Продолжение описания сборки самодельного модульного накопителя на LiFePo4 аккумуляторах.
Поделиться этой страницей в:
Продолжение статьи по сборке накопителя на LiFePo4 аккумулятора. Первая часть . ____________________________________________________________
Приступаем к сборке модулей аккумуляторов. Как уже писал, в данном накопителе стоят LiFePo4 аккумуляторы, поэтому для получения 12В необходимо поставить последовательно 4 шт таких аккумуляторов.
Аккумуляторы использую вот такие. Размер 32700, т.е. 32мм – диаметр, 70мм – длина.
Рис.34.
Хотя, на них и написано 7000мАч, но измеренная ёмкость получилась примерно 5.8Ач. Кроме подбора по ёмкости, необходимо рассортировать аккумуляторы по внутреннему сопротивлению, чтобы оно было максимально одинаковым для всех 4х последовательных аккумуляторов, входящих в каждый модуль. Сопротивление для этих аккумуляторов составляло около 9мОм. Аккумуляторы будем вставлять в кассеты, которые, как и «голову» напечатаем на 3D принтере.
Рис.35.
В итоге, получим 3шт вот таких коробочек.
Рис.36.
Нижняя на фото кассета отличается только наличием отверстия посередине под крепеж пластин, которые сверху и снизу будут закрывать аккумуляторы.
Рис.37. Вид снизу.
Вырезаем снизу проходы под соединения между банками.
Рис.38.
Получаем в итоге примерно такой вид нижней части кассеты.
Рис.39.
Рассортировываем наши аккумуляторы по четверкам и отрываем приваренную полоску плюсового контакта.
Рис.40.
Далее, развариваю аккумуляторы в кассете. По поводу сварки. Понятно, что мало у кого дома стоит сварочный аппарат. Но, т.к. аккумуляторы приходят уже с приваренными лепестками, то при желании, всегда можно их просто припаять обычным паяльником, как между собой, так и к проводам. Лента легко облуживается с помощью обычного флюса типа ЛТИ-120.
Рис.41. Сверху и снизу.
Не забываем подкладывать под ленту неплавящуюся прокладку, например, из бумажного малярного скотча. Здесь толщина прокладки составила 8 слоев такого скотча. Этот прокладка потом нам послужит термоизоляцией при подпайке проводов к полоскам контактов. Скотч является неплохой заменой специальному картону, который можно купить в том же Китае. Важно, чтобы прокладка не плавилась при каких-то нештатных ситуациях, а с этим хорошо справляется и бумажный скотч. И, да, сами аккумуляторы я также обмотал слоем скотча на всякий случай.
Рис.42. Прокладка над плюсовым контактом.
В итоге, заполнив три модуля аккумуляторами, добавив «голову» и «хвост», т.е. заднюю пластину, получим уже нечто, напоминающее законченное изделие. Остается только стянуть весь пакет шпильками, распаять BMSку и оставшиеся провода, да покрыть аккумуляторы сверху и снизу пластиком для защиты.
Рис.43.
На Рис.43 показан накопитель с 3мя модулями аккумуляторов, а на Рис.1 – вариант с шестью, т.е. под разные потребности были изготовлены накопители различной ёмкости.
Отрежем 4 шпильки М5 нужной длины (здесь по 17см) и стянем ими пакет аккумуляторов. Шпильки М4, конечно будут весить чуть меньше, но их обычно сложнее купить.
Рис.44. Временно стянем пакет на паре шпилек.
Залудим нижние части лепестков на крайних аккумуляторах.
Рис.45.
Отрежем кусок медного провода сечением 2.5мм2 и длиной чуть больше суммарной ширины кассет.
Рис.46.
Облудим его и припаяем к нему лепестки крайних аккумуляторов. Это будут выходные контакты сборного аккумулятора. На конце сделаем небольшую петлю, к которой потом будет припаян провод.
Рис.47.
На фото видно, что лепесток припаян поверх шины. В принципе, можно провод шины расположить и сверху, будет даже удобнее паять и контролировать качество пайки.
Подготовим плату BMSки – облудим выходы, покроем лаком и приклеим в центр ближнего к «голове» модуля аккумуляторов.
Рис.48. Приклеим BMS на стенку крайней кассеты.
Пока высыхает клей под BMS, залудим площадки на перемычках между аккумуляторами.
Рис.49.
Далее припаиваем провода от аккумуляторов к BMS. Начинаем с минусовой шины 0В. Затем, по очереди соединяем проводом аккумуляторы в кассетах с одинаковым напряжением (3.6В, 7.2В, 10.8В) и подпаиваем к соответствующим площадкам на плате. Подчеркиваю, соединять надо именно в такой очередности: 0-3.6-7.4-10.8-14.4В. Если сначала подпаять более высоковольтный провод плата BMS может сгореть.
Рис.50.
Сечение силовых проводов 0В и 14В выполняю проводом сечением около 3мм2. Промежуточные провода можно выбирать любым сечением, на фото это около 0.5мм2. Можно, конечно, и потоньше, но у тонких больше шансов порваться или отломиться. Также к плате припаиваем ответную часть разъема ХТ-60 для подключения к «голове». В общем, после распайки всех проводов к плате BMS блок аккумуляторов выглядит так.
Рис.51.
На всякий случай, изолирую BMSку сверху несколькими слоями бумажного скотча.
Рис.52.
И обязательно закрепляю все провода клеем.
Рис.53.
Поскольку все части в сборе, то можно выполнить и окончательную сборку накопителя.
Рис.54. Стягиваем пакет шпильками.
Собрали. Что-то как-то кривовато. Всё таки, 3D принтер, это поставщик заготовок, которые затем почти всегда надо «дорабатывать напильником». Посему, берём в руки драчёвый (крупнозубый) напильник и начинаем… господа гусары, молчать!… «делать коробочке красиво». Можно даже рашпиль применить, как на фото – чем крупнее зуб, тем меньше забивается – ПЛА пластик не слишком удобен для мехобработки. Ну, и, конечно, этим надо было заниматься до распайки проводов, но всё хочется побыстрее доделать электрическую часть, чтобы убедиться, что все работает.
Рис.55. Выравниваем внешние поверхности.
Затем, вырезаю из пластика пластины, которые закрывают торцы аккумуляторов. Для примера, на фото ниже, верхняя пластина. Она закрепляется саморезами в отверстия в крайних модулях, а бока заходят в пазы в кассетах.
Рис.56.
Над аккумуляторами в ближнем к «голове» ряду, делаю отверстия, чтобы можно было получить контакт с банками не снимая пластик целиком. Это может понадобиться, например, для контроля напряжения на каждом «слое» банок, возможно, для балансировки этих «слоёв» между собой, т.е. выравнивания напряжения на них.
Кстати, использованная BMS выполняет балансировку, но делает это медленно и только в то время, когда аккумуляторы уже полностью заряжены. Т.е. для балансировки надо оставлять накопитель подключенным к источнику зарядного тока по много часов и дней после окончания зарядки.
Рис.57. Отверстия для доступа к аккумуляторам.
Далее, окончательно собираю наш накопитель и тестирую его. В первую очередь заряжаю его и проверяю работу BMS по отключению аккумуляторов при заряде. После зарядки, измеряются напряжения на банках и выравниваются, при необходимости. Выравнивать можно либо заряжая более разряженные банки, либо, наоборот, разряжает наиболее «полные». Добиваясь разницы не более десятка мВ на всех банках. Вообще, как мне кажется, балансировать надо бы не при максимальной зарядке, а где-то при зарядке процентов на 80...90, когда аккумуляторы ведут себя уже более стабильно, чем при максимальном заряде, но при этом еще хорошо заметно изменение напряжения от уровня заряда. Но это субъективное мнение.
Также, после сборки новых аккумуляторов я бы настойчиво рекомендовал сделать пару-тройку полных циклов заряда-разряда накопителя. Довольно часто при первом цикле измеряемая ёмкость аккумулятора оказывается на треть и более меньшей, чем после даже одного цикла заряда-разряда.
И после сборки накопителя и проведения пары раз заряда-разряда, желательно бы еще раз проверить балансировку банок. Если не хочется (не можется) сделать это мультиметром (или другим напряжометром), то хотя бы обратить внимание на показания встроенного индикатора в накопителе. Если после отключения от зарядного устройства напряжение сразу падает ниже 14В, то балансировку лучше перепроверить, либо оставлять накопитель под зарядкой для работы медленного балансира BMS.
Закругляемся.
Несколько заметок напоследок.
- Показан весь процесс изготовления модульного накопителя и, если появится желание, и руки относительно прямые, то можно и повторить. - Файлы моделей выложу в теме форума. Там же отвечу на все возможные вопросы по теме. - Также обращаю внимание, что накопитель, это не полноценный повербанк – это, по свойствам, обыкновенный аккумулятор, к которому приделаны несколько электронных плат для удобства пользования и защиты. - Т.е. заряжать его нужно как аккумулятор, подключая к источнику, который сам умеет ограничить ток. Обычные блоки питания, например, для ноутбуков, при подключении либо уйдут в защиту, либо сгорят. - Зато, он может брать/отдавать на порядок большие токи, чем обычные накопители. - Вся электроника (разъёмы, стабилизаторы, индикатор) куплены на Алиэкспрессе. Конкретные ссылки тоже размещу в форуме.
Всё. Всем удачи в экспериментах.
для обсуждения.
Автор: Носов Николай 20.12.19
Все статьи разрешаются к копированию с обязательным указанием ссылки на нас.
На главную
