1 abr. 2018

Mejoras en la bici eléctrica: Monitor de batería/velocímetro y cableado


Conversor DC-DC 4,5-42V a 3-35V basado en un LM2596
Aprovechando que el programa de monitorización del BMS por bluetooth ya funciona, he puesto en marcha un viejo móvil de 5" Hyundai Kore que hará las veces de monitor de batería y velocímetro.
En el siguiente vídeo se puede ver su funcionamiento:



Le he colocado la batería de otro móvil, y utilizado un cable USB como puerto de carga. Con un regulador de voltaje ( la pieza redonda, de los que llevan las baterías 18650 para limitar la carga a 4,2V) y un diodo para evitar que la corriente pudiera ir en el sentido contrario (con lo que nos cargaríamos el regulador LM2596 como ya me ha pasado una vez) tengo una estupenda pantalla con Android (Google Maps, rutas, senderismo o lo que se nos ocurra compartiendo conexión en mi móvil principal) y aunque no tiene SIM, con posibilidad de hacer llamadas al 112, quién sabe...


La batería es más gorda, así que no he podido poner la tapa de la carcasa, pero como estará en un soporte estanco, con un poco de cinta basta para protegerlo del polvo y humedad:



Como era de esperar: Cables de fases del motor semi fundidos

Recientemente al examinar el estado de la batería, me encontré con que los cables de las tres fases del motor sin escobillas, el tramo de cable que 15 cms que va al controlador, menos preparado para altas corrientes, se habían fundido parcialmente, y amenazaban con fundirse del todo en el futuro: 


Era hora de cambiarlos por otros de mayor sección y a prueba de altas temperaturas.


Como puede verse, los he sustituido por cables de mayor sección y de silicona, que aguantan más de 200ºC sin problemas. Por otro lado, he instalado un convertidor DC-DC adicional ajustado a 5V para colocar un puerto de carga USB en el volante (para más de 500 mAh hace falta disipador):

Este es el otro conversor, que lleva tiempo funcionando, para alimentar el foco LED, luz de freno y el Relé de Estado Sólido que conecta la batería:


Se puede apreciar la luz del led integrado del convertidor:



Sobre los convertidores DC-DC (y el LM2596 concretamente)

El LM2596 es un regulador de corriente contínua mediante conmutación, y es tan eficiente, polivalente y económico, que es el sueño de todo chapucillas electrónico. Yo le estoy alimentando desde hace tiempo con 42V de la batería (por encima del límite de voltaje según la hoja técnica) y ahí sigue, funcionando (por si acaso llevo otro de emergencia ejem..).
Características: Puede manejar hasta 3A (aunque hace falta un buen disipador a partir de 500mA), es mucho más eficiente que otros reguladores como el L7805, admite un gran rango de voltajes (desde 4,5V hasta 40V). Ver hoja técnica.
Normalmente los módulos chinos (aunque alguno hay, más caro) no traen el filtrado secundario, que deja un voltaje muy estable en la salida (y no siempre hace falta), y que consta de los siguientes componentes: Un pequeño inductor de 3uH y un pequeño condensador:

Estos pequeños módulos, de unos 2€ la unidad, suelen constar de los siguientes elementos:

Más información:
Completo análisis de regulador DC-DC 4,5-42V a 1,5-40V con LM2596 (en inglés)
LM2596 Datasheet

4 comentarios:

  1. Ayer conocí tu blog en mi búsqueda de ayuda, te escribo desde Cuba donde finalmente estan entrando las baterías de litio. Si le hes posible ayudeme con lo sgte:ce unos dos años adquirí una moto eléctrica China que trabaja en 60v 20ah, originalmente vienen 5 baterías  de Plomo 12v 20ah seriadas. Luego de 16000 km sustituí la batería por una Lifepo4 - 60v 20ah,  de 20 celdas (3.2v 20ah), tuve la mala suerte de q mi batería vino con una celda q no carga más allá de 3.2 V y por vivir en Cuba me fue imposible hacer uso de los términos de garantías.

    La autonomía de la moto de 50km por carga va disminuyendo a medida q el balance entre las celdas se des  configura hasta los 20km.

    Por favor podrían brindarme algunos consejos de como balancear las celdas, ojo solo cuento con voltímetro y muchas ganas de aprender.
    Saludos y agradecido de antemano

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    1. Balancear las celdas es tan sencillo como conectar a cada una de ellas de forma manual (3,6V si es LifePo, 4,2V si es litio) hasta que coja ese voltaje. Una vez cargada una celda (entendiendo por celda cada grupo de pilas en paralelo), se pasa a la siguiente y se carga, hasta hacerlo con todas.

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    2. Supongo que te pasa porque el BMS que lleva la batería no las balancea automáticamente en la carga; a veces es mejor gastarse algo más y comprar una batería con BMS que equilibre.

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  2. Muchas gracias por el consejo, ahora a inventar un cargador,

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