Wszystko o budowie rowerów elektrycznych
11Paź

LiIon – jak zbudować akumulator

Temat rzeka, ale jakoś trzeba się przegryźć, wiec zaczynamy 🙂


Uwaga: Jeśli planujesz wykonać akumulator Litowo Jonowy LiIon w swojej konstrukcji samodzielnie, ale nie nie chcesz ryzykować zakupu ogniw na forach lub serwisach aukcyjnych to sprawdź tutaj: http://nexun.pl/sklep/60-akumulatory


Wskazówka: O ile zawsze jestem za własnoręcznym zbudowaniem akumulatora i duża ilość wskazówek na blogu obejmuje właśnie akumulatory to możesz zlecić budowę takiego osobie z doświadczeniem. Co prawda nie będzie już aż taki bezcen jak przy własnoręcznej budowie, ale i tak zapłacisz ze 2x taniej niż w sklepie i to za lepszej jakości żywotniejszy akumulator albo podobną cenę, ale akumulator 2x większy.

Aby ktoś mógł zbudować akumulator to przygotuj następujące informacje:

  1. Ile ogniw mieści się w skrzynce lub innym docelowym miejscy (patrz sposób na obliczenie tego poniżej poprzez wydrukowanie szablonu na kartce, im więcej miejsca zrobisz tym lepszy akumulator tam wejdzie)
  2. Napięcie znamionowe akumulatora (np 36V, 48V)
  3. Jaki prąd rozładowania akumulatora (zależy od prądu sterownika, na przykład 30A)

Dzwoń do pana Michała i zamów akumulator: 536-489-039


Na wstępie kilka uwag. Budowa akumulatora z paluszków 18650 jest trudniejsza niż z LiPo. Tam się tylko łączy kabelki i już. A tutaj trzeba się troszkę napracować i posiadać elementy dodatkowe. Taki akumulator zbudowany z LiIon ma wady i zalety, które musisz poznać aby bezpiecznie i długo użytkować swoje dzieło.

Co to jest 18650 i skąd mam je wyczarować?

ramka_10393Ten numer, 18650 to typ akumulatora litowo jonowego. Są bardzo popularne, jeśli posiadasz laptopa, to w środku jego baterii siedzą właśnie takie „paluszki” litowe. Spotyka się je też w elektronarzędziach, większych akumulatorach, zasilane są nimi nawet samochody. Osoby podejmujące się budowy akumulatora do ebajka mają 2 opcje. Kupić akumulatorki fabrycznie nowe lub odkupić je od osób/firm demontujących baterie do laptopów i innych sprzętów. Często są to nowe i nie używane akumulatorki w dobrych pieniądzach. Różnica ceny potrafi być całkiem spora dlatego warto przemyśleć sobie zakup. Ja z rozmysłem wybiorę budowę taniej baterii na tanich demontażowych ogniwach.

Podstawowe cechy akumulatorka 18650 czyli jakie mam wybrać?

akuMusisz zachować czujność w wyborze. Serwisy aukcyjne i sklepy są zalane gigantyczną ilością dziadostwa o zakłamanych parametrach. Nie daj się nabrać na kosmiczne pojemności oferowanych akumulatorków. Nam potrzebne są realne i prawdziwe wartości. Dlatego celujemy w ogniwa o pojemności 2100-3200mAh. Szukaj wyłącznie ogniw poniższych firm i absolutnie żadnych innych. Zwykłe jednokolorowe, bez opisów, niepozorne ogniwa.

Ogniwa brane pod uwagę (kolejność losowa):

  • Samsung
  • Sanyo/Panasonic
  • LG
  • Sony

Unikamy wszelakich krzykliwych kolorowych chińskich badziewi. Prawdziwe ogniwo ma tylko nadrukowany model i żadnych innych danych nie ma. Należy je sobie przeczytać w dokumentacji.

 Tak więc przeglądamy różne oferty sklepów, aukcji i for internetowych i poszukujemy ogniw dla siebie. Specjalnie nie napiszę jakie akumulatory wybrałem do dalszego montażu, ponieważ jest ich tak wiele i prawie wszystkie (co opisuję bliżej poniżej) się nadają. Tak więc znajduję model akumulatora. Pamiętamy, że akumulator musi składać się z ogniw tego samego typu. Tak więc najlepiej jest zakupić od razu wszystkie naraz.

danePo znalezieniu interesujących ogniw musimy poznać 2 najważniejsze parametry.

  1. Pojemność ogniwa
  2. Maksymalny prąd, jaki jest w stanie dać z siebie ogniwo (wyrażone w amperach lub symboli „C”)

Oba parametry możemy poznać po krótkich poszukiwaniach dokumentacji do ogniwa. Wpisuję w google symbol akumulatora i szukam jakiegoś PDFa lub dokumentacji. Znajduję po chwili opis w PDF, a w nim informację, że ogniwo ma pojemność 2500mAh oraz maksymalny dozwolony prąd rozładowania 5A. Oznacza to, że należy tak dobrać ilość ogniw w gotowej baterii, aby pojedyncze ogniwo nie zostało NIGDY przeciążone ponad 5A.  Bardzo często zamiast podanej wartości w amperach producenci podają parametr „C”. Np w mojej dokumentacji mogłoby się znajdować: „Maksymalny prąd rozładowania: 2C„. C (z zng. capacity = pojemność) to wielokrotność pojemności akumulatora. Jeśli akumulator ma (tak jak w moim przypadku) 2500mAh to 2xC (czyli 2x jego pojemność) = 5000mA czyli 5A. Gdyby znajdowało się tam 3C to oznaczałoby, że maksymalny prąd rozładowania wynosi 7.5A.

Parametry gotowego akumulatora – „S” i „P” czyli napięcie i pojemność/prąd

Skoro znamy już 2 podstawowe parametry ogniwa, pojemność oraz maksymalny prąd rozładowania – musimy określić ile ogniw będzie posiadać nasza bateria aby nie przeciążać ich nadmiernym obciążeniem. Typowy sterownik ebajka pobiera z akumulatora 30-45A i jak na jedno biedne ogniwo to jest za dużo 🙂 Dlatego musimy określić ile ogniw musimy ze sobą połączyć, aby ten prąd rozładowania rozszedł się jakoś na większą ich liczbę.

Liczba „P” (od angielskiego: równolegle) – to ilość ogniw danego typu połączonych równolegle (dla rozłożenia prądu na kilka ogniw oraz aby podnieść pojemność akumulatora jako całości).

Załóżmy, że mam sterownik 30A i tyle pobiera maksymalnie prądu.

Czyli:

30A sterownika/5A maksymalnie na ogniwo = minimum 6szt

żelazna zasada budowy akumulatorów

Ale zaraz, zapewne co dociekliwsi zapytają: „Ale jaka będzie żywotność jeśli zbuduję akumulator na styk? Tzn skoro producent przewidział MAKSYMALNY prąd 5A/ogniwo, a ja go będę co chwilę tak obciążać to czy żywotność akumulatora nie będzie niska?

Bingo! Dokładnie tak się stanie. Akumulator będzie notorycznie przeciążany i zamiast lat będzie pracować zaledwie miesiące. Dlatego zawsze daje się więcej ogniw równolegle (więcej „P”) aby prąd rozchodził się na większą ilość ogniw i każdemu z nich było lżej. A ile powinno się więcej dać? Przyjmuje się, że powinno to być 30-50% więcej niż wynika z wyliczeń.

Czyli (opraw to sobie w ramkę) 🙂

Minimalną ilość równolegle łączonych akumulatorków 18650 dobierz tak, aby maksymalny prąd ze sterownika wynosił około 50-75%  (lepiej bliżej 50%) maksymalnego prądu ogniwa z dokumentacji.


Jeśli chcesz mieć gwarancję, że akumulator będzie służyć długo i bezawaryjnie – nigdy nie buduj go tak, aby prąd na jedno ogniwo (maksymalny prąd sterownika przez ilość ogniw równolegle w jednej sekcji) przekraczał:

  • 2-4A dla standardowych ogniw
  • 5-6A dla ogniw „wysoko prądowych”

Jeśli nie jesteś w stanie spełnić tego warunku (np masz za mało miejsca i więcej ogniw się nie mieści w rowerze) – nie buduj akumulatora LiIon tylko LiPo.


Obalanie mitu

Czy jeśli zbuduję akumulator do roweru z ogniw wysoko prądowych „10A” to mogę pobierać 10A/ogniwo? (np mam sterownik 45A i dam po 5 równoległych ogniw w sekcji?)

Odpowiedź: NIE MOŻESZ

Wysokoprądowość ogniw to ich zdolność do oddania dużego prądu przez krótką chwilę. Jeśli wpadniesz na pomysł budowy akumulatora z ogniw wysokoprądowych i będziesz z nich brać więcej niż 5-6A to je zniszczysz i akumulator bardzo szybko straci swoją pojemność. Dla dużych prądów (bliskich maksymalnym) żywotność akumulatora liczy się w dziesiątkach cykli, a nie w setkach… 

„Wysokoprądowość” nie odnosi się do prądów ciągłych tylko kilku sekundowych.

  • Do E-fajek – OK
  • Do Ebajków – NIE

Zatem, w moim wypadku, skoro 6 ogniw to minimum, ja dam o 50% więcej – 9 ogniw. Wtedy to na jedno ogniwo będzie przypadać odpowiednio mniejszy prąd rozładowania (3.3A zamiast 5A) i cały akumulator będzie służyć długo. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, by dać tych ogniw 2x więcej, nie ma górnej granicy. Jest tylko ta dolna, której nie powinno się przekraczać. Mogę dać np 15szt i akumulator jako całość miałby duża pojemność i dużą żywotność ale też i duży gabaryt i wagę – co w rowerze przeszkadza.

Łącząc równolegle 9 ogniw – nie zmienienia się ich napięcie, ale rośnie pojemność całości. Z 9szt otrzymam”9p” czyli 3.7V i 9x2500mAh = 22500mAh = 22.5Ah

No dobra, mam sekcję „9p”, ma 3.7V i 22.5Ah, można z niej bezpiecznie pobierać te 30A… ale na 3V to ja nigdzie nie zajadę. Potrzebuję około 36V lub około 48V żeby zasilać sterownik 😛 Trzeba zatem zrobić tych sekcji kilka i połączyć je szeregowo „S” (z angielskiego: szeregowo) czyli ile sztuk sekcji „p” posiadam połączonych szeregowo aby podnieść napięcie całości. Na instalację 36V potrzebuję 10 takich sekcji (czyli „10s9p” w sumie na akumulator potrzebuję 90szt ogniw), a na 48V potrzebuję 12 sekcji 9p czyli „12s9p” (wiec 12×9=108szt).


Wskazówka: Buduję akumulator 12s LiIon. Wbrew powyższemu wpisowi nie jest to idealnie odpowiednik 48V, ponieważ napięcie znamionowe tego akumulatora będzie wynosić 44V. Jeśli będziesz taki akumulator używać wraz ze sterownikiem, który ma odcięcie pracy przy rozładowaniu akumulatora do 42V to będzie oznaczać, że taki akumulator nie odda całej energii zanim rower się wyłączy. Aby temu przeciwdziałać zbuduj akumulator 13 lub 14s. 


Teraz już wiesz, co to jest „S” i „P”, którego używa się na co dzień do opisu akumulatorów. Nieważne z czego jest zbudowany akumulator oraz jakie ma parametry, zawsze da się go opisać 2 liczbami. Jeśli gdzieś przeczytasz, że ktoś ma akumulator 12s9p to wiesz, że ma 9 ogniw równolegle (aby podnieść pojemność i możliwy prąd rozładowania) i 12 takich sekcji (aby podnieść napięcie, w tym przypadku do około 48V). Znając jeszcze typ ogniw, jakie ma wewnątrz akumulatora mamy komplet danych (jeśli ma ogniwa 2200mAh, to już wiemy, że posiada akumulator 48V 19.8Ah).

Rozpoczynamy budowę

Potrzebuję akumulatora do stosunkowo nie ciężkiej pracy, 12s o pojemności około 18Ah i obciążalności maksymalnej na poziomie około 27-30A. Znajduję ogniwa Samsung o pojemności 2.2Ah każde. Z noty katalogowej wyczytuję, że maksymalny prąd dla tego typu ogniw do 4.4A, zatem ja zaniżam tą wartość do nie więcej jak 3A/ogniwo i tyle wyliczam dla mojego akumulatora. Wychodzi mi, że muszę połączyć równolegle minimum 9szt ogniw. Upewniam się, że bateria 12x9szt wejdzie do skrzynki (choć muszę zrobić troszkę inny kształt niż klasyczny prostokąt) i zamawiam wspomniane 108szt ogniw.

 IMG_8586IMG_8583W międzyczasie zaopatruję się w niezbędne elementy:

 Kupuję tyle uchwytów, aby umocować wszystkie ogniwa. Układam z nich kształt przyszłego akumulatora.

IMG_8585
Następnie przygotowuję akumulatory do montażu. Jeśli te nie są nowe, to prawdopodobnie posiadają ślady po zgrzewach (cecha charakterystyczna akumulatorków pochodzących z demontażu większych pakietów do maszyn lub laptopów). Należy usunąć je i wyrównać powierzchnię. Ja do tego celu użyłem taniej miniszlifierki. Wyrównana i gładka powierzchnia jest bardzo ważna – minimalizuje ryzyko awarii w przyszłości. Pamiętaj aby zbyt bardzo nie wybrać grubości samej blachy. Ona jest cienka i łatwo przedziurawić ogniwo. Dlatego tylko szlifujemy do mniej więcej równa.

IMG_8594IMG_8652Kolejną kluczową sprawą jest pomiar ogniw. Wszystkie mają posiadać takie samo napięcie. Nie wolno łączyć ogniw naładowanych w różnych stopniu. Max dopuszczalna różnica w naładowaniu miedzy ogniwami to 0.1V Jeśli jest więcej – ogniwa należy wyrównać ładowarką przed montażem akumulatora. Na zdjęciu po prawej różne ładowarki służące do wyrównywania ogniw. W praktyce najlepiej naładować wszystkie do pełna i będą równe.

IMG_8588IMG_8587Jeśli ogniwa mają już gładkie blaszki i są względnie równe miedzy sobą, możemy przystąpić go wkładania ogniw w uchwyty. Pamiętaj, że należy je wkładać sekcjami odwrotnie względem siebie. U mnie 1 sekcja ma 9 ogniw. Najlepiej to tak robić aby było wygodnie łączyć wszystko ze sobą. W moim przypadku 10 sekcji ma postać 1x9szt, a 2 ostatnie są 3×3 aby zapewnić akumulatorowi taki właśnie kształt. Oczywiście panuje prawie dowolna opcja kształtu, ale lepiej tak układać aby wygodnie się później wszystko lutowało.

IMG_8650Co ważne – nie wszystkie ogniwa 18650 mają taką samą średnicę. Niektóre mają ułamek milimetra mniej lub posiadają odrobinę cieńszą koszulkę. Skutkuje to tym, że ogniwa są w koszykach luźne – a to nie wpływa korzystnie na wytrzymałość mechaniczną akumulatora. Dlatego należy nakleić na boku ogniwa kawałek taśmy izolacyjnej na obu końcach ogniwa, która umożliwi montaż akumulatorka na wcisk.

IMG_8590Pozostaje dorobić drugą część uchwytów, nałożyć i młotkiem delikatnie wypracować cały akumulator do gustownej kostki. Oczywiście robimy to z wyczuciem, aby nie połamać plastików. Można użyć jakiejś deseczki aby nie stukać bezpośrednio po uchwytach.

Lutujemy akumulator

Na wstępie powiem – oczywiście najlepiej posiadać zgrzewarkę do ogniw. Ja tez taką posiadam. Ale Wy takiej nie macie. Dlatego poniżej wyjaśnię jak to zrobić dobrze bez zgrzewarki, samą lutownicą.

W obiegowej – opinii ogniw się nie lutuje bo się uszkodzą. To jest bzdura. Oczywiście, że ogniwa (każde) się lutuje i zrobienie tego dobrze zagwarantuje bezawaryjną pracę, ale jest jeden warunek. Musisz mieć stację lutowniczą, nawet taką najtańszą za 100zł z odpowiednim grotem i o mocy minimum 50W. Bez tego odpuść budowę.

IMG_8597Aby lutować akumulator potrzebujemy stację lutowniczą z szerokim grotem, minimum 3mm, jeśli nie masz, kup. Bez tego nic nie zrobisz. Mały grot lub inna lutownica nie będzie mogła prawidłowo przylutować taśmy do ogniw bo jej nie starczy mocy i pojemności cieplnej i zamiast lutować będzie tylko grzać ogniwa. Na alledrogo kosztuje 80-90zł. Najlepiej wybrać jeden z modeli opisywanych tutaj.

IMG_8595IMG_8596Rozpoczynamy od ocynowania każdego ogniwa. Robimy cienkie ale szerokie placki z cyny o stosunkowo dużej powierzchni i małej wysokości. Zaraz tam będziemy dociskać taśmę, która wyciśnie całą cynę na boki, dlatego ma jej tam być mało ale szeroko. Stosuj cynę w drucie już z topnikiem. Wyszlifowanie ogniw z pozostałości zgrzewów pomaga w lutowaniu. Jeśli masz nowe ogniwa, też możesz je trochę oszlifować delikatnie co pomoże w całej procedurze.


 

Wskazówka: Jak stwierdzić ile taśmy do łączenia ogniw trzeba kupić?

ilość akumulatorków x 8cm = potrzebna długość


IMG_8601Tnę taśmę niklowaną na długość odpowiadającą szerokości całej sekcji 9 ogniw i pokrywam cyną po jednej ze stron. Zwyczajnie rozsmarowuję grotem po całej powierzchni. Tak samo jak poprzednio, szeroko i cienko. Bardzo ułatwia to lutowanie blaszki do ogniw

IMG_8599 - KopiaLutuję blaszkę do pierwszego ogniwa, a następnie co kilka centymetrów, dokładnie nad każdym z ogniw robię kropkę z cyny. Jest to ważna czynność. Każda z tych kropek ma na celu sprawne przekazywanie ciepła z grotu na taśmę i dalej na cynę pod spodem i ogniwo.

IMG_8600Lutując pomagam sobie małym śrubokrętem dociskając każdą z blaszek podczas lutowania. Każde z miejsc łączeń grzeję lutownicą około 3-4sek aby mieć pewność dobrego trzymania. Cześć blaszek jest dłuższa, wystająca część posłuży mi do przylutowania tam kabelków od BMSa (od nadzorowania ogniw).

Kiedy wszystkie sekcje równoległe mam gotowe przystępuję do łączenia szeregowego w gotowy akumulator „12s”.

Uwaga: Jest to cześć pracy, podczas której najłatwiej o wpadkę. Źle położona blaszka spowoduje zwarcie, a to może doprowadzić do uszkodzenia ogniwa oraz różnych efektów wizualno-dźwiękowych więc postępuj powoli i w sposób przemyślany. Nic na szybko.

Zawsze pracuj w okularach ochronnych.

IMG_8623

Ogólny schemat połączeń pokazałem na zdjęciu po prawej. Nie jest to jakaś filozofia – należy połączyć poszczególne (wcześniej zlutowane) sekcje szeregowo w całość. Zauważ, że mój akumulator nie jest prostokątny, zatem nie wszystkie sekcje są identyczne. 10 jest podłużna, ale 2 ostatnie są kwadratowe. Jeśli u ciebie też akumulator nie jest regularny – postępuj ostrożnie bo łatwo się zamotać, zlutować sekcje w złym miejscu i spalić blaszkę. Oczywiście blaszki łączące (na zdjęciu zaznaczone na żółto) przenoszą całe obciążenie i cały prąd (w naszym przypadku 30A) więc trzeba dać więcej niż 1 miedzy sekcjami. Zazwyczaj daje się 2-4szt. Dobrze jest się trzymać zasady: 1 mostek miedzy sekcjami na nie więcej jak 15A poboru z akumulatora. Zapobiegawczo możesz przyjąć 2x więcej mostków niż potrzeba. Nie zaszkodzi 🙂

Jeśli zostają nam po budowie jakieś ścinki taśmy – dobrym pomysłem jest przeznaczyć ją na dodatkowe pogrubienia szczególnie wrażliwych miejsc (np szerokie sekcje obsługiwane 1 długim kawałkiem taśmy czy główny plus i minus oraz dodatkowe mostki między sekcjami), nie zaszkodzi, a na pewno pomoże, szczególnie, że szkoda taśmę wyrzucać.

IMG_8653Na zdjęciu widzimy umiejscowienie mostków na jednej ze stron akumulatora. Zdecydowałem się na 2szt do łączenia sekcji. Zauważ, że mostki po obu stronach akumulatora nie znajdują się w tych samych miejscach, tylko są jakby przesunięte 🙂 Wynika to z tego, że główny plus i główny minus nie łącza się z żadną sekcją kolejną.

Jeśli akumulator mamy polutowany i nic nam nie wybuchło w twarz (hehe) to możemy się nacieszyć ładnym napięciem na skrajnych zaciskach.

IMG_8657Na koniec pozostaje zabezpieczenie okolic styków akumulatora i przygotowanie miejsca do zamontowania BMSa.

 

Podłączanie BMSa

Pamiętaj: bezawaryjność akumulatora zależy od twojej staranności pracy. Mocuj wszystkie przewody, przewiduj miejsca niepewne, zabezpieczaj przewody przed przetarciem, lutuj pewnie i z naddatkiem i ogólnie myśl na przyszłość. Lepiej zabezpieczyć coś za dobrze niż za słabo.

Pamiętaj: Od teraz pracujesz na instalacji pod napięciem. Pracuj na czystym stanowisku, dobrze oświetlonym, powoli i bez nacisku. Myśl nad każdym podłączeniem, używaj multimetru (miernika) w sytuacji niepewności. Pomylisz 1 przewód = uszkodzisz BMSa)


Przykładowy schemat podłączenia BMSa 16s do instalacji 16s

Schemat podłączenia BMSa potrafiącego obsługiwać więcej sekcji niż mamy zamiar użyć w swoim akumulatorze. Nie wykorzystane przewody należy zostawić nie podłączone i zabezpieczone.


IMG_8659Z akumulatora wychodzi mi 13 złącz (niezależnie od ilości „s” akumulatora, będzie on posiadać zawsze „s+1” wyprowadzeń do podłączenia przewodów), tyle samo ile jest przewodów w BMSie. Przystępuję więc do lutowania złącza balansującego do poszczególnych wyprowadzeń cel. Wiedząc z innych tematów na blogu – kolejność podłączania ma znaczenie, zatem przed przystąpieniem do pracy odłączam BMSa od złącza. Lutowanie rozpoczynam od przewodu nr 1, czyli skrajnego od minusa BMSa i akumulatora. Przewody na BMSie (każdym) są opisane.

Wskazówka: są BMSy, w których ilość przewodów balansujacych jest taka sama jak ilość cel, a nie tak jak zazwyczaj – o jedną więcej. W takich mniej kabelkowych wersjach nie podłączasz pierwszego kabelka BMSa do głównego minusa akumulatora tylko do kolejnego wyprowadzenia i po kolei aż do ostatniego (głównego plusa).

IMG_8660Znając ogólny schemat podłączeniowy BMSów wiemy, że PLUS omija BMSa, więc lutujemy 2 przewody do głównego plusa akumulatora. Jeden będzie nam służył do złączki ładowarki, drugi do złączki do sterownika. Ważne jest, aby przewodom zalepiać końcówki taśmą. W przeciwnym wypadku końcówka przewodu może dotknąć odsłoniętych taśm akumulatora i spowodować wypalenie lub zwarcie.

Po dolutowaniu przewodu także do minusa akumulatora – można dokończyć izolowanie. Ja obklejam wszystko kartonem i taśma izolacyjna typu Kapton. Jest to dobre wstępne zabezpieczenie. Zaznaczam miejsce zamontowana BMSa co ułatwia dobór długości przewodów.

Wskazówka: grubość przewodów zasilających i doładowania dobieraj wedle zasady minimum: 1mm2 = 10A. Zatem jeśli mój akumulator ma 30A rozładowania = minimum 3mm2, 5A ładowania = 0,5mm2. Można dać grubsze przewody, ale raczej nie dawaj cieńszych. Przewód typu „linka” kupisz w każdym elektrycznym.

Zwróć uwagę na wszelakie miejsca potencjalnie wrażliwe. Przykładowo zagięcia przewodów na krawędziach. Istnieje ryzyko przetarcia ich w tym miejscu co może spowodować awarię. Dlatego w takich miejscach zastosuj dodatkowe zabezpieczenia.

Jeśli wszystko wygląda ok – przystąp do pierwszego z testów. Weź do ręki woltomierz i sprawdź, czy dobrze polutowałeś złącze balansujące. Każda złączka ma od spodu widoczne małe blaszki (zaznaczyłem je żółtymi strzałkami). Można ich używać do diagnozy i sprawdzania napięć na celach. Po przylutowaniu przewodów balansujących musisz dokonać sprawdzenia 2 sytuacji:

  • czy złącze ma minus z odpowiedniej strony
  • czy złącze ma przylutowane przewody w odpowiedniej kolejności

Uwaga: Skup się. Testy należy wykonać i mieć pewność, że wszystko jest ok. Najczęstszym problemem podczas budowy akumulatora jest jakiś błąd w powyższych punktach skutkującym tym, że podłączenie BMSa spowoduje jego spalenie (np zamieniłeś kolejność przewodów do cel)

Czy złącze ma minus z odpowiedniej strony?

IMG_8667Jak to sprawdzić? Bardzo prosto. Najpierw zobacz z której strony zaczyna się numeracja na BMSie. W moim przypadku porty są numerowane od prawej do lewej. Widzisz to na BMSie? B0, B1, B2…? Oznacza to, że minus jest na B0 po prawej, plus jest na B12 po lewej. Czyli na złączu balansującym minus ma być po lewej i plus po prawej.

IMG_8670Do sprawdzenia użyj woltomierza. Upewnij się, że czarna sonda jest włożona do wtyku COM, a czerwona sonda jest włożona do wtyku V. Jeśli będzie odwrotnie – urządzenie będzie pokazywało wynik nieprawidłowo więc sprawdź to.

Każdy miernik ma możliwość sprawdzania gdzie znajduje się plus, a gdzie minus. Działa to na bardzo prostej zasadzie:

  • Jeśli czerwona sonda dotyka PLUS – wskazanie napięcia jest dodatnie
  • Jeśli czerwona sonda dotyka MINUS – wskazanie napięcia jest ujemne (przed wynikiem pokazuje się znam „-„

IMG_8673 IMG_8671Zobaczmy więc to na przykładzie pojedynczego akumulatorka. Sprawdzamy przykładając najpierw czerwony do jednego końca, a potem do drugiego. Wskazanie bez „-” jest tylko w jednym przypadku.

 

Skuro wiemy jak sprawdzić czy minus jest po prawej (i plus po lewej) to przystępujemy do testu. Czarna sonda tam, gdzie spodziewam się minusa (pierwszy kabelek po prawej), czerwona do plusa (ostatni kabelek po lewej)  i czy wynik pojawia się znak „minus” na wyświetlaczu? Nie pojawia. Czyli idziemy dalej.

Czy złącze ma przylutowane przewody w odpowiedniej kolejności?

Drugi ważny test. Należy sprawdzić, czy przewody zostały przylutowane w prawidłowej kolejności. Jak widzieliśmy podczas poprzedniego testu – złącze balansujace ma blaszki od spodu. Daje nam to dostęp do pomiaru napięcia każdej celi. Przykładamy czarną sondę do pierwszego kabelka od minusa (B0), czerwoną do drugiego  sprawdzamy, czy mamy napięcie około 4V. Następnie przesuwamy się o jeden kabelek i sprawdzamy między 2 i 3, 3 i 4, 4 i 5… itd. Za każdym razem powinniśmy widzieć bardzo zbliżone napięcia około 4V. Jeśli na jakiejś parze wyskoczy 0V lub 8V… oznacza to, że są przylutowane w złej kolejności lub w złym miejscu. Sprawdź to i popraw.

Wskazówka: jeśli różnice miedzy poszczególnymi celami są większe niż 0.06V – lepiej ręcznie je wyrównać do jednego poziomu niż pozostawić to zadanie BMSówi. Jemu to zajmie długi czas. Teoretycznie cele powinny być równe, ponieważ podczas fazy sprawdzania akumulatorów wyrównywałeś je (patrz wyżej) do jednego poziomu. Ale jeśli zrobiłeś to nie dość dokładnie to teraz cele mają dużo różne napięcie. Poszczególne cele możesz doładować przez złącze balansujące. Jeśli masz ładowarkę modelarską to dorób jej wyjście na 2 małe druciki. Możesz wetknąć je w to złącze i podładować do pełna każdą z cel osobno. Jest to normalna procedura konserwująca. Wtyk balancera można odpinać i używać w tym celu.

  • B0(-), B1 (+) – cela 1
  • B1(-), B2(+) – cela 2
  • B2(-), B3(+) – cela 3
  • ….
  • B11(-), B12(+) – cela 12

Numeracja przewodów w Twoim BMSie może być inna, ale zasada podłączenia pozostaje ta sama, bądź czujny.

 IMG_8675IMG_8674Finalne podłączenie BMSa pozostaje tylko formalnością. Lutujemy wedle schematu:

  • Główny przewód od minusa akumulatora do pola „-B” na BMSie.
  • Później od pola „-P” idzie przewód do sterownika. W moim przypadku będzie nie bezpośrednio zlutowane tylko wstawiam złącze XT60
  • Do pola „-C” do BMSa lutuję MINUS od ładowarki, też nie beżporednio, a wstawiam tam złącze (cały akumulator można będzie wyjąć kiedyś z roweru)
  • Wszystkie 3 PLUSY, czyli plus od ładowarki, główny plus od akumulatora oraz plus idący do sterownika łączą się poza BMSem, więc wystarczy je zlutować ze sobą (BMS nie pracuje z przewodem plus tylko MINUS).
  • Na koniec wpinamy złączę balansujące z celami.

Na koniec jakąś wytrzymałą taśmą zabezpieczamy cały akumulator.

Gotowe 🙂

komentarzy 48 do wpisu “LiIon – jak zbudować akumulator”

  1. Wheeler napisał(a):

    Czy nie trzeba by zabezpieczyć takiego akumulatora jakimiś jeszcze wyłącznikami termicznymi? Chodzi mi o ładowanie. Wiem, że powinno się być w pobliżu przy ładowaniu li… ale wiadomo. Nawet w laptopach każda bateria 3s2p ma ze dwa termistory. A nie chciałbym sobie domu spalić. Czy może BMS ma już takie zabezpieczenia. I czy nie powinno się jeszcze jakiegoś wył. bezpieczeństwa zainstalować (na przykład przy wywrotce walniemy w kamień który wgniecie i zewrze nam cele w baterii i rower krótko mówiąc stanie w płomieniach a tak bach czerwony przycisk…) Howhg

    • tas napisał(a):

      Bez obaw, prawidłowo zbudowany akumulator nie bezie się grzać ani przy rozładowaniu ani przy ładowaniu. Dlatego standardowo nie wymaga dodatkowych zabezpieczeń. Nie mniej jednak dobre BMSy mają fabrycznie wyłącznik termiczny albo w sobie albo na kawałku przewodu i można go wprowadzić do środka akumulatora.
      Akumulator laptopowy to złe porównanie. On wymaga kontroli temperatury ponieważ grzeje go laptop, a nie on sam się grzeje przez się 🙂

  2. Tricz napisał(a):

    Mamy w takim razie pytanko.
    Będę budował pakiet 16s8p – czyli pakiet 128 ogniw to jest Max jaki zamieszczę.
    Chce zastosować ogniwa Sanyo Ga z prądem rozładowania 10A.

    Czy bezpiecznym będzie podłączenie sterownika 45A? czyli wychodzi 5,625A na ogniwo, czy lepiej ograniczyć sterownik na 30A?
    Zgodnie z tym co napisałeś:
    2-4A dla standardowych ogniw
    5-6A dla ogniw „wysoko prądowych”

    Powinno być ok. Czy może jest to już górna granica i mocno spadnie żywotność pakietu?

    • tas napisał(a):

      Mimo, że Sanyo GA to nie są jakoś szczególnie wysoko prądowe ogniwa, to 5-6A dla nich mieści się w zakresie możliwości.
      Zatem 45A z 8p jest jak najbardziej prawidłowe (8p to minimalna ilość ogniw na taki pobór prądu)

  3. Tomeck napisał(a):

    Pracochłonność budowy akumulatora metodą lutowania to jakaś masakra. Zrobiłem z 80% ale bawiłem się z miesiąc. Głównie przez to że postęp jest tak powolny że ręce opadają. Jedną sztukę już teraz muszę skończyć ale nigdy już więcej w ten sposób.

    • tas napisał(a):

      Są warsztaty, które za opłatą zgrzeją dostarczone akumulatorki w gotowy pakiet, nam pozostaje tylko podłączyć BMSa i owinąć wszystko jakąś taśmą.

  4. Artur napisał(a):

    Hej…świetny poradnik.Buduję baterię według Twoich wskazówek.W nocie katalogowej moich baterii jest napisane, że max prąd jaki mogą oddać to 25A.Sa to Samsungi 2500mAh 25R do narzędzi.Czyli jak dam 13S7P to będę miał w sumie 48V oraz 175A z jednej celi 7P?…czy tak to się liczy?

    • tas napisał(a):

      Żle.
      Owszem, masz 7 ogniw w sekcji, w nocie pisze, że max 25A na ogniwo. Niby daje to 7×25=175. Ale to jest źle policzone.
      Nota mówi o 1 ogniwie, tego się nie mnoży. Jeśli masz pakiet to maksymalnego prądu nie wolno mnożyć razy ilosc ogniw w pakiecie. Jeśli masz 2,3,5 itd ogniw to przy obliczaniu maksymalnej wydajności prądowej bierzesz połowę prądu maksymalnego, czyli 10-12A/ogniwo. Czyli w pakiecie prawidłowo policzony prąd to 7x12A=84A.
      Próba rozładowywania wyższym prądem spowoduje mocne nagrzewanie się akumulatora, tym mocniejsze im więcej cykli będzie mieć za sobą i któregoś dnia może się nawet zapalić/wybuchnąć.
      Połowa tego tematu o tym mówi, lepiej czytać ze zrozumieniem aby sobie nie narobić problemów 😉

      • Artur napisał(a):

        Dzięki za sprostowanie.Jeszcze nie zgrzewałem ogniw.Czyli im więcej „P” tym więcej amperogodzin ma bateria oraz więcej amper mogę pociągnąć z baterii,tzn większy zasięg.Planuję zbudować dwie takie i łączyć je szeregowo,aby zwiększyć napięcie.silnik min 3000W lub 5000W.Zasięg okolo 100km.Teren do jazdy to praktycznie zero płaskiego,same podjazdy i zjazdy dośc długie.Zastanawiam się w co pójść?Czy w „P” czy w „S”.Silnik będzie miał albo b.ciężko albo lekko.

  5. Marcin napisał(a):

    Wszystko się zgadza poza informacjami o akumulatorach wysokoprądowych. Wysokoprądowe to takie z których można pobrać więcej A bez żadnej szkody dla nich od pełnego naładowania do rozładowania. Większość ogniw ma podane w danych katalogowych max prąd ciągły (są takie co 20A wytrzymają bez żadnego problemu) i chwilowy zazwyczaj na ileś sekund albo jakiś wykres/tabelka z większą ilością danych. I wtedy się okazuje to chwilowo czyli tam np do 3 sekund to można pobrać 80A lub nawet więcej z jednego ogniwa a artykuł sugeruje 10x mniejsze wartości. 10A ciągłego poboru to są nawet w stanie zapewnić sonyo które mają 3250 pojemność. A jak wiadomo im wyższa pojemność tym mniejszy maksymalny prąd możliwy do uzyskania. (to nie znaczy że tanie ogniwa pozwalają na większy prąd – one są po prostu gorsze i nie wykorzystują całego potencjału technologii).

  6. Dawid napisał(a):

    Czy te ogniwa będą dobre??
    bo nie wiem za ile mogę znaleść dobre
    http://allegro.pl/testowane-org-ogniwo-18650-3-7v-sanyo-lg-panasoni-i6868409435.html

    • tas napisał(a):

      Niestety nie są dobre. Niska pojemność niezgodna z tym co mają nowe ogniwa wskazuje na uszkodzone ogniwa z wysoką rezystancją wewnętrzna. Sprzedawca celowo nie podaje ten informacji. Wszystko wskazuje (łącznie z ceną), że to jest szrot

  7. Mikołaj napisał(a):

    Tas a co myślisz o takim łączeniu akumulatorków https://youtu.be/Gumwh8P-FUU?list=PLe9c8bIsT9R_cQN4gcrWDpyLLWZXR1qCD

    • tas napisał(a):

      Masakra 😛
      Na pewno jest to coś prostego, dodatkowo zgrzewarki oparte na akumulatorach ołowiowych istnieją i mają się dobrze, ale ten wynalazek nie nadaje się do rowerowego akumulatora. Zobacz ile prób trzeba aby przygrzać blaszkę, nie ma powtarzalności. A tak nie może być 🙂

  8. znawca napisał(a):

    nie podano tutaj żaqdnych informacji o oporności wewnętrznej danego aku a to jest najważniejszy paramter .

    • tas napisał(a):

      Dla początkującego konstruktora jest bez znaczenia.
      Wybór dobrego źródła ogniw gwarantuje dobrą ich jakość i Rw. A wybór złych ogniw to nie uratuje nawet najlepiej napisany poradnik.

  9. Marcin napisał(a):

    Jak na moje oko to kierunki są niezgodne ze zdjęciem.
    „Oznacza to, że minus jest na B0 po lewej, plus jest na B12 po prawej. Czyli na złączu balansującym minus ma być po lewej i plus po prawej.”

  10. Marta napisał(a):

    tam niżej jest pomyłka z mojej strony nie 13 komór a 13 kabli wyjściowych z akumulatora komór jest oczywiście 12

  11. Marta napisał(a):

    mój BMS ma 14 kabli wyjściowych i nie wiem jak go podłączyć
    czy to zły BMS czy moze ja czegoś nie wiem ?

  12. Marta napisał(a):

    Dzień dobry mam dwa BMS jeden 20A drugi 30A ale oba mają po 14 kabli wyjściowych nie 12 czy 13 tylko 14 nie wiem jak to podłączyć numeracja zaczyna sie od B1- B1+ i reszta do 13 łącznie 14 😉
    mój akumulator jest 48vol na 13 komór

    mam zignorować jeden z kabelków podłączyć dwa razem ,proszę o pomoc czy moze to złe BMSY ??

    • tas napisał(a):

      Ale akumulator z 13 sekcjami ma właśnie 14 przewodów, tyle samo co BMS 13s, takze ma 14 przewodów. Nie powinno być problemów z połączeniem

  13. Romko.K@interia.pl napisał(a):

    Pisałem, pisałem ale coś sknocilem przy wysyłaniu wiadomości, no właśnie aby zbudować taki akumulator trzeba być prezyzyjnym i cierpliwym a efekty dopiero będą w ilości przejechanych km-chyba dobrze to ująłem

  14. Andrzej napisał(a):

    Witam
    ogniwa 18650 różnią się parametrem „End Voltage” (np. 2,7V) rozumiem że wartość tego parametru dla BMS powinna byc taka sama ?

  15. Paweł napisał(a):

    witam a jak dobierać BMSa

    • tas napisał(a):

      BMSy mają 2 główne parametry – ilość obsługiwanych „s” sekcji ogniw i maksymalny prąd ciągły podawany na sterownik. Dla przykładu BMS 7-16s 80A ma możliwość pracy z akumulatorami w przedziale 7-16s, czyli 24-60V i sterownikiem o poborze prądu nie wyższym niż 80A.

    • Paweł napisał(a):

      Czyli jak mam silnik 500W i 24v to:
      Bms 7s 22a można np.zastosować więcej np 7s 50a

  16. krzysztof napisał(a):

    Czy mozna zrobic taki akumulator na 24v

  17. Alan napisał(a):

    Czy ogniwa można połączyć ze sobą za pomocą taśmy miedzianej?

  18. Łukasz napisał(a):

    A pakietu nie powinno się czasem składać z ogniw rozładowanych? W przypadku zwarcia prądy będą dużo niższe i nie wyrządzą dużych szkód

    • tas napisał(a):

      Paradoksalnie bezpieczniej jest operować na naładowanym aku, a nie na rozładowanym. CHodzi o to, że podczas zgrzewania grozi nam jedynie jeden problem – zwarcie miedzysekcyjne, tj przygrzanie blaszki nie tam gdzie trzeba. I teraz występuje ciekawa hipotetyczna sytuacja. Naładowane ogniwo wygeneruje ogromny prąd zwarciowy, który przy odrobinie szczęścia przepali blaszkę i usunie przyczynę zwarcia. Analogiczne zwarcie nie naładowanych akumulatorów może nie mieć mocy do wyparowania blaszki i ta zewrze, zrobi się czerwona, ale nie podda się. A to już się na pewno skończy zniszczeniami.

  19. Viktor napisał(a):

    A co myślisz o takich ogniwach http://allegro.pl/testowane-org-ogniwo-18650-3-7v-sanyo-lg-panasonic-i5941985296.html

    Czy to może mieć jakiś sens?

    • tas napisał(a):

      To jest złom 🙂
      NIE DA SIĘ kupić dobrego i nadającego się ogniwa za mniej niż 7-9zł (nowe z demontażu handlowane po forach). No nie da się.
      Przecież nowe ogniwo w sklepie to koszt 20-30zł/szt. Skoro da się kupić to samo ogniwo za 7-9zł, 4-5x taniej to już jest tanio.
      Tanie mięso psy jedzą i biedny 2x płaci.

  20. Alan napisał(a):

    Witaj, czy łączyłeś kiedyś ogniwa 18650 bez koszyków ? Można wtedy zbudować akumulator o większej gęstości. Należało by zwrócić szczególną uwagę na miejsce styku pomiędzy sąsiednimi sekcjami łączonymi szeregowo aby z czasem nie powstało zwarcie. Czy zauważyłeś aby Twój akumulator zwiększał swoją temperaturę podczas pracy?

    • tas napisał(a):

      Nie powinno się budować akumulatora bez koszyków. Koszyki zostały wymyślone w konkretnym celu i mają wiele zadań. To, że powiększają akumulator o jakieś marne 10% jest żadną ceną za podniesienie bezpieczeństwa i wydłużenie żywotności.
      Akumulatory jakie użytkuję grzeją się minimalnie ponieważ akumulator robiony zgodnie z zasadami budowy nie jest przeciążany, a to gwarantuje długą żywotność i brak problemów podczas jego użytkowania.

  21. Lukasz napisał(a):

    ” Wszystkie 3 PLUSY” – myślałem, że są tylko albo aż 2.

    To nie jest błąd???

  22. Konrad napisał(a):

    Jakim cudem głowny plus i minus się nie łączy skoro są z drugiej strony akumulatora podłączone?

  23. Tomek napisał(a):

    Dało by rade zalutować ogniwa lutownicą kolbową 80w? Coś takiego, tylko że z płaskim miedzianym grotem (średnica 6.8mm) ze 100% miedzi z kabli http://allegro.pl/lutownica-oporowa-80w-yato-kolba-kolbowa-sm-grot-i5963651031.html.

  24. Arek napisał(a):

    mam takie małe pytanie (totalnie sie nie znam), czyli jeżeli dobrze rozumiem im wiecej „Maksymalny prąd, jaki jest w stanie dać z siebie ogniwo (wyrażone w amperach lub symboli „C”)” tym lepiej ?? czyli np 10P(1,500mAh 23A 3V) = 15Ah 230A i jak połączę szeregowo z 5P(2,500mAh 5A 4V) = 12,5Ah 25A to uzyskam 12,5Ah 25A 6V ?? są jakieś maksymalne odchylenia których trzeba się trzymać pomiedzy celami ??

    • tas napisał(a):

      Powoli. Nie mylić łączenia szeregowego i równoległego.
      Jeśli mamy ogniwo 3.7V, 1.5Ah, max 25A, to faktycznie, zrobienie 10p (10 równolegle) da sekcję 3.7V, 15Ah o teoretycznym prądzie 250A. Z tym, że nie moż rozładowywać akumulatora maksymalnym prądem dłużej niż kilka sekund bo go zniszczymy.
      Z opisu ogniwa (mała pojemność, duży prąd rozładowania) wnioskuję, że to są ogniwa do wkrętarek. One mają stosunkowo małą żywotność, na poziomie 150 ładowań, dlatego trzeba ostrożnie dobierać akumulatorki litowe tego typu.

      • Arek napisał(a):

        dzięki za odpowiedź, poszukam z odzysku innych ogniw w takim razie o parametrach zbliżonych do w/w

        i ciągle nie uzyskałem odpowiedzi czy mogę łączyć cele(ogniwa równolegle połączone) szeregowo z innym pakietem składającym się z innych ogniw. Ciężko mi trafić na taką dużą ilość jednakowych ogniw, dlaego chciałem zbudować akumulator z różnych typów ogniw. Dlatego pytam jak najlepiej je łączyć

        pozdrawiam

        • tas napisał(a):

          To jest skomplikowany temat, dlatego nie poruszałem go w tekście powyżej.
          Można łączyć różne akumulatory ale pod jednym bardzo ważnym warunkiem. Poszczególne sekcje muszą być identyczne. Czyli mając 50szt ogniw model „A” i 50szt ogniw model „B” (w sumie 100szt) można je połączyć w 10s10p ALE tak, aby sekcje „p” były IDENTYCZNE, czyli każda zawierała 5szt A i 5szt B. Nie dopuszczalne jest inne połączenie. Nie może być np pierwsza sekcja 10xA, druga 8xA, 2xB itp itd

  25. Piotr napisał(a):

    „Minimalną ilość szeregowo łączonych akumulatorków 18650 dobierz tak, aby maksymalny prąd ze sterownika wynosił około 50-60% maksymalnego prądu ogniwa z dokumentacji.”

    Chyba pomyłka? Nie powinno być równolegle?

Facebook

Get the Facebook Likebox Slider Pro for WordPress