0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Изготовление аккумулятора для велосипеда своими руками

Изготовление аккумулятора для велосипеда своими руками

Электровелосипеды далеко не новинка велоиндустрии, модели представлены во всём многообразии их форм, размеров, цветов и мощностей электродвигателя на любой вкус потребителя. По причине высокой стоимости таких велобайков многие умельцы собирают их собственноручно. Основными электрическими составляющими электробайка являются: электродвигатель, аккумулятор с зарядным устройством и контроллер.

Аккумулятор для электровелосипеда

Готовые наборы для перевоплощения обычного велосипеда в электрический в ассортименте имеются в продаже, но в целях экономии средств зачастую оснащают транспортное средство подходящими моторами, снятыми с различной электрической утвари. Если вы уже практически переоборудовали свой байк в электровелосипед и дело осталось только за аккумулятором, то вариантов в принципе немного — купить готовый или сделать аккумулятор для велосипеда своими руками, собрав его из ячеек.

Аккумуляторная батарея — важнейшая незаменимая деталь электробайка, сердце всего механизма, с помощью которого и обеспечивается питанием велосипедный двигатель. Если источник питания разрядится или выйдет из строя, придётся по старинке крутить педалями.

Виды аккумуляторов, устанавливаемых на велосипед

Отличаются аккумуляторы по многим параметрам, от которых зависят технические показатели электробайка и, соответственно, цена вопроса. По видам могут быть:

  • литий-ионный аккумулятор;
  • никель-металл-гидридный;
  • свинцово-кислотный.

Литиевые

Наиболее удачный вариант для оснащения электрического велосипеда — литиевые батареи, обладающие высокой ёмкостью. Они являются самыми высококачественными источниками энергии, имеют больший срок эксплуатации в сравнении с остальными, низкий вес, но и отличаются, благодаря своим характеристикам, высокой ценой.

Различают несколько разновидностей литиевых энергонакопителей для велосипедов:

  • литий-марганцевые;
  • литий-полимерные;
  • литий-железо-фосфатные.

Все литиевые батареи разнятся по своему химическому составу, но являются экологически чистыми, поскольку герметичны и не содержат ядовитых веществ.

Срок службы таких аккумуляторов до 5 лет, количество циклов зарядки до 1000, за исключением железо-фосфатных, самых мощных и дорогостоящих из всех, срок эксплуатации которых при правильном уходе может достигать 10 лет, до 2000 циклов.

В любой батарее должны быть сбалансированы все элементы: эту функцию выполняет специальная плата BMS (Battery Management System) — система управления. Кроме выравнивания заряда ячеек, она полностью контролирует процесс заряда и разряда батареи. На заводских накопителях плата установлена по умолчанию, а на самодельный источник питания придётся устанавливать, чтобы увеличить срок эксплуатации своего творения и не выполнять работу за BMS.

Никель-металл-гидридные

В составе никельсодержащего аккумулятора смесь никеля с другими металлами. Такие батареи довольно лёгкие, находятся в средней ценовой категории. Срок их службы составит около 3 лет, 850 циклов зарядки.

Свинцово-кислотные

Чаще всего производители ставят на велосипед свинцовый аккумулятор, отличающийся высокой энергоёмкостью, низким уровнем саморазряда, минимальной ценой. Но при этом такие аккумуляторы недолговечны, имеют больший вес, значительно уступая по своим характеристикам литиевым. Срок службы 2 года, приблизительно 700 циклов зарядки.

Основные параметры батарей:

  • Напряжение, измеряемое в вольтах. Батарея может выдавать 12, 24, 36, 48 вольт.
  • Ёмкость — это вся запасённая энергия батареи до полной её разрядки, измеряемая в ампер-часах. Чем больше ёмкость, тем дольше велосипед проедет без подзарядки.
  • Мощность, измеряемая в ваттах. Кроме мощности самих ячеек, на этот показатель влияет также плата BMS, контролирующая безопасность батареи, ограничивая мощность в случае необходимости.

Собираем литиевую батарею

Литиевые батареи для велоаккумулятора

Для того чтобы собрать аккумулятор для велосипеда, нам понадобятся:

  • несколько литиевых элементов;
  • соединительные провода, разъёмы;
  • коробка или кейс, т. е. любая подходящая ёмкость, металлическая либо пластиковая;
  • амперметр;
  • паяльник;
  • зарядное устройство.

Батареи складываем в пакеты попарно, учитывая полярность (элементы должны быть с параллельным соединением). Последовательно соединяем пакеты между собой, выводим охапку проводов с плюсом, уже соединённую, и так же поступаем с минусом.

Аккумулятор для велосипеда с выведенными проводами

Хорошо стянуть все элементы и сложить в приготовленную ёмкость. Желательно сразу же припаять плату BMS, чтобы приложенные усилия окупились долгим сроком службы.

Велоаккумулятор в чехле

Вести провода наружу из коробки следует из заранее просверлённых отверстий, затем к верхней части присоединить штекер, через который будет осуществляться зарядка. Все отверстия бокса обязательно должны быть герметизированы.

Теперь остаётся только подключить кабель готового аккумулятора к электродвигателю ну и, конечно же, заняться размещением источника питания на конструкции велосипеда.

Велосипед с самодельными аккумуляторами

Сохранить на дольше работоспособность энергонакопителей поможет своевременная зарядка, соблюдение температурного режима и благоприятные условия хранения.

Как сделать фару на велосипед самостоятельно? Как выбрать подходящий светодиод для фонаря? Детали, которые вам понадобятся, способ сборки и крепления на велосипед.

Как сделать велосипед из дерева своими руками. Рама из дерева не только стильный, но и практичный элемент велосипеда. Создаём прочную деревянную конструкцию.

Если вы мастер на все руки и любите создавать интересные вещицы, почему бы не научиться изготавливать самодельные велосипеды. На велобайке можно колесить по городу, хвастаться необычным самодельным сооружением перед соседями, а главное — показать сыну, какими талантами обладает его отец, научить основным приёмам и ещё больше упрочить понятие «хозяина» в доме.

Аккумулятор для электровелосипеда своими руками

В продаже представлен богатый ассортимент литиевых аккумуляторов для различных видов персонального электротранспорта. Но иногда хочется собрать аккумулятор для электровелосипеда своими руками, чтобы отточить свое мастерство, попрактиковаться в создании полезного устройства и быть уверенным в качестве сборки. Если вы также задались целью самостоятельно собрать аккумуляторную батарею с нужными характеристиками, вам понадобятся:

  • достаточное количество элементов Li-ion типоразмера 18650;
  • BMS плата управления – она отвечает за выравнивание заряда элементов питания, контролирует процесс заряда и разряда АКБ и продлевает срок ее службы;
  • соединительные провода, разъемы;
  • подходящий по размерам бокс или кейс из металла или пластика – его можно купить или изготовить самостоятельно;
  • 2 противопожарных пакета;
  • амперметр;
  • паяльник;
  • зарядное устройство.

Алгоритм сборки Li-ion батареи для электровелосипеда своими руками

Подготовленные ячейки типоразмера 18650 попарно укладываются в пакеты с учетом полярности, обеспечивая параллельное соединение. К ним подсоединяются силовые и балансирные провода. Пакеты последовательно соединяются друг с другом для получения необходимого напряжения. Разъемы выводятся наружу с использованием удлинителей. Балансирные провода соединяются последовательно.

Все литиево-ионные элементы тщательно стягиваются и укладываются в подготовленный бокс или кейс, в котором заранее необходимо просверлить отверстия для вывода проводов. Тут же припаивается плата BMS. Провода выводятся наружу, после чего к верхней части подсоединяется штекер для дальнейшего осуществления зарядки батареи. Все отверстия кейса тщательно герметизируются. В завершение, кабель собранной батареи подключается к электрическому контроллеру (нагрузке ), и источник питания размещается на транспортном средстве – на раме, багажнике или в другом подходящем месте.

Меры безопасности

Собираясь собрать самодельный аккумулятор для велосипеда своими руками, помните, что:

  1. В процессе работы и при тестировании аккумуляторов важно быть предельно аккуратными и осторожными.
  2. Нельзя допускать падений элементов питания и собранной батареи, их нагрева, сдавливания, проникновения в них сторонних предметов.
  3. Важно избегать короткого замыкания, перезарядки аккумуляторов, применения обратной полярности.
  4. В случае чрезмерного нагрева необходимо прекратить эксплуатацию батареи или зарядного устройства.
  5. Нельзя использовать ячейки сомнительно качества, с признаками повреждений.

Если вы сомневаетесь в достаточности своих знаний и опыта, лучше сэкономьте время и силы – просто купите готовую аккумуляторную батарею Li-ion с подходящими параметрами или закажите ее профессиональную сборку на заказ, с предоставлением гарантии на выполненную работу. Изготовление аккумуляторной батареи на заказ позволяет самостоятельно выбрать ячейки для сборки АКБ и четко соблюсти требуемые характеристики. В частности, вы можете заказать аккумулятор оптимально подходящей вам формы, размеров, емкости.

О пайке литиевых элементов

Паять литиевые ячейки крайне нежелательно – при нагреве паяльником их легко испортить. Но для лучшей балансировки пайка нужна, поскольку избыточное сопротивление приводит к искажению сведений о напряжении, получаемых зарядным устройством. Компромиссное решение – использовать элементы с клеммами и воздействовать на них паяльником кратковременно, максимум пару секунд.

Альтернативой пайки может стать:

  1. Применение в роли контактов редкоземельных магнитов. Они мощные, обеспечивают отличный контакт с ячейками, а снаружи покрыты неокисляющимся цинком или никелем. Припаивать к ним провода нужно очень осторожно, не превышая температуру Кюри порядка 300 °С. При этом важно использовать паяльник с термической стабилизацией и легкоплавкий припой.
  2. Специальная держалка, как для установки простых батареек. В ней элементы питания будут находиться без жесткой фиксации, что позволит при необходимости менять неисправные «банки ».
  3. Готовая держалка с предусмотренной защитой литий-ионных элементов. В нее просто вставляются незащищенные «банки », без пайки и других сложностей.

Выводы

Самодельная батарея для электровелосипеда – это хорошее решение при условии использования качественных элементов питания и наличия знаний и навыков, необходимых для профессиональной сборки такого устройства. Если вам нужен хороший аккумулятор под конкретные требования (нестандартная форма, размеры и другие характеристики), можно самостоятельно собрать его из комплекта элементов 18650. Но без наличия опыта в таких делах не всегда удается с первой попытки создать надежный аккумулятор, пригодный для эксплуатации.

Поэтому проще и безопаснее купить готовый аккумулятор для электробайка. Если в продаже нет модели с нужными вам параметрами, закажите ее сборку в мастерской ВольтБайкс. Наши специалисты изготовят нужную вам батарею с точной подгонкой под необходимые характеристики и требования, качественно выполнят все работы и предоставят гарантию.

Предлагаем вам прочесть в нашем предыдущем материале о том, как правильно заряжать аккумулятор электровелосипеда.

Самая дешевая Li-ion батарея для электровелосипеда своими руками

Если вы уже практически переоборудовали свой байк в электровелосипед и дело осталось только за аккумулятором, то вариантов в принципе немного — купить готовый или сделать аккумулятор для велосипеда своими руками, собрав его из ячеек. Батарея является самым дорогим элементом при сборке электровелосипеда. Цены на качественные Li-ion батареи начинается от 15 тысяч рублей, и уходят в небеса. Если вы хотите порядочно сэкономить на стоимости батареи, получить новые навыки и знания — эта статья для Вас. Стоимость моей самодельной батареи на 36V 13Ач — около 6 тысяч рублей. Но она могла стоить почти вдвое меньше, так как я заказывал заводской корпус.

Статья не является прямым техническим руководством, показываю как сделал я, Li-ion батареи являются элементом повышенных требований безопасности, и Вы делаете все на свой страх и риск!

Этот способ подходит для тех, кто не торопится — например, сделать зимой батарею для летних покатушек.

Для начала нам нужно найти где продают старые аккумуляторы от ноутбуков. Я нашел компьютерный сервис, где их продавали 100 руб. за штуку. Многие сервисы их не собирают и просто выкидывают. Взял 20 штук батарей не глядя, можно не проверять. Фишка здесь в том, что обычно в батарее отказывает один, максимум два элемента 18650 из шести, остальные же находятся в рабочем состоянии.

Нещадно, но аккуратно разбираем корпуса, вытаскиваем элементы, разрезаем кусачками никелевую проволоку так, чтобы у каждого элемента оставался хвостик

1см с каждой стороны. Это поможет нам спаять батарею обычным паяльником.

Из 20 батарей от ноутбуков у меня получилось добыть 112 элементов 18650 — в одной батарее было только четыре элемента, а одна подошла к моему ноутбуку и была в хорошем состоянии, решил ее оставить 🙂

После разборки проверяем каждый элемент сначала вольтметром — в одну сторону откладываем условно рабочие годные элементы — те, где напряжение больше 3,5 вольт.

В другую кучку откладываем элементы напряжением от 3,4 до 2 вольт — они тоже возможно будут работать, но отложим их на вторую очередь проверки.

И откладываем в третью кучу элементы напряжением менее 2 вольт — скорее всего они уже не годны.

В первой кучке у меня получилось 64 элемента, во второй 32, в третьей 16 элементов. Неплохо.

Теперь наступает самый длительный процесс тестирования элементов по емкости. Для этого нужно будет приобрести зарядное устройство для Li-ion батарей с функцией проверки емкости. Это, конечно прибавит к общей стоимости батареи, но вещь безусловно удобная и нужная в хозяйстве. Я заказал liitokala engineer lii-500 на али, стоимость около 1 тысячи руб.

Сначала ставим условно рабочие элементы из первой группы, проверяем их в режиме NOR TEST, ток заряда лучше выставлять 500мА, так как на 1А зарядник сильно греется. Время теста четырех батарей около 6-8 часов, я ставил на ночь. Чтобы проверить все элементы нужно пару месяцев, но по другому никак=)

По результатам проверки так же разделяем несколько групп, но уже по емкости — в первой группе у меня были элементы с самой высокой емкостью, которые без проблем зарядились до 4,2 вольта и прошли тест заряд-разряд. Их мы и будем использовать в нашей батарее для электровелосипеда. Я отбрал элементы от 2500 до 2000мАч. Их у меня получилось 65 штук.

Во вторую группу перемещаем так же хорошие элементы, но с емкостью менее 2000мАч, их мы будем использовать для бытовых целей, фонариков и других самоделок. Это приятный бонус.

И в третью группу, на утилизацию, откладываем батареи которые не прошли цикл заряд-разряда.

Теперь остается выбрать тип батареи и распределить элементы по группам. Я решил делать батарею на 36 вольт, так батарея получиться более большая по емкости, чем если бы я делал ее на 48 вольт.

Для этого нужно последовательно соединить 10 групп по 6 соединенных параллельно элементов. Нужно так распределить элементы, чтобы емкость каждой из 10 групп примерно была одинаковой. Проще всего забить данные в таблицу в екселе и менять элементы местами.

Разбег по группам у меня составил около 30мАч, общая емкость батареи — чуть более 13Ач.

Теперь остается дело за малым, правильно, аккуратно и качественно спаять батареи. Если хочется максимально сэкономить, то можно склеить элементы друг к другу термоклеевым пистолетом. Но способ так себе, в идеале элементы не должны соприкасаться. Я заказывал себе на али бокс для батарей, в него входит две сетки с отсеками, собирать и паять очень удобно.

Закладываем в нижнюю яйчейку все элементы согласно таблице. Чтоб не запутаться, можно дополнительно подписать группы 1-10.

За имеющиеся хвостики никелевой ленты спаиваем группы элементов. Я паял медной проволокой из провода сечением 0,75мм. Для равномерного заряда и разряда всех элементов группе надо чтобы перемычек между батареями было как можно больше.

Не забываем про плату балансировки. Это обязательный элемент в аккумуляторной сборке. Она должна точно подходить под тип собранной батареи. Так как я собираюсь использовать ее с мотор — колесом на 350Ватт, взял недорогое BMS на 15 ампер разряда, около 900 рублей. Подключаем согласно схеме производителя.

После сборки еще раз все проверяем, на выходе батареи должно быть 42 вольта.

Готовую батарею плотно оборачиваем мягкой упаковочной пленкой заматываем скотчем, и засовываем в корпус. Нужно чтобы она заходила в корпус с некоторым натягом.

Готовая батарея получиться ничем не хуже заводской, в случае выхода из строя какого -то элемента его всегда можно будет заменить своими руками. К тому же собранное своими руками изделие всегда приятней эксплуатировать)

По этой же схеме можно спаять аккумуляторную сборку из новых элементов, на али сейчас 40шт 18650 с емкостью 2600 мАч можно купить за 4 с небольшим тысячи рублей. Это тоже будет намного дешевле, чем покупать готовую батарею в магазине.

Аккумулятор для электровелосипеда своими руками – практическое руководство по сборке

В специализированных магазинах или даже в интернете с доставкой «под дверь» можно купить электровелосипед или необходимые к нему запчасти на любой вкус. Удовольствие далеко не из самых дешевых, поэтому народным умельцам приходится всячески ухищряться, чтобы сделать его более доступным. Собрать «железного коня» или доукомплектовать его собственными силами — не такая уж плохая идея, если знать, как сделать аккумулятор для электровелосипеда своими руками.

Виды аккумуляторов, устанавливаемых на велосипед

Перед тем, как переходить к практической составляющей, следует поработать над теорией, особенно это касается инженеров-новичков, которым уж точно не будет лишней информация о том, что аккумуляторы для электровелосипедов бывают нескольких видов. Вот основные из них, наиболее часто используемые:

  • свинцово-кислотные ( SLA);
  • литий-ионные (Li-Ion);
  • литий-полимерные ( Li-pol);
  • литий-железофосфатные (LiFePо4).

Первый по порядку представитель этого мини-списка подкупает своей относительной дешевизной, широкой распространенностью, доступностью, а отталкивает — сравнительно большим весом ( в пределах 13 кг) и недостаточной емкостью (при указанном весе около 10 A/часов). Дополнительно в один ряд со свинцово-кислотными аккумуляторами можно поставить гелиевые, которые не столь чувствительны к глубокой разрядке при движении велосипеда вверх или по бездорожью. Но они даже близко по своим свойствам не могут приблизиться к литий-ионным батареям, по праву считающимся лучшими силовыми источниками тока.

Такие аккумуляторы обладают высокой энергетической плотностью и относительно низким самозарядом. Благодаря постоянному развитию технологий, их производство с каждым годом изменяется в лучшую сторону, следовательно, и привлекательнее становится соотношение качество/стоимость. Достоинством литий-полимерных аккумуляторов является их простая конструкция, небольшой вес, а к недостаткам можно отнести достаточно большое внутреннее сопротивление, для снижения которого вставляют гелиевый электролит. По техническим характеристикам они практически полностью сопоставимы с литий-ионными и железофосфатными батареями, более подробно о преимуществах и недостатках которых речь будет идти далее.

Основные параметры батарей

Если обобщить все параметры, то литий-железофосфатные аккумуляторы вполне заслуживают звания «топ». Они примечательны такими плюсами:

  • работают с широким диапазоном температур;
  • с достоинством выдерживают пики тока ( зарядные и нагрузочные);
  • переносят более 2х тысяч зарядок, ненамного теряя свою емкость.

Иными словами, они успешно функционируют как при +30 градусах Цельсия, так и при -30, это если грубо говоря. Заряжаются быстро, что очень важно для велосипедистов, постоянно пребывающих в движении. Железофосфатным батареям свойственна впечатляющая способность генерировать мощность до 3000 Вт. Вдогонку и на определенном контрасте сразу же стоит сказать, что литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы не рекомендуется использовать при слишком низких температурах. Также они не могут взаимофункционировать с моторами, мощность которых превышает показатель в 750 Вт. А служить такие батареи успешно могут на протяжении четырех лет, осуществляя при этом порядка 400 циклов зарядки.

Что касается свинцовых батарей, то на фоне выше перечисленных они вовсе неуклюже смотрятся. Чего только стоит тот факт, что они заряжаются до 10 часов, а даже самые лучшие и качественные их представители изнашиваются за довольно короткий срок — непрактично и неудобно. В общем, таким самодельный аккумулятор для электровелосипеда быть уж точно не должен. Для сборки собственного аккумулятора, учитывая проведенный короткий анализ параметров, необходимо выбирать между литий-ионным и литий-железофосфатным. Второй по характеристикам выглядит предпочтительнее, но отпугивают его большой вес и аналогичная цена, а первый не намного хуже на практике, при этом гораздо легче и привлекательнее в материальном плане, что тоже очень важно учитывать перед тем, как собрать аккумулятор для электровелосипеда.

Собираем литиевую батарею

Итак, грядет наиболее интересный и захватывающий момент — непосредственная сборка аккумулятора для электровелосипеда. Теоретическая подготовка прошла успешно, самое время переходить к практической части сего не самого легкого, но вполне выполнимого задания. Чтобы оно увенчалось успехом, а готовая литиевая батарея соответствовала первоначальным ожиданиям, необходимы:

  • плата управления BMS.;
  • достаточное количество специальных разъемов, удлинителей и проводов для соединения;
  • соответствующий предпочтительным размерам аккумулятора элемент (это может быть произведенная из пластика или металла коробка, не важно купленная или сделанная собственными руками);
  • пара противопожарных пактов;
  • дополнительные принадлежности, такие как паяльник, амперметр и, конечно же, зарядное устройство.

Чтобы собрать аккумулятор для электровелосипеда, такого небольшого наборчика будет достаточно. Далее необходимо придерживаться некоего алгоритма работы. Элементы типоразмера 18650 с учетом их полярности укладываются в подготовленные пакеты. Таким образом обеспечивается их параллельный контакт. Чтобы добиться желаемого напряжения, необходимо аккуратно соединить пакеты друг с другом. Делается это очень простым способом, основанным на том, чтобы, используя специальные удлинители, вывести разъемы наружу, а провода (их еще называют балансирными) соединить между собой в последовательном порядке.

Далее в дело вступает заранее подготовленная коробка, кейс или что-то подобное. В этом изделии необходимо проделать любым доступным способом дыры, чтобы сквозь них могли пройти кабеля. Погрузить в этот бокс тщательно стянутые литий-ионные элементы и надежно припаять плату. Если все прошло удачно, проводки можно выводить наружу, пропуская их через отверстия, которые после следует подвергнуть герметизации. К верхней части полученного приспособления прикрепляется штекер — через него и будет осуществляться зарядка. В самом конце, когда сборка батареи для электровелосипеда своими руками завершена, полученный аккумулятор посредством кабеля присоединяется к контроллеру и устанавливается на средстве передвижения.

Во время сборки аккумулятора для электровелосипеда очень важно соблюдать меры безопасности. Понятно, что нельзя допускать коротких замыканий или применять обратную полярность — это действительно опасно для жизни. Избегать следует и чрезмерного нагрева элементов, и сразу же прекращать работу, как только что-то идет не по плану. Необходимо испытывать уверенность не только в каждом движении, действии, но и в используемых инструментах. Они должны быть качественными. В ячейках Li-Ion не допускаются даже малейшие повреждения. Предельно осторожным надо быть во время их пайки, которая вообще-то крайне нежелательна, но все-таки нужна для достижения лучшей балансировки.

Выход из ситуации может быть в том, чтобы применять литейные элементы с так называемыми клеммами, что позволит свести процесс паяния к минимуму. Альтернативу паяльнику найти сложно. Да, можно использовать редкоземельные магниты в роли контактов или специальные держатели, но это не столь эффективные методы. Вывод — если ощущать уверенность в своих действиях, все делать аккуратно, применять только качественные комплектующие, то батарея для электровелосипеда получится что надо, в обратном случае — лучше за это дело не браться вовсе.

Читать еще:  Прокачиваем мозг: 10 специй, которые делают ум острым, как бритва
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять
Adblock
detector