Lifepo4 аккумулятор для автомобиля своими руками

Содержание:
Почему я перехожу на lifepo4 (литий-железо-фосфатный аккумулятор)
Покупка пакетов А123 3.2в 20ач на алиэкспресс, какая пришла первая посылка
Соединение проводов к контактам ячеек
Сборка аккумулятора, краткое описание

Пришло время переходить на новый тип аккумуляторов в моей ветро-солнечной электростанции. Автомобильные аккумуляторы у меня к сожалению держатся всего 1 год и теряют в конце почти всю емкость. Связано это с тем что зимой, когда нет по неделе ни ветра ни солнца аккумуляторы высаживаются в ноль и в таком состоянии живут по нескольку дней, после чего их емкость необратимо снижается. Конечно можно их и не высаживать так сильно, но как то не так получается, емкость написана на каждом по 60Ач, а брать ее нельзя, поэтому и брал все что есть.

В итоге так продолжатся не должно, что?, каждый год новые аккумуляторы покупать. Можно конечно брать с запасом раз в пять, чтобы не высаживать их полностью, но и стоимость тогда умножается на пять, да и прослужат не намного дольше, производитель 5 лет обещает если аккумулятор эксплуатируется на автомобиле. То-есть если никогда не разряжается и после завода машины сразу заряжается от генератора. Значит в автономке не более трех лет так-как главное условие выполнить невозможно — не разряжать глубоко и сразу заряжать. В общем на автомобильном свинце надо ставить крест, иначе покупая дешевку в итоге переплачиваешь.

Как альтернатива есть щелочные аккумуляторы, но у них свои проблемы, такие как зарядка до 17,5вольт, КПД 55-60% всего и прочее, к то-муже цена просто космическая для акб такой древней технологии, да и срок службы обещают 8-12лет при правильной эксплуатации.

Так же есть тяговые свинцовые аккумуляторы, все в них хорошо, можно разряжать на 100%, а при разряде не более 80% отрабатывают по 800-1500циклов и служат до 10-ти лет, а некоторые как обещает производитель аж до 20-ти лет. Но сами понимаете что цена соответствует и самый дешевый тяговый стоит в три раза дороже автомобильного свинца, а качественный в 5-7раз дороже.

Выход как я думаю нашел, это lifepo4(литий-железо-фосфатные) аккумуляторы. Это по сути тот-же литий-ион (как батарейки в телефоне или ноутбуке), но химия внутри немного другая что позволило этим аккумуляторам существенно снизить эффект старения. В итоге аккумуляторы не деградируют многие годы, обещают до 12-20лет, и сохраняют свою первоначальную емкость. Отрабатывают по 1500-2000циклов при разряде на 100% без снижения емкости и продолжают работать дальше без осрбых ухудшений параметров. А если не разряжать более чем на 80% то циклируемость 5000-7000циклов.

При всем этом эти аккумуляторы полностью необслуживаемые, не имеют всяких там эффектов памяти и их не надо заряжать на 100% и гонять малыми токами до-зарядки. Если до конца не заряжать и не разряжать то этим аккумуляторам только лучше. Можно сказать идеальный аккумулятор для автономных систем так-как может неделями стоять полностью разряженным и ему ничего не будет, не-надо как щелочные тренировать циклами и прочее.

Минус lifepo4 это цена, которая сравнима с ценой хороших щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов, или качественного фирменного тягового свинцового аккумулятора. Но это если покупать у наших перекупщиков в России, если заказывать из за границы, то получается значительно дешевле, а в Китае на порядок дешевле. Еще lifepo4 как и li-ion не переносят перезарядка и переразряда, нельзя превышать напряжение каждого пакета выше 3.75 вольт при заряде, и не допускать разряда меньше 2.00 вольта, иначе аккумуляторы умрут и восстановлению не подлежат. Для контроля этих аккумуляторов устанавливается плата защиты (BMS), которая следит за состоянием аккумулятора и если что отключает его при критических значениях заряда или разряда, а так же выравнивает напряжение каждого элемента в цепочке аккумулятора. Эти платы защиты выпускаются на любые аккумуляторы 12,24,36,48,72 вольта и тд.

lifepo4 — заказ на алиэкспресс

Собственно с Китая я и начал так как деньги всегда «Поют романсы». Решил покупать lifepo4 мелкими партиями по мере наличия свободных денег. Выбрал я как и многие lifepo4 в виде плоских элементов емкость 20ач, такую форму элементов называют пакетами. Китайцы конечно те еще сказочники, но то что я заказал они говорят оригинальный новый А123 3.2v 20ah. То-есть это оригинальные пакеты исчезнувшего бренда А123, и по дешевой цене ликвидируются остатки.

Эти батарейки покупал на алиэкспресс, кто еще не знает это Китайский сайт по продаже всего и вся по очень дешевым ценам и доставка почтой. Сайт на русском и как заказать я думаю разберется каждый, из минусов только то что посылки идут долго, в среднем месяц, бывают теряются и повреждаются в дороге, но это по вине я думаю уже нашей почты. Ниже самая первая посылка 3 пакета по 20ач. Продавцы часто разбивают тяжелые заказы на несколько посылок чтобы уложится в вес на одну посылку не более 2кг, вот и мою посылку разбили на две, в первой 3 пакета, во второй оставшиеся 2пакета, всего первый заказ 5пакетов по цене 5400рублей.

По цене если брать мелкими партиями 1-10шт, то цена за один пакет 20ач чуть больше 1000рублей, но если брать от 20-ти и выше, то цена значительно снижается. Моя батарейка будет на 80Ач 12вольт, это 960ватт*ч электроэнергии и обойдется она мне — пакеты 20ач=16шт=17500руб.+1600рублей плата защиты= 19100рублей. Если брать например партию в 36 пакетов сразу, то выходит 24000рублей, но я не могу сразу столько купить. А так батарейка на 1кВт*ч получается 19000рублей. На эти деньги я мог бы купить 9автомобильных аккумуляторов по 60Ач, это 540Ач суммарно 6.4кВт*ч, но если брать не более 10% от емкости чтобы аккумуляторы долго служили то это всего 640ватт*ч.
Ниже фото самой посылки.

Это фото сделано на почте, так как посылка пришла сильно измятая решил распаковать на месте, где и обнаружилось что батарейки сильно помяты с углов. Но что толку предъявлять и терять время впустую, расправил руками вмятины и пошел довольный домой, а батарейкам от таких вмятин ничего не будет, их можно хоть в трубочку свернуть, но не гарантирую, с моими все в порядке после такого как на фото выше. Ниже еще фото, пока стоял руками выпрямил почти все вмятины.

Уже дома произвел детальный осмотр этих батареек, немного потертые надписи гласят что производитель А123, но контактные шины видно что приварены отдельно и стыки залиты герметиком. Китайцы мне сказали что эти батарейки новые и приходят с Америки без контактных шин, которые приделываются уже в Китае, на плюс никелированная, а на минус медная. Ну будем думать что они их не откуда ни срезали припаяв новые контакты. Все равно дешевле нет, а качество и количество отработанных лет и циклов покажет время.

Чтобы убедится что шины приделаны отковырял герметик, ниже на фото видно что шина наложена и приварена, а место стыка замазано герметиком.

Теперь буду продолжать начатое и заказывать еще такие пакеты, всего пока мне надо 16 пакетов чтобы собрать батарею 12вольт 80Ач. А пока начал сборку уже имеющихся элементов. Начал с ящика для этих пакетов. Ящик сделал из фанеры толщиной 2см(какая была) и покрасил белой хреновой краской.

Дальше нужно было к контактным шинам как то прикрепить провода. Обошел все магазины, но очень маленьких болтиков так и не нашел и как специально ни в одном магазине электротоваров не нашлось клеммных колодок особой конструкции где уже есть мелкие болтики и стяжки. В итоге купил мощный паяльник на 100ватт и провод сечением 4квадрата. Дома я уже понял что припаять провода не получится, контактная пластина пакета не прогревается. А собрать первые четыре пакета чтобы получить батарею на 12вольт очень хотелось. В итоге зачистил провода и завернул из как в трубочку в контактные пластины, прижал плоскогубцами и поставил по две скобы из толстых пластинок. Конечно это не совсем правильно, но думаю контакт хороший и на всегда, тем более что больших токов там не будет, максимум ампер 5-10.

В крышке просверлил пять отверстий под болты М6 и на них соединил четыре пакета в цепочку для получения аккумулятора на 12 вольт. Это еще не законченный вариант, еще не пришла заказанная плата защиты (BMS), которая будет смонтирована под крышкой.

Болты как видно использовал обычные металлические, медных не нашлось. Но здесь нет ничего страшного, болты выполняют лишь роль зажимов для медных проводов,а провода стянуты друг с другом. Единственное это то что крайние болты выведены наружу как клеммы аккумулятора. В основном аккумулятор будет работать через плату защиты, а эти болты лишь для редкого подключения инвертора и др. Сопротивление конечно у металла выше, но думаю потери на нагреве болтов даже при токах 50-70А будут минимальными и их можно не считать так как инвертор включаю редко на электроинструмент. Но если найду, то крайние заменю на медные. Ниже фото внутренностей этого ящика-аккумулятора.

Пока все. Далее планирую покупать еще пакеты такие-же и докладывать в этот корпус пока не заполню его полностью, также скоро придет BMS — плата защиты и будет установлена. А пока все-таки попробую без BMC напрямую к контроллеру солнечной панели поставить и посмотреть как работает, есть ли дисбаланс ячеек, а так-же проверю реальную емкость аккумуляторов. Об этом в следующих статьях в разделе «Мой небольшой опыт».

Продолжение, часть 2, поставил аккумулятор вместо свинца и первые цифры и впечатление от работы лифера. ЛИФЕР (LIFEPO4) ВМЕСТО СВИНЦА В СОЛНЕЧНОЙ МИНИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Источник

Как собрать аккумулятор Lifepo4 своими руками на ячейках Headway 38120 или призматических элементах Lifepo4. В чем отличие цилиндрических элементов от призматических Lifepo4. Как соединить ячейки и получить готовый аккумулятор. Плата балансировки ячеек — BMS.
Как собрать аккумулятор 12в своими руками для дрели, отвертки, аккумулятор 12в для автомобиля или мотоцикла / мопеда.

Видео Aккумулятор Lifepo4 своими руками на ячейках Headway 38120 или призматических элементах канала FreeEcoEnergy Limited

Показать

Источник

Аккумуляторную батарею вполне можно собрать собственными руками. Для этих целей понадобятся следующие составные элементы:

аккумуляторные ячейки;
плата BMS для контроля уровня заряда/разряда и балансировки батареи;
пассивные балансиры для выравнивания заряда установленных элементов, балансиры необходимы, если емкость собираемого аккумулятора превышает 30Ah, при емкости ниже 30Ah, с балансировкой ячеек справится BMS плата;
перемычки, клеммы, провода и разъемы;
очень важно при сборки аккумулятора, использовать прокладки-изоляторы, их необходимо установить межку ячейками;
стоит обратить внимание, если вам необходима индикация аккумулятора, то необходимо использовать ваттметр, так как стандартные индикаторы, отображают остаточную емкость некорректно, поскольку литий-железо-фосфатный аккумулятор выдает стабильное напряжение и проседает только тогда, когда емкость практически исчерпана.

Последовательность сборки LiFePO4 аккумулятора
Перед тем, как приступить к сборке, необходимо убедиться в наличии и исправности всех составных элементов. Если есть возможность, измерьте уровень внутреннего сопротивления или напряжения ячеек с помощью специального прибора. При наличии расхождения в показателях требуется дозарядить ячейку до единого уровня. В случае если у вас нет возможности зарядить ячейки до сборки батареи, тогда после сборки, при первой зарядке, оставьте аккумулятор заряжаться до тех пор пока BMS плата не отбалансирует все ячейки аккумулятора.
Ячейки аккумулятора коммутируются путем параллельного или последовательного соединения. При параллельной комутации ячеей, увеличивается емкость, например: возьмем четыре ячейки 3,2V 25Ah и соединим параллельно, получится 3,2V 100Ah. При последовательной коммутации ячеек, увеличивается напряжение, например: возьмем четыре ячейки 3,2V 25Ah и соединим последовательно, получится 12V 25Ah. Если при сборке необходимо коммутировать и параллельно и последовательно, то первым этапом заготавливаются параллельные сборки, а затем параллельные сборки соединяются последовательно.
Очень важным моментом при сборке аккумулятора, является установка прокладок-изоляторов между ячейками, лучшим и удобным материалом для изоляции является стеклотекстолит, также возможно применение других изоляционных материалов.
Для того, чтобы защитить ячейки аккумулятора от переразряда-перезаряда и обеспечить балансировку ячеек между собой, на аккумуляторную сборку устанавливается BMS плата. В настоящее время, существует много разновидностей BMS плат, поэтому подключать плату надо согласно своей схемы.
Если вы собираете аккумулятор большой емкости (от 30Ah и более), то помимо BMS платы на каждую ячейку или параллельную сборку аккумулятора необходимо установить пассивный балансир. Устанавливаются данные балансиры между плюсом (+) и минусом (-) ячейки.
После того, как вы завершили сборку аккумуляторной батареи, до упаковки его в корпус, протестируйте корректность его работы, прежде всего работу BMS платы. Для этого, первый заряд и разряд необходимо произвести под тщательным контролем, постоянно измеряя напряжение на отдельных ячейках в аккумуляторе. По завершении заряда BMS плата должна отключить весь аккумулятор, как только напряжение на одной из ячеек достигнет напряжения отсечки BMS платы, как правило это от 3,65V до 3,75V в зависимости от модели платы, после выравнивания напряжения BMS плата включит зарядное устройство и продолжит дозаряд аккумулятора, внешне процесс балансировки выглядит как частое включение-выключение зарядного устройства. По такомуже принципу необходимо проверить аккумулятор на разряде, как только напряжение на одной из ячеек сборки достигнет нижнего порога напряжения, примерно от 2,5V 2,2V в зависимости от модели платы, BMS плата должна отключить аккумулятор от потребителя.
На этом этап сборки LiFePO4 аккумулятора завершен и вам остается только аккуратно упаковать сборку в корпус.

Меры безопасности

в процессе сборки требуется соблюдать аккуратность и осторожность;
не допускать воздействий механического характера на аккумуляторную батареи и используемые элементы питания;
соблюдать полярность;
не допускать возникновения коротких замыканий и перезарядки элементов;
при высоком нагреве нужно отключить батарею от источника тока;
не использовать поврежденные ячейки.

Преимущества LiFePO4 аккумуляторов

полная безопасность для здоровья человека и окружающей среды – в процессе утилизации не происходит выброс токсичных элементов. Это вызвано тем, что кобальт заменен на более безопасные фосфаты;
уровень напряжения остается стабильным во все время эксплуатации батареи;
продолжительный эксплуатационный срок – не менее 2000 циклов;
возможность применения в условиях низких (до -20) и высоких (до +60) температур;
компактные размеры;
небольшой вес;
возможность использования при пиковом напряжении и высоком токе.

16.12.2019 18:19:32

5349

Источник