Bygga batteripack litium celler

Hej!
Jag skall bygga ett batteripack. Vilket alternativ är att föredra? Alt1. Jag bygger 2 st batteripackar med 6 st 3.7 v celler som har 2.2 ah. Dessa seriekopplas. Sedan paralellkopplar jag dessa. Det innebär att det blir 22.2 v och 4.4 ah vilket blir 97.68 watt. Alt2. Jag bygger 3 st batteripackar med 4 st 3.7 v celler som har 2.2 ah. Dessa seriekopplas. Sedan paralellkopplar jag dessa. Det innebär att det blir 14.8 v och 6.6 ah vilket blir 97.68 watt. Vilket alternativ är att föredra samt vad blir skillnaden? Jag skall använda packet till att driva en förstärkare som klarar 9 till 24 v och kräver minst 50 watt. Tack på förhand ! Mvh Stefan

 

Hej,
Försökte rita upp de två alternativen.
Alternativ 1 är lättförståeligt och vanligt, men alternativ nr. 2 hade jag svårt att förstå hur du menar.

Allmänt gäller dock:
Vid seriekoppling får man högre spänning, men kan inte ta ut högre ström än den högsta strö, som varje batteri klarar. Detta eftersom all ström måste passera genom alla seriekopplade batterier. Därför måste seriekopplade batterier klara den max. ström som ska passera genom dem.

Vid parallellkoppling gäller att spänningen blir oförändrad. Max. ström som kan tas ut ökar dock tack vare att strömmen i kretsen har flera parallella vägar att passera. Man ska aldrig sammankoppla olika sorters batterier och inte heller nya och gamla för då är bl.a. risken stor att de laddar ur sig via varandra.

Den spänning, som vi har mellan polerna på ett oinkopplat batteri benämnes batteriets Elektromotoriska kraft (E).

Spänningen mellan polerna på ett inkopplat batteri benämnes batteriets polspänning (Up) och sjunker ju mer man belastar batteriet.

Detta därför att batteriet har ett inre motstånd (Ri) och man får över detta inre motstånd ett inre spänningsfall (Ui).
Detta inre spänningsfall blir strömmen (I) i kretsen gånger inre
motståndet (Ui = I x Ri).

Eftersom totala spänningen är summan av delspänningarna blir polspänningen Up = E - Ui.

En annan sak att tänka på att använda tillräckligt grova sladdar och se till att det blir ordentlig kontakt i kopplingar. Vid låga spänningar blir det högre strömmar och då får man lätt spänningsförluster i anslutningskablar och skarvar. (Så är ju t.ex. fallet i bilar)

Används koppartrådar, så blir resistansen i dessa 0,0175 x längden i meter dividerad med trådens area i kvmm. Multipliceras denna resistans med strömmen så erhålls spänningsförlusten mellan trådens ändar.

Sammanfattning
Spänningen sjunker när batteriet inkopplas i en krets och hur mycket den sjunker beror på strömmen i kretsen, samt resistansen i tråd och anslutningar. Max. ström begränsas av koppingssättet och batteriernas strömtålighet.

 

Jag tror inte det blir bra att parallellkoppla dem. Två batterier har nästan aldrig exakt samma polspänning. Om du parallellkopplar så kommer den ena sidan att ladda ur sig igenom den andra. I värsta fall med överhettning som resultat.

Litiumceller har så hög energidensitet att man måste vara väldigt försiktig med dem, fel hantering kan ge brand och explosioner.

 

"Det innebär att det blir 22.2 v och 4.4 ah vilket blir 97.68 watt."

Du måste skilja på Watt och Wattimmar! De flesta batterier klarar av att leverera 50 Watt, men antalet Wattimmar bestämer hur lång tid dom klarar det.

 

Spännande att få veta hur en serie-parallell-koppling ser ut och hur den fungerar. Finns det särskilda mätinstrument för att testa denna unika lösning.

 

Det är väl inte konstigt med serie parallell koppling. Detta har du ju om du tex parallellkopplar två pack med varandra där cellerna inom varje pack är seriekopplade.

Om cellerna är lika och i lika skick ska det inte spela så stor roll hur du kopplar för att få rätt spänning.

 

TS:
Att multiplicera spänning*ström*tid ger energiinnehåll J (inte effekt)
Ex. 10V 10Ah -> 10*10*3600 = 360 kJ

 

Tänk på att en lithiumcell har ca 4.2v när den är fullt laddad så får du med sex i serie 25.2v fullt laddat.

Sen det med att parallellkoppla celler så ser nästan alla verktygsbatterier ut så, t.ex. mina makita 18v är kopplade 2p5s dvs 5st parallella par som sen är kopplade i serie.

/Christoffer

 

Vid parallellkoppling bör varje enskild cell ha en egen säkring för att undvika brand om en cell går sönder och kortsluter. Det lär finnas smälttråd avsedd för detta. Sedan är det bra med en övervakning/laddning av de enskilda parallellkopplade paketen så att de alla ha samma spänning. Det ser man inte annars om man enbart mäter över de seriekopplade paketen.

 

För att koppla ihop dom så behöver du ha någon säkring, smälttråd som någon här skriver om är ganska stor skillnad på vilken typ av leverantör det är ifrån, vilken batch det och allt så, så håll dig till glas säkringar. Räkna ut hur många watt varje batteri behöver lämna och lägg dig lite över det på storleken på säkringen. Glas säkring kan du säkert få tag i på Kjell och company.

BMS (battery management system) är också bra för att jämna ut skillnaden mellan cellerna. Du måste igen veta vilken typ av batteri du skall ha. En BMS väljer du ut ifrån volt och antal celler på ditt ferdig batteri.
Om du vill lära dig lite om detta så finnas det batteri grupper på Facebook eller en hög av video saker på Youtube, men du söker efter powerwall på Youtube.
Kolla detta först. Och gärna sök upp någon video om explosive li-ion också, så du vet ad som kan hända med dessa batterier.

 

Dedär blir bra. Men se upp med:
1: urladdningen. Du måste ha skyddskrets för litiumceller så dom inte brinner eller kollapsar. Dom dyker ganska fort på slutet.
2: laddningen. Du måste måste koppla isär de parallella stackarna och ha balanserande laddregulatorkrets när du har flera celler i serie.
Det löses i kommersiella typ borrbatteripaket när man sätter paketet i laddaren men du ska ju bygga själv.

Det KAN vara bra att ha var sin kraftig diod (50W >> typ 5A) i serie med de tre packarna mot din massiva parallellism-stärkare. Det blir 0.6V spänningsfall för en schottkydiod men dom kommer inte att ladda varann baklänges.

Jag är fundersam till att du kopplar celler parallellt (eller så missförstår jag din beskrivning). Men dom har det på jobbet - tre "penlight" sitter hoplödda och är en enhet på 3,7-4,2V. Så du KANSKE kan koppla två celler parallellt, ladda dessa parallellt, och sätta tre sådana i serie.

Och du kan få mer bang-for-the-buck genom att köpa färdiga LI-Polymer paket för RC-helikoptrar osv. LiPo är platta, har större yta och kan då ge större momentaneffekt för distorsionsfria gitarr-riff.

Din förstärkare går bättre på fler volt, och det blir samtidigt färre Ampere genom sladden vid samma uteffekt. Hög effekt ut kräver hög spänning genom högtalarspolen. Det är dumt om den spänningen måste "transformeras upp" i stärkaren (om det ens görs?) . 50W vid 4 Ohm betyder 50 V*A = 50 V*(V/4Ohm). Volt i kvadrat =50*4 >> Volt =14,1V. Så du behöver nog minst 15V in. Gissar jag.

Och allt dedär går att lösa via ebay!
Din 6packlösning kallas "6S". Färdiga batterier har feta strömkablar ut för RC-helikopter, bil eller annat skoj. Dom har inga skyddskretsar utan skyddet sitter i motorreglaget i den radiostyrda modellen. Men du verkar vilja bygga helt eget. Jag rekommenderar att leta efter kablage med färdiga kontakteringar (det finns "hela" och "halva" och hitta inte på nåt eget, särskilt mot laddaren. Du kan dela din 6S-pack i två, det blir "3S" = fyra laddtrådar, men det blir rätt många laddare!
Skyddskretsarna är gjorda så att du drar en tråd till varje cell, och tar ut strömmen via två andra trådar. Du kan också ladda via dessa två trådar om du har "vanlig likström" in. Du kan också koppla ett kablage till en balanserad laddare perallellt med skyddskretsen för lagddningen.
Denna: "IMAX B3 Pro 7.4V 11.1V LiPo Battery Balance Charger for RC Model" på ebay är en vanlig och i alla avseenden billig modell - ACsladden har hårtunna trådar. Men den är balanserande - kan ladda 3 celler (=3S) i serie. Den har funnits till utförsäljning med fem "mobilbatterier" för typ 50 kr(!)
(Ifall du undrar: jag har själv gjort en ökenvandring med några serietillverkade "hembyggen" som jag försöker få "kommersiell standard" på)
Sök på ebay på:
"lipo 6S protection circuit" för att skydda cellerna från kollaps.
"lipo 6S charger" för att ladda
"lipo 6S cable" för "vedertagna" kablage för laddarna
eller "lipo 3S" om du väljer att sätta två billiga laddare i serie för ett 6Spaket
Du kommer också att gå vilse i "JST XH", "JST EH" som är kontakttyperna.

Och du - förvara inte litiumbatterier fulladdade. LiPo - dom platta - dom börjar ge gaser ifrån sig efter en tid så dom blir "surströmmingsburkar". Ladda max 80% för "vinterförvaringen". Det är också leveransspänningen från fabrik.

 

Det är ganska tydligt att "farbror J" här har hållit på med radiostyrda saker innan i alla fall.
Tänk inte på dioder och om du skall söka "skyddskrätsar" så sök efter BMS. Battery management system. Dom tar hand om laddningen. Laddningen är inte AC som farbror J pratar om, men dom balanseras via dom tunna kablarna.