Все течет и меняется, а аккумуляторы только деградируют от времени. Поэтому давайте разберём, как собрать литий-ионный аккумулятор своими руками.
Ставим полностью заряженный старый аккумулятор первоначальной емкостью 10Ач (360Втч) на нагрузочный тест и видим довольно необычный график:
На тесте получили всего 2,7Ач (81Втч) запасенной энергии, или 22,5% от первоначальной емкости. Пробег на такой батарее не превышал 6 км. Средняя температура при разряде около 50 градусов, а температура одной секции поднялась выше 70 °C.
Решение очевидно — собираем новую батарею на 20Ач в старый алюминиевый корпус на багажник. Да-да емкость именно в 2 разе больше при одинаковом вольтаже, получится разместить за счет: 1) более полного использования внутреннего пространства корпуса; 2) за счет более высокой плотности энергии в элементах 21700, даже при том, что собирать будем не на самых емких из них — Lishen 21700, 4000Мач.
Процесс сборки литиевой аккумуляторной батареи
СОРТИРОВКА ЭЛЕМЕНТОВ. Берем элементы из одной партии, и сортируем высокоточным омметром по сопротивлению. Заодно проверяем вольтаж каждого элемента. У нас будет конфигурация 10s5p, то есть 10 ячеек последовательно в каждой серии, и 5 таких серий параллельно. Нам необходимо, чтобы в каждая секция из 5 ячеек имела одинаковое сопротивление, поэтому в каждой секции должны быть ячейки с одинаковым сопротивлением. Мы отобрали из одной партии 10 элементов с внутренним сопротивлением 14,5мОм, 30 элементов с 15мОм и 10 элементов 15,5мОм. Тогда каждая секция состоит из элементов 14,5–15-15–15-15,5 мОм.
Форма аккумулятора задана внутренними размерами корпуса: длина 300мм, высота 55мм, ширина 145мм. Здесь будет 10 секций по 5 элементов (3+2) собранных в один длинный ряд и согнутый пополам. При очень ограниченном пространстве и для придания жесткости данной конфигурации, сборка секций производится на термоклей. Между секциями обязательно проклеиваем электрокартон.
ТОЧЕЧНАЯ СВАРКА. Сначала варим “киноленту” и затем усиливаем ее сверху никелированной полосой. Измеряем напряжение каждой секции, оно должно быть одинаковое.
РАСПАЙКА BMS . После сварки распаиваем BMS плату с балансировкой, зарядные и разрядные провода.
ИЗОЛЯЦИЯ БАТАРЕИ. Особое внимание следует уделить изоляции торцов ячеек, где наварена лента, особенно тех, которые после сложения батареи будут прилегать друг к другу. Делаем это с помощью каптонового скотча и клейкого электротехнического картона.
ТЕСТИРОВАНИЕ БАТАРЕИ НА НАГРУЗОЧНОМ СТЕНДЕ. После сборки батареи, до ее упаковки в корпус необходимо провести полную зарядку и поставить на нагрузочный стенд. Нагружать будем током 10А, это ток 0,5С для данной батареи. Разряжать будем до отсечки BMS, одновременно контролируя ее срабатывание. На всякий случай ставим параметр остановки теста при достижении вольтажа 2,7В на одну ячейку.
В результате тестирования аккумулятор отдал 19,87Ач (722Втч). Вольтаж отсечки BMS — 29,4В (2,94В на один элемент). Это даже превышает номинал (36В×20Ач=720Втч), даже с учетом того, что номинал указывается при более низком токе разрядка (обычно 0,2С) , и при более низком вольтаже окончания разряда (2,5 — 2,7В).
