Determine la clasificación de amperios por hora de un paquete de baterías hecho en casa

Estoy pensando en hacer mi propia bicicleta eléctrica y necesito ayuda para determinar cuál sería la clasificación de amperios por hora de mi paquete de baterías. Voy por 36v y 8 o 9 amperios hora. Entonces, con 10 baterías en serie, puedo obtener un solo paquete de baja capacidad con 36v. Si hiciera tres de estos y los pusiera en paralelo, tendría el triple de capacidad. Pero, con cada batería proporcionando 2500 mah, eso es 75 amperios por hora, y sé que eso no es correcto. ¿Qué estoy olvidando? imagen segun mis conocimientos y a la imagen, la serie duplica el voltaje y la capacidad se mantiene igual

Dos advertencias de seguridad obligatorias: 1) Deberá garantizar el equilibrio de voltaje entre las baterías conectadas en serie de alguna manera. 2) Los circuitos de protección integrados en celdas no pueden proteger un paquete de baterías debido a un voltaje inverso demasiado alto, por lo que necesita un circuito de protección de paquete completo.

Respuestas (3)

Si conecta las baterías en serie, la clasificación de amperios-hora permanece igual. Sin embargo, el voltaje ha aumentado, por lo que la potencia disponible ha aumentado. Es por eso que usar vatios-hora es más útil que amperios-hora cuando se comparan paquetes de baterías de diferentes voltajes.

Entonces ...

  • Si está utilizando baterías de 10 x 3,6 V en una cadena, tiene una batería de 36 V, 2,5 Ah.
  • Esa es una batería de 36 V x 2,5 Ah = 90 Wh (vatio-hora).
  • Ponga tres de esos paquetes en paralelo y obtendrá una batería de 36 V, 7,5 Ah.
  • Eso es una batería de 36 V x 7,5 A = 270 Wh.

Ahora aquí es donde los vatios-hora son mucho más útiles. Digamos que vas a necesitar una potencia promedio de 135 W para tu motor. Su duración de batería será de 270 Wh / 135 W = 2 horas de duración.

Mi bicicleta eléctrica consume unos 150 W en modo de ciclismo normal a casi 30 km/h. Calculo que mis piernas están poniendo otros 150 W.

Pequeño punto técnico: en el sistema de unidades SI, las unidades abreviadas llevan el nombre de alguien en mayúsculas, pero cuando se escriben en minúsculas: V para voltios, A para amperios, W para vatios, etc. Sí, habrá excepciones...

Mostrando mi trabajo:

2,5 amperios por hora (una celda) a 36 voltios (10 celdas en serie) son 90 vatios por hora.

Los tiempos 3 de estas cadenas en paralelo siguen siendo de 36 voltios (lo sabías) y 7,5 amperios por hora o 270 vatios por hora.

Así que creo que olvidaste un punto decimal. :-)

Nota al margen sobre la conexión de baterías en paralelo: si puede evitarlo, ¡no lo haga! Utilice baterías de mayor capacidad en su lugar. La razón aparece cuando una celda se debilita o falla en un cortocircuito mientras que las otras siguen siendo buenas:

Si tiene una cadena en serie y eso sucede, el voltaje del paquete cae y debe reemplazar esa celda. Inconveniente, pero sigue siendo el mejor de todos los escenarios.

Si tiene varias cadenas en paralelo, la corriente puede fluir hacia atrás a través de la cadena que contiene la celda defectuosa, lo que podría dañar toda la cadena.

Si une todas las cadenas en cada nivel, formando una cadena en serie donde cada "celda" es en realidad una combinación paralela de celdas, entonces está prácticamente garantizado que perderá un "peldaño" completo a la vez porque la celda defectuosa arrastrará el resto abajo con él.

Y está la cuestión de cuánta corriente fluye realmente en cada escenario. Por ejemplo, cuando conecta las baterías en paralelo por primera vez, ya sean celdas individuales o cadenas de celdas, se cargarán a voltajes ligeramente diferentes (nunca nada es igual, incluido el final de la carga del mismo cargador en diferentes momentos), lo que se impondrá a través de los cables que conectan las cadenas. ¿Cuánta corriente es eso?

Creo que los 75 Ah provinieron de multiplicar la clasificación de amperios por hora de la celda por el número de celdas. Calcula correctamente el total como 7,5 Ah.
Sin embargo, si aísla cada cadena con un diodo, puede evitar los problemas que comenta.
electricbike.com/wp-content/uploads/2015/03/BatteryDIY11.png ¿Por qué las baterías están soldadas como están?
@WhatRoughBeast: Pero luego tienes pérdidas de diodo. Eso se puede (en su mayoría) superar con un diodo ideal basado en FET, pero ahora nos estamos complicando.
@Hellreaver: ¿Qué tan barato es ese paquete en comparación con el resto del mercado? Ignorando la conexión inicial, funcionará hasta que muera una celda, momento en el cual muere todo el peldaño.
@AaronD - Sí, pero un diodo Schottky que deja caer 0,5 voltios en una cadena de 36 voltios tiene una pérdida inferior al 2%.
@WhatRoughBeast: Estaba pensando más en el calor.
@AaronD Pensé que usaría celdas Samsung 18650.
@Hellreaver "¿Por qué las baterías están soldadas como están?" Ese paquete usa 15 celdas en paralelo por nivel de voltaje. Lo que está viendo es la conexión de dos niveles, por lo que un total de 30 celdas están conectadas. El otro lado está conectado de la misma manera, pero habrá 15 celdas conectadas en un extremo y 15 en el otro.
i.stack.imgur.com/p8NHy.jpg ¿no es así como funcionan el paralelo y la serie?
@Hellreaver: De una manera muy simple, sí. SI todas las celdas son exactamente idénticas, que nunca lo son, entonces funciona así. El problema es que las pequeñas diferencias se amplifican en los problemas que describí en mi respuesta original. Esta es también la razón por la cual las cadenas puramente en serie aún deben equilibrarse periódicamente; las diferencias entre las celdas durante varios ciclos harán que una se sobrecargue mientras que otra aún no está completamente cargada, por lo que las que tienen un poco menos de capacidad necesitan purgar parte de su carga o transferirlas a las demás antes de que se sobrecarguen.
@AaronD y no igualarlos podría provocar fallas, incendios, etc. ¿No es así como funciona un cargador de iones de litio? ¿Y hay alguna manera de solucionar ese problema que me ves logrando realmente?
@AaronD también, si necesito 36v y 10 celdas para lograr eso, ¿podría usar como 12 celdas y solo cargarlas cada una a 3v, para negar la diferencia de potencial en la carga máxima?
@Hellreaver: si el cargador tiene un puerto de balanceo y ese modo está activo, sí, pero incluso eso no tiene idea de cuántos tienes en paralelo, ni tampoco es necesario. Si lo hace de esa manera, tiene que usar la idea de la escalera, donde tiene una cadena de una sola serie que se une a través de varias celdas por peldaño, y solo le dice al cargador la capacidad total. Pero aún tiene el problema de que una celda fallida elimine todo su peldaño. Si falla catastróficamente, no solo tendrá que lidiar con su energía, sino que también se liberará toda la energía en todo su peldaño.
@Hellreaver: perdería mucha capacidad con una carga parcial y no resolvería nada. El problema es el voltaje de corte del cargador, que es diferente por cargador, por temperatura, por ruido, por todo. Nada es igual, independientemente de si lo baja o usa la escala completa.
@AaronD ese es otro problema. Si tuviera que hacer este paquete, la salida de calor sería bastante decente. ¿Quizás un disipador de calor ayudaría?
@Hellreaver: ¿Disipador de calor en qué? los diodos? Si absolutamente no puede obtener celdas de mayor capacidad, entonces esa es probablemente la siguiente mejor opción. Suponga que cualquier cadena puede soportar toda la carga durante un tiempo y dimensione los diodos y los disipadores de calor para eso. Eventualmente, bajará al voltaje de otra cadena y los dos compartirán la carga, luego llegarán al tercero, y así sucesivamente. Cargue y equilibre cada cuerda de forma independiente.
@AaronD Veo baterías de iones de litio de 6v a 4.5ah.
@Hellreaver Serían 2 celdas en serie, así que tenlo en cuenta. Por lo demás, es una mejora. No es el 7.5Ah que estaba buscando originalmente, pero si puede obtener un motor de mayor voltaje, puede hacer una cadena de una sola serie que sea mucho más larga y terminar con el Wh correcto, que es realmente lo que importa.
@Hellreaver Se necesitarían 60 V a 4.5 Ah para obtener el mismo Wh que tenía originalmente, que está por encima de los 50 V que generalmente se consideran "seguros" para los muggles. (muy arbitrario, pero tiene que trazar la línea en alguna parte) O si está de acuerdo con 48 V, tendría 216 Wh en una sola cadena en lugar de 270 en tres cadenas.

La misma corriente pasa por las baterías en serie, por lo tanto la capacidad en Ah no es la suma de las baterías individuales, es la misma. La energía total en Wh aumenta porque aumenta el voltaje del paquete de baterías. Si desea más capacidad en Ah, debe colocar varias pilas de 36 V en paralelo; 3 de ellos en paralelo te darán 7.5Ah.

Eso es simplemente para responder a su pregunta, aunque debe tener cuidado con los modos de falla de la celda y el equilibrio de carga.

La imagen vinculada es correcta... ¿De qué manera crees que está en conflicto con lo que escribí?
Estaba tratando de hacer la distinción de que usaría muchas celdas en serie para aumentar el voltaje y tres de esos paquetes para aumentar la clasificación de amperios por hora.
Sí, pero en ese caso solo multiplicará la clasificación de amperios por hora por 3, no por 30 como sugiere su cifra de "75".
Determine la clasificación de amperios por hora de un paquete de baterías hecho en casa
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v