Велосипед свой руками как аккумулятор

Электровелосипед своими руками: батарея

Литий-ионная батарея электровелосипеда — не такое уж простое устройство, как это может показаться на первый взгляд. Она состоит из следующих основных компонентов:
— литий-ионные (Li-ion) элементы, соединённые контактами;
— плата управления (BMS, battery management system);
— корпус.

Часто покупателей интересуют только два параметра батарей:
— ёмкость, измеряемая в ампер-часах (Ah);
— рабочее напряжение, измеряемое в вольтах.

Однако при таком подходе из поля зрения ускользает одна из главных характеристик батареи — её внутреннее сопротивление, то есть способность отдавать ток.

Внутреннее сопротивление батареи

Как правило, чем дешевле батарея, тем выше её внутреннее сопротивление, и тем хуже она отдаёт ток. На чём это сказывается и в каких случаях это критично, а в каких нет?

Давайте в качестве примера рассмотрим маломощный электровелосипед, двигатель которого рассчитан на напряжение 36 В и мощность 250 Вт. Вспоминаем закон Ома и получаем, что максимальный ток, который должна выдавать батарея, составляет 250 / 36 = 6,94 ампера.

Оптимальным током разряда литий-ионного аккумулятора считается 1C, то есть значение, равное его ёмкости. Например, для аккумулятора ёмкостью 2500 мАч оптимальным током разряда будет ток 2500 мА, то есть 2,5 ампера.

Теперь считаем сколько необходимо соединить параллельно таких аккумуляторов чтобы получить необходимый нам ток (6,94 А).
b = 6.94 A / 2.5A = 2.8, округляем вверх до b = 3.

Схему сборки аккумуляторных батарей принято выражать в виде aSbP, где a — число последовательно соединённых блоков элементов, b — число параллельно соединённых элементов внутри одного блока.

Значение «b» мы уже нашли. Значение «a» определяется как номинальное напряжение батареи, делённое на номинальное напряжение одного элемента. То есть в нашем случае b = 36 В / 3,6 В = 10.

Таким образом, схема батареи, которой достаточно для питания двигателя на 36 В мощностью 250 Вт, будет иметь вид: 10S3P, то есть батарея будет состоять из 10 последовательно соединённых блоков по 3 параллельно соединённых элемента внутри каждого блока (всего 30 элементов).

Теперь давайте вернёмся к внутреннему сопротивлению. В недорогих китайских батареях как правило устанавливаются элементы с внутренним сопротивлением около 60 мОм. Соответственно, три параллельно соединённых элемента в нашей схеме будут иметь общее внутренне сопротивление 60 мОм / 3 = 20 мОм.

Несложно посчитать, что при протекании тока 6,94 А на блоке из трёх элементов будет рассеиваться мощность, равная 6.94 А * 6,94 А * 0,02 Ом = 0,96 Вт. А значит, батарея из 10 таких последовательно соединённых блоков будет выделять мощность 9,6 Вт.

Если же рассматривать более дорогие аккумуляторы, например у которых внутреннее сопротивление 30 мОм, то есть в 2 раза меньше, то очевидно и мощность, идущая на нагрев батареи, будет в 2 раза меньше, то есть 4,8 Вт.

Но дело даже не в нагреве батареи. При подключении нагрузки у более дешёвых элементов больше просадка напряжения, а значит такая батарея при разряде отключится раньше, чем аналогичная с более низким внутренним сопротивлением, то есть отдаст меньшую ёмкость.

Почему происходит отключение батареи и как это работает?

За отключение батареи отвечает BMS (battery management system) — система управления батареей.

Платы BMS, как правило, имеет следующие выводы:
— силовые: «P-» (к минусу разрядного разъёма), «B-» (к минусу батареи) и «C-» (к минусу зарядного разъёма)
— балансировочные, b-, b1. bn (к каждому из блоков элементов батареи)
— On/Off — к замку или кнопке для включения батареи

Задача BMS — не допустить перезаряда и переразряда элементов батареи. В отличие от свинцовых аккумуляторов, литий-ионные работают строго в определённом диапазоне напряжений: от 3 до 4,2 вольта. Только в этих пределах возможна стабильная и длительная работа аккумулятора.

Благодаря подключенному балансировочному разъёму, BMS «видит» напряжение на каждом блоке ячеек, и если напряжение на одном из них при заряде батареи достигло 4,2 В, BMS разрывает цепь заряда, и зарядка прекращается.

Аналогично и с разрядом — когда на одном из блоков напряжение опустилось до 3 вольт (иногда чуть ниже), BMS разрывает разрядную цепь и батарея отключается от нагрузки.

Ещё одна функция BMS — так называемая балансировка, то есть выравнивание напряжений на блоках элементов при заряде батареи, чтобы в заряженном состоянии напряжения на всех элементах были ровно 4,2 В (в некоторых версиях 4,1 В). BMS использует для этого резисторы, подключая их в процессе заряда к элементам с более высоким напряжением.

Если аккумуляторы, из которых собрана батарея, низкого качества, то батарею сложнее отбалансировать, вернее сказать, батарея будет всегда выдавать ту ёмкость, которой обладает самый худший блок элементов в её составе.

То есть если все блоки элементов имеют одинаковую реальную ёмкость 2,5*3=7,5 Ач, а один блок имеет ёмкость, к примеру 2+2,5+2,5=7 Ач, то вся батарея будет выдавать ёмкость 7 Ач, так как проблемный блок будет заряжаться раньше остальных, и BMS отключит заряд, и разряжаться раньше остальных, и по нему BMS отключит разряд.

В продаже всё ещё есть так называемые SmartBMS, которые можно подключить к компьютеру и вручную установить пороги напряжений и огромное количество других параметров. Но, как показала практика, SmartBMS в процессе эксплуатации «виснут» и перестают работать, а иногда настроенные параметры просто «слетают». В этом плане я бы рекомендовал использовать аппаратные BMS.

Но давайте вернёмся к Li-ion элементам, из которых состоит батарея. Как получается, что они бывают разного качества?

Источник

Изготовление аккумулятора для велосипеда своими руками

Электровелосипеды далеко не новинка велоиндустрии, модели представлены во всём многообразии их форм, размеров, цветов и мощностей электродвигателя на любой вкус потребителя. По причине высокой стоимости таких велобайков многие умельцы собирают их собственноручно. Основными электрическими составляющими электробайка являются: электродвигатель, аккумулятор с зарядным устройством и контроллер.

Аккумулятор для электровелосипеда

Готовые наборы для перевоплощения обычного велосипеда в электрический в ассортименте имеются в продаже, но в целях экономии средств зачастую оснащают транспортное средство подходящими моторами, снятыми с различной электрической утвари. Если вы уже практически переоборудовали свой байк в электровелосипед и дело осталось только за аккумулятором, то вариантов в принципе немного — купить готовый или сделать аккумулятор для велосипеда своими руками, собрав его из ячеек.

Аккумуляторная батарея — важнейшая незаменимая деталь электробайка, сердце всего механизма, с помощью которого и обеспечивается питанием велосипедный двигатель. Если источник питания разрядится или выйдет из строя, придётся по старинке крутить педалями.

Виды аккумуляторов, устанавливаемых на велосипед

Отличаются аккумуляторы по многим параметрам, от которых зависят технические показатели электробайка и, соответственно, цена вопроса. По видам могут быть:

• литий-ионный аккумулятор;
• никель-металл-гидридный;
• свинцово-кислотный.

Литиевые

Наиболее удачный вариант для оснащения электрического велосипеда — литиевые батареи, обладающие высокой ёмкостью. Они являются самыми высококачественными источниками энергии, имеют больший срок эксплуатации в сравнении с остальными, низкий вес, но и отличаются, благодаря своим характеристикам, высокой ценой.

Различают несколько разновидностей литиевых энергонакопителей для велосипедов:

• литий-марганцевые;
• литий-полимерные;
• литий-железо-фосфатные.

Все литиевые батареи разнятся по своему химическому составу, но являются экологически чистыми, поскольку герметичны и не содержат ядовитых веществ.

Срок службы таких аккумуляторов до 5 лет, количество циклов зарядки до 1000, за исключением железо-фосфатных, самых мощных и дорогостоящих из всех, срок эксплуатации которых при правильном уходе может достигать 10 лет, до 2000 циклов.

В любой батарее должны быть сбалансированы все элементы: эту функцию выполняет специальная плата BMS (Battery Management System) — система управления. Кроме выравнивания заряда ячеек, она полностью контролирует процесс заряда и разряда батареи. На заводских накопителях плата установлена по умолчанию, а на самодельный источник питания придётся устанавливать, чтобы увеличить срок эксплуатации своего творения и не выполнять работу за BMS.

Никель-металл-гидридные

В составе никельсодержащего аккумулятора смесь никеля с другими металлами. Такие батареи довольно лёгкие, находятся в средней ценовой категории. Срок их службы составит около 3 лет, 850 циклов зарядки.

Свинцово-кислотные

Чаще всего производители ставят на велосипед свинцовый аккумулятор, отличающийся высокой энергоёмкостью, низким уровнем саморазряда, минимальной ценой. Но при этом такие аккумуляторы недолговечны, имеют больший вес, значительно уступая по своим характеристикам литиевым. Срок службы 2 года, приблизительно 700 циклов зарядки.

Основные параметры батарей:

• Напряжение, измеряемое в вольтах. Батарея может выдавать 12, 24, 36, 48 вольт.
• Ёмкость — это вся запасённая энергия батареи до полной её разрядки, измеряемая в ампер-часах. Чем больше ёмкость, тем дольше велосипед проедет без подзарядки.
• Мощность, измеряемая в ваттах. Кроме мощности самих ячеек, на этот показатель влияет также плата BMS, контролирующая безопасность батареи, ограничивая мощность в случае необходимости.

Собираем литиевую батарею

Литиевые батареи для велоаккумулятора

Для того чтобы собрать аккумулятор для велосипеда, нам понадобятся:

• несколько литиевых элементов;
• соединительные провода, разъёмы;
• коробка или кейс, т. е. любая подходящая ёмкость, металлическая либо пластиковая;
• амперметр;
• паяльник;
• зарядное устройство.

Батареи складываем в пакеты попарно, учитывая полярность (элементы должны быть с параллельным соединением). Последовательно соединяем пакеты между собой, выводим охапку проводов с плюсом, уже соединённую, и так же поступаем с минусом.

Аккумулятор для велосипеда с выведенными проводами

Хорошо стянуть все элементы и сложить в приготовленную ёмкость. Желательно сразу же припаять плату BMS, чтобы приложенные усилия окупились долгим сроком службы.

Велоаккумулятор в чехле

Вести провода наружу из коробки следует из заранее просверлённых отверстий, затем к верхней части присоединить штекер, через который будет осуществляться зарядка. Все отверстия бокса обязательно должны быть герметизированы.

Теперь остаётся только подключить кабель готового аккумулятора к электродвигателю ну и, конечно же, заняться размещением источника питания на конструкции велосипеда.

Велосипед с самодельными аккумуляторами

Сохранить на дольше работоспособность энергонакопителей поможет своевременная зарядка, соблюдение температурного режима и благоприятные условия хранения.

Как сделать фару на велосипед самостоятельно? Как выбрать подходящий светодиод для фонаря? Детали, которые вам понадобятся, способ сборки и крепления на велосипед.

Как сделать велосипед из дерева своими руками. Рама из дерева не только стильный, но и практичный элемент велосипеда. Создаём прочную деревянную конструкцию.

Если вы мастер на все руки и любите создавать интересные вещицы, почему бы не научиться изготавливать самодельные велосипеды. На велобайке можно колесить по городу, хвастаться необычным самодельным сооружением перед соседями, а главное — показать сыну, какими талантами обладает его отец, научить основным приёмам и ещё больше упрочить понятие «хозяина» в доме.

Источник

Как сделать крутой электровелосипед своими руками: подборка ссылок за электромоторы и комплекты для конверсии

Сделать электровелосипед своими руками достаточно просто. Доступны качественные готовые комплекты для конверсии вашего велосипеда с добавлением мотора, аккумулятора и контроллера.

Я предлагаю подборку ссылок на готовые комплекты для конверсии и проверенные электромоторы различных типов, аккумуляторы для монтажа на раму или в багажник, контроллеры и экраны для настройки и управления, а также на аксессуары для электровелосипеда.

Сразу обращаю внимание: для выбора конкретного комплекта следует определиться с типом конверсии. Будет ли это мотор-колесо, или же мотор, устанавливаемый на заднюю каретку или центральную ось. Сразу же нужно определиться с напряжением и компоновкой сборки тягового аккумулятора. Ну и в завершение — выберете контроллер (экран) для управления электровелосипедом.

Мотор-колесо

Один из самый продвинутых вариантов конверсии в электровелосипед — это установка мотор-колеса с сопутствующей электрификацией. Рекомендую обратить внимание на полный конверсионный комплект мотор-колеса на 1500 Вт от Bafang. В комплекте есть все необходимое, за исключением аккумулятора (ссылки на аккумуляторы ниже). В лоте на выбор варианты на 500W/750W/1000W/1500W, соответственно подбираем аккумулятор на 36V/48V.

Центральный мотор (комплект)

Один из самых мощных вариантов — конверсионный комплект для установки центрального мотора с креплением в раму Bafang G510. Доступная мощность двигателя — 1 кВт. Напряжение для аккумулятора — 48 Вольт. Подойтет для всех типов электровелосипедов, в том числе для MTB, для карго-карго велосипеда.

Комплекты электромоторов на каретку велосипеда

Недорогой комплект для установки кареточного/центрального мотора — BAFANG BBS01B (разрешенные 250 Вт), это быстрый способ выполнить конверсию вашего велосипеда. Чуть подороже обойдется мощный комплект BAFANG BBS02B (750 Вт). Оба варианта имеют хорошее соотношение масса/цена/мощность и подойдут в большинстве случаев. Есть модель еще дешевле — это простой DIT мотор, который подойдет для начинающих.

Источник