Aislamiento entre celdas para carga y prueba de baterías

Quiero cargar paquetes de baterías Lipo y posiblemente también otros productos químicos. Paquetes de seis celdas para empezar. Pero espero manejar más y menos. Quizás muchas más células. Para vehículos eléctricos, monopatines, bicicletas, etc.

Quiero aislar celdas unas de otras para poder manejar veinte celdas o más. Y cargar esas celdas individualmente para que el equilibrio sea innecesario. Posiblemente cargando con canales Arduino PWM.

¿Es posible aislar las salidas PWM de Arduino a bajo costo? (¿Y las entradas?) Las corrientes de carga de un amperio serían buenas para comenzar. Cinco amperios más o menos estaría bien eventualmente.

Respuestas (1)

Aislar cada celda requeriría usar MOSFET entre celdas para romper las conexiones y, por lo general, las celdas están dispuestas físicamente de tal manera que es imposible colocar MOSFET entre celdas.

¿Por qué? LiPO, LiFePO4 y otras celdas químicas de litio generalmente pueden entregar corrientes muy altas, estamos hablando de 20 A a 100 A o incluso corrientes más altas por celda . Por lo tanto, generalmente se conectan con láminas gruesas de cobre (u otros metales).

Aquí hay una imagen aleatoria que encontré en Google que muestra estas derivaciones:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Tenga en cuenta que los de la imagen no se ven muy bien y probablemente sea una configuración de "baja corriente". Los paquetes grandes de iones de litio suelen tener derivaciones mucho más grandes.

De todos modos, también tendría muchas pérdidas por la resistencia interna de todos esos MOSFET.

Si desea cargar las celdas, puede usar un convertidor reductor para reducir el voltaje rectificado de un transformador conectado a la red eléctrica. Tendría que implementar un bucle de control PI o PID con un microcontrolador para controlar el ciclo de trabajo en función de la corriente de salida, pero luego tendría que implementar algún tipo de equilibrio para mantener bajo control el voltaje de las celdas. Este podría ser otro convertidor reductor conectado a la batería que podría transferir pequeñas corrientes a cada celda para que pueda equilibrar las celdas que se están quedando atrás.

El tipo de control digital que necesita no se realiza fácilmente con un simple arduino, ni el arduino tiene el tipo necesario de ADC para permitir un cambio rápido de frecuencias.

Le recomiendo que lea el libro "Sistemas de gestión de baterías para grandes paquetes de baterías de iones de litio" de Davide Andrea y el libro "Fundamentos de electrónica de potencia" de Robert Erickson y Dragan Maksimović. Estos libros le enseñarán sobre convertidores CC/CC y BMS y le brindarán los conocimientos necesarios para crear algo como lo desea.

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