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Come scelgo la giusta cella per costruire il mio pacco batteria?

Guida alla scelta della cella che ti serve

Nella costruzione di un pacco batteria sono molti i materiali a cui fare attenzione. Guaine, strisce nichel, BMS. Ma la materia prima rimangono le celle. Le celle sono il cuore pulsante delle batterie e dovrai tenere in considerazione diverse caratteristiche al fine di scegliere quella giusta per te.

Perché partiamo da queste? Sia perché le loro caratteristiche devono essere ideali per il tuo progetto e sia perché decreteranno la scelta di tutto il resto del materiale di cui hai bisogno per completare il tuo pacco batteria.

Considera l’utilizzo che ne farai

La prima cosa da tenere in considerazione è l’utilizzo che ne devi fare. Dove devi installarla? Qual è l’ambiente in cui viene utilizzata?

Prendiamo come esempio l’alimentazione di un motore che deve lavorare in acqua. Sappiamo bene che la maggior parte delle celle al litio non deve essere in alcun modo messa in contatto con l’acqua. Per tale scopo dovrò scegliere una cella che a contatto con i liquidi non crei problemi sia per la tua sicurezza che per il buon funzionamento del pacco batteria. La scelta dovrà ricadere preferibilmente su una Li-FePo4 rispetto a una litio normale in quanto quest’ultima non reagisce minimamente a contatto con l’acqua.

Se non conosci le composizioni chimiche leggi questo articolo in cui lo spiego.

La tensione nominale

Un parametro molto importante per costruire il tuo pacco batteria è la tensione nominale (V, volt) delle singole celle. Di solito le comuni celle al litio 18650, 21700, ecc… hanno una tensione nominale dichiarata di 3,6 o 3,7 volt.

E’ di fondamentale importanza conoscere questo parametro perché, per poter costruire il tuo pacco batteria, dovrai mettere in serie un determinato quantitativo di celle per arrivare alla tensione desiderata. Studieremo in seguito gli schemi di montaggio.

Per adesso partiamo da un esempio classico:

Giorgio deve costruire una batteria al litio da 36v (o Li-ion battery pack come la chiamerebbe lui perché purtroppo devi sapere che ha subito il maledetto effetto della globalizzazione).

Per costruirla è indeciso su quale cella utilizzare. Una è la cella ricaricabile 18650 3500mAh mentre l’altra è la cella ricaricabile 26650 2500mAh. Controllando i parametri, legge che la prima cella ha una tensione nominale di 3,6v mentre la seconda di 3,3v.

Decide quindi di iniziare a calcolare quante celle dovrà mettere in serie in ogni singolo caso, per farlo usa una semplice formula:

Riportandola in numeri :

Quanto deve durare il mio pacco batterie

In questo primo articolo dedicato alle caratteristiche tecniche delle celle, il primo di una lunga serie, ci soffermeremo sull’importanza del parametro corrente nominale non scendendo troppo nel dettaglio.

Continuando con l’esempio di Giorgio e le celle da lui scelte, decide che la batteria di cui avrà bisogno dovrà avere un amperaggio massimo di 10 Ah.
Per raggiungerlo Giorgio inizia a domandarsi: “Quante celle servono per comporre la mia batteria al litio?”

Giorgio consulta nuovamente la scheda tecnica. “DATASHEET!” urla Giorgio.

Scusatelo. Mi si arrabbia l’ esempio.
Dicevamo, leggendo il datasheet, Giorgio individua la corrente nominale delle due celle scelte per il suo pacco batteria.

La prima ha 3,5 Ah, o 3500 mAh di corrente nominale. La seconda ha 2,5 Ah, o 2500 mAh. Da questi due dati Giorgio può adesso ricavare il numero esatto di celle necessarie per avere un pacco batteria di massimo 10 Ah con la seguente formula :

Attenzione ! il risultato dovrà essere arrotondato per difetto

Vediamo con l’ esempio delle celle :

Come puoi vedere nel primo calcolo viene riportato l’utilizzo di 20 celle. Con questa configurazione il pacco batteria risulterà da 7 Ah. Con questo tipo di celle, per rimanere dentro i 10 Ah, il massimo di celle che potremmo utilizzare sarà questo.

Da qui diventa subito facile comprendere come organizzarsi e calcolare il totale della lista della spesa di Giorgio e come poter risparmiare. Ma non è finita qui (siamo solo all’ inizio).

La dimensione delle celle

Ultima, non meno importante caratteristica, è la dimensione della pila. Per scegliere la giusta cella devo misurare con esattezza lo spazio fisico che ho a disposizione in cui andrà inserito il pacco batteria. I pacchi batteria sono costituiti da più celle quindi è importante sapere quante ne sono necessarie e calcolare la dimensione totale a partire dalla singola cella di cui ho bisogno.

In questo articolo abbiamo già affrontato questo tema.

Adesso hai tutte la variabili da considerare per scegliere la giusta cella per il tuo progetto.

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Fase 1

Utilizzo

In quale ambiente utilizzi la batteria?

Fase 1

Fase 2

Tensione nominale

Quanti volts deve avere?

Fase 2

Fase 3

Corrente

Quanti A/h ti servono

Fase 3

Fase 4

Dimensione

Quanto spazio hai?

Fase 4

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