Haciendo mi conjunto de baterías 18650 30kW

Question

Puse esto en los comentarios de mi última pregunta, pero me di cuenta de que tal vez no tenga muchos ojos, así que lo preguntaré aquí.

He estado pensando en hacer una batería con 18650. La disposición de la batería sería de 12 18650 en paralelo haciendo el 'bloque' y 13 'bloques' en serie, con un total de 156 baterías. Cada batería tiene su propio PCM y los 12 "bloques" paralelos están conectados a un dispositivo BMS de 48V y 30A. Tendré las baterías separadas (sin tocarse) y un ventilador con sensor térmico que se activa cuando las temperaturas superan un punto determinado, el sensor estará cerca del centro. Esto hace una batería.

Luego tomo 24 de estas baterías y las pongo en paralelo para hacer el conjunto final.

Conecto el último conjunto de baterías grandes a un controlador CHarge que puede cargarlas desde mis paneles solares por lo tanto un cargador PV y es un controlador de 48V 45A MorningStar TS-MPPT-45

El plan es fabricar una batería SEGURA que pueda almacenar unos 30Kw de energía para que la casa pueda funcionar sólo con baterías durante unos días.

Necesito consejo sobre el diseño de esta operación y cuando conecto las 24 baterías a un solo terminal + y - ¿es la forma correcta de hacerlo? ¿He tomado suficientes precauciones? ¿Debo abandonar la idea? En total habrá 3744 baterías 18650.

Answer 1

Lo primero es lo primero. En tu post anterior, declaraste que tu fuente no proporcionaría ninguna certificación sobre la capacidad real de la batería. A menos que pueda obtener algún tipo de garantía, abandone la idea. Con la capacidad y el precio declarados, esta http://www.ebay.com/gds/18650-Battery-Buying-Guide-test-on-all-from-eBay-below-3-/10000000178020340/g.html es lo que probablemente obtendrá. Si insiste en tratar con estos payasos, haga que su pedido total se envíe en lotes más pequeños (por ejemplo, 100 células cada uno) con suficiente tiempo entre los lotes para permitir las pruebas. Estructure el pedido de forma que si un determinado porcentaje (un porcentaje o menos) no pasa la prueba, se cancele todo el pedido. Si no lo hacen, no les compre. Y buena suerte para que te devuelvan el dinero si te envían basura.

Segundo. Si vas a construir bloques, lo estás haciendo al revés. Empieza con cadenas de 13 en serie, con un PCM. Debido a las variaciones entre celdas, no DEBES conectar muchas celdas en paralelo. 2 está generalmente bien, y algunos fabricantes están bien con 4, pero conectar 12 es una manera fabulosa de destruir sus células. El problema es que la célula más débil determina el voltaje de corte para todo el bloque, y también acapara toda la corriente de carga al inicio de la misma, lo que provoca altas corrientes de carga y problemas de temperatura en la batería.

Tercero. Se necesita un BMS para cada cadena.

Cuarto. Para su aplicación, necesita un paquete diferente a los 18650. Si estás dispuesto a arriesgarte, puedes comprar o construir un soldador de puntos y poner pestañas en las celdas, y luego soldar tus cadenas. Si estás pensando en usar soportes de celdas estándar, olvídalo. Durante largos períodos de desuso, la corrosión en los puntos de contacto será un asesino.

Quinto. Tienes que replantearte la configuración de la refrigeración. Los conjuntos de celdas deben estar físicamente separados para permitir el flujo de aire, y necesitarás un potente ventilador. Si no sabes cuánto ventilador vas a necesitar, estás en problemas. Y necesitas un mecanismo que permita que el sensor de temperatura desactive la carga según convenga si el ventilador no es adecuado".

Sexto. Tus cálculos están fuera de lugar. Incluso teniendo en cuenta el hecho de que no pareces saber la diferencia entre potencia y energía, los cálculos para tu conjunto de baterías son sencillos. 3,7 voltios x 4,9 Ah x 3744 es igual a unos 86 kWh. Si quieres que esto dure "varios días" (digamos dos), entonces la potencia permitida es de unos 2800 kW, no 30kW. 30 kW / 3744 son 8 vatios por célula, o unos 2 amperios. Si bien esto no es, por sí mismo, un número irrazonable, no tiene sentido dada la capacidad de la batería declarada. Es de esperar que una célula de iones de litio soporte al menos una tasa de 1C, o 5 amperios. Si 2 amperios es el número dado por su posible proveedor, indica que no está siendo honesto (aunque los problemas de precio/capacidad/documentación lo establecen bastante bien).

7º. Oh, feh. Suficiente de esto. Intenta otro enfoque. Investiga mucho más y empieza a experimentar. Comienza con algo pequeño y adquiere experiencia con matrices progresivamente más grandes. Intentar saltar a la escala que propones no es una buena idea.

Primero el cubo, luego el cubo,

A continuación, la escala de laboratorio.

Cada vez más grande, cada vez más rápido;

Más rápido, más rápido, y luego - el desastre.

Answer 2

En primer lugar, estoy de acuerdo con la respuesta anterior, el BMS va con la cadena en serie, no un BMS para cada "bloque" paralelo que hagas. El bloque paralelo que usted hace esencialmente sólo se convierte en una batería grande o capcity grande, mientras que la cadena de la serie se convierte en una batería más grande del voltaje con el BMS que controla varias cosas incluyendo el equilibrio de la cadena que es muy importante en algo tan grande como 13 en serie.

Sin embargo, no estoy de acuerdo con lo anterior sobre la regla de que sólo se pueden hacer 2 o máximo 4 litios en paralelo. Si sigues las precauciones adecuadas, puedes usar más. Lo más importante sería tener todas las células en paralelo para ser del mismo fabricante y el mismo lote si es posible.

Además, creo que has comentado que has encontrado unas baterías samsung 18650 de alta calidad que rondan los 2600 mAh. Esto suena mucho más razonable que los 4900 mAh que estabas buscando originalmente.

Hay miles de ejemplos en todo Internet de gente que pone muchas baterías de litio 18650 en paralelo sin ningún problema cuando lo hace correctamente. Internet no siempre es correcto, pero la experiencia no miente. La gente de las ebikes lo lleva haciendo desde hace tiempo.

El mejor ejemplo es Tesla. Utilizan más de 7000 baterías en su modelo S. 74 - 18650 en paralelo. Utilizan refrigeración, fusibles y una cuidadosa selección de baterías, pero funciona. Tesla no tiene problemas con la célula más débil acaparando la corriente de carga. De hecho, si una célula del banco de 74 muere por cualquier motivo, la dejan ahí y dejan que las 73 restantes sigan haciendo el trabajo de las 74.

Podrías comprar una batería de un Tesla recuperado: 85 kWh. Hay una disponible de vez en cuando. Te ahorrará mucho trabajo.

Dicho todo esto, la batería que planeas es una locura de energía almacenada y si algo saliera mal podría significar quemar tu casa. Sería muy inteligente construir algún tipo de habitación especial para la batería que sea a prueba de fuego, sólo para estar seguros.

Answer 3

Estoy de acuerdo con la respuesta de Filek y no estoy de acuerdo con las observaciones de algunos comentaristas de que era inseguro, tener un cortocircuito de 3,7V es menos peligroso que un cortocircuito de 12V o 24V en la configuración de otras células de la serie donde, por supuesto, usted está obligado a utilizar un amplio control de cada célula. siempre puedes hacer como la otra sugerencia de usar un monitoreo extensivo de BMS, pero eso hará que la batería no sea competitiva, el punto de usar la forma 18650 es tener una batería modular, fácil de arreglar, puedes reemplazar cualquier celda dañada o reconstruirla después de rebalancear las celdas y reseleccionarlas. En el caso de las baterías de una sola célula, aconsejo a la gente que compruebe la información sobre el peso, ya que es fundamental para comprobar si la densidad de potencia es realista y entra dentro de las fórmulas químicas de iones de litio conocidas para sus respectivas densidades de potencia o no.

Answer 4

Según tengo entendido, la conexión de muchas células en paralelo puede provocar una reacción en cadena si una falla con un cortocircuito. Tesla también conectó cientos de 18650 en paralelo, pero utilizó pequeños fusibles en cada celda. Así que, en teoría, si una célula falla, simplemente se ventila y se desconecta de las restantes. Así que, en teoría, incluso es posible continuar con el funcionamiento .... No estoy seguro de que esto se aplique a tu pregunta, pero ¿has pensado en utilizar estos "bloques de construcción"?

https://www.energusps.com/shop/product/li-ion-building-block-3-6v-78ah-12

Al parecer, los equipos de fórmula de estudiantes están utilizando estos módulos con buenos resultados. AFAIK estos Samsung 18650 son todos simplemente conectados en paralelo, pero hecho muy fácil de usar y mantener. También mencionan los fusibles y los canales de ventilación en cada célula, así que probablemente algo como en los paquetes de baterías de Tesla?

Aunque es un poco caro. Pero en grandes cantidades, tal vez...