Baterias de hoverboard em paralelo com segurança

[nehalen]

Colegas, tenho um motor de patinete 350W /36V e pretendo adapta-lo para um bicicleta, pretendo usar duas baterias de hoverboard em paralelo para aumentar a corrente na carga, é seguro fazer isso? Existe algum cuidado que preciso ter com as baterias?Em algumas pesquisas, uma pessoa disse que é arriscado, outra disse que o uso de diodos permite um maior isolamento e uma bateria não influenciar a outra. Alguma sugestão? Obrigado
Dados das baterias: 18650 10S2P 36V 4.4Ah

[Andreas Karl]

@nehalen , analisando as fotos que achei do interior delas na net deu pra ver que são packs de 20 células de lítio das mais comuns, as “cilíndricas” 18650.

Embora cada célula chegue até 4,2 volts quando totalmente carregada a tensão nominal de cada uma por algum motivo é especificada como 3,7 volts. E provavelmente são ligadas como em um notebook, são 10 conjuntos ligados em série (nos notebook geralmente são só 3) e cada conjunto duas células ligadas diretamente em paralelo. Daria uma tensão nominal de 37 volts mas pra dar um múltiplo de 12 especificam como 36 volts. Mas na verdade vão dar 42 volts totalmente carregadas e o circuito interno delas que é chamado de BMS (batery menagement system) vai definir até quantos volts ela pode cair antes dele cortar a saída, geralmente o “ponto de corte” é entre 3 a 3,5 volts por conjunto portanto entre 30 e 35 volts total. O que complica um pouco é que o BMS analisa individualmente a tensão de cada conjunto. Quando a bateria é nova a descarga de cada conjunto costuma ser bem equilibrada mas depois de vários ciclos de carga e descarga alguns conjuntos tendem a ficar mais fracos descarregando mais rápido. Se qualquer um deles que cair abaixo do ponto de corte o BMS desconecta a saída e só vai reconectar quando receber corrente de carga. Agora bicicletas elétricas geralmente trabalham com packs com “tensão nominal” de 12 volts ligados não em paralelo mas em série. Quando são baterias de chumbo ácidas vão dar uns 12,6 volts totalmente carregadas (2,1 volts por elemento x 6 elementos) ou no caso de serem de lítio , 3 conjuntos de mais de duas células, 3 ou 4 células em paralelo  que seria uma “tensão nominal” de 3,7 V x 3 = 11,1 volts arredondado agora para 12 V pra não gerar confusão, afinal vão dar 4,2 x 3 = 12,6 volts totalmente carregadas também.

Mas geralmente são 3 ou 4 packs em série pra dar uma tensão nominal de 36 ou 48 volts. E acredito que parando um o circuito é interrompido e a bicicleta desliga. Infelizmente não sei se os packs de lítio de 12 volts tem BMS embutido ou se o BMS fica no controlador. 

 

No caso de ligar dois packs de “36 volts” em paralelo fica meio difícil imaginar o que os BMSs dos dois fariam se um deles desligar antes do outro, provavelmente o que desligar primeiro vai entender que a tensão que vem do outro é corrente de carga e começar a drenar carga do outro pack que com isso vai sofrer uma queda de tensão e desligar e ai o outro volta a ligar porque pegou um pouco de carga. Só experimentando pra saber o que vai acontecer, porque na verdade o certo seria ter um BMS só para as 40 células, 20 de cada pack. Pode ser até que entrem em equilibrio, mas, como é uma ligação não usual, poucas pessoas vão saber o que realmente acontece, só as que fazem experiências profundas com isso mesmo.

 

Por isso a ideia com diodos me parece melhor, quando um BMS parar os diodos vão impedir que a corrente de um tente carregar o outro. Dá até pra ligar um LED com seu devido resistor na saída de cada pack antes do diodo pra saber se ele desligou e aí é bom não forçar muito mais o sistema porque a carga vai cair toda no pack que continua ligado. Provavelmente a tensão dele vai cair com a carga maior e não vai demorar muito pra desligar também.

 

Dimensionamento dos Diodos:

 

A especificação que você passou é 350 watts a 36 volts. Portanto a corrente total vai ser algo como 10 amperes (350 / 36 = 9,722..). Mas como esses 36 volts não são a tensão real é melhor medir a corrente que a bicicleta consome com aceleração total numa subida com você ou alguém mais pesado em cima. Se puder fazer dois testes, um com as baterias totalmente carregadas e outro com  meia carga melhor, dependendo do controlador do motor a corrente pode subir ao invés de cair com a tensão mais baixa. Acredito que até meia carga voce pode ligar os dois packs diretamente em paralelo pra fazer o teste sem problema. Cada diodo vai ser submetido a aproximadamente a metade da corrente total a maior parte do tempo mas não esqueça que cada um vai ter que suportar a corrente total no caso de um pack desligar. E claro, sempre é bom colocar diodos com uma boa folga na corrente principalmente nessa nossa época que não dá mais pra confiar em especificações de componentes.  E obvio, na hora de carregar as baterias têm que ser antes dos diodos senão eles não vão deixar passar a corrente.

 

Desculpe a resposta “quilométrica” mas é que eu prefiro “pecar por excesso” kkk. Espero ter ajudado e boa sorte.

 

PS. Os multímetros atuais especificam que testes de corrente elevada da ordem de 10 amperes só podem ser feitos por curto espaço de tempo. Se precisar dá um toque que a gente te explica como fazer o teste com "resistores shunt". 

 

 

 

 

 

 

[Andreas Karl]

EDIT.

 

Uma coisa que me ocorreu agora é que as rodas de um Hoverboard são bem menores que a de uma bicicleta. E se  o(s) motor(es) para o Hoverboard forem como num sistema original para bicicletas, montados no eixo da roda vão ser motores projetados para ter menos torque e rotação mais alta. Portanto leve isso em conta na hora de fazer a adaptação, Provavelmente voce vai ter que usar algum sistema de redução como uma polia pequena no motor e uma grande na roda para reduzir a rotação e aumentar o torque senão o motor vai trabalhar forçado, com desempenho ruim que não vai ser compensado pelo aumento de corrente de duas baterias em paralelo e eventualmente até queimar, já que agora a disponibilidade de corrente vai dobrar.  Se voce já sabia disso peço desculpas, nós aqui nunca sabemos qual o nível de conhecimento de quem está do outro lado e avisar sempre é bom.