ШелепихаПринцип сборки самодельной АКБ литий-ионного типа одинаков – независимо от того, какой форм-фактор ячеек вы используете, какую батарею изготавливаете и где планируете ее использовать. Возможны некоторые различия в соединении элементов питания. Например, если использовать ячейки LiFePO4 с монтажными пластинами и болтами, контактная сварка не понадобится. Но в целом алгоритм сборки любой Li-ion батареи стандартный и вполне осуществим, в отличие от самостоятельного изготовления автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов.
Пошаговая сборка Li-ion батареи на 72 В
Последовательность изготовления литиевой АКБ своими руками примерно такова:
- Выясняем, батарея с какими параметрами нам нужна. Кроме номинального напряжения (в нашем случае – 72 V), решаем вопрос с запасом емкости, оптимальными размерами и формой АКБ.
- Обсуждаем, из каких элементов будем собирать батарею (емкостных или высокотоковых, какого типоразмера, с каким подтипом химии). Выбор зависит от условий будущей эксплуатации АКБ, в частности – от мощности нагрузки, которую она будет питать.
- Продумываем схему соединения ячеек – с учетом характеристик выбранных элементов питания и параметров, которые нужно получить в итоге. Если наращивать емкость не нужно, берем схему 20S1P. Если увеличение емкости необходимо, используем схему 20S2P, 20S3P, 20S4P и т.п.
- Выбираем BMS плату 20S с подходящими значениями долговременного тока нагрузки, максимальной токовой нагрузки (тока срабатывания защиты), зарядного тока.
- Готовим принадлежности для точечной сварки и пайки, измерительные приборы, электроизоляционные материалы, клеммы, провода, штекеры. Еще зарядное устройство, индикатор зарядки, термоусадочную пленку большого диаметра, очки, перчатки.
- Продумываем, как лучше расположить ячейки, чтобы получить желаемую форму и размеры АКБ – в зависимости от параметров корпуса или батарейного отсека.
- Берем Li-ion ячейки, одинаковые по всем параметрам (типу химии, материалам катода и анода, форм-фактору, бренду, в идеале – из одной партии) и выбираем среди них полностью идентичные по внутреннему сопротивлению и емкости. Выравниваем вольтаж отобранных элементов питания – замыкаем между собой все их минусовые контакты и так же замыкаем друг с другом все положительные контакты.
- Комплектуем батарею в соответствии с выбранной схемой.
- Если в схеме есть параллельное соединение, соединяем ячейки параллельно – набираем желаемый емкостной запас. Для электрического соединения элементов питания используем никелевую ленту и аппарат точечной сварки.
- Соединяем полученные 20 серий (или 20 отдельных Li-ion элементов, если схема не предусматривает параллельного соединения) последовательно – набираем номинальное напряжение сборки 72 В.
- В соответствии с прилагаемой схемой подключения присоединяем к батарее БМС плату и балансир.
- Присоединяем силиконовые AWG провода с разъемами ХТ60-мама – для зарядки и питания нагрузки.
- Тестируем собранную батарею – несколько раз заряжаем ее и разряжаем на нагрузочном стенде, контролируя нагрев, график разряда и отдаваемую емкость.
- После успешной проверки обкладываем батарею стеклотекстолитовыми листами толщиной 1,5–2 мм, помещаем в термоусадочную пленку и корпус.
- Выводим провода. Крепим кнопку включения/выключения, индикатор зарядки или вольтметр, штекер для зарядного устройства. Отверстия обрабатываем герметиком.
Правила безопасной эксплуатации Li-ion батарей
Если все сделать правильно, это сведет к минимуму всевозможные риски при эксплуатации АКБ. В частности, БМС плата будет контролировать рабочие параметры: напряжение, температуру, токи заряда и разряда. Если какой-то параметр выйдет за допустимые границы, БМС плата отключит батарею от нагрузки или зарядного устройства.
Пользователям остается только соблюдать простые правила:
- избегать экстремальных температур;
- не допускать ударов, повреждений и разгерметизации батареи;
- использовать подходящие зарядные устройства – предназначенные для АКБ с таким типом химии и характеристиками;
- не хранить батарею в разряженном состоянии;
- не заряжать на морозе;
- не оставлять под действием прямых солнечных лучей или около нагревательных приборов;
- не замыкать контакты;
- при любых неполадках – например, при быстрой разрядке или сильном нагреве при зарядке – обратиться в мастерскую.
Ранее в блоге VoltBikes вышла статья о настройке механических дисковых тормозов на электровелосипеде.
