BATTERIE PIOMBO GEL TEMPI DI SCARICA

[A.T.]

Salve a tutti,
vorrei sapere perché mettendo in parallelo n. 2 pacchi da 24 V, costituiti ciascuno da n.2 batt in serie da 12V 7 Ah, in modo da avere alla fine 24 V 14 Ah si verifica un calo di tensione IMMEDIATO SOTTO IL VALORE NOMINALE dei 24 V pur essendoci un assorbimento di max 10 Ah, quindi ben al di sotto dei 14 A che l'intero pacco può erogare.

Tengo a precisare che le batterie le ricarico singolarmente a 1/10 del loro corrente ( 700 mA ) ad una tensione di circa 14.5-15 V e che i caricabatteria, pur essendo autocostruiti, sono dotati di un circuito limitatore a 700 mA e che arrivato ad un certa tensione di ricarica dovrebbe interrompere la stessa pur restando la batt collegate ad alimentatore acceso.

Ad alimentatore spento ( timer impostato a max 12 h ) un diodo da 6 A NON permette la scarica nel trasformatore.

A fine ricarica, dopo 12 h, mi ritrovo con una tensione di 13.2-13.4 V max e quindi di oltre 26 V per ogni pacco in serie da 7 A. Messi in parallelo dovrei avere 14 Ah e 26.5 V circa.

Ma appena alimento i n. 4 piccoli motori ( +/- uguali ) della bici elettrica autocostruita, da SUBITO, la tensione cala a circa 22-23 V ( assorbimento 10 A iniziali con inerzia massima che scendono a circa 7-8 A in marcia ) e tale tensione tende a scendere nel giro di 20-30 min al di sotto di 18-19 V con LA CONSEGUENTE NON più EFFICACIA dell'azione motrice necessaria ad alleviarmi le fatiche.

Con ste batterie ( NUOVE ) proprio non ce la faccio più !!

Grazie in anticipo per l'aiuto

Anthony

[BrunoValente]

Ciao Anthony,
Non prendere per oro colato quello che dico ma credo che sia normale quello che ti succede: le batterie evidentemente hanno queste caratteristiche. La qualità delle batterie al piombo nel tempo è andata peggiorando, quelle che si costruiscono ora durano molto meno rispetto a quelle di parecchi anni fa, per non parlare di quelle ermetiche che sono le peggiori.
Credo che caricarle fino a 15V sia eccessivo, io mi fermerei a 13,5.
Credo poi che queste batterie non siano idonee per un uso continuato alla massima corrente, mi pare che esistano delle batterie costruite appositamente per trazione che hanno caratteristiche diverse.

[Stefano79]

Ciao A.T.
Felice di vedere che sei ancora all'opera su batterie (immagino attinenti alla bici elettrica)!

Ti volevo far notare un errore del tuo discorso perché è importante.
Sulle batterie viene indicato un valore in Ah che si riferisce alla capacità della batteria, nel tuo caso ad esempio 7Ah.
Questo indice appunto descrive la quantità di carica immagazzinata in una batteria, purtroppo utilizzando una unità di misura "bastarda" (nel vero senso della parola non in quello insultorio) molto fuorviante.
Quando si legge Ampere infatti viene da pensare che sia una misura della intensità di corrente che la batteria può erogare, ma questo non è vero.
Semplificando il discorso la capacità della batteria dà una indicazione della corrente che in un ora scarica la batteria; mi spiego: 7Ah vuol dire che la batteria può dare una corrente di 7A per un'ora (oppure di 3.5A per due ore oppure di 14A per mezz'ora... e via dicendo).
In realtà ti dice quant'è la quantità di carica accumulata nella batteria e per fare le cose a dovere dovrebbe esser quindi espressa in Coulomb (1Ah = 3600C).
Siccome non è comodo vedere la capacità espressa in Coulomb per chi non vi è abituato, solitamente viene espressa in Ah.
Questo induce però a confondere corrente massima erogabile da batteria e capacità della batteria.

La corrente massima erogabile da una batteria è solitamente molto alta, è la corrente di cortocircuito della batteria e può valere (per una batteria da 10Ah) anche un centinaio di Ampere o più.
Ti invito a non provare a misurarla mettendo in corto-circuito la batteria perché questo potrebbe causare danni alla batteria, scoppi o fiammate...

Per sapere a che tensione si porta la tensione di uscita della batteria con una certa corrente bisognerebbe poi conoscere la resistenza di uscita della batteria (di solito decine o centinaia di milliOhm per una batteria come la tua), la tensione di uscita sarebbe quindi Vout = Vnom-(Rout*Iout)

Per esempio una batteria che dà 13.1V a vuoto, con Rout di 100mOhm e corrente di 10A avrebbe in uscita 12.1V

Purtroppo di solito non viene riportato il valore di Rout.


Quindi l'affermazione

si verifica un calo di tensione IMMEDIATO SOTTO IL VALORE NOMINALE dei 24 V pur essendoci un assorbimento di max 10 Ah, quindi ben al di sotto dei 14 A che l'intero pacco può erogare

è sbagliata.

va infine detto che anche se la batteria è in grado di erogare 100A in cortocircuito questo non vuol dire che la batteria lo può fare per un tempo indefinito.
A parte che ovviamente la batteria si scarica molto in fretta (una batteria da 10A con 100A in uscita teoricamente si scaricherebbe in 6 min circa..) il limite è che la batteria si danneggerebbe in breve tempo erogando una corrente così alta.
Per capire il perché si può sempre pensare alla resistenza di uscita: una batteria da 12V che dia in cortocircuito 100A ha una Rout di 120mOhm.
poiché la corrente passa su questa "resistenza" essa dissipa potenza, con 100A di corrente la potenza che deve dissipare è di 1.2kW!!
Capisci bene perché la batteria si danneggia in breve tempo (il calore prodotto manda in ebollizione la batteria in breve tempo).

Non esiste una regola generale che leghi quindi la capacità in Ah e la corrente di uscita della batteria, dipende dalla Rout della batteria.
E' spesso vero però che batterie con capacità più elevata hanno Rout più basse e quindi questo si traduce in poter erogare una corrente maggiore senza danneggiarsi.

Venendo al tuo problema potresti dirmi quindi a che livello si porta la tensione di uscita con 10A?
Dovrebbe invece esser vero che se hai due batterie in parallelo da 7Ah e chiedi in uscita una corrente da 10A dovrebbero durare circa 1.4 ore; se così non è le batterie possono esser danneggiate come ti hanno già spiegato.

In realtà il discorso sarebbe anche un po' più complicato di come ti ho spiegato, ma per capire più o meno come funzionano le batterie direi che basti quello che ti ho raccontato.


Dopo tutto quello che ho scritto se volete farmi vi capisco...

Ciao
Stefano

[pinowski]

Salve a tutti
La capacità di un batteria al GEL è data - solitamente - su un tempo di scarica di 20 ore, quindi una batteria da 14Ah dovrebbe erogare 700mA per 20 ore, ma se la richiesta è superiore a questo valore, il tempo diminuisce in quanto la curva di scarica non è lineare.
In fase di carica si consiglia di non superare i 14.4 - 14.5 volt e passare quindi alla carica di mantenimento a circa 13.5 volt.
Attenzione che se la temperatura - anche per motivi ambientali - è elevata, in fase di carica non si raggiungerà mai la tensione massima con conseguente riscaldamento della batteria.
Ciao, Pino

[A.T.]

Buongiorno a Tutti,
Vi ringrazio in primis per i consueti consigli preziosi che alimentano sempre di più le mie conoscenze da ragioniere profano in elettrotecnica. Stefano oramai lo conosco bene e lo considero un "filosofo" della materia ed è sempre un piacere leggere le sue affascinanti spiegazioni, anche se per me non sempre comprensibili.
Un saluto particolare anche a David e Flavio che mi hanno dato dritte fondamentali.

Comunque alla fine ho capito perché i veicoli elettrici non si siano ancora diffusi a sufficienza, gli accumulatori comuni non sono poi così affidabili e quelli a ioni di litio costano forse più del mezzo di locomozione.

Tornando alla mia BICI ELETTRICA, di funzionare funziona bene, ho provato anche il tragitto maledetto, ovvero gli 8-10 km completamente in salita per cui l'ho costruita, IL TEST E' OK copro 8 km in 27 min., ma francamente il beneficio E' INFERIORE ALLE ASPETTATIVE, soprattutto se alimento i motori a 24 V la gambe devono lavorare parecchio ed il sudore è assicurato.
Diverso è se li alimento a 36 V la spinta è notevole, ma dura sempre di meno.

CONSIDERAZIONE :

Ho notato che più metto batterie in serie e PRIMA SI SCARICANO, ovvero maggiore è la tensione di alimentazione PROVENIENTE DA BATTERIE SINGOLE SEPARATE ( uguali per Ah e volt ) E MINORE E' LA DURATA anche se la resa è maggiore per brevi tragitti.
Sarà che le batt pur essendo identiche hanno i famosi mOhm di cui parla Stefano diversi e quindi se una si bilancia si sbilanciano tutte

Ora sto cambiando il progetto cercando di applicare UN SOLO MOTORE più potente ( soluzione già in cantiere da tempo, ma tralasciata perché più dispendiosa ), in quanto ho l'impressione che 4 o 6 motori in parallelo non giovano alle batterie ................ INFATTI facendo delle prove al banco e simulando l'inerzia ........................ !!!!!

PROVE:

I motori in PARALLELO hanno più coppia, elevato assorbimento di spunto ed esagerato all'aumentare dell'inerzia, con la famosa caduta di tensione di circa 1.5-2 V per ogni motore, se si moltiplica per 4 o 6 motori ecco che arriviamo subito ai 18-20 V dai 26.5 a batterie cariche.

Con motori in SERIE ed aumentando la tensione a 48 V ( 52 V a n. 4 batt da 7 Ah in serie appena ricaricate ) TUTTO CAMBIA MA CON TANTE INASPETTATE SORPRESE, che forse solo un cultore come Stefano potrebbe spiegare, spero in parole semplici.
Con motori in SERIE l'assorbimento è BASSISSIMO ( anche con inerzia infinita ovvero bloccando i motori ) e gli rpm sull'asse sufficenti, MA ..................... la coppia diminuisce e soprattutto SE UN MOTORE VIENE RALLENTATO MECCANICAMENTE ANCHE DI POCO GLI ALTRI VANNO IN SOVRATENSIONE ----- SENZA RIALLINEARSI AL RILASCIO DELLA FORZATURA MECCANICA -----

In pratica passano sotto/sovratensioni da un motore all'altro alle volte anche senza rallentarli meccanicamente, sarà perché i motori pur essendo identici hanno resistenze diverse ..... come la mia ipotesi sulle batterie

A voi darmi la risposta perché io NON la conosco.

Saluti

Anthony

[BrunoValente]

Mi sembra di capire che le prove dei motori le esegui senza caricarli e con gli alberi non collegati tra loro (a vuoto) e in particolare, quando li colleghi in serie e carichi l'albero di un motore cercando di frenarlo, noti che quello rallenta ma gli altri aumentano la velocità e questa nuova condizione tende a mantenersi anche dopo aver liberato l'albero del motore che avevi frenato in precedenza. Ho capito bene?

[pinowski]

@ A.T.
Se puoi soddisfare una mia curiosità, come alimenti i motori, direttamente o tramite qualche circuito PWM?
Grazie, Pino

[A.T.]

Per Bruno Valente :
SI !! è proprio così che succede, anzi addirittura ho notato che a seconda se inverto o meno il + e il - su uno dei motori, cambiando il senso di rotazione ( facendoli partire simultaneamente ), dopo circa 1 min di lavoro SENZA CARICARLI ( forse perché uno dei motori lavora peggio ?? ma sono motori identici ) all'improvviso uno rallenta e l'altro si "RUBA" gradualmente tensione fino all'80 % circa e così rimane, spegnendo e invertendo le polarità precedentemente cambiate, NON succede FINO A CHE NE CARICO MECCANICAMENTE UNO.
Boooooooh

Per Pinowski .
Sapevo che qualcuno me lo avrebbe chiesto alla fine !!!

NON ci sono potenziometri o circuiti PWM per dosare la tensione, diciamo che il PWM lo simulo io giocando con il cambio a 21 rapporti e comunque non parto MAI da fermo, aspetto di arrivare a circa 10 km/h con rapporto leggero e appena sento la trazione cambio le marce cercando di lavorare costantemente on l gambe.

Il vantaggio c'è e si sente parecchio sul piano, MA PURTROPPO LA SLITA E' BEN DIVERSA, eppure durante il test dei famosi 8-10 km in salita ho mantenuto, anche se con una certa fatica ( 40-50 % ) una media di 22 km/h che non sono pochi, MA HO SUDATO TANTO LO STESSO. FONDAMENTALE IL GIOCO DEL CAMBIO !!

Non saprei come costruire un potenziometro adeguato o un PWM, sono pur sempre un Ragioniere profano anche se con molta inventiva.

Saluti

Anthony

[BrunoValente]

E' normale il funzionamento osservato quando i motori sono collegati in serie e non dipende certo dalla resistenza di perdita.
Un motore alimentato senza carico all'albero, anche se può sembrare strano, si comporta elettricamente in modo equivalente ad un condensatore: all'atto dell’accensione assorbe molta corrente (spunto) proprio come un condensatore che si carica, quando poi arriva a regime, se fosse ideale, non assorbirebbe più alcuna corrente ancora come un condensatore carico. In queste condizioni, se venisse interrotta l’alimentazione, il motore continuerebbe indefinitamente a girare a velocità costante (sto sempre descrivendo un motore ideale senza perdite e senza attriti) e continuerebbe, proprio come un condensatore carico, a manifestare sui morsetti una tensione identica a quella precedentemente fornita dall’alimentatore prima dell’interruzione. Questo avviene perché il motore, in queste condizioni, essendo reversibile, si comporta da generatore. Applicando un carico all’albero il motore inizia a comportarsi, dal punto di vista elettrico, come un condensatore con una resistenza in parallelo che tende a scaricarlo e, dal punto di vista meccanico, parallelamente, la massa in rotazione perde energia e la velocità diminuisce.
Quando due o più motori vengono alimentati in serie avviene la stessa cosa che avverrebbe se al posto dei motori vi fossero i loro condensatori equivalenti: se i motori (condensatori) sono identici la tensione dell’alimentatore si ripartisce in parti uguali su ognuno e quindi i tre motori girano alla stessa velocità. Quando poi uno dei motori viene frenato ecco che, nel circuito del suo condensatore equivalente, compare una resistenza in parallelo che tende a scaricarlo riducendone la tensione ai morsetti e di conseguenza il relativo motore rallenta e gli altri invece girano più velocemente perché, siccome la somma delle tensioni dei tre motori (condensatori) deve eguagliare quella dell’alimentatore, se una diminuisce le altre devono aumentare. Quando poi il carico viene rimosso, la nuova distribuzione delle tensioni sui condensatori si mantiene costante nel tempo e quindi le nuove velocità anche si mantengono costanti nel tempo. In pratica invece le perdite e gli attriti fanno derivare questa condizione e lentamente le velocità ( e le tensioni ai morsetti) cambiano.

[A.T.]

Ciao Bruno,
Ti ringrazio della spiegazione conprensibile ed efficace
Pian pianino imparo cose nuove, non che io studi elettrotecnica, man mano che sperimento o chiedo spiegazioni a chi è di competenza, imparo cose sempre più interessanti.

Comunque ho notato che con motori in parallelo rallentandone meccanicamente uno, rallenta l'altro, ma al rilascio del carico sbilanciato, si ribilanciano immediatamente.
In base alla tua spiegazione, credo che ciò avvenga perché in questo caso la tensione non si ripartisce ed entrambi ritornano ( come i condensatori ) alla massima carica di tensione applicata.
Invece il fatto che rallenti anche l'altro forse deriva dal fatto che c'è un forte aumento dell'assorbimento che provoca un calo di tensione su tutto il circuito.

Ho detto bene ??

A proposito di condensatori !! Se un condensatore sopporta max 63 V ma ai sui capi arrivano 24 V significa che si carica max a 24 V oppure i 24 V nel tempo si sommano fino a max 63 V ??


Un saluto

Anthony