Без пайки и сварки — конструктор батарей для электротранспорта
Существует два общепринятых способа сборки батарей из элементов 18650 для электротранспорта: контактная сварка и пайка.
В интернете можно найти полно инструкций по обоим способам, коротко — пайку используют самодельщики для разовых проектов, в целях экономии, т.к. хорошие аппараты для точечной сварки достаточно дорогие, на свой страх и риск используют специальные флюсы, низкотемпературные припои, мощный паяльник и прочие ухищрения, для того чтобы спаять цепь из аккумуляторов.
Нагрев li-ion элементов крайне нежелателен, это может привести вплоть до разгерметизации элемента и даже взрыва, но на практике кратковременный точечный нагрев 3-5 секунд может происходить без существенных последствий.
В промышленных масштабах и мелкосерийном производстве применяют конечно контактную сварку, это быстро, надёжно, но делает батарею весьма не ремонтно пригодной. Если через некоторое время в одной из сборок выявится бракованный элемент — заменить его будет достаточно проблематично.
Ещё есть всякие холдеры, куда аккумулятроы просто вставляются и держатся за счёт подпружиненных контактов, но для объёмных и высокотовых сборок их не используют, по очевидным причинам — большие потери на плохих контактах, дополнительные вес и габариты, плохая фиксация аккумулятора в держателе. Но для фонарика, повербанка или шуруповёрта — вполне сойдёт.
И тут наткнулся на комплект из обычных на первый взгляд модульных холдерах, которые часто используют при сборе батарей из первых двух способах, но с одним отличием — плюсовой и минусовой пластиковый стакан имеют внутри контакты с резьбовым соединением снаружи!
То есть банки собираются как кубики лего в нужной форме, при этом не контактируют друг с другом — опасности перетирания изоляции при вибрации и короткого замыкания полностью отсутсвует, а контакты соедияются межу собой медными никелерованными перемычками при помощи гаек. И дополнительно потом стягиваются штифтами по всей сборке для надёжности.
При этом производитель заявляет о том что такой способ соединения аккумуляторов 18650 спокойно выдерживает ток до 20 ампер на банку, а это солидные показатели.
Энтузиасты собирали с помощью этого конструктора прям огромные батареи для электромобилей и прочего электротранспорта и всё работало нормально.
Единственный минус — это цена кита из холдеров и соединительного крепежа, $41.99 на комплект для 30 ячеек.
Источник
Литиевые аккумуляторы для мотоциклов своими руками
Мотик Suzuki SV400S ’98 купленный мной прошлой осенью практически сразу захотел новый аккумулятор — тот что был моментально разряжался, не всегда включал 35-ваттную ксенонку, а стартер крутил как-то вяло и нехотя. После очередного позорного старта «с толкача» я полез по сайтам в поисках нового аккумулятора. И практически сразу закручинился — новый аккумулятор для моей Сузы от любого приличного производителя выходил не меньше 3 т.р. И это за доисторические свинцовые аккумуляторы, малоемкие, тяжелые, с низкой токоотдачей! Многим известно что у большинства свинцовых аккумуляторов есть такая малоприятная «фича» — при заявленной емкости в 12 Ач безопасно можно использовать только половину емкости, т.е. около 6 Ач. Дальнейший разряд ведет к ускоренной деградации аккумулятора и скорой его замене. Исключение составляют аккумуляторы серий «Deep Cycle» — но часто ли вы видели такую надпись? )))
Еще немного покопавшись в просторах инета я нашел более интересный вариант — аккумуляторы собранные из элементов LiFePo4.
Осторожно! Много непонятных буковок и картинок
Литий-железная химия вполне безопасна, элементы емкие и легче свинца. Многие производители также говорят про 3-4 кратное увеличение времени жизни таких батарей при условии правильной эксплуатации. И емкость элементов — честная, хорошие элементы можно разряжать почти полностью без ущерба для них и без падения токоотдачи по мере разряда! К тому же еще и более морозоустойчивые чем свинец. Нашел подходяший по размерам и параметрам вариант — Shorai LFX12A1-BS12
Итак, что мы имеем? Емкость проставлена в «свинцовом эквиваленте», т.е. читаем 12 Ач — имеем в наличии все те же 6 Ач! За такие деньги — я не согласен. Быстрый перебор информации от остальных производителей аналогичных аккумуляторов тоже не порадовал — везде небольшая емкость, где честно проставленная, а где и опять располовиненная «PB EQ».
Скажете засада . Не для самодельщика ))
Дальше будет много терминологии понятной моделистам, электрикам и собратьям-самоделкиным. Если что — спрашивайте в комментах меня или мучайте гугля.
Два года назад я всерьез заинтересовался возможностью сборки электровелика «с нуля», таки собрал его, и вот уже года полтора использую его по назначению. Тяговая батарея собиралась из большого количества элементов и электроники для контроля ее состояния. Вот так она выглядит без чехла:
Количество проводов меня тоже пугает, да )
Навыки и информация полученная в процессе очень помогли в сборке новой батареи.
Итак, вводные: Элементы LiFePo4, максимальная емкость в пределах габаритов свинцовой батареи, максимальная токоотдача, система контроля для долгой счастливой жизни, минимальная цена.
Перекопав еще раз дебри сети нашел несколько подходящих вариантов, а финалистами стали два из них:
A123 ANR26650M1A 
номинальное напряжение 3,3в
номинальная емкость 2,3 Ач
номинальный разрядный ток 30С (69А с элемента)
максимальный разрядный ток до 60С (до 138А с элемента)
номинальный зарядный ток 10С (до 23А на элемент)
размеры 26мм х 66,5мм
вес 70гр.
и ZIPPY Flightmax 3600mAh 2S2P 30C LiFePo4 Pack 
номинальное напряжение 6,6в (3,3в на каждую пару элементов)
номинальная емкость 3,6 Ач (1,8 Ач на каждый элемент)
номинальный разрядный ток 30С (54А с элемента)
максимальный разрядный ток до 40С (до 72А с элемента)
номинальный зарядный ток 2С (до 3,6А на элемент)
размеры 139мм х 21мм х 45мм
вес 262гр.
В доступный нам обьем влезает 24 элемента А123 (схема 4S6P, емкость 13,8 Ач, зарядный ток до 138А, разрядный ток 414А/828А, вес 1680гр) или 8 батарей Zippy (схема 4S8P, емкость 14,4 Ач, зарядный ток до 28,8А, разрядный ток 432А/576А, вес 2100гр).
Все здорово и радостно, но теперь начинает влиять такой важный фактор как стоимость. 24 элемента А123 обойдутся примерно в 6000р., 8 батарей Zippy в 5600р, это все с доставкой. Дофига? Вот и я так подумал.
Поэтому несколько умерил свои аппетиты и заказал 6 батарей Zippy что обошлось мне в 4200р. Параметры конечно получились поскромнее, но все еще радующие глаз — схема 4S6P, емкость 10,8 Ач, зарядный ток до 21,6А, разрядный ток 324А/432А, вес 1570гр.
А в довесок, благо все в одном магазине, взял еще вот такую мелкую шнягу, которая называемся в миру Battery Checker & Balancer 
Эта мелкая приблуда будет заниматься здоровьем батарейки, иначе говоря она будет выравнивать напряжение элементов батареи относительно друг друга. Единственное «но» — тестер расчитан в первую очередь для батарей LiPo, а не LiFePo4, поэтому заряд батареи в % показываться будет неверно. Балансировке элементов это не мешает. Поэтому левый уголок экрана с указателем заряда батареи я просто заклеил — нефик сбивать с толку )
Ну и мелочевка — балансировочные кабели для тестера и защитные колпачки. Пригодицца! ©
Затем при помощи Почты России был небольшой перерыв — первая посылка ехала примерно 1,5 месяца, вторая 2,5 месяца.
Наконец все приехало, и я отбалансировал все батареи по отдельности на модельном заряднике. Это чтобы не получить небольшой «бадабум» при соединении батарей между собой. Заодно проверил емкость, стабильность напряжения на элементах при разрядке ну и вообще…
Следующий этап — пайка и сборка:
1) Спаял параллельно 2 группы по 3 батареи в каждой (2S6P + 2S6P) 
с другого ракурса 
Попутно все зафиксировал армированным скотчем — так надежнее и меньше шансов повредить тонкие полиэтиленовые оболочки элементов.
2) Так выглядит собранная вместе начинка батареи 
Два толстых провода с разьемами нужны для последовательного соединения частей батареи между собой. Также видны балансировочные выводы 2S от каждой части.
3) Распиленый на части пластиковый воздуховод послужит жестким корпусом батареи 
4) Примерка 
5) Стянул все армированным скотчем до полного удовлетворения, и сделал контакты «колечками» из самих выводов (подходящих контактных колечек под рукой не оказалось) 
6) Поставил балансироваться, разбег между элементами минимальный 
Через пару минут все сводится к общему знаменателю
И засыпает чтобы не жрать зазря мою новую батарейку 
Собсно всё, дальше батарейка была установлена в надлежащее место, и работает как ей и полагается.
Т.е. ксенон включается быстро и без противного моргания, стартер крутит как заведенный, а фары можно оставить на час-два без того чтобы они разрядили батарею до нуля. Когда поставлю противоугонку — можно также оставлять ее включенной намного дольше по времени. А еще я люблю хороший свет, поэтому в скором времени буду ставить на место 35вт ксенонки что-то получше — 55/75вт или вообще диоды. Батарея позволяет )
В следующей статье я расскажу как сделал из мощных диодов габарит/стопсигнал заменивший галогеновые лампочки.
Источник
Сделать своими руками LiFePO4 аккумулятор
Сборка аккумуляторной батареи из ячеек типа LiFePO4 выполняется по тому же принципу, что и создание литий-ионных АКБ других видов. Но есть некоторые отличия, которые стоит учесть при выборе ячеек и их последующем соединении в батарею. В отличие от Li-ion аккумуляторов с номинальными значениями 3,6–3,7 В на ячейку, элементы питания на основе литий-железо-фосфата имеют меньшее напряжение – 3–3,2 В. Поэтому для получения батареи нужного вольтажа последовательно соединяется большее количество «банок» LFP, по сравнению с типичными Li-ion компонентами.
Что касается типоразмеров, LFP аккумуляторы не имеют к ним такой жесткой привязки, как остальные Li-ion элементы. Хотя ячейки категории LiFePO4 также можно купить в цилиндрическом исполнении и привычных форм-факторах 18650, 32650 или 32700, более распространены «банки» призматической формы. Также в продаже встречаются аккумы-пакеты. Собрать LiFePO4 батарею можно из «банок» любой формы и размеров, но наиболее удобными в сборке считаются призматики с резьбовыми клеммами.
Что понадобится?
Для сборки батареи из LiFePO4 аккумуляторов своими руками приготовьте:
- необходимое число аккумов с одинаковыми характеристиками, в идеале – из одной партии;
- принадлежности для их соединения, например, для призматиков с резьбовыми клеммами – переходные пластины и крепежные болты, для цилиндрических элементов – никелевую полосу и аппарат контактной сварки;
- БМС плату с подходящими характеристиками;
- балансировочные провода;
- измерительные приборы – вольтметр, омметр, мультиметр;
- клеммы-переходники;
- силовые клеммы;
- медный многожильный провод диаметром 6 мм;
- электроизоляционные материалы;
- кнопку включения-выключения АКБ;
- зарядное устройство, подходящее для собираемой литий-железо-фосфатной АКБ;
- штекер для зарядного устройства;
- индикатор зарядки;
- средства индивидуальной защиты – диэлектрические перчатки, защитные очки;
- термоусадочную пленку для герметизации созданной АКБ;
- аккумуляторный бокс или материалы для его изготовления.
Схема сборки
Чтобы собрать батарею из литий-железо-фосфатных аккумуляторов своими руками, нужно изначально продумать схему их сборки. Для наращивания вольтажа ячейки соединяются последовательно (плюсовой контакт предыдущей «банки» соединяется с минусовым контактом последующей), а для набора емкости – параллельно. К примеру, для сборки батареи напряжением 36 В и емкостью 10 Ач из ячеек с характеристиками 3,2 В и 5 Ач используется схема 12S2P.
При расчете необходимый вольтаж батареи нужно разделить на номинальное напряжение 3 В каждого элемента. Для 36-вольтовой батареи получаем 12 последовательно соединяемых ячеек, по 2 в параллели для набора емкости. Аналогично для получения батареи на 48 В последовательно соединяется 16 элементов. Но у заряженных LFP элементов напряжение составляет 3,65 В, поэтому напряжение заряженной батареи будет выше номинального значения: 3,65х12= 43,8 В, 3,65х16=58,4 В.
Последовательность сборки АКБ
Для создания LiFePO4 батареи по заданной схеме нужно:
- Подготовить все компоненты, инструменты, измерительные приборы. Ячейки для сборки должны быть с идентичными характеристиками и низким уровнем заряда – около 20% (для безопасной сборки).
- Соединить их по заранее продуманной схеме. При соединении строго соблюдать полярность. Призматические элементы соединить переходными пластинами и закрепить крепежом. Цилиндрические – соединить при помощи никелевой полосы и аппарата контактной сварки.
- К минусовой клемме батареи присоединить BMS плату. От нее к каждому контакту провести балансировочные провода. Припаять их или присоединить клеммами. Четко соблюдать схему подключения, прилагаемую к конкретной БМС плате.
- Присоединить силовые провода и необходимые разъемы.
- Герметизировать полученную АКБ при помощи широкой термоусадки.
- Поместить АКБ в корпус.
- Вывести проводку. Установить кнопку включения-выключения, индикатор уровня заряда-разряда, штекер для зарядного устройства.
- Имеющиеся в корпусе отверстия герметизировать.
Присоединить силовые провода и необходимые разъемы.Далее нужно протестировать батарею, зарядить ее, закрепить в выбранном месте, подключить к контроллеру, нагрузке, бортовому компьютеру или вольтметру.
О безопасности
При сборке аккумуляторной батареи, ее тестировании и дальнейшем использовании нужно соблюдать меры предосторожности. Недопустимо использовать элементы питания сомнительного качества или имеющие очевидные признаки неисправности. Аккумы нельзя ронять, деформировать, нагревать, подвергать перезаряду или глубокому разряду. Недопустимо замыкать плюсовые и минусовые клеммы. В процессе работ желательно использовать защитные очки и диэлектрические перчатки.
В данной статье приведена ознакомительная информация по сборке LFP батарей. В зависимости от подвида используемых аккумуляторов и технологии их сборки алгоритм и последовательность действий могут быть изменены. При отсутствии достаточных знаний, навыков, инструментов, комплектующих или опыта работы по изготовлению аккумуляторной батареи лучше поручить эту работу специалистам. В мастерской VoltBikes производятся АКБ всевозможных размеров и форм, с заданными характеристиками и гарантией качества.
Источник
