24 dic. 2017

Construir una batería Li-Ion a medida: Sustituyendo una de plomo

Como os comenté en el artículo dedicado a los BMS, o circuitos de control para baterías de Li-Ion, podemos utilizar 4 pilas LiFePo4 para sustituir a una batería de plomo, muy conveniente y rentable sobre todo donde se requiere descarga profunda y muchos ciclos de uso, como un SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida).
Anteriormente me planteé sustituir de esta forma la de un coche, pero es inviable por seguridad y sobre todo por precio ya que no aprovecharemos sus capacidades 


En el siguiente vídeo os voy a mostrar aprenderemos diferentes conceptos, básicos a la hora de montar cualquier batería:

  • Conceptos de serie y paralelo en una batería, en este caso vamos a montar una de 4S6P (4 en serie; 3,2x4=12,8V nominales; y 6x1,8Ah=10800 mAh de capacidad).
  • Utilizando la termoencoladora, uniremos las pilas, teniendo en cuenta la disposición para luego enlazarlas. En este caso la temperatura no es problema pues las de LiFePo apenas se calientan.
  • En este caso, con un mínimo de 10A constantes de entrega por cada una, obtendremos unos 60A que puede entregar de forma constante, por lo que el BMS que instalaremos será de 100A para aprovechar esta capacidad, aunque el SAI no va a exigirle más de 25Ah, ya que a partir de 300W indicará sobrecarga y se desconectará; es un SAI pequeño para uno o dos ordenadores solamente. Muy importante tener en cuenta la capacidad de descarga y carga de cada una para no estresarlas innecesariamente, acortando su vida útil.
  • Soldaremos las baterías con el método que prefiramos, aunque lo más conveniente y rápido es utilizar una soldadura por puntos, yo utilizaré una casera que me he montado a partir de las indicaciones encontradas en internet.
  • Conectaremos el BMS, acoplado a un lado de la batería, y la conectaremos con un conector que aguanta los 60A, un XT60 (disponible de diferentes tamaños e intensidades), muy apropiado si queremos desconectarla o utilizarla en otras necesidades.


Actualización enero 2019: Llevamos meses utilizando esta batería de 10Ah mínimo en una moto, gracias a la seguridad que nos dan las LiFePo4, y con muy buen resultado:


Se ha protegido de golpes y vibraciones con trozos de esponja dura.


11 comentarios:

  1. Interesante video de cómo las hacen industrialmente los chinos.

    https://www.youtube.com/watch?v=wyB7aGSYJ0k

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    1. Ya lo ví en su día, y de "industrial" tiene poco, todo se hace a mano. Si al menos las soldaduras las hiciera un robot... todo lo demás, con una mejor máquina de soldar, pero igualito XD (y sobre las soldaduras... he visto baterías chinas que se soltaban, no hay control de calidad).
      Gracias por comentar.

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    2. Bueno, la calidad es china 😀, pero me parecía interesante el proceso.

      Si que es verdad que sueldan a toda leche y alguna puede quedar suelta, pero eso no les importa, al contrario, mas obsolescencia programada.

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    3. Sí, jj.
      La chinita tiene ya mucha práctica colocando las pilas a soldar. Bosch también hace baterías y es un proceso mucho más automatizado, pero cobran mucho más (el mundo al revés).
      De todas formas es raro que compartan vídeos de "cómo se hace" hasta años después de que ese proceso está obsoleto.

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  2. Ademas lo puse porque son baterías para bicis eléctricas.

    Me estoy leyendo atentamente tus artículos del montaje del kit de bici eléctrica, por cierto. Aunque lo de autoconstruir una batería me queda un poco grande, pero todos los kits de baterias que veo son LiPo, no veo ninguno de LiPO4.

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    1. No, LiFePo4 no se suele usar en bicis, tiene la mitad de densidad energética (aunque el doble de durabilidad). De todas formas si el BMS es bueno (equilibra las celdas y no deja que se descargue por debajo de 3V ninguna) y se cuida la batería manteniéndola entre el 20 y el 80%, dura muchos años.
      La última batería que le he puesto ya no es LiFePo4 (con las celdas de la misma fabriqué otras baterías como la de este artículo, que estaban como nuevas todavía manteniendo más de un 80% de la carga con 10 años a sus espaldas). La última me va genial con el BMS, veo en el móvil por bluetooth todos los datos cuando voy en ruta (velocidad, amperaje, etc). A ver si subo otro vídeo enseñándolo.
      Básicamente hay tres tipos de baterías según su química:
      - LiPo, (Polímero de Litio para abreviar) las más livianas, más alta descarga y más peligrosas, no aptas para bici sino más bien para drones y similares.
      - Las que yo llamo Li-ion para referirme a las normales de Litio, son menos peligrosas y abarcan desde las de Li-Co usadas en portátiles de baja descarga y alta capacidad, a las de alta descarga (hasta 15C) con Li-Mn como componentes principales.
      - Luego las de LiFePo, similares a las de plomo en seguridad, pero que triplican su capacidad y multiplican por 20 su durabilidad.
      Pero es un mundo... a nada que cambian un poco la mezcla de elementos, consiguen diferentes propiedades, y cada fabricante tiene su receta, muy similares entre sí. Saludos

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  3. Hola buenas, muy bueno este post y la web en general.
    Tengo una gran duda.
    He comprado un ciclomotor eléctrico de 2000w de potencia y un controlador de 72v.
    La moto trae 6 baterías de plomo ácido de 12v 20ah, y me gustaría fabricarme unas de litio pero con más o menos la misma disposición de baterías.
    Sería posible hacer una batería con dos de litio en paralelo de 12,6v 10ah?
    Y así después colocarlas estas 6 en serie para llegar 75,6v?
    Sería aceptable esta configuración teniendo cada batería de 12v 10ah ,su propio bms?
    La razón es por q estas baterías me salen lo más económico.
    Gracias, espero su respuesta. Un saludo.

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  4. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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    1. Liitokala de 18650 con protección BMS.
      Parámetros técnicos
      Tensión Nominal: 12 V
      Tensión de entrada: 12,6 V
      Tensión de salida: 9 V a 12,6 V
      Capacidad de la batería: 10000 MAH (10Ah)
      Tamaño diámetro exterior:
      Puede elegir tamaño:95*57*70mm

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    2. Buenas Antonio, en principio sí, es posible hacerlo con ésas. Andarán justas de potencia (30A instantáneos máximo creo que tienen) por lo que si aceleras a tope es posible que te "corten gas". Por otro lado, con sólo 10Ah y 72V, vas a tener para tan sólo unos 10 o 20 km, es poca capacidad. Luego el problema va a ser cargarlas, seguramente puedes usar el cargador original a 72V, pero seguramente a las pocas cargas se te desiguale alguna de las 6 baterías ya que algunas se cargarán a tope, mientras que otras no; al no emplear un BMS general que equilibre las 6 baterías en serie, y tendrías que cargar cada batería por separado cada X tiempo para que se igualen.
      Ya sabes, lo barato a la larga... pero si aceptas todos los inconvenientes, podría servir.

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  5. David!!
    Según tu criterio cual seria la potencia instantánea mas adecuada para el motor de 2000w??
    También he tenido en cuenta que al cambiar las baterias de plomo a las de litio le estaría quitando unos 40kg que ganaría en autonomía.

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