Лодочный аккумулятор своими руками

Приветствую читателей сайта 2Схемы. Пару лет тому назад вышел из строя аккумулятор мотоцикла и пришлось его заменить, решено было купить литиевый аккумулятор, ожидая что он будет легким, надежным и долговечным. Но несмотря на то, что он стоил в два раза дороже свинцово-кислотного аккумулятора, АКБ с самого начала крутил стартер не очень уверенно, а после зимы совсем ослаб. Так что пришло время взять дело в свои руки и решить проблему раз и навсегда. Так была создана показанная здесь литиевая мото батарея.

Начнем с измерения пускового тока. Ток измерялся токоизмерительными клещами Uni-t 203. Амперметр при запуске холодного двигателя показывал около 80 А. Кстати, при запуске автомобиля (бензин) он показывает 200 А. Теперь, зная о более-менее реальном энергопотреблении при запуске, были выбраны аккумуляторы LiFePO4 A123, которые имеют последовательное сопротивление 6 мОм и импульсный ток 120 А.

Балансир основан на классической сборке TL431 + LM385. Схема работает следующим образом: пока напряжение на ячейке не превышает 2,495 В (ref TL431) + около 1,24 В (ref LM385), балансировщик неактивен. Когда напряжение становится выше, TL431 начинает открываться и позволяет току течь между катодом и анодом.

как собрать аккумулятор для лодочного мотора LiFePO4 100Ah недорого своими руками

Действительно – при напряжении ниже 3,7 В балансир берет ток нулевой последовательности, при 3,72 В – ток потребления 15 мА, а при 3,75 В – ток возрастает до 55 мА. При 4 В ток составляет примерно 70 мА. Максимальным током можно управлять изменяя номинал резисторов R2, но нужно помнить, что максимальный ток TL431 равен 100 мА и превышать это значение нельзя.

Недостатком этого балансира является неактивная утечка тока. Для 3,3 В это 180 мкА, для 3,6 В около 400 мкА. Бороться с явлением можно с помощью LMV431/TLV431 (ток потребления ниже 55 мкА), но помните, что его V-ref составляет 1,25 В и для сохранения рабочих параметров балансира необходимо использовать LM385 в исполнении на 2,5 В. Кроме того, выбрать резисторы: R1 должен пропускать через LM385 не менее 10 мкА, а сопротивление R2, для того же тока балансировки, что и выше, следует увеличить примерно в 2 раза.

При текущей конфигурации балансировщика (утечка 200 мкА) и номинальной емкости батареи 2500 мА батарея разрядится примерно через полтора года, что в целом не является большой проблемой. Теоретически, вместо LM385 можно просто использовать делитель, но так как вывод REF TL431 потребляет 2-4 мкА тока, то во избежание перепадов напряжения на делителе пришлось бы использовать достаточно малые значения сопротивлений, порядка 10 кОм.

Корпус напечатан из PET-G на 3Д принтере. Материал PET-G должен выдерживать температуру на мотоцикле. Если выяснится, что батарея чрезмерно подвергается воздействию температуры от двигателя и корпус плавится, то остается печать ABS или каким-нибудь мощным PLA. Обычный PLA исключается из-за низкой температуры размягчения.

Разъемы питания — винты М5. Хорошо бы использовать те разъемы, которые обычно используются в аккумуляторе, но в наличии нет ничего подобного. На китайских порталах тоже ничего похожего не нашлось, разве что там можно купить пустой корпус аккумулятора с клеммами.

Полезное: Самодельный автомобильный адаптер для ноутбуков 18-20V

Винт-контакт соединен с корпусом гайкой и закреплен на корпусе двумя винтами М3, препятствующими его проворачиванию. Благодаря этому корпус не препятствует закручиванию контактного винта и удалось все затянуть с максимальным усилием.

Сделано электрическое соединение с 4 отрезками стальной ленты 8 мм / 0,15 мм, что соответствует 16 мм / 0,3 мм. Такую комбинированную ленту сварочнику удалось сварить без проблем.

После поворота ключа без запуска двигателя (включение света, ЭБУ и бензонасоса) в случае с предыдущим аккумулятором напряжение падает примерно на 900 мВ. В свою очередь, для данной самодельной батареи – напряжение падает примерно на 300 мВ при тех же условиях. Мотоцикл заводится надежно и без проблем. но если бы на испытаниях не хватило тока – конфигурация 4S1P изменилась бы на 4S2P.

Аккумулятор имеет высоту 95 мм и длину 150 мм, что соответствует заводскому АКБ, но ширина меньше в 2 раза (40 мм вместо 85 мм). Так что и легче стало, и место осталось.

Стоимость проекта составила 4 x 300 рублей за батареи, 500 за активный балансировщик + печать корпуса. В любом случае АКБ получился куда как лучше китайского. А про изготовление автомобильного литиевого аккумулятора на 12 В можно посмотреть тут.

Источник: 2shemi.ru

Как не надо делать Li-Ion батареи

Сборка Li-Ion батареи своими руками – задача посильная, но для ее успешного решения нужен ответственный подход и опыт в выполнении электромонтажных работ. Конструкторы-любители при создании аккумуляторных батарей нередко допускают ошибки, которые приводят к ухудшению характеристик, уменьшению срока службы АКБ и другим негативным последствиям. Поэтому с технической точки зрения большинство самодельных литиевых батарей уступает заводским аналогам.

При сборке литиевой АКБ из отдельных ячеек в домашних условиях трудности возникают уже на этапе отбора ячеек с одинаковыми характеристиками. При профессиональном производстве аккумуляторных батарей ячейки тщательно тестируются, и для объединения в одном корпусе отбираются элементы с отличиями в параметрах не больше десятых долей процента.

Конструкторы-любители традиционно собирают АКБ из имеющихся ячеек с заметно отличающимися характеристиками. При эксплуатации таких батарей происходит их разбалансировка и преждевременный износ, несмотря на использование BMS платы. Далее рассмотрим популярные ошибки начинающих мастеров и расскажем, как сделать литий-ионный аккумулятор своими руками без ущерба для качества.

ТОП-5 ошибок при домашней сборке литиевых АКБ

1. Использование в одной сборке элементов питания с отличающимися параметрами – например, новых и старых, взятых из разобранной батареи ноутбука. Каждую ячейку в дальнейшем нужно балансировать – выравнивать ее рабочие параметры по отношению к другим элементам питания. Чем больше элементов используется в батарее, и чем сильнее отличаются их характеристики, тем выше вероятность выхода части ячеек из строя.
2. Идея сделать самому литиевую АКБ из аккумуляторов сомнительного качества. Такое решение в лучшем случае приведет к бесполезной трате времени и сил.
3. Неправильный расчет напряжения и емкости собранной батареи. Напряжение рассчитывается как сумма значений последовательно соединенных ячеек. У Li-Ion аккумуляторов номинальное напряжение составляет 3,7 В, а у ячеек типа LiFePO4 – 3,2 В. Емкость батареи рассчитывается как суммарное значение параллельно соединенных ячеек. В среднем Li-Ion аккумуляторы типоразмера 18650 имеют емкость 2,6–3,5 Ач. Но часто на аккумуляторах указывается ложное значение емкости, поэтому завышенные в несколько раз значения должны вызвать подозрение.
4. Сборка ячеек по неправильной схеме. Перед тем, как сделать литиевую батарею, нужно продумать оптимальную схему сборки ее элементов. Напряжение батареи обязательно должно соответствовать напряжению электромотора и контроллера. Например, чтобы получить Li-Ion батарею напряжением 24 В, нужно последовательно соединить 6 ячеек типоразмера 18650 (обозначение 6S в схеме). Для получения АКБ на 36 В используется схема 10S, для 48 В – 13S, для 60 В – 16S. Коэффициент возле буквы Р в схеме означает количество параллельно соединенных ячеек и влияет на суммарную емкость батареи. Например, по схеме 10S5P из Li-Ion аккумуляторов формата 18650 можно собрать АКБ напряжением 36 В и емкостью 13–17,5 Ач, в зависимости от емкости используемых элементов.
5. Пайка Li-Ion аккумуляторов – при нагреве от паяльной станции или паяльника происходит разрушение их структуры и безвозвратная потеря емкости. Кроме ухудшения характеристик ячеек, пайка может навредить защитному клапану – элементу безопасности, находящемуся под «+» контактом. Он выдерживает температуру до 120 °С. Более того – пайка не обеспечивает необходимую надежность соединения при перегреве, а припой уязвим перед воздействиями внешних факторов. Поэтому вместо пайки рекомендуется:

• контактная (точечная) сварка литий ионных аккумуляторов своими руками;
• использование специальных держателей – холдеров с пластиковым корпусом и предусмотренными контактами для пайки без опасности перегрева ячеек;
• применение мощных неодимовых магнитов;
• склеивание;
• применение жидкого пластика.

Как сделать литиевый аккумулятор своими руками

Перед сборкой Li-Ion батареи нужно выбрать схему соединения ячеек и приготовить все необходимое: элементы питания с одинаковыми параметрами, никелевые полосы для их соединения, аппарат для точечной сварки и т.д. В крайнем случае, можно воспользоваться и пайкой, но обязательно брать низкотемпературный припой и воздействовать на ячейки кратковременно. Паяльник лучше использовать мощный (от 80 Вт), но быстро, чтобы место припоя не успевало нагреться.

Сборка батареи производится по следующему алгоритму:

1. Устанавливаем ячейки в холдеры – необязательно, но удобно.
2. Отрезаем никелевые полосы для их соединения.
3. Соединяем ячейки при помощи точечной сварки в соответствии с выбранной схемой.
4. Выбираем подходящую по параметрам BMS плату и припаиваем ее к концам батареи согласно схеме.
5. Устанавливаем индикатор заряда, выключатель индикатора, разъем для подсоединения зарядного устройства или нагрузки.
6. Помещаем АКБ в корпус.
7. Тестируем ее работу.

Самостоятельная сборка батареи – увлекательный процесс, но для его успешного выполнения нужны определенные навыки, знания и материалы. При даже частичном их отсутствии лучше не рисковать, а поручить сборку литиевой АКБ с нужными характеристиками профессионалам.

Читайте в нашей предыдущей статье об аккумуляторах для электромобилей – их типах, сроке службы, особенностях подзарядки.

• 24 сентября 2019 г.
• 89 просмотров
• 0 комментариев

Источник: virtustec.ru

Аккумулятор для автодома — выбор и подключение к генератору дома на колесах своими руками. Электросистема автодома ч.1

Всем привет, в этой статье разберемся с тем, как сделать хорошую электросистему в доме на колесах, сколько это будет стоить и какие варианты у вас есть. Так же поговорим о компонентах из которых эта система строится — аккумуляторах, солнечных панелях, контроллерах, проводах и сопутствующей мелочи. В общем будет все как вы любите — понятно, объективно и разложено по полочкам.

Это будет серия из 4 статей, ведь эта тема одна из самых объемных и имеет множество вариантов исполнения. Постараемся разобрать основные варианты реализации от самых простых до весьма навороченных. В первой части, которую вы читаете прямо сейчас речь пойдет о дополнительных аккумуляторах, какие они бывают и как с их помощью организовать простейшую электросистему с зарядкой от генератора автомобиля. Во второй коснемся солнечной энергетики, в третьей речь пойдет о монтаже и проводке в электросистеме, а в четвертом я научу вас рассчитывать необходимую мощность энергосистемы под ваши задачи чтобы определиться с выбором всех компонентов. Ну а сейчас мы вернемся к теме сегодняшнего ролика — выбор аккумуляторов и их подключение.

Выбор типа батареи — AGM, GEL и LiFePo4

Когда речь идет о самодельном автодоме и его электросистеме нет одного решения подходящего всем сразу. У всех разные потребности, разный бюджет и стиль путешествий. Но главные принципы построения и типовые решения мы разберем далее. Начнем с основных компонентов, из которых вообще строится электросистема дома — дополнительных аккумуляторов.

Если не вдаваться слишком в подробности они бывают двух основных видов — стартовые и тяговые. Стартовые предназначены для того, чтобы заводить двигатель, то есть отдавать много энергии за короткий период времени для старта двигателя и отдыхать, а тяговые больше нацелены на более медленный планомерный расход энергии в течении длительного времени.

Они немного по-разному устроены внутри и каждый вид будучи использован под свой тип задач сможет прослужить вам больше другого. Очевидно нас больше интересует второй вариант — тяговые батареи, мы ведь не собираемся в автодоме тратить всю энергию за пару минут, а наоборот, постепенно использовать ее на свет, насосы, вентиляцию и другие устройства. Если в таком режиме использовать стартерную батарею — она будет довольно быстро разрушаться и прослужит максимум пару-тройку лет. А если вы будете её сильно разряжать, до нуля, то она и вовсе может погибнуть за месяц. Так что, если дом вам нужен чаще чем пару недель в году — выбирать лучше тяговые батареи. Из тяговых батарей можно выделить свинцово-кислотные и литиевые как наиболее популярные типы

Свинцово-кислотные не герметичные аккумуляторы

Свинцово кислотные это по сути обычные аккумуляторы что мы ставим в машины, только в случае тяговых они лучше предназначены для медленной разрядки. Самые дешевые из них — открытые жидкостные, но они имеют некоторые минусы — например выделение не очень полезного газа во время зарядки, так что размещать такие батареи в жилом отсеке не рекомендуется.

Ставить можно только где-то снаружи автомобиля либо в герметичном боксе с вентиляцией наружу. Так же есть альтернативный вариант — подсоединить специальную трубку в отверстие для выпуска газов и вывести ее за пределы автодома. Тогда такие батареи тоже можно ставить и в доме. Но размещать при этом их можно только вертикально, иначе вместо газа через вентиляционные отверстия из них будет утекать электролит.

Герметичные свинцовые батареи типа GEL/AGM

Если же хочется аккумуляторы не выделяющие газов — тогда надо смотреть на необслуживаемые герметичные кислотные батареи. Они тоже могут быть жидкостные, но чаще бывают двух других типов — GEL и AGM. В принципе для наших целей это примерно одно и то же, просто немного разный наполнитель внутри.

В них электролит уже не плещется в ячейках свободно, а находится в пористых пластинах или в виде геля. Так что он никуда не растекается, даже если батарея установлена боком.

Такие типы аккумуляторов являются популярным вариантом для применения в кемперах и в том числе их ставят на коммерческие автодома.

Они безопасны, не требуют никакого обслуживания и могут заряжаться от генератора автомобиля. При этом выделение каких-то газов у них минимально или отсутствует вовсе, так как внутри находятся специальные камеры для рекуперации газа и он не выходит за пределы корпуса батареи, кроме совсем крайних случаев, когда срабатывает клапан сброса повышенного давления.

Но при штатной эксплуатации этого возникать не должно. На всякий случай от этого клапана тоже можно вывести трубку на улицу, но это мало кто делает. Гелевые и AGM батареи тем не менее остаются все еще кислотно-свинцовыми аккумуляторами и сохраняют их минусы.

Во-первых большие габариты и вес — аккумулятор на 100Ач будет весить около 35кг, а если хочется систему в 400Ач, что это выйдет в 130кг веса и займет не мало места. И во-вторых аккумуляторы такого типа очень не рекомендуется разряжать ниже 50% емкости. В идеале уровень заряда должен находится на уровне 70% и выше.

В таком случае они могут проработать до 10 лет почти не потеряв в емкости. Если же постоянно разряжать их до нуля то такое использование прикончит батареи буквально за пару-тройку лет. Так что в итоге от своей энергосистемы вы по факту получаете от 30 до 50% объема для использования, если не хотите менять аккумуляторы как патроны.

Литиевые батареи LiFepo4

Другой же, самый современный тип аккумуляторов — литиевые. Они лишены многих недостатков кислотных конкурентов — разряжать такие батареи можно практически до нуля без последствий. К тому же они значительно легче. Батарея 100Ач будет весить до 15кг.

И если мы еще будем учитывать возможность разрядки до нуля получается эффективность 100Ач литиевой батареи равняется такой же у 200-300Ач свинцово-кислотной. Основным минусом литиевых аккумуляторов является их более высокая стоимость и некоторые особенности эксплуатации. Впрочем стоимость литиевых батарей — понятие плавающее. Да действительно фирменные батареи например типа lifepo4 на 100ач могут легко стоить и 40 и 60 тысяч рублей. Но если выбрать китайский вариант подешевле или обратиться к частным объявлением то такой в РФ можно купить уже около 25-35 тысяч. Ну а если вы готовы подождать то можно взять батарею на Aliexpress и тогда она обойдется и вовсе в 20 тысяч, например от проверенного бюджетного бренда littokala и подобных

16 582 ₽

Источник: vantourist.ru