Batería muerta y resucitada (2013)

Reparación de una batería tipo botella, 24V, li-ion, con varias celdas descagadas.


Esta batería de tipo botella,  está (estaba) nueva, con ocho meses desde que se compró pero por diversas circunstancias no se había usado más que para probar la instalación del kit.

En un momento determinado comencé a tener problemas con el kit, al solicitarle toda su potencia se apagaba. Como estaba modificando las conexiones, estuve varios días cambiando fichas de conexión, comprobando una y otra vez, y siempre presentaba el mismo fallo.

Finalmente la batería se apagó y no volvió a encender, entonces me di cuenta de que el problema era la batería.


De modo que desmonté la carcasa y esto es lo que lleva en su interior.

En la parte de abajo el interruptor y la conexión del cargador, todo va sellado con un pegote de adhesivo plástico, de modo que es imposible ni siquiera medir con el tester.

En la parte de arriba llleva un circuito electrónico que controla la carga y descarga, lo que llaman BMS. Este va pegado pero se puede despegar.

También hay dos cables que van al indicador de leds, estos los corté porque era más fácil que desmontar la plaquita de los leds.

La batería, li-ion, 24V, 9Ah, resultó estar construida con células 18650, montadas en paralelo de cuatro en cuatro, y con siete grupos en serie (7S4P). La tension nominal de cada célula es 3.7V,  y varía de 3.0V a 4.1V según el nivel de carga,

Sin desmontar más, es posible medir la tensión de cada grupo de celdas.


Al medir las tensiones en todos los grupos de celdas, resultó que todos tenían 4.1V (cargadas a tope), excepto uno (marcado B2) que tenía 2.5V, muy por debajo del mínimo, probablemente estas cuatro estén dañadas por haberse descargado por debajo del mínimo.

Visto que el BMS no permitía cargar ese grupo de celdas, tuve que desmontarlas, y para ello arranqué con unos alicates la chapa que realiza la conexion entre las celdas. No hubo una manera más civilizada de hacerlo, pues estas chapas estan soldadas sin estaño, supongo que con soldadura eléctrica.




Casualmente, al desmontar la carcasa había un cablecito amarillo pillado con un tornillo, y el cobre estaba a la vista. No le di importancia, pero al comprobar ahora que ese cable es el que va al grupo B2, el mismo que está descargado, está claro cual era el problema.

En la foto se puede ver el cable pelado, aunque no está bien enfocada, esa parte 'plateada' es el cobre del cable, y estaba pillada (y en contacto) con uno de los tornillos que cierran la carcasa.


Lo primero que he hecho, ha sido cargar parcialmente las cuatro pilas, una por una, hasta 3.5V aproximadamente. Tras desconectarlas del cargador, todas las pilas aguantaban el voltaje, todavía está por comprobar que mantengan toda su capacidad (estimada en unos 2200 mAh)

El cargador, como se puede ver, es 'tecnología punta'.  Se ha usado un cable USB, por lo tanto una fuente que proporciona 5V tanto si se conecta al ordenador como a un cargador de un móvil. En serie con la pila se ha puesto una resistencia de 5 Ohm para limitar la corriente de carga.

El cargador ha resultado ser bastante lento, lo cual es bueno y malo según cómo se mire. Bueno porque carga correctamente, malo porque agota mi paciencia, por eso no se cargaron las pilas hasta el máximo (4.1V).


Despues de cargar, había que balancear las baterías, esto fué relativamnte rápido pues ya estaban cargadas las cuatro casi a la misma tensión.

Para balancear, como se puede ver en la foto, se recurre al balanceador 'hi tech' de bajo coste. Las pilas se conectan en paralelo, y para limitar la corriente cada una de ellas se conecta en serie a una resistencia de 10 Ohm.

Como la tension de las baterías todavía estaba por debajo de la tension nominal, volví a cargar, pero esta vez las cuatro pilas a la vez, como se puede ver en la foto, con esta disposición las pilas, a la vez que se cargan, se mantienen balanceadas.

Ahora se hace evidente que podía haber aplicado este cutre-método sin sacar las baterías de su alojamiento, y por lo tanto sin hacer ningun destrozo y sin tener que soldar posteriormente. P´haberlo sabido :-)

Aún ahora, despues de montar la batería, estoy pensado en volver a desmontar y cargar las pilas a tope, pues finalmente las dejé a unos 3.8V pensando que ahora el balanceador de la propia batería haría el resto, pero no es así, el cargador marca que están cargadas, cuando yo se que hay un paquete a poco más de media carga.

Tambien estoy barajando la posibilidad de eliminar el BMS y montarle uno de fabricación propia, que sería menos 'automático' pero más fiable para mi.



La foto adjunta muestra la superchapuza que tube que hacer para volver a conectar las celdas de batería. Esto se supone que no se debe hacer, pues al aplicar calor con el soldador las celdas se estropean, hay unas especiales con una lámina en cada extremo que son las que se usan en el caso de necesitar soldarlas.

Una vez organizados los cables, para que no queden pillados en la carcasa, se puede montar de nuevo la botella completa.

Tal como he comentado, actualmente la botella está conectada al cargador, y el cargador desde el primer momento ha puesto el led en verde, indicando que la carga está completa, Tendré que descargar la batería parcialmente a ver si en la siguiente carga se cargan tambien estas células. Caso contrario, creo que me resultará más práctico eliminar el BMS.

Hasta aquí el trabajo realizado hasta ahora.

Saludos,
Pedro.


PD: Finalmente (tres días después) el cargador ha decidido hacer su trabajo y ha estado cargando durante varias horas, hasta dejar la batería en 28.9V (4.1 x 7 = 28.7), es decir que la batería está cargada y las celdas balanceadas. Falta comprobar si ha perdido capacidad o 'está como nueva'.