Этап 3 - сборка аккумулятора электровелосипеда

Принцип сборки аккумуляторной батареи:

Принцип сборки аккумуляторной батареи довольно простой, допустим возьмём несколько аккумуляторов, например, три и соединим их последовательно, плюс к минусу и так далее, в данном случае каждый аккумулятор заряжен до 4,2 вольт это фиксированное значение почти всех литий ионных аккумуляторов, эти 3 аккумулятора будут работать одновременно и уже выдавать 12,6 вольт, таким образом набирается вольтаж аккумулятора, добавляя один аккумулятор будет повышаться вольтаж на 4,2 вольта.

Что бы набрать ёмкость и мощность аккумуляторной батареи нужно в каждую секцию добавить ещё несколько аккумуляторов, и что бы они вместе работали их нужно соединить плюс к плюсу минус к минусу, таки образом образуется секция с тем же вольтажом, но с большей ёмкостью, в данном случае каждый аккумулятор содержит 2700 миллиампер часов, и при добавлении одного аккумулятора ёмкость секции будет увеличиваться на это значение, важно, каждая секция должна иметь равное количество аккумуляторов, в противном случае аккумулятор будет работать по самой слабой секции.

Для сборки цельного аккумулятора нужно правильно расположить секции и правильно их объединить в одно целое, вот примерно так как на видео, можно собирать более компактную аккумуляторную батарею.

В моём случае это 14 секций, объединяя их последовательно я получу нужные мне 58,8 вольт в полностью заряженном состоянии, нижний порог этого аккумулятора составит 47,6 вольт, по достижении нижнего порога сработает плата защиты и отключит потребитель, про плату защиты или по-другому коротко BMS что это и как её подключить я расскажу дальше.

Что бы набрать нужную ёмкость аккумуляторной батареи я соединю 6 аккумуляторов, каждый из которых по 2,7 ампер часа и получу запланированные 16,2 ампер часа или 952 ватт часа.

С такой ёмкостью я думаю смогу проехать более 40 километров управляя только ручкой газа, и около 100 километров с ассистентом педалирования, более точно покажут тесты.

Предварительно я сделал шаблон размера будущего корпуса аккумулятора, из держателей именуемые холдерами которые соответствуют этому типоразмеру аккумуляторов из них собрал площадку так что бы она умещалась внутри корпуса аккумуляторной батареи.

Из холдеров очень просто и удобно собирать площадку для размещения аккумуляторов, холдеры изготовлены из прочного пластика, и после размещения в них элементов образуется прочный каркас, в котором соблюдены расстояния между аккумуляторами.

Предварительно все аккумуляторы я зарядил и проверил на ёмкость, внёс все значения в программу эксель, и теперь воспользуюсь сайтом репак по компоновке секций согласно ёмкости аккумуляторов, тем самым мне удастся собрать каждую секцию, состоящую из 6 аккумуляторов так чтобы они были максимально схожи по ёмкости.

Скопирую все значения, которые внёс в таблицу, и перейду на сайт репак внесу все значения, далее нужно указать количество секций, в моём случае это 14, укажу количество элементов в каждой секции это шесть, укажу вольтаж аккумулятора 4,2 в полностью заряженном состоянии, и кликаю по кнопке создание пакетов.

По итогу получаю рекомендацию с вот такой компоновкой и последовательностью секций, при такой компоновке аккумулятор будет содержать чуть больше 17 ти ампер часов, или чуть больше тысячи ватт часов. Я распечатал рекомендации по размещению каждого аккумулятора и буду компоновать согласно таблице.

Готово все аккумуляторы расположены в своей последовательности согласно рекомендации, теперь соберу из холдеров вторую ячейку и завиксирую ее.

Теперь будет удобнее соединять аккумуляторы методом приварки никелевой ленты, или методом пайки.

Для начала я решил все же изготовить корпус для будущего аккумулятора, для этого сделал вот такой шаблон учитывая конфигурацию рамы и толщину стенок сумки под аккумулятор.

Так как я буду изготавливать корпус из оргстекла, я сделал вот такой полноразмерный жесткий шаблон, по нему буду изгибать полосу оргстекла толщиной 6 мм.

Разметил нужную мне ширину корпуса это 9 сантиметров, измерил окружность будущего корпуса, сантиметр оставлю на возможные подвижки и подгонку, поэтому отрежу 102 сантиметра.

Нарезаю оргстекло сетевым лобзиком с пилкой по дереву, так как более мелкий зуб нагревает оргстекло и плавит его.

Готово можно загибать оргстекло, для этого можно воспользоваться техническим феном, но так как у меня его нет буду делать это на обычной газовой плите, и вот так у меня получилось.

С внутреней стороны корпуса сделаю накладку из оргстекла и склею при помощи дихлорэтана, это достаточно ядовитое вещество и склеивать желательно на открытом воздухе.

Боковые стенки сделаю из вот такого оргстекла, оно толщиной 4 мм, этого достаточно, разметил контур согласно шаблону и так же отрезал лобзиком, вклеил внутрь будущего корпуса при помощи все того же дихлорэтана.

На всякий случай примеряю аккумуляторную батарею, все вмещается хорошо, наверно вот тут расположу плату защиты, модуль блютус, а также понижающий модуль до 12 вольт, места для этого предостаточно, с этой стороны будут выходить провода.

Аккумуляторную батарею можно собрать методом приварки никелевой ленты, у меня все для этого есть, в том числе небольшая сварочная плата, для ее работы так же потребуется мощный автомобильный аккумулятор, этот способ в разы быстрее.

Но в этот раз я принял решение собирать аккумулятор при помощи паяльника, медной жилы толщиной 1,2 мм которую буду использовать в две жилы, скрученную между собой, и устанавливать, как силовую шину, а соединять каждый аккумулятор буду тонким медным проводом толщиной 0,5 мм, и, если в каком-то аккумуляторе произойдёт замыкание она просто перегорит, предотвратив тем самым повреждение остальной части аккумулятора или его возгорания, вот примерно так перегорит проводник при замыкании.

Провод толщиной 1,2 мм я достаю из самого обычного электропровода, очищаю от оплётки, и при помощи шуруповерта скручиваю две жилы, вот так. Тонкий медный проводник я беру из старого телевизионного кабеля.

Все готово, перед лужением аккумуляторов на них нужно немного зачистить контакты, для того что бы припой прочно держался, зачищать достаточно по центру размером до 3 мм, после желательно все контакты обезжирить.

Перед лужением аккумуляторов в местах где будет припой, наношу немного активного пастообразного флюса, разогреваю паяльник до 500 градусов, набираю немного припоя и прикладываю жало паяльника к месту лужения на пару секунд так что бы не перегреть аккумулятор, после все тем же обезжиривателем надо убрать остатки флюса. Таким образом залуживаю все 84 аккумулятора с обеих сторон.

Аккумуляторы я залудил таким образом, что образовалось некоторое острие, для того что бы появились точные отметины на специализированном самоклеящемся изоляционном картоне.

После импровизированным просекателем сделанным из топливной медной трубки я пробью в нем точные отверстия, вот примерно так.

Изоляционным картоном я максимально закрываю контакты аккумуляторов дабы избежать случайного замыкания при пайке, у меня был такой опыт уже. Это делать совсем не обязательно и можно просто аккуратно паять, но я решил сделать в этот раз именно так просто для эксперимента.

На одной полосе изолятора пробил все отверстия, наклею его и максимально приглажу в местах пайки, так что бы он плотно прилегал к контактам аккумуляторов.

Все тоже самое проделываю с двух сторон аккумуляторной батареи, вот так по итогу получилось, я заранее разметил места соединения секций, так будет более удобно и вероятность ошибки сводится к нулю.

Забыв про севший аккумулятор в камере на которую снимаю этот ролик, я уже начал спаивать секции аккумулятора, и вспомнил только на этом моменте, часть так называемых силовых дорожек я уже зафиксировал, и объединил две секции с одной стороны, так же подпаял плюсовой провод использовав для этого термостойкий силиконовый провод толщиной 13G, ради эксперимента хотел установить в корпус вот такой разъем XT60-E что бы к нему уже подключать контроллер, но итогу мне не очень понравилась эта идея, и я просто выведу подлиннее провода с разъёмом XT60 по типу папа.

Силовые шины я фиксирую на секундный клей, предварительно провод обрабатываю напильником, точечно фиксирую на них термоусадку и приклеиваю к изоляционному слою, кстати держаться очень крепко, но это лишь фиксация для удобства при паянии, а сами тонкие проводки уже закрепляют намертво.

На шине точечно залуживаю мета где будут подпаиваться проводники, кончик тонкого провода изгибаю примерно в кольцо при помощи пинцета, наношу немного припоя, и припаиваю к аккумулятору, немного его изгибаю, и подпаиваю к шине, другой конец так же изгибаю и подпаиваю к аккумулятору.

Рекомендую посмотреть видео выше по странице в нем все очень подробно, спасибо.