Сборка аккумуляторов для электровелосипедов и электросамокатов
Сегодня литий-ионные аккумуляторы являются самым популярным источником постоянного тока для бытовых и промышленных потребителей. Производители пытаются полностью перейти с никель-металлгидридных аккумуляторов на литий-ионные везде, где это возможно, так как li-ion имеет лучшие потребительские свойства по сравнению с другими типами аккумуляторов.
Типы химии литиевых аккумуляторов.
Существует несколько типов химии аккумуляторов, которые можно использовать в электротранспорте. Для сборки батарей электровелосипедов и электросамокатов используется в основном два типа химии. И в этой статье мы рассмотрим из чего лучше собирать батарею для электровелосипеда или электросамоката. То есть другими словами, какой аккумулятор для электровелосипеда лучше.
Самый дешевый вариант — это свинцовые аккумуляторы. Свинцовые аккумуляторы имеют один огромный плюс — они очень дешёвые, а также имеют и много гигантских минусов.
Они тяжёлые. Они объемные, и как следствие у них не самая высокая энергоемкость. Использовать этот вид аккумуляторов стоит лишь тогда, когда нужно дешевое исполнение и не важно какой будет вес и объем вашей батареи.
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы. (LiFePO4)
Эти аккумуляторы нравятся многим пользователям из-за большого количества циклов заряда-разряда (производители обещают их в районе 2000). Также к их плюсам можно отнести большие токи отдачи.
К минусам можно отнести вес. Он конечно же легче, чем у свинцовых аккумуляторов, но больше чем у литий-ионных. Также было замечено то, что небольшое отклонение от допустимого напряжения заряда и разряда может вывести их из строя.
Диапазон рабочих напряжений LiFePo4
Полностью разряжен 2 в
Полностью заряжен 3.65 в
Также на рынке очень много дешевого литий железо фосфата, который выходит из строя сам по себе и очень часто не отхаживает и половины от заявленных циклов.
Но в целом и литий железо фосфат вполне достойные батареи для использования в электротранспорте. Единственное, стоит обращать внимание на проверенных производителей.
Литий ионные аккумуляторы. (Li-ion)
На мой взгляд, это самая перспективная технология. Сочетает в себе высокую энергоемкость и хорошие токи отдачи.
— лёгкие и относительно безопасные
— высокие токи отдачи
Самые популярные батареи на сегодняшний день на рынке.
— цена (но учитывая энергоемкость и развитие технологий это скорее не минус, потому что существует много дешевого лития с соответствующим качеством)
— циклы заряда-разряда в среднем 250 — 1000 циклов. Почему такой разброс циклов? Об этом поподробней будет написано далее.
Литий-полимерные аккумуляторы. (Li-Po)
Самый энергоемкий из энергоемких аккумуляторов на рынке. Изготавливаются как правило в пакетах. Используются как правило в авиа моделировании, так как там нужен легкий вес и высокая мощность.
— самый легкий вид из существующих аккумуляторов
— самые мощные и существующих аккумуляторов
— невысокая надежность (при перезаряде или глубоком разряде выходит из строя; при пробивании корпуса металлическим предметом из аккумулятора вырывается пламя, дым и прочие спецэффекты).
Литий титанатные аккумуляторы.(LTO)
Литий-титанатный аккумулятор — вариант литий-ионных аккумуляторов, анод состоит из титаната лития.
Литий-титанатный аккумулятор — это достаточно новый тип ячеек. Появились сравнительно недавно.
Минимальное напряжение разряда 1,6В
Максимальное напряжение заряда 2.7в
Внутреннее сопротивление порядка 1 мОм или меньше.
Очень интересная особенность этих элементов является то что токи заряда-разряда у них одинаковые и составляют порядка 10 C.
10C, к слову сказать для тех, кто не знает это -10 емкостей батареи. Например, если ёмкость батареи здесь 10 ампер-часов, то разрядный ток 10C будет составлять 100 Ампер.
Но самая главная особенность этих элементов состоит в том что у них очень большое количество циклов заряда-разряда. По словам производителя ячейки литий титаната могут ходить порядка 30000 циклов. Это очень много. Также он не боится мороза и способен заряжаться и разряжаться при отрицательных температурах порядка — 30 градусов по Цельсию.
О минусах данного типа химии судить очень сложно, так как он появился сравнительно недавно, но уже достоверно известно то, что он обладает саморазрядом.
Как выбрать аккумулятор для электровелосипеда?
Для начала нужно определиться какой это будет велосипед: лёгкий, тяжёлый, быстрый, мощный, для прогулок, для дальних поездок. Все эти факторы нужно учитывать при выборе аккумулятора.
Как известно, пробег электровелосипеда зависит от ёмкости аккумулятора, а скорость — от напряжения.
Чем больше мощность электробайка, тем быстрее расходуется заряд батареи.
Так какой же выбрать аккумулятор для легкого электротранспорта? Мы выбрали литий-ионный, потому что он лёгкий и потому что он мощный. Многие скажут — да у него всего лишь 600 циклов заряда-разряда. Зачем он такой нужен?
Сейчас я открою вам секрет зачем это всё нужно.
Во-первых, 600 циклов заряда-разряда это — три года использования аккумулятора, после этого емкость батареи начнет падать. Её можно будет использовать и дальше, но ёмкость будет меньше номинальной.
Во-вторых, за 3 года использования батареи вам скорее всего захочется батарею мощнее, больше, быстрей и так далее. И вы скорее всего решите собрать себе другую. В общем, по потребительским свойствам литий ион больше всего подходит для легкого электротранспорта.
Если у вас тяжелый электровелосипед, то возможно вам подойдёт литий железо фосфат или литий титанат. У этих типов химии сильно больше циклов. Использовать их стоит когда нет ограничений в весе и объеме батареи.
А сейчас я раскрою вам небольшой секрет по поводу циклов заряда-разряда для литий-ионных батарей.
В интернете я натыкался на разные источники, говорящие о количестве циклов заряда-разряда. Кто-то говорит, что их 500 кто-то, говорит — что их 1000, а кто-то говорит, что их вообще 250. Кому же верить?
Не вдаваясь в подробности условно разделим виды химии литий-ионных батарей на три группы по току отдачи.
Циклы заряда-разряда литий ионных батарей напрямую зависит от типа химии.
Первая группа — не силовые элементы имеют порядка 800 циклов заряда-разряда. Токи отдачи таких батарей как правило не больше 5 ампер. Их используют в ноутбуках, в электробритвах и в бытовых электроприборах с низким потреблением тока.
Вторая группа — средне токовые элементы имеют порядка 500-600 циклов заряда- разряда. Эти элементы используют как раз в электротранспорте, потому что токи, которые они отдают в пике составляют порядка 10 ампер. И группирование этих элементов параллельно обеспечивают нужные токи для питания двигателя электротранспорта.
Третья группа — высоко токовые элементы имеют 250-300 цикл заряда-разряда. Как правило используется вейперами в мех модах, в электрических пылесосах и приборах с повышенным энергопотреблением. Так же из них можно собрать лёгкую и мощную батарею для электровелосипеда или электросамоката. Но с ограниченным цикла заряда-разряда.
Вообще цикл заряда-разряда — это не точный показатель. Это не значит, что как только ваша батарея отбегает 500 циклов она сразу выключается и перестанет давать электричество. По стечению циклов заряда-разряда емкость аккумулятора не должна упасть меньше 80% по заявлению производителя.
Также существует непроверенный слух о том, что если батарею недозаряжать на 20%, и недоразряжать на 20%, и диапазон работы батареи будет в районе 60% — то циклы жизни увеличится примерно на 50%.
Как сделать аккумулятор для электровелосипеда?
Если у вас нет аккумулятора для электровелосипеда, то у вас есть два пути.
Путь первый.
Купить аккумулятор для электровелосипеда в магазине или в Китае. В случае покупки в магазине вы заплатите за китайский аккумулятор как минимум пяти людям, которые на нём уже заработали.
1 — это производитель элементов.
2 — это продавец элементов
3 — это тот, кто собрал аккумулятор в Китае
4 — это тот, кто продал аккумулятор в Китае и переправил в Россию
5 — это тот, кто продал аккумулятор вам уже в России.
Не стоит говорить, что аккумулятор с такой наценкой должен стоить дорого, либо должен состоять из недорогих ячеек, чтобы стоить дёшево.
Несмотря на все наценки. Если вы купите аккумулятор в Китае, то вы сэкономите денег. Но при этом у вас не будет гарантии, и вы не будете знать, какие ячейки внутри и что вы покупаете. До того момента пока аккумулятор не окажется у вас.
Путь второй.
Собрать аккумулятор на заказ. Собрать аккумулятор на заказ можно в компании Технобайк или в любой другой компании занимающиеся сборкой аккумуляторов. Сегодня ситуация такова, что аккумуляторы уже собирают все кому не лень.
Собирайте аккумулятор для электровелосипеда у профессионалов, и вы получаете гарантию на работу и качественно сделанный аккумулятор.
А так же точное понимание какие ячейки внутри и на какие характеристики рассчитана батарея. А еще вы можете собрать аккумулятор треугольной, квадратной или любой другой формы, которая вам нужна.
Например, у вас есть корпус батареи, которая вставляется в раму вашего электробайка и там умерла батарея. Вы можете принести корпус и мы наполним его новыми ячейками увеличенной емкости. Тем самым у вас увеличится пробег вашего электровелосипеда. Вы получите гарантию на такую работу и точный подгон по вашим характеристикам и требованиям.
Источник
На Токе заряженный портал
Самая дешевая литий-ионная батарея для электровелосипеда своими руками — На токе
- Статьи об электротранспорте
- Технологии
- Аккумуляторы
- Самая дешевая литий-ионная батарея для электровелосипеда своими руками
Самая дешевая литий-ионная батарея для электровелосипеда своими руками
Если вы уже почти превратили свой обычный велосипед в электрифицированное средство передвижения и осталось только оборудовать его аккумулятором, то в принципе, выбор не велик — приобрести готовое изделие либо собрать его своими руками из ячеек. Вот как раз о втором варианте я и хочу поговорить в этой статье, предложив на ваш суд недорогостоящее и доступное для простого смертного решение.
Тут всё дело в том, что ценники на высококачественные литий-ионные аккумуляторы стартуют с отметки 15 тыс. руб. и дальше просто уходят в небеса! Если вы хотите значительно сэкономить на источнике питания для вашего электробайка, то вам в обязательном порядке следует ознакомиться с приведённой далее информацией.
То, что у нас по итогу получится — это самоделка на 36 V и 13 Ah, на которую было затрачено около 6 тыс. руб. Но и это ещё не всё: конструкция могла обойтись создателю почти в два раза дешевле, однако он пожелал заказать заводской корпус.
Этот способ сборки подходит тем пользователям, которые не сильно спешат. К примеру, делаем аккумулятор зимой для покатушек в весенне-летний период. Но, ближе к делу.
В первую очередь, нам нужно отыскать точки, где продаются старые АКБ от ноутбуков. Разработчику бюджетной батареи удалось найти компьютерный сервис, где б/у электронакопители с ноутбуков пихали покупателям по 100 руб. за штучку. Кстати сказать, многие сервисы их не собирают, а просто выбрасывают. Приобрёл там двадцать аккумуляторов без зазрения совести — их даже можно не проверять. Почему? Здесь весь секрет в том, что, как правило, в электробатарее ноутбука оказывается один, в крайнем случае два элемента 18650 из шести, которые не в кондициях, остальные же пребывают в полностью рабочем состоянии.
Далее нам нужно разобрать корпуса, вот только делать это следует аккуратненько, чтобы не повредить наши «драгоценные» компоненты. Извлекаем их и перекусываем посредством кусачек никелевую проволоку, да так, чтобы у каждого компонента оставались хвостики длиной приблизительно в один сантиметр с каждой стороны. Это даст возможность спаять АКБ обыкновенным паяльником.
Из двух десятков аккумуляторов ноутбуков, Кулибину удалось добыть 112 батареек 18650. В одном блоке было только две пары элементов, а второй блок оказался в весьма привлекательном состоянии, поэтому юзером решено было оставить его для собственного ноутбука.
Далее нам нужно продиагностировать каждый компонент, сначала вольтметром. В одну сторону нужно отлаживать условно рабочие, годные элементы — те, у которых напряжение превышает 3,5 V, а вот в другую сторону, пойдут те детальки, у которых напряжение варьируется в пределах 2-3,4 V. Возможно, они также послужат нам верой и правдой, но, основательно проверим их потом. В третью же кучку, собираем батарейки, демонстрирующие напряжение менее 2 V. К превеликому сожалению, они, скорее всего, нам уже не пригодятся.
Первая партия порадовала 64-мя экземплярами, во вторую попало 32 элемента, третьей же досталось 16 компонентов. В принципе, не плохой результат!
Следующим этапом является тестирование батареек по ёмкости — это самый длительный процесс, который займёт у вас пару месяцев! Для данного мероприятия, нужно будет приобрести зарядное устройство для обслуживания литий-ионных АКБ оснащённое функцией проверки ёмкости, если конечно, у вас его ещё нет. Естественно, это прибавит себестоимости нашей недорогой батарее, но вещь в хозяйстве без сомнений нужная, полезная. Профэссор заказал себе на AliExpress модель LiitoKala Lii-500, за почти 1 тыс. руб.
Первыми пошли на проверку условно рабочие компоненты из первой кучки. Диагностируем детали в режиме NOR TEST, ток заряда лучше устанавливать 500 мА, по той причине, что на 1А зарядное будет сильно нагреваться. Время проверки двух пар батареек — около 6-8 часов, а всё это дело, устанавливалось на ночь.
По результатам тестов, также разделяем элементы на несколько групп, только уже по показателям ёмкости. В первой группе расположились изделия с самыми высокими показателями ёмкости, которые без вопросов зарядились до 4,2 V и прошли тест зарядка/разрядка. Вот именно эти компоненты мы и будем использовать для нашего электробайка. Были отобраны элементы ёмкостью 2000-2500 mAh, а всего, их получилось 65 штучек.
Второй группе достались также хорошие изделия, но с показателем ёмкости менее 2000 mAh. Такие экземпляры можно использовать для бытовых целей, фонариков и прочих «поделок» — это для нас как приятный бонус будет.
И наконец в третий комплект мы откладываем аккумуляторы, не прошедшие цикл заряда/разряда — их остаётся только выбросить.
Лайфак по ускоренной проверке элементов
Время тестирования компонентов можно сократить и поможет нам в этом совет одного из юзеров. Приобретаем на AliExpress держатели, две штуки по пять ячеек и десяток платок зарядки для лития. Пять Вольт можно получить от старого блока питания компьютера. Цена всему перечисленному, чисто символическая, а пользы — много! Пока будут проверяться четыре элемента, ещё десять будут заряжаться — это весьма существенно сократит время проведения тестирования.
Далее нам нужно выбрать тип электронакопителя и распределить составляющие по группам. Пользователем было принято решение собирать батарею на 36 V, так агрегат получится более солидным по показателю ёмкости, чем если делать аппарат на 48 V.
Нам потребуется последовательно соединить десять групп по шесть соединённых параллельно элементов. Компоненты распределяются таким образом, чтобы ёмкость каждой из десяти групп была примерно одинаковой. Проще всего поступить так: забиваем данные в таблицу Excel и меняем компоненты местами.
Сводная таблица ёмкостей групп компонентов
Разбег по группам составил около 30 mAh, а общая ёмкость электроаккумулятора, вышла на показатель чуть больше 13 Ah.
Следующее, что нам нужно сделать — аккуратно, качественно и самое главное правильно, спаять батарейки. Если желаете сэкономить по максимуму, то склеить компоненты между собой можно воспользовавшись термоклеевым пистолетом. Однако это не самое лучшее решение, ведь в идеале, изделия не должны соприкасаться. На AliExpress был заказан бокс для аккумуляторов и в него входила пара сеток с отсеками. Заниматься сборкой и пайкой — весьма удобно!
Вставляем в нижнюю ячейку все батарейки согласно таблице. Во избежание путаницы, можно дополнительно подписать группы 1-10.
Посредством имеющихся хвостиков никелевой ленты, нам нужно спаять группы элементов. В нашем случае пайка была произведена медной проволокой из провода сечением 0,75 мм. Для обеспечения равномерного заряда/разряда всех компонентов группы, нужно чтобы перемычек между элементами было как можно больше.
Естественно, для более эффективной и продолжительной эксплуатации источника питания, потребуется установить балансировочную плату. В современных электронакопителях — это обязательная деталь. Тут нужно понимать, что данное устройство должно в максимальной степени подходить под тип собранной электробатареи. Создатель «дешёвки» собирался использовать своё произведение совместно с мотор-колесом на 350 W, поэтому предпочтение было отдано недорогой BMS на 15 A разряда, стоимостью около 900 руб. Подключалось это хитроумное устройство по схеме производителя.
После того, как сборка будет завершена, проверяем всё ещё раз. На выходе электроаккумулятора должно быть 42 V. Готовый девайс нужно плотно обернуть мягкой упаковочной плёнкой, обмотать скотчем и засунуть в корпус. Здесь потребуется организовать всё дело таким образом, чтобы изделие зашло в корпус с некоторой натяжкой.
Готовая аккумуляторная батарея должна получиться у вас не хуже чем заводское исполнение, а если какая-то её составляющая даст сбой, то деталь всегда можно будет заменить самостоятельно. К тому же, собирая гаджет своими руками, вы будете уверены в его надёжности и застрахованы от неприятных неожиданностей.
По предложенной в теме схеме, можно спаять АКБ и из новых элементов. На AliExpress сейчас 40 штучек батареек 18650 ёмкостью 2600 mAh, можно приобрести за сумму чуть больше 4 тыс. руб. Это также окажется намного дешевле, чем если вы надумаете приобретать готовый собранный аккумулятор в магазине.
Заключение
Как видим, ничего сложного в сборке дешёвой литий-ионной электробатареи нет — домашний мастер разложил всё по полочкам, поэтому у других юзеров не должно возникнуть никаких проблем. Единственное что может напрячь многих пользователей — это продолжительный срок тестирования, но, всё-таки и по деньгам выйдет намного выгодней. Как было сказано, проверку можно осуществлять зимой, чтобы как раз к весне всё было готово. Если хотите, можно для ускорения процесса воспользоваться описанным в теме лайфхаком. Ну, я думаю, суть дела вам понятна!
Источник