Uso de fusibles para conectar baterías en serie

Me gustaría crear este paquete de baterías, que consta de 13 Samsung ICR18650-26F conectados en serie. Hay cables de equilibrio para una carga equilibrada y polifusibles reiniciables que conectan todas las baterías. Mi problema actual es determinar la clasificación adecuada del fusible.

Los fusibles se clasifican en amperios, pero ¿cómo influye la clasificación de voltaje? ¿Podría usar un polifusible reiniciable clasificado en 16v 4a o 30v 4a? En general, ¿cómo calcularía el fusible adecuado necesario para esta aplicación?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

*Esta es mi primera publicación, así que espero haber sido lo más directo posible.

¿Por qué está poniendo fusibles reiniciables entre cada batería de serie?
Si se abre algún fusible, tendrá el voltaje completo del paquete a través de él. Por lo tanto, todos los fusibles deben estar clasificados para el voltaje total del paquete. Eso es 4.2*13.
@Filek Según tengo entendido, este es el método que Tesla y otros emplean para evitar que un cortocircuito interno o una descarga excesiva de una sola celda afecte a las otras celdas de la serie. Aunque los Tesla no se pueden restablecer por lo que he leído.
Sospeché que esa era tu razón, pero usan esos fusibles para baterías en paralelo, no en serie. Realmente no puedo ver el beneficio para la serie, pero para el paralelo tiene sentido para los fusibles cuando tienes muchas baterías de alta potencia.

Respuestas (1)

Los valores nominales de los fusibles en un diseño deben establecerse de modo que interrumpan la corriente en caso de sobrecorriente. Usted determina cuánta corriente necesita su diseño. Si su carga no puede tolerar grandes corrientes o existen requisitos de seguridad extremos, es posible que desee muchos fusibles. Deben estar clasificados para que no se disparen durante el uso normal, pero se disparen si algo hace un cortocircuito. Esto realmente depende de la carga, así que sigue estos pasos:

1) Encuentre su corriente de carga (si es una carga activa como un motor, entonces encuentre experimentalmente la corriente nominal con una fuente de alimentación)

2) Dése un poco de margen, si su carga consume 2A normalmente, luego multiplíquelo por un factor de seguridad para que, si hay un pico de voltaje, no se funda el fusible. Un factor de seguridad del 50% le daría 3A (de no tropezar). Si la carga se acorta (digamos 1 ohmio en el peor de los casos), entonces para un paquete de 50 V obtendría 50 V/1 ohmio = 50 amperios). Por lo tanto, necesitaría un fusible que se queme con menos de 50 amperios de corriente, pero también tenga un margen en esa dirección y tal vez obtenga un fusible que se dispare a 10 amperios.

3) Encuentre un fusible con el voltaje y la corriente nominales, tenga en cuenta que todos los fusibles tardan en fundirse o dispararse, ¿la carga o la fuente tendrán algún problema con eso? Si el fusible tarda 1 segundo en fundirse, probablemente no protegerá las baterías, si tarda 1 segundo, probablemente lo hará porque no se disipará mucho calor en ninguna parte.

Editar: 4) Si tiene una carga cautiva, querrá ver la corriente de entrada. (Li-pos son "tipo de" capacitivos en el hecho de que son una fuente óhmica muy baja y su química puede entregar mucha corriente rápidamente). Hay fusibles de fusión lenta que son más adecuados para este tipo de cosas. Vuelva a verificar la clasificación de irrupción y el diseño para ello.

Gracias, esto es muy útil. Entiendo completamente los puntos 1 y 3 (tendré que considerar opciones para el punto 3 en otro tema), pero te perdí a la mitad del punto 2. Mencionas la 'carga', que en mi caso sí es un motor, necesitaría un fusible de 10 amperios. ¿Eso implica el uso de 13 fusibles de 10 A de 54,6 V para conectar cada una de las baterías de la serie? ¿Esto también se aplicaría en el caso de un cortocircuito interno de una de las celdas?
Si el motor tiene una capacidad nominal de 10 A, eso está en condiciones máximas. Conéctelo a una fuente de alimentación (con un voltaje similar, o mídalo con las baterías) y mida la corriente en condiciones de torque normales y luego en las peores condiciones de torque, luego dimensione los fusibles alrededor de eso. Si su par de torsión en el peor de los casos es de 10 A y tiene un fusible de 10 A, podría quemar los fusibles. También tenga en cuenta que solo necesita un fusible para proteger el circuito, pero si realmente le preocupa que las celdas se cortocircuiten entre sí, fusione también cada celda.
Esta es una gran información. Con respecto específicamente a la protección de cada celda individual entre sí, ¿deberían clasificarse esos fusibles en función de las celdas individuales o del circuito en su conjunto? Por ejemplo, está sugiriendo un fusible para todo el circuito para protegerlo del motor, pero si tengo 13 fusibles entre las baterías, como se muestra en el diagrama, ¿necesitarían cada uno tener las mismas especificaciones que uno para todo el circuito? ¿circuito? No estoy replicando su batería, pero me ha tropezado (fusibles de 16v 4a en sus conexiones seriales). youtube.com/watch?v=5EE4TsuzD_Q
Vería más videos de youtube. ¡Ese no es el mejor! Ese tipo en particular no parece estar preocupado por la cantidad de calor que está aplicando a las baterías a través de una pistola de pegamento caliente o la cantidad masiva de soldadura. Incluso sobrecalentó su pistola de soldar, ¡muy peligroso con 18650 de litio! Además, ¿consideraría fusibles normales no reiniciables? Si una de sus baterías tiene un cortocircuito interno, está agotada para siempre y su fusible NUNCA se reiniciará, entonces, ¿por qué gastar dinero en un fusible reiniciable? Además, los fusibles reiniciables generalmente funcionan al calentarse bastante a medida que se acercan a su amperaje de 'explosión' ...
Un fusible caliente no es bueno para la batería de litio.
Ninguna discusión sobre la selección de fusibles estaría completa sin considerar la corriente de entrada. Si no hace algo para limitar la corriente de irrupción y tiene un capacitor, es muy probable que su fusible se funda debido a la irrupción cuando la fuente de alimentación está conectada. Si es un fusible reiniciable, puede estar bien, pero si no es reiniciable, debe dimensionarlo lo suficientemente grande como para tolerar una cantidad razonable de ciclos de irrupción o suprimir la irrupción de alguna manera. Raychem y probablemente otros tienen buenas notas de aplicación sobre cómo lidiar con la irrupción.
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