Batterie LiPo e BMS

Salve,
sono intenzionato a costruire un piccolo robottino. Per alimentare il dispositivo ho bisogno di utilizzare una batteria LiPo (Ho scelto una 3S da 4000 mAh, per il progetto è attualmente sovradimensionata ma considerando upgrade futuri ho preferito fare così).

Essendo queste batterie oggetti delicati mi sono informato su come funzionano, i rischi e come vanno maneggiate.
Ho intenzione di comprare un opportuno Balance Charger/Discharger sia per caricarla, sia per tenerla in modalità "storage" quando non la uso per diverso tempo.

Ciò che mi sfugge e su cui non riesco a fare chiarezza è il BMS lato robottino (per la carica il caricatore dovrebbe già fungere da bms).
Cercando un po' su internet un bms 3S, per esempio questo vedo dalle foto e dalle schematiche che devono essere connessi in più punti alle batterie (0V, 4.2V, 8.4V, 12.6V).

Io, avendo la batteria con un connettore XT60, a cui collego il corrispettivo che mi fa uscire un cavo positivo e uno negativo, posso semplicemente collegare il nero a 0V e il rosso a 12.6V non curandomi degli pin (4.2 e 8.4)?

In caso non fosse possibile, come devo interfacciarmi con un bms lato robottino considerando la mia batteria?
(Vorrei evitare il buzzer, va bene per mandare un segnale se ho una scarica eccessiva ma non mi protegge per altre cose)

Vi ringrazio dell'attezione e della pazienza

Ciao, ti spiego cos'è un BMS:
Il BMS serve a bilanciare le file "paralleli" delle batterie messe in serie.
Tu hai una batteria composta da tante celle da 3,7 volt nominali messe in serie ottieni la tensione desiderata ( 12 v sono 3 in serie perchè le celle vanno da 3 minima a 4,2 massima e 4,2 x 3 =12,6 v ). La capacità la ottieni con il parallelo e lì ne puoi mettere quante ne vuoi ( entro certi limiti ). Quando carichi le celle, quelle esterne alla serie si caricano prima mentre quelle centrali tendono ad essere sempre un po' più scariche.
Il BMS sente la tensione tra le serie tramite i cavi 4.2 ed 8.4 ( che altro non sono che le tensioni di ingresso ) e trasferisce la carica da una fila all'altra bilanciando le celle centrali.
Quindi tu colleghi il caricabatterie al positivo ed al negativo ma i cavi intermedi devono essere collegati al pacco altrimenti il BMS è come non l'avessi montato.
Ultima cosa se monti celle "18650" sappi che il massimo a cui arrivano ( io uso le panasonic o le bak ) è 3500 mah, quelle vendute come 4000 o più, sono "pacchi", io ne ho a casa da 9900 mah prese per curiosità, e arrivano a malapena a 1500mah.
Attento a cosa compri perchè i cinesi sono dei bidonatori di prima categoria e ne aprofittano sapendo che poi non è conveniente rimandare indietro la merce.

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Grazie innanzitutto per la risposta!

Io conto di usare una batteria simile a questa

ovviamente della capacità e del numero di celle come indicato nel post di sopra.
Per questo tipo di batteria come dovrei fare? Ho 3S1P. Hanno già qualche tipo di protezione interna? In tutti gli schemi trovo solo esempi con 18650 e con questi fili in più alle varie tensioni

Devo prevedere qualche circuito di protezione (Di cui però ne sto ignorando l'esistenza) o posso saldare i fili del connettore e connettere la batteria?

In quei pacchi da modellismo, quel connettorino extra piu piccolo e' quello da collegare al caricatore/bilanciatore, e porta fuori anche le connessioni "interne" fra le varie celle, i due fili intermedi del pacco al BMS potresti collegarli li, a parte rosso e nero dove andrai ad usare i fili piu spessi per l'uscita di potenza.

Comunque a me quel BMS sembra abbia anche l'ingresso per fare la ricarica, quindi dovrebbe bilanciare lui pure quella.

In teoria non dovrebbe avere il BMS, per saperlo dovresti misurare la tensione tra il negativo ed uno dei due fili piccoli se ti da 4,2 oppure 8,4 volt allora sono i fili per il BMS altrimenti potrebbero essere quelli della sonda NTC.
Mi sembra un po' semplice per una sonda di temperatura.
Quindi prendi un BMS come quello che hai postato prima va bene colleghi il positivo ed il negativo ed i cavetti piccoli li colleghi al 4,2 ed all'8,4 guardando le tensioni che trovi tra il cavetto ed il GND.
Se tra il cavetto bianco ed il GND trovi una tensione di 4,2 lo colleghi al 4,2 se trovi 8,4 lo colleghi all'8,4, l'altro lo colleghi al morsetto restante.
Se la batteria è nuova dovresti trovare 3,5 sul primo filo e 7 sul secondo ( le batterie al litio vanno stoccate a metà carica ) .
Le 18650 sono le più usate ma 18650 è un formato (dovrebbe essere 18mm diametro e 65 altezza) sono tutte uguali, solo più grandi o più piccole.
Ora per caricarla... auguri.
Ti serve un carica a corrente costante, tensione costante io i pacchi li carico con un BUON alimentatore stabilizzato A 12,55 VOLT MAX ed un boost DC/DC CON CONTROLLO IN CORRENTE.
La corrente non deve mai superare la proporzione 0.5C ( metà la capacità del pacco).

Guarda, evita di rischiare di farti del male e di provocare incendi ...

... per pochi soldi prendi un'oggetto tipo QUESTO, che ha l'apposito ingresso per il connettore piccolo (quello per il bilanciamento), e almeno hai un prodotto un po' più sicuro.

Guglielmo

Se lo vuoi subito, senza prenderlo da AliExpress, lo trovi anche da Futura Elettronica ... certo, lo paghi di più, ma lo hai già sdoganato e spedito in Italia :wink:

Guglielmo

Per la ricarica della batteria e' sempre stata mia intenzione utilizzare un caricabatterie di quel tipo.

La mia questione e' relativa a quando io la batteria la stacco dal caricatore e la collego al robottino.

Per prevenire una scarica eccessiva devo disporre un BMS con protezione anche sul robottino o no?
Basta solo un buzzer che inizia a suonare quando rileva una tensione troppo bassa?

Cosa devo inserire nel circuito "utilizzatore" affinché io non rovini la batteria?

Nei miei progetti dove ho utilizzato LiPo ho sempre solo tenuto d'occhio la tensione d'uscita ...

... ricorda che una singola cella (1S) si considera scarica se la sua tensione scende sotto i 3.7V quindi, probabilmente, potresti semplicemente tenere d'occhio l'uscita e fermare il tutto quando la tensione scende sotto un certo valore (funzione del numero di batterie in serie) o, se vuoi fare una cosa ancora più precisa, usando il piccolo connettore di bilanciamento, che si usa durante la carica, monitorare la tensione di ogni gruppo e bloccare quando uno qualsiasi dei gruppi scende sotto il suddetto limite di 3.7V ... :slight_smile:

@Etemenanki: tu che dici?

Guglielmo

Be', se per ricaricare usa il caricabatterie apposito con il connettore multiplo, e non lo fa tramite un jack sul robottino, allora dovrebbe andare bene il controllare solo la tensione complessiva del pacco batterie, io pensavo che avesse preso quella scheda BMS per fare la ricarica lasciando la batteria nel robottino ed usando una semplice presa di alimentazione (un po come fanno quei robottini aspirapolvere che vanno a ricaricarsi da soli)

Scusatemi ma vi devo un po' smentire ( io le batterie le costruisco per lavoro ).
le celle al litio arrivano da me che hanno una tensione di 3,5 / 3,6 volt.
Il BMS che allego ai pacchi sgancia la batteria a 3,2.
Se la batteria è sotto a 3 volt la riconosce come fault.
Assemblato il pacco diamo una rinfrescata fino a 3,7 volt ( 50% di carica ).
Puntualizzo, più la batteria è scarica e più corrente assorbe, sta a te limitarla a 0,5 / 0,7 C.
Se non lo fai o bruci la cella ( e non te lo consiglio ) o bruci il BMS.
Io ho caricato celle anche a 2,4 volt e vanno ancora bene.
Il BMS che mi hai mostrato sopra dovrebbe avere lo sgancio per sottotensione, altrimenti telo puoi fare ( è un mosfet con al gate collegato una resistenza, sotto ai 9 volt taglia il gate al mosfet )

Non metto in dubbio, ma ... io per sicurezza, le LiPo sotto i 3.5V non le faccio arrivare ... 3.7 è molto cautelativo :wink:

Comunque, lui caricherà con apposito caricatore e scaricherà con il suo circuito ... se una 3S la tiene sott'occhio e a 10V stacca tutto, è certo di non avere problemi :slight_smile:

Guglielmo

Concordo pienamente.
Ultima cosa, i cicli di carica ( durata ) risentono notevolmente della tensione di fine carica.
I test che ho fatto io ( ISO 9000 e TUV ) mi hanno dato come risultato che per rispettare i parametri di durata da datasheet la cella non deve mai essere caricata sopra i 4 volt.
Sopra i 4 volt la cella dura molto meno.

Grazie a tutti per le delucidazioni!

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