Cambio de las baterías de Níquel-Cadmio por otras de Iones de Litio, en un taladro eléctrico. El conjunto de baterías original está compuesto por 12 elementos de Ni-Cd (1,2V), proporcionando el conjunto una tensión nominal de 14,4V. Al utilizar baterías de Li-ion (3,7V), sólo es necesario instalar 4 módulos. Se utilizan 4 baterías de tipo 18650, con una capacidad de 9800 mAh (según el fabricante, porque es falso). A pesar de que la capacidad real de estas baterías es mucho menor, estas baterías son perfectamente válidas para alimentar un destornillador eléctrico. Dentro del paquete de baterías se instala el módulo de protección y carga YH11047A, y se construye un soporte a medida con una impresora 3D. Este paquete de baterías es totalmente compatible con el original, y puede utilizarse el mismo cargador que venía con el taladro
S-8254A
El circuito integrado S-8254A es un circuito de protección para baterías recargables de polímero de litio / iones de litio, para 3 ó 4 baterías en serie. Incluye un detector de voltaje de alta precisión y un circuito de retardo.
La serie S-8254A tiene el pin SEL para cambiar entre protección de 3 y 4 celdas. Cuando el pin SEL está a nivel bajo (VSS), la detección en la celda V4 se deshabilita y no se controla su estado. Así se puede utilizar este módulo para la protección de 3 celdas.
Cuando el pin SEL está a nivel alto (VDD), el módulo controla el estado de las 4 celdas.
Estado normal
Cuando el voltaje de cada una de las baterías está en el rango de VDLn a VCUn (2,5V … 4,25V) y la corriente de descarga es menor que el valor especificado (el voltaje del pin VINI es menor que VIOV1 y VIOV2, y el voltaje del pin VMP es más alto que VIOV3), los MOSFET de carga y descarga están encendidos.
Estado de sobrecarga
Cuando el voltaje de una de las baterías supera el valor VCUn (4,25 ± 0,25 V) y el estado se mantiene durante tCU o más tiempo, el pin COP se pone en alta impedancia. El pin COP se eleva hasta el voltaje pin EB + mediante la resistencia externa RCOP, y el MOSFET de carga deja de conducir para detener la carga. El condensador conectado en el pin CCT retrasa el tiempo de la detección de sobrecarga. El estado de sobrecarga finaliza cuando se cumple una de las dos condiciones siguientes:
- El voltaje de cada una de las baterías desciende a VCLn (4,15 ± 0,5V) o más bajo.
- El voltaje de cada una de las baterías es VCUn (4,25 ± 0,25 V) o menor, y el voltaje del pin VMP es 39/40 × VDD o más bajo .
Cuando se conecta una carga externa, se inicia la descarga a través del diodo interno del MOSFET de carga.
Estado de sobredescarga
Cuando el voltaje de una de las baterías llega a ser más bajo que VDLn (2,50 ± 0,8 V) y el estado se mantiene durante tDL o más tiempo, el voltaje del pin DOP toma el valor de VDD, y el MOSFET de descarga deja de conducir para detener la descarga. El condensador conectado en el pin CDT retrasa el tiempo de la detección de sobredescarga.
YH11047A
El módulo de protección YH11047A monta el circuito integrado S-2854A con 4 transistores MOSFET de canal P. Este módulo permite el control de 4 baterías en serie y soporta un consumo constante de 10A, pudiendo llegar a 15A con disipador.
Construcción del conjunto
En este montaje he utilizado 4 baterías de Li-ion (3,7V) tipo 18650. A pesar de que todo el conjunto, baterías y módulo de carga, puede conectarse soldando los cables y aislando el conjunto dentro de la carcasa de la batería, he optado por hacer algo más profesional.
He diseñado un soporte a medida del hueco, para albergar las 4 baterías 18650 y el módulo de carga YH11047A.
Aunque las baterías podrían ir soldadas dentro del soporte, he utilizado los muelles y contactos de un portapilas viejo. De esta manera es muy fácil desmontar las baterías para comprobarlas o sustituirlas en caso de que alguna falle.
Soporte para las 4 baterías y su módulo de control
El fichero (.stl) de este soporte lo puedes descargar desde el siguiente enlace:
Battery compartment for 4x 18650 batteries and its protection and charge control circuit
Arme el pack asi como lo describis y me encontre con una sorpresa. Cuando el taladro lo pulsaba al fondo actuaba alguna proteccion y me cortaba la alimentacion. Presionando de apoco veia que giraba pero al llegar a tope (unos 6.5 A) se cortaba la alimentacion. Pero me llamo la atencion que la poner una amperimetro en serie eso no sucedia… Al fina le puse una resistencia de 0.1ohm en serie y se soluciono…
Esa es una solución. Otra sería montar baterías de mejor calidad, porque no todas soportan picos de consumo alto. Al arrancar el taladro a máxima potencia, se produce un pico de de corriente alto, cae la tensión por debajo del umbral de mínimo, y el circuito de protección corta la alimentación a la salida para proteger las baterías.
Hola, muy buen material, te consulto por el circuito YH11047A.
Mi duda es si el circuito deja de cargar todas las baterías al detectar que una llega a 4,25v o sigue cargando las demás? Ya que si están muy desbalanceadas puede ser un problema.
Entiendo que al tener 4 mosfet independientes carga individualmente hasta que alguna llega a 4,25V y corta esa sola puede ser?
La función de cualquier circuito BMS es la de cargar y balancear una serie de baterías. El módulo YH11047A controla la carga de cada módulo de forma independiente.
Pero no es lo que dice el texo, por lo que leo se entiende que si una celda supera 4,25 corta todo, y hasta que esa no baje de tensión corta todo el pack.
Estado de sobrecarga – Cuando el voltaje de una de las baterías supera el valor VCUn (4,25 ± 0,25 V) y el estado se mantiene durante tCU o más tiempo, el pin COP se pone en alta impedancia. El pin COP se eleva hasta el voltaje pin EB + mediante la resistencia externa RCOP, y el MOSFET de carga deja de conducir para detener la carga. El condensador conectado en el pin CCT retrasa el tiempo de la detección de sobrecarga. El estado de sobrecarga finaliza cuando se cumple una de las dos condiciones siguientes:
El voltaje de cada una de las baterías desciende a VCLn (4,15 ± 0,5V) o más bajo.
El voltaje de cada una de las baterías es VCUn (4,25 ± 0,25 V) o menor, y el voltaje del pin VMP es 39/40 × VDD o más bajo .
Hola. Primero felicitarte por todo lo que tienes aquí y en tu canal ya que es muy útil y didáctico. Está muy bien. Mi pregunta en concreto es si no interesa para un circuito de estas características poner un pcb con balanceo de carga ya que el circuito que has puesto creo entender que no lo posee. Gracias y un saluco.
El circuito integrado S-8254A sí es balanceado. Es un circuito de protección para baterías recargables de polímero de litio / iones de litio, para 3 ó 4 baterías en serie. Incluye un detector de voltaje de alta precisión y un circuito de retardo.
Hola. Gracias por la respuesta. Dudé porque tenemos el S-8209B (https://www.ablic.com/en/doc/datasheet/battery_protection/S8209B_E.pdf) que especifica claramente el balanceo que supervisa cuando hay varias baterías en serie. Al no ver esto en el datasheet del S8254A lo descarté. No obstante mi finalidad era que me ampliases un poco la conveniencia o no de buscar en este tipo de circuitos para herramientas a baterías el balanceo de baterías ya que este último tipo de placas son más caras y si no es indispensable para una aplicación como es un pack de baterías para taladro pues eso que nos ahorramos. Gracias.
hola amigo compre el modulo yh11047 para 4 seldas pero quiero poder 3 en serie y estas tres en paralelo .14.8 voltios es mucho para el motor de mi taladro asi que quiero ponerle 12 voltios
¿como las conecto al modulo bms para 4 celsas ?,e visto otros videos donde modifican el modolo con resistencias ,o solo me salto la ultima celda como lo muestra tu esquema de hariba .
me ayudaria mucho tu respuesta
gracias .
¿Has leído el texto?… Cuando el pin SEL está a nivel bajo (VSS), la detección en la celda V4 se deshabilita y no se controla su estado. Así se puede utilizar este módulo para la protección de 3 celdas.
Tienes que poner el pin 10 (SEL) del circuito integrado a masa (un puente entre los pines 10 y 7 del circuito integrado), y conectar las baterías en las tomas VC1, VC2 y Vc3.