ di tensione, ma poi è crollata.

Così ho deciso di cambiarla per vedere se riesco a rivitalizzare un po’ la batteria: visto che l’altra batteria risulta avere 14 celle su 16 apparentemente in ottime condizioni anche sotto carico, ho tolto una cella da quella (in realtà un blocco di 6 celle in parallelo) e l’ho piazzato, con non poca fatica, in quella che chiamo “batteria 2”, quella morta.

E’ stato molto complicato, perchè la batteria non è fatta per essere aggiustata, per cui le singole celle sono state saldate “a spot” dopo essere state inserite nei loro supporti di plastica, quindi ho dovuto tagliare sia i supporti di plastica che le linguette d’acciaio che fanno da connettore tra gruppi di celle; e segare/tagliare una lamiera di metallo con attrezzi di metallo dovendo stare attenti a non spostarsi di più di 1 mm perchè altrimenti va in corto una cella con l’altra, non è stata per niente una passeggiata: diverse scintillone da 50A ci sono state🙂, ho quasi fuso un cacciavitino, per non parlare delle vesciche alle mani per tagliare con le tronchesi la durissima plastica e le linguette d’acciaio… però alla fine sono riuscito a estrarre il pacco di 6 celle guaste dalla batteria 2 e sostituirlo con un pacco preso dalla batteria 1!

Anche dopo smontate le celle sono imperscrutabili: nessuna etichetta, nessuna dicitura, niente di niente, nemmeno sotto la plastica; sono celle “qualunqe” in formato standard 26650, e questo è tutto.

DSC_0264

Sopra una cella A123 LifePO4 26650, sotto una delle mie celle.

Una volta sostituita la cella e ripristinati i collegamenti di potenza e di monitoraggio, ho potuto fare una prova a bordo, naturalmente col CellLog8s Jun-Si installato, ottenendo così un risultato ottimo e uno pessimo.

Quello ottimo: considerando che prima la batteria prima era completamente inutilizzabile e adesso funziona, è già un buon risultato; considerando poi che sono riuscito a percorrere ben 35 km contro i 18-20 massimi che riuscivo a percorrere prima (ma con la batteria 1, da cui ho estratto le celle trapiantate), è un ottimo risultato. Considerando poi che nei primi 15 km ho anche percorso “per dispetto”😉 salite esageratamente ripide o esageratamente lunghe (anche 3 km di fila), quando invece fino a ieri con l’accoppiata batteria1+batteria3 potevo percorrere al massimo 50 metri su una salita ripida, il risultato è clamoroso!

Eppure… potrà diventare ancora migliore.

Ecco infatti i grafici di resa delle celle della Batteria2 (che prima del trapianto non potevo fare perchè non funzionava per niente):

 

Batteria 2, Gruppo A (1-8)

Batteria 2, Gruppo A (1-8)

Le prime 8 celle sono in ottimo stato… ma le altre…:

Bat2-GrB-trap16

Un vero macello!

La 13 sta malino, la 15 sta peggio, la 16 è da buttare!

Cella  2/5B/13

Cella 2/5B/13

Cella 2/7B/15

Cella 2/7B/15

Cella 2/7B/15

Cella 2/8B/16

Nella batteria1 già analizzate invece risultano guaste solo la 1A/1 e la 4B/12 (la 8B/16 è a posto, si era solo staccato un filo del logger):

Cella 1/1A/1

Cella 1/4B/12

Quindi in teoria forse farei prima ad aggiustare la batteria1 che la batteria2… solo che dalla 1 ho già dovuto smontare una cella… ma in realtà 2, perchè sono legate a coppie di 2, quindi dovrei ricollegare le due che ho scollegato, PIU’ sostituire le 2 guaste (quindi: scollegare 2 + ricollegare 4); o piuttosto estrarre altre 2 celle dalla 1, e sostituirle nella 2 (scollegare 2 + ricollegare 2), quindi la seconda opzione è più breve: la batteria 1 è destinata a diventare un “deposito di celle di ricambio”.

E devo ancora cablare e analizare la batteria 3: pur essendo ancora la più robusta tra le 3 perchè più nuova, usata da sola va comunque in riserva quasi subito, anche se non si spegne mai nemmeno su salite ripide, quindi ha sicuramente almeno una cella “guasta ma non troppo”; forse sarà tipo la 2/5B/13, perde un po’ di tensione ma non troppa.

A proposito, il mio metodo di codifica delle celle è:

[numero batteria]/[numero cella nel logger][gruppo logger]/numero cella nella batteria]

Quindi 2/5B/13 significa:

  • Batteria 2
  • Cella 5 del blocco B
  • Cella 13 della batteria (8+5=13)

Tornando alle prestazioni della batteria trapiantata, nei primi 15 minuti, in cui nel grafico si vede che la batteria funzionava ancora bene, il voltmetro sullo scooter non scendeva mai sotto la prima delle 3 tacche, nemmeno sotto il massimo sforzo, nemmeno dopo 3 km di salita continua.

Adesso voglio provare a vedere se le 6 celle, singolarmente, possono essere ricaricate, o se il guasto di una ha danneggiato irrimediabilmente anche tutte le altre.

Però dovrò saldare 4 fili su ognuna per un totale di 24 noiose saldature, più altre 24 da fare sui pirolicchi che vanno dentro i morsetti che vanno collegati al CellLog8s e al caricatore da modellismo. Una cinquantina di noiose saldature da fare, probabilmente inutilmente, quindi non so se e quando mi verrà voglia… Certo potrebbero però anche mettercelo un logger in questi caricatori da modellismo! (Ne ho comprato uno dalla Hyperion qualche mese fa per fare esperimenti con le celle A123).

A proposito delle celle A123 e del’esperimento per la batteria boost, alla luce dei nuovi sviluppi potrei rimettermi a lavorarci:

– adesso non dovrebbe fornire più 30 ampere da sola per supportare le batterie, perchè da sole riescono comunque a reggere bene i carichi, almeno per il primo quarto d’ora; probabilmente ne erogherebbe solo 10, quindi solo 5C, quindi invece che 50 cicli potrebbe durarne qualche centinaio.

– adesso so che forse posso ricaricarla anche col caricabatterie standard dello scooter: anche se è fatto per batterie da 4,20 volt contro i 3,6 volt massimi delle A123, dovrebbe essere il BMS che ho montato sulle A123 ad impedire sovratensioni e consentire quindi la carica. Supervisionata costantemente, ovviamente

– in realtà forse non c’è neanche bisogno di ricaricarla separatamente: lasciandola sempre sullo scooter, si ricaricherebbe tramite le altre batterie, e non prenderebbe sovracorrenti o sovratensioni perchè controllata dal BMS

– adesso che ho i due logger, posso monitorare automaticamente la batteria boost durante la ricarica; purtroppo con due logger arrivo solo fino a 16 celle, contro le 20 della batteria

– ho letto che per “imbrogliare” un BMS e “convincerlo” a funzionare anche con meno celle collegate del previsto è sufficiente collegare i morsetti “volanti”… alle altre celle già cablate! Sarà una buona idea o un modo interessante di creare un cortocircuito? Non ho ancora studiato la cosa, ma se è valida potrei usarla anche col CellLog, per monitorare anche le 4 celle che sennò rimarrebbero “fuori”.

 

 

6 Risposte

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  1. GianniTurbo said, on 28 luglio 2013 at 19:28

    Non ho capito molto bene, ma a mio avviso conviene staccare un blocco da 4 celle e sostituirlo con un altro blocco.
    Seghi il lamierino che unisce le celle, e poi lo saldi facendo un ponticello in rame.
    Comunque non per smontarti ma temo che anche se recuperi il pacco batterie, dopo un poco crolleranno altri elementi…
    A me succede con la batteria del robottino roomba, l’aspira polvere, quando sono nuove durano per 2 ore, poi dopo un anno e mezzo due, dura circa mezz’ora a quel punto crolla un elemento. Lo sostituisco con un altro elemento di un pacco precedente, dura 10 15 giorni, 3 settimane al massimo, poi ne crolla un altro. Stessa trafila, poi al secondo terzo elemento mi rompo…

    • jumpjack said, on 29 luglio 2013 at 17:09

      Ma dai? E io che pensavo che ora le batterie sarebbero durate 30 anni!😉
      Dai, è ovvio che invecchieranno lo stesso e che a poco a poco si romperanno tutte le celle… ma ne ho altre 13 a disposizione da sostituire!🙂 Se sono fortunato potrebbero durare un anno o due… o anche un mese o due, chi può dirlo? Vediamo se superano l’estate, se quest’inverno lo scooter sarà guidabile, e poi… chissà.

      Ed è anche ovvio che ho staccato un gruppo di SEI celle segando il lamierino e saldandolo poi tremite due grossi ponticelli di rame da 3mm di diametro ciascuno per ogni connessione.

      • GianniTurbo said, on 30 luglio 2013 at 6:45

        Nel senso che avrai molto da lavorare… Mi aspetto cambi frequenti di pacchi celle, soprattutto perché sono ricambi vecchi pure loro…

        • jumpjack said, on 30 luglio 2013 at 8:18

          Gianni, penso che d’ora in poi cancellerò dal blog qualunque commento che sia disfattista, o pessimista, o iettatore, o disincentivante, o sminuente, ecc., in quanto trattasi di commento non richiesto e non utile … in altre parole, spam. Questo vorrebbe essere un blog costruttivo e utile.

          Inviata dal mio tablet cinese, eventuali errori di battitura sono colpa del touchscreen impreciso.

  2. GianniTurbo said, on 30 luglio 2013 at 8:52

    il giudizio sui miei commenti è relativo,
    Ti volevo solo evitare di fare gli stessi errori miei,
    le mie esperienze con il pacco batterie del robottino hanno portato ad evitare di tentare di riparare i pacchi batterie,
    insoma esperienza = somma di fregature.
    se uno può condivedre le fregature per evitare che altri lo facciano dal mio punto di vista ben venga.
    sono critiche costrutive, meglio impegnare lo stesso tempo/energie verso altre attività. ma questo è un giudizio personale, che spero tu condivida.

  3. jumpjack said, on 26 agosto 2013 at 12:41

    Succede qualcosa di strano: ho provato a rimpiazzare le celle 15 e 16 con altre due della vecchia batteria 1… ma ho scoperto che la 16 è proprio la cella che avevo GIA’ rimpiazzato nella batteria 2! Ho comunque messo due nuove celle al posto di 15 e 16… ma il grafico è rimasto uguale!!! Devo aver fatto pasticci con la numerazione di fili, logger, batterie, celle e file di log (troppe troppe cose da far combaciare!!)


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