Как собрать lifepo4 аккумулятор 12 вольт

Сделать своими руками LiFePO4 аккумулятор

Сборка аккумуляторной батареи из ячеек типа LiFePO4 выполняется по тому же принципу, что и создание литий-ионных АКБ других видов. Но есть некоторые отличия, которые стоит учесть при выборе ячеек и их последующем соединении в батарею. В отличие от Li-ion аккумуляторов с номинальными значениями 3,6–3,7 В на ячейку, элементы питания на основе литий-железо-фосфата имеют меньшее напряжение – 3–3,2 В. Поэтому для получения батареи нужного вольтажа последовательно соединяется большее количество «банок» LFP, по сравнению с типичными Li-ion компонентами. Что касается типоразмеров, LFP аккумуляторы не имеют к ним такой жесткой привязки, как остальные Li-ion элементы. Хотя ячейки категории LiFePO4 также можно купить в цилиндрическом исполнении и привычных форм-факторах 18650, 32650 или 32700, более распространены «банки» призматической формы. Также в продаже встречаются аккумы-пакеты. Собрать LiFePO4 батарею можно из «банок» любой формы и размеров, но наиболее удобными в сборке считаются призматики с резьбовыми клеммами.

Что понадобится?

Для сборки батареи из LiFePO4 аккумуляторов своими руками приготовьте:

• необходимое число аккумов с одинаковыми характеристиками, в идеале – из одной партии;
• принадлежности для их соединения, например, для призматиков с резьбовыми клеммами – переходные пластины и крепежные болты, для цилиндрических элементов – никелевую полосу и аппарат контактной сварки;
• БМС плату с подходящими характеристиками;
• балансировочные провода;
• измерительные приборы – вольтметр, омметр, мультиметр;
• клеммы-переходники;
• силовые клеммы;
• медный многожильный провод диаметром 6 мм;
• электроизоляционные материалы;
• кнопку включения-выключения АКБ;
• зарядное устройство, подходящее для собираемой литий-железо-фосфатной АКБ;
• штекер для зарядного устройства;
• индикатор зарядки;
• средства индивидуальной защиты – диэлектрические перчатки, защитные очки;
• термоусадочную пленку для герметизации созданной АКБ;
• аккумуляторный бокс или материалы для его изготовления.

Схема сборки

Чтобы собрать батарею из литий-железо-фосфатных аккумуляторов своими руками, нужно изначально продумать схему их сборки. Для наращивания вольтажа ячейки соединяются последовательно (плюсовой контакт предыдущей «банки» соединяется с минусовым контактом последующей), а для набора емкости – параллельно. К примеру, для сборки батареи напряжением 36 В и емкостью 10 Ач из ячеек с характеристиками 3,2 В и 5 Ач используется схема 12S2P.

При расчете необходимый вольтаж батареи нужно разделить на номинальное напряжение 3 В каждого элемента. Для 36-вольтовой батареи получаем 12 последовательно соединяемых ячеек, по 2 в параллели для набора емкости. Аналогично для получения батареи на 48 В последовательно соединяется 16 элементов. Но у заряженных LFP элементов напряжение составляет 3,65 В, поэтому напряжение заряженной батареи будет выше номинального значения: 3,65х12= 43,8 В, 3,65х16=58,4 В.

Последовательность сборки АКБ

Для создания LiFePO4 батареи по заданной схеме нужно:

1. Подготовить все компоненты, инструменты, измерительные приборы. Ячейки для сборки должны быть с идентичными характеристиками и низким уровнем заряда – около 20% (для безопасной сборки).
2. Соединить их по заранее продуманной схеме. При соединении строго соблюдать полярность. Призматические элементы соединить переходными пластинами и закрепить крепежом. Цилиндрические – соединить при помощи никелевой полосы и аппарата контактной сварки.
3. К минусовой клемме батареи присоединить BMS плату. От нее к каждому контакту провести балансировочные провода. Припаять их или присоединить клеммами. Четко соблюдать схему подключения, прилагаемую к конкретной БМС плате.
4. Присоединить силовые провода и необходимые разъемы.
5. Герметизировать полученную АКБ при помощи широкой термоусадки.
6. Поместить АКБ в корпус.
7. Вывести проводку. Установить кнопку включения-выключения, индикатор уровня заряда-разряда, штекер для зарядного устройства.
8. Имеющиеся в корпусе отверстия герметизировать.

Далее нужно протестировать батарею, зарядить ее, закрепить в выбранном месте, подключить к контроллеру, нагрузке, бортовому компьютеру или вольтметру.

О безопасности

При сборке аккумуляторной батареи, ее тестировании и дальнейшем использовании нужно соблюдать меры предосторожности. Недопустимо использовать элементы питания сомнительного качества или имеющие очевидные признаки неисправности. Аккумы нельзя ронять, деформировать, нагревать, подвергать перезаряду или глубокому разряду. Недопустимо замыкать плюсовые и минусовые клеммы. В процессе работ желательно использовать защитные очки и диэлектрические перчатки.

Итог

В данной статье приведена ознакомительная информация по сборке LFP батарей. В зависимости от подвида используемых аккумуляторов и технологии их сборки алгоритм и последовательность действий могут быть изменены. При отсутствии достаточных знаний, навыков, инструментов, комплектующих или опыта работы по изготовлению аккумуляторной батареи лучше поручить эту работу специалистам. В мастерской VoltBikes производятся АКБ всевозможных размеров и форм, с заданными характеристиками и гарантией качества.

Построение аккумулятора на LiFePo4

Построение аккумулятора на LiFePo4 для лодочного электромотора (в процессе)

ВВЕДЕНИЕ
Лодочные электромоторы использую очень давно, у меня minn kota endura, очень надежные, один убил спустя много лет, да и то убил по своей невнимательности чисто физически поломал, соответственно замену производил взяв той же фирмы. А вот с аккумуляторами постоянная беда — их приходится менять и каждый раз это головная боль при подборе. Аккумулятор в среднем у меня служит 2.5-3 года, далее начинает падать мощность, начинает вести себя как-то странно, в общем понимаешь, что его пора менять. Использовал разные батареи, были и родные минкотовские, были и AGM, специализированные для домов на колесах, но срок службы оставляет желать лучшего. Более того, для последнего аккумулятора я уже купил профессиональные зарядки и инструменты диагностики и стал записывать все нагрузки и зарядки с фиксацией параметров и оказалось, что в среднем за год я его использую 20-30 раз с разрядом не более 50% от емкости и вроде должен он служить дольше, однако не служит по факту. Сейчас у меня 6й или 7й аккумулятор, точно уже и не вспомню, последний покупал 2 года назад, но уже чувствуется просадочка, может и хватит его до конца сезона, однако не уверен.

К литиевым присматриваюсь давно, цена там конечно выше. Сначала хотел купить готовую сборку, но потом изучил предложения на алиэкспрессе, проанализировал наш рынок, а на нашем рынке РФ оказалось все под заказ и также получают комплектующие с Китая и решил собрать самостоятельно. В интернете очень много слухов насчет б/у ячеек, но не факт что купив готовую сборку в ней не используются те-же б/у ячейки. Конечно есть кое-какие фишки как максимально обезопасить себя при закупке, но бывает всякое и надо понимать что это некий риск, однако я решил на него пойти.

LiFePo4 это банки по 3.2 вольта, банки которые служат в любом случае существенно дольше чем обычные кислотные, AGM или гелевые и это один плюс, главное — сборка на LiFePo4 более чем в 2 раза легче традиционных аккумуляторов. Размер сопоставим, но обычно меньше. Еще из очень важного — держит нагрузку существенно лучше и он специально рассчитан на отдачу высоких токов, а соответственно и зарядку можно производить более высокими токами, что резко сокращает время заряда. Ну и количество разрадов-зарядов у этих батарей в десятки раз выше.

МАТЧАСТЬ
Я опущу момент выбора самих ячеек и их производителя, тут каждый волен выбирать сам, отмечу основное — важно определиться с емкостью, моделью исполнения и понять размеры каждой ячейки. LiFePo4 выдают 3.2 вольта, соответственно мне нужно 4 таких ячейки соединенных последовательно, я решил остановиться на емкости 105 ампер, хотя в реальности больше 55 ампер еще никогда с аккумулятора не забирал на воде, но запас нужен. Поискав модели и поизучав параметры получил размеры каждой ячейки 200х131х37мм и весом около 2 кг за банку.

Так как банки соеденены последовательно, то постепенно будет возникать дисбаланс, т.е. на одной банке может оказаться 3.5 вольта, а на другой 3.4, что приведет к недозаряду некоторых банок или к перезаряду если ориентироваться тупо на финальное напряжение крайних банок, а это соответственно постепенная потеря общей емкости. И тут обязательно надо использовать BMS. BMS это аббревиатура от Battery Management System, что в переводе означает «Система Управления Аккумуляторами» и она следит за перегрузками при потреблении, предотвращает перезаряд, пытается перераспределить (отбалансировать) неравномерность заряда. BMS ставить надо, это даже не обсуждается. BMS выбираются исходя из токов потребления, а также от того, сколько аккумуляторов подключень последовательно, в нашем случае 4 аккумулятора, соответственно это BMS 4S (S-serial, т.е. 4 последовательные батареи). Ток? Мой электромотор на максимальной скорости потребляет 32 ампера, при зацепе за траву может забрать до 40, логично было выбрать BMS с запасом на 60 ампер, но там разница в цене не существенна и я заложил запас аж до 80 ампер. Подключается она вот так

Т.е. стоит она последовательно от нагрузки/зарядки, но тонкими проводами подключена ко всем точкам соединения аккумуляторов для контроля/балансировки. Потребляет BMS очень мало и подключена к аккумулятору постоянно даже в момент простоя.

Можно взять простую BMS либо с возможностью точных подстроек и мониторинкга через телефон или компьютер, это так называемые смарт-BMS (Smart BMS). Стоит ли переплачивать более чем двойную разницу в цене (на май 2022 года)? Может и нет, но меня по этому поводу было несколько мыслей:

— возможность контролировать заряд и остаток сразу 4х банок без использования тестера;

— возможность задавать более точно точку отключания зарядки, обычно банки рассчитаны, что их заряжают до 3.65 вольта, стандартные BMS отключают зарядку при достижении 3.65 вольт с погрешностью 0.05 вольта, а перезарядка для LiFePo4 очень даже противопоказана и много людей рекомендуют заряжать вообще до 3.6 вольт, что дает существенно увеличенный ресурс, конечно можно регулировать максимальное напряжение выставив его на зарядке, но это дело очень тонкое и совсем не точное, соответственно выставив эту точку на смарт BMS было-бы практичным, а на обычных BMS это сделать уже не получится;

— ну и возможность контроля и подстройки многих других параметров, возможно это не понадобится на практике, но когда строишь первую батарею лучше иметь в потенциале такую возможность, по мере эксплуатации может что-то выползти.

Вообще BMS помимо защит от перезаряда, избыточного потребления, короткого замыкания, низкого уровня батарей и пр. имеет функцию балансировки заряда, ну это когда разные по заряду банки становятся одинаковыми, но эта балансировка настолько мизерная, что по факту она не работает нормально. Смотрите — у BMS балансировка заявляется на уровне 40-60 мА, это составляет 0.04-0.06 ампер и когда мы ставим аккумуляторы на 100 А, то это слону дробина, соответственно в интернете куча всяких видюшек с криками, что балансировка не работает, да она и не может нормально работать. А это означает, что ставить надо специализированный балансировщик либо раз в год обращаться к «специалистам» которые будут выравнивать банки на одинаковое напряжение. Балансировщики бывают:
а) пассивные ( распиаренные в инете ой как сильно:) )
б) активные конденсаторные
в) активные индукционные.

Первые даже глубоко обсуждать не хочу, сбрасывать лишний заряд в нагрев (а нагрев это печка) на мой взгляд глупость глупейшая. Ну это примерно как в автомобиле отказаться от печки, которая работает от отведении нагрева мотора и при этом поставить более точный и крутой, но электрический нагреватель салона, это наверно круто, но бредово с моей точки зрения, правда есть аргумент — никаких утечек антифриза в салоне.

Активные балансиры это либо более точные конденсаторные, либо менее точные и соответственно дешевле по стоимости индукционные. Я выбрал конденсаторный, он на 5 ампер и стоимостью около 20$, если брать индукционный той-же компании, то ток балансировки был-бы 1.2 ампера и стоимость в районе 4$. К конденсаторному меня склонили несколько роликов в интернете, где люди построили накопители для дома на 40-45 киловатт и проблему балансировки решили именно емкостными балансирами, причем с очень приличными результатами по разбалансировке. У нас не 45 кВт, у нас чуть больше 1.20 кВт.

Очень много времени убил в поисках решения как отключать балансир в момент простоя и неиспользования аккумулятора. Если BMS потребляет ничтожно мало, то балансир 0.012 А, это означает, что за сутки он скушает 0.288 А, а за месяц — 8.64 А, вроде не критично, но требует стать рабом и раз в 2-3 месяца подзаряжать аккумулятор. Надо его как-то отключать. Т.е. когда мы заряжаем или используем аккумулятор, то балансировка должна быть включена, а вот в долгие периоды простоев ее желательно выключить, чтоб ничего не кушала. Сам дисбалланс возникает во время либо потребления, либо зарядки аккумулятора. Подсоединяется балансир ко всем банкам, т.е. нужно отключать сразу 5 проводов.

Вы видели включатель на 5 проводов? Я нашел такой, но у нас токи до 5 ампер и соответвенно он не подходит. из идей было просто открывать бокс и выдергивать балансир из разъема, но мне это решение очень не нравилось, так не нравилось, что я засел искать и изучать схему балансира в интернете, чтоб понять что там в момент простоя кушает эти 12 мА. Оказалось все просто — там есть генератор который постоянно кушает, можно просто отключить этот генератор одним проводком и проблема решена, более того, когда я уже получил этот балансир, то увидел — на плате есть перемычка с названием «RUN» вместо которой и надо поставить выключатель. Таким образом производитель включил возможность легкого отключения в схему на всякий случай, а я убил кучу времени на поиск решения. бывает:)

Ну и еще из важного. Когда ходишь на моторе, то постоянно в голове вопрос — сколько осталось заряда? В какой-то момент я нашел прекрасное решение у Китайцев под названием кулонометр. Это такая штука, которая показывает сколько я уже забрал из аккумулятора во время использования и сколько я в него отдал во время зарядки. Стоит не 3 копейки, но реально очень полезная вещь. Сейчас кулонометры очень продвинутые и они достаточно точно показывают остаток зарядки аккумулятора а не просто сколько забрал и сколько залил. Да, это тоже расходы, но поставить дешевый вольтметр, который совсем неточно оценивает остатки и практически на показания которого ориентироваться не стоит не хорошая затея. Кулонометру быть!

Далее предстояло определиться с клемами, коробкой, зарядкой USB, разъемом прикуривателя для подключения того-же электронасоса и прочей разной всячиной. в результате заказал все это дело на алиэкспрессе и у меня в пути оказалось 10 посылок.

Долгое ожидание посылок и наконец все постепенно пришло. Аккумуляторы шли дольше всех — 40 дней

СБОРКА
Хотел собрать сначала на столе, провести замеры и определиться с некоторыми сомнениями по схеме, а уже потом все монтировать в коробку, но склонился сразу к размещению в коробке. Первым делом аккумуляторы нужно упаковать в блок, далее блок уже проще размещать в корпус и прикидывать где именно и как расположатся все компоненты. Блок это связка 4 ячеек, причем в интернете кто-то между ними прокладывает диэлектрик, хоть ячейки и в пленке, но под ней на коопусе положительный электрод и если все это дело протрется, то лучше не надо. Кроме того выяснил, что от заряда толщина банок может играть туда-сюда, соответственно предлагают между ячейками прокладывать сверху и снизу демпферную резиновую ленту EVA, которую естественно проще найти на али, чем у нас. Если прокладываем резину, то ячейки уже между собой не касаются. Вот резина, толщина 3 мм показалась оптимальной, стоит копейки

Идея с диэлектриком мне категорически не понравилась, плоскость ячеек не идеально ровная, она играет при заряде-разряде и получается все слишком жестко. Далее все это обтягивается армированной лентой (еще одна посылка с али), фиксируется достаточно плотно в натяг и получается вот такая конструкция, где расстояние между ячейками становится 2мм и эта конструкция неплохо аммортизирует

После этого этапа, повертев этот блок в корпусе стало понятно расположение всех компонентов. дело пошло дальше. Нужно четко зафиксировать на блоке BMS контроллер, кулонометр и балансир, а еще все это аккуратно соеденить проводами. Фиксировал что-то двусторонним скотчем, естественно и армированный скотч пришел на помощь. Обязательно отделяю компоненты диэлектриком от ячеек, в качестве диэлектрика взял кусок обычного пластика

Далее пайка зарядки USB, прикуривателя, все это надо было установить и наконец аккумулятор приобрел свой завершенный вид

10 килограмм против 23 кг обычного аккумулятора

Окончательная схема выглядит так

Тесты, тесты и еще раз тесты.
Много читал разной информации по зарядам, сначала некоторую просто отправлял в закладки для дальнейшего анализа. Первую зарядку вел устройством «Вымпел 57» выставив ток 15А, хотя там можно и 20 ставить, да и производитель аккумулятора рекомендует 20, но чем выше ток тем меньше ресурс, как я понимаю, да и не привычно мне двадцаточкой заряжать было. Внимательно смотрел на балансировку, контролировал ток и напряжение, записывал себе регулярно все показания и все-же остановился на 14 вольтах. 14 вольт это 3.5 вольта на ячейку. Зарядка шла очень равномерно и разбаллансировки не было где-то от 3.4 вольта на ячейку (13.6 на общее) началась небольшая разбалансировка и ее стал разбрасывать балансир. Примерно через час после достижения 14 вольт и остановке зарядки балансир снизил разбалансировку до 0.006 вольта, т.е. его работа явно была видна, после чего балансир я отключил, чтоб он не потреблял лишнего.

Вообще производители рекомендуют заряжать до 3.65, это в общем до 14.6 вольт, я попробовал и с 3.5 до 3.6 дозарядка происходит очень быстро и подозреваю там заливаются уже какие-то миллиамперы, т.е. толку особого уже нет, а судя по многим источникам и опыту бывалых, заряжать до 3.65 очень спорная штука, более того, после 3.65 вообще наступает резкое сокращение ресурса АКБ и это не совсем хорошо. В общем я склонен пока заряжать до 3.5, т.е. до 14 вольт на всю конструкцию.

Разряд делал лампой на 6 ампер, так-же регулярно фиксировал напряжение и ток. Тут начала уже удивлять живучесть батареи по просадкам напряжения, т.е. оно очень стабильное и практически не отличаются холостое напряжение и напряжение под нагрузкой.

В какой-то момент анализ моих данных навел на мысль, что я что-то подобное уже видел. Нашел в интернете опыт пользователя, изначально я в него не очень поверил, но на заметку взял. В общем человек пришел вот к такой раскладке

Т.е. он предлагает за нижнюю часть разряда принять 3 вольта (12 вольт). 3-3.3 вольта у него основная зона. Зона 3.3-3.36 это отскок напряжения после зарядки. Зона 3.36-3.47 это та часть, где происходит разбаланс ячеек и тут в основном и отрабатывает наш балансир. А вот 3.47-3.65 по его мнению это «пена», которая заряд особо не дает, но сильно уменьшает живучесть банок. В принципе тут я утвердился в мнении, что заряжать надо до 3.5 (14) вольт. Разряд ниже 3 вольт? Ну скорее поддержу, хотя у меня аккумулятор с запасом и вряд-ли это понадобится.

Небольшие промежуточные итоги.
Реально его можно заряжать за 2.5 часа, но такой режим уменьшает его срок службы, да и нет у меня зарядки на 40 ампер, правда есть на 20, но даже 20 давать это постоянная работа вентилятора внутри зарядки, в общем заряжаю 12-15 амперами за 8 часов, заряжаю пока 14 вольт. Пробовал как рекомендует производитель — до 14.60, но там начинается бешенный разбег банок и по сути аккумулятор в себя очень мало берет, т.е. смысла не увидел.

Если обычный аккумулятор глубокого разряда заряжен до 12.8 В (т.е. 100%) и на 5й скорости с током потребления 25-30 ампер просаживает напряжение до 10.5-11 вольт, то тут все гораздо интереснее, стабильно держится 13 вольт и просадок практически нет, высосав из аккумулятора 60% все равно в районе 12.8 под нагрузкой на максимальной скорости, соответственно мотор резче работает.

Кулонометр очень здорово показывает процент оставшейся емкости. На кулонометре можно было сэкономить, я взял на 100 ампер, но можно было смело брать на 50, так как мотор больше 40 никогда не забирает, а цена у них разная.

Последнее редактирование: 11.08.2022

©2024 Игорь Девятко (ID)

Инструкция по сборке LiFePO4 аккумулятора

Как собрать LiFePO4 аккумулятор: этапы и особенности

Аккумуляторы LiFePO4 – компактные и функциональные, отличаются легкостью веса, долговечностью и оптимальны для любых целей использования. Для защиты от переразряда и перезаряда, предупреждения длительного превышения разрядного тока комплектуются BMS платой, при емкости свыше сорок ампер дополняются балансирами. По своим преимуществам устройства значительно опережают «собратьев», не обладают эффектом памяти, отличается термической и химической стабильностью, нетоксичны и не подвержены самовоспламенению. Минимальное количество циклов даже при усиленной эксплуатации составляет не менее 2000 (до стопроцентного разряда), а при щадящем режиме использования – около 8000 (если не разряжать свыше 80%).

Сборка LiFePO4 аккумулятора состоит в последовательно-параллельном соединении ячеек устройства. Для этого необходимы электроизоляционные материалы, коннекторы, кабель, зарядное устройство, паяльник или же контактная сварка, ячейки LiFePO4. Батареи располагаются вместе, выравниваются, для удобства склеиваются (по заранее выбранной схеме). После этого с каждой убирается технологический пятачок (с помощью отпайки или ножа), соединяются перемычки, балансир и силовой провод. Для защиты от замыкания стоит воспользоваться термоусадкой.

Схема подключения с симметричной BMS платы

Схема подключения BMS платы

LiFePO4: сборка по правилам

Важно помнить, что использовать ячейки лучше из одной партии, в противном случае, ориентируйтесь на их внутреннее сопротивление. Не новые изделия стоит протестировать на емкость.

Если конструкция создается последовательно, то напряжение по ячейкам суммируется, показатель емкости неизменен. При этом обязательно балансировать элементы, потому как каждый из них будет иметь различное время заряда.

Параллельное соединение не требует балансировки ячеек по параллелям, предполагает суммирование емкости, а параметр напряжения – неизменен.

Инструкция по сборке LiFePO4 аккумулятора довольно проста, но процесс требует соблюдения определенных мер безопасности. Все элементы необходимо оберегать от механических ударов, для работы использовать защитные очки. Нельзя замыкать клеммы с разной полярностью (как на самих аккумуляторах, так и на электродах), рекомендуется их залудить, либо произвести пайку до начала монтажа конструкции.

1. Точечной сваркой.
2. Пайкой.
3. Болтовым соединением.

Первый вариант подходит для самостоятельной сборки, он эффективен и не требует мастерских навыков, второй необходимо выполнять с помощью мощного паяльника и при воздействии на контакты не дольше пары секунд и третий самый удобный способ сборки LiFePO4 аккумулятора из ячеек, которые имеют болтовое соединение.

Собрать LiFePO4 аккумулятор просто. Для этого необходимо использовать качественные комплектующие, найти которые вы сможете в нашем магазине LiFePO4.RU

Сборка LiFePo4 аккумулятора своими руками на 320Ач ячейках с АлиЭкспресс

Развернуть Всем привет, в этой статье соберем своими руками литиевый аккумулятор lifepo4 объемом 320Ач из компонентов, купленных в Китае, на алиэкспресс. Инструкция очень подробная и простая, так что с ней любой сможет стать обладателем нового LiFePo4 аккумулятора. Ссылки на все компоненты и даже необходимые инструменты тоже будут в статье. Начнем сборку!

Компоненты для сборки

Если вас интересуют только компоненты для сборки и не требуется инструкция — есть отдельная страница где собраны все комплектующие и инструмент для сборки аккумулятора. Для сборки нам понадобится всего лишь три основных компонента.

Ячейки LiFePo4

Самое главное это собственно ячейки lifepo4, которых для сборки в стандартный аккумулятор нужно 4шт.

Назад Дальше

Их количество может быть и другим кратным 4, например 8 или 16, но я остановился на самом простом и популярном варианте. Емкость ячеек определит емкость будущего аккумулятора. На рынке есть любой объем от скромных 30Ач до внушительных 400Ач. В моем случае это ячейки по 320Ач, что является хорошим балансом по стоимости и объему хранимой электроэнергии. Но вы можете взять любой подходящий вам объем, на принцип сборки батареи это никак не влияет. Так же можно взять усиленные перемычки, если вы планируете брать с акб высокие токи 150А+

57 907 ₽

10 643 ₽

412 ₽

10 797 ₽

Плата контроля BMS

Далее нам нужна плата мониторинга и контроля BMS — она выполняет защитные и мониторинговые функции при работе аккумулятора. Простыми словами — это умный предохранитель, который не даст вам испортить батарею если вы что-то сделали не так или нагрузка на аккумулятор вышла за пределы планируемой. Бонусом вы можете получить возможность мониторинга расхода, прихода электроэнергии и оставшейся емкости, если выберете более дорогой вариант этого контроллера с внешним экраном или блютус модулем для подключения телефона как у меня.

3 512 ₽

При выборе платы BMS основным параметром который вам нужно будет знать — это максимальная нагрузка в амперах, которую вы хотите получить от аккумулятора и с какой вы хотите аккумулятор заряжать. Чем она больше, тем мощнее и дороже нужно выбирать модуль BMS. В моем случае я планирую подключать инвертор мощность 3000Вт что примерно равно нагрузке в 3000/12 = 250А так что я выбрал контроллер именно с таким максимальным током нагрузки — 250А. При покупке BMS я выбрал модель для работы именно с ячейками с 4 ячейками LiFePo4 что обозначает маркировка 4S в его названии.

Плата активной балансировки

Третим важным компонентом при сборке батареи является модуль балансировки. Его задача — выравнивать напряжение внутри аккумулятора чтобы оно было одинаковым на всех отдельных ячейках. Это важно для раскрытия полного потенциала батареи, так как если в ячейках будут расхождения, то общая емкость аккумулятора может уменьшиться до состояния самой слабой ячейки сборке.
Это не обязательный элемент в сборке и многие обходятся без него, но если вы собираете батарею больше чем на 100Ач я бы рекомендовал рассмотреть этот элемент тоже, тем более что цена не так велика.

1 053 ₽

Для балансира ключевой характеристикой является сила тока, с которой он может выравнивать емкость ячеек. По сути это скорость балансировки. Если она слишком медленная — то толку от него не будет, он просто не будет успевать за работой аккумулятора. Ну а слишком мощный балансир будет стоить больших денег и может быть избыточным. Для своей сборки я выбрал балансир с максимальным током 1А, как и bms при покупке не забыл выбрать модель для работы с LiFePo4 в конфигурации 4S.

Корпус

В принципе это все, давайте собирать все это вместе. Для этого желательно иметь какой-то корпус, в идеале из негорючего пластика. Такие тоже можно купить с АлиЭкспресс, но из-за дорогой доставки я нашел более выгодное предложение в местном магазине за 2950 рублей Для моих элементов хватает впритык, желательно конечно иметь больше пространства для работы, но что имеем с тем и попробуем.

Сборка аккумулятора

Перед сборкой проверим напряжение на ячейках — заряженные (больше чем 3.25В) ячейки с одинаковым напряжением — признак ответственного продавца, который зарядил и отбалансировал их перед отправкой. В моем случае ячейки показали идеальные результаты: 3.294 — 3.294 — 3.293 — 3.294
Ячейки заряжены на 85% а расхождение по напряжение отсутствует. Значит не придется какие-то отдельные ячейки балансировать перед сборкой — можно сразу собирать и пользоваться.

Установка ячеек и перемычек

Собирать буду сразу в корпусе, чтобы ячейки потом туда-сюда не перекладывать. Для начала установлю их внутри, проложив между ними листы стеклотексталита для изоляции ячеек друг от друга. Это не обязательно, но рекомендуется. Ячейки нужно расположить в шахматном порядке и установить перемычки между плюсом и минусом каждой ячейки по такой схеме. Перемычки были и в комплекте с ячейками, но я посчитал их немного слабоватыми для своих задач и приобрел отдельно на алиэкспресс более массивные 3мм перемычки с гибким центром.

412 ₽

Можете сделать так же или оставить штатные перемычки, если нагрузка на АКБ не будет превышать 150А. Пока просто накинул перемычки на шпильки ячеек, мы туда еще будем подключать плату bms и балансиры, закручивать рано.

Провода для BMS и балансира

Далее нам необходимо подготовить все провода платы bms и балансира для подключения к аккумулятору. Так как у нас на ячейках уже есть шпильки размера М6 то самым надежным и логичным вариантом будет обжать концы проводов кольцевыми концевиками размера М6. Это делается за пару минут с помощью специальных обжимных клещей.

1 309 ₽

1 436 ₽

Подключаем к ячейкам провода BMS. Тут главное не перепутать. Берем разъем и начинаем подключать от черного провода по этой схеме. Черный провод на свободный минус аккумулятора. Дальше берем каждый следующий провод после черного и подключаем на плюс каждой ячейки по порядку, начиная с той, на которую подключили черный провод. Чтобы было понятно подписал по номерам. Все очень просто. Дальше по точно такой же схеме подключаем балансир, если он у вас есть. Черный провод на свободный минус сборки, а каждый следующий красный — на плюс всех ячеек по очереди. В итоге получаем вот такой вид

Подключение силовых проводов

Дальше нужно подготовить силовые провода. Я буду использовать хорошие провода на 50мм2 и соотвествующие концевики. (Кстати обратите внимание что на концовке написано, что он предназначен для проводов 35мм, но в него заходит идеально провод именно 50мм2, да и обжимается он клещами на 50мм. Такой прикол изготовителя этих КВТ35) Больше чем 50 брать смысла нет, так как с завода на плате BMS у нас стоят провода около 35мм2. Для обжима концевиков таких размеров уже нужны клещи побольше, благо такие тоже продаются свободно.

1 073 ₽

Один силовой провод нужно подключить к свободному минусу сборки и подключить к проводу B- на BMS плате. Второй подключить к свободному плюсу и к нему мы уже будет подключать нагрузку. В моему случае я решил сначала и плюс и минус подключить внутри корпуса к контактам на крышке Вот так это стало выглядеть

Финальная сборка в корпусе

Балансир уложил внутри и немного прибрал провода, убедился что все хорошо закручено, не болтается. Чтобы ячейки не ездили по корпусу — проложил небольшой квадратик изоляции в свободное пространство Обязательно проверьте что провода у вас не трутся об острые края или торчащие болты, а плюсовые контакты не имеют возможности прикоснутся оголенными частями к минусовым. Пожалуйста на первое место ставьте безопасность сборки и проверьте все несколько раз как сразу после сборки, так и через некоторое время после начала использования, чтобы убедиться, что батарея безопасна.

Подключение BMS

Закрыл и уже с крышки подключил один из силовых проводов (минусовой) к BMS. Вот такая финальная схема подключения. Таким образом в дальнейшем я буду использовать в качестве плюса контакт прямо на корпусе, а вот в качестве минуса провод идущий от BMS. Проверяем вольтаж — все четко — 13.2В на месте Корпус пришлось слегка модифицировать, чтобы установить плату bms снаружи. Для проводов бмс сделал небольшое отверстие в корпусе сбоку, а саму плату закрепили на крышке небольшими болтиками. И вот такой финальный результат получился

Приложения для контроля BMS и балансира

Давайте проверим как у нас там работают приложения. Первым запустим мониторинг платы bms — он показывает самую интересную информацию — остаточную емкостью батареи и ток, с которым идет разряд или заряд батареи в данный момент. Для того чтобы емкость откалибровалась нам нужно будет пару раз полностью разрядить и зарядить батарею, тогда плата посчитает реальную полную емкость вашего аккумулятора. Теперь проверим приложение от платы активной балансировки. Оно покажет нам емкость на каждой отдельной ячейке и состояние балансировки а данный момент. Если на ячейках расхождения нет и все хорошо — то ничего не происходит. Но если вдруг вольтаж начал расходится — активируется балансировка и заряд будет перегонять из одних ячеек в другие, пока вольтаж снова не станет равномерным. В настройках балансира нас встретит много параметров, но наиболее интересные из них — это вольтаж расхождения для начала работы балансира и минимальный вольтаж на ячейках, при котором он начнет балансировку. Только когда эти два условия выполнятся — он будет производить балансировку между ячейками. Если не разбираетесь в том что все это значит — оставьте его в покое, он нормально настроен с завода и не требует изменения параметров для работы. В принципе при нормальной работе балансиру особо не нужно приложение, вольтаж на ячейках мы можем увидеть и в основном приложении платы BMS и все должно работать без нашего вмешательства. Вот и все, наша новая классная батарейка готова!

Стоимость сборки аккумулятора

По стоимости она обошлась мне в: 4 ячейки LiitoKala на 320Ач — 49 000
Плата BMS 250А — 8 500
Активный баланисир — 1 800
Корпус — 2 950
Провода (2м) — 1 200
Наконечники (4 больших и 10 маленьких) — 800

Итого: 64 250 рублей Ваш результат может отличаться в зависимости от текущего курса и фазы луны в Китае 🙂 Если добавить еще расходы на инструмент (который у меня уже был) Обжимные клещи: 1100
Зачистка проводов: 900
Большие клещи: 2000
Ножницы для проводов: 900 Итого + еще 4900 рублей

Покупка ячеек и АКБ на АлиЭкспресс

Сразу скажу, что при покупке бюджетных ячеек на АлиЭкпресс вы скорее всего получите переупакованные Б/У ячейки где-то прослужившие уже какое-то время. Это не делает их плохими, просто возможно вы получите немного меньше емкости и срок службы. Но зато стоить они будут на 30-50% дешевле новых. Выбор конечно за вами, я не гарантирую что абсолютно всем повезет и у них будет итоговая емкости сборки совпадать с заявленной. Покупайте на свой страх и риск. Чтобы шансов было больше — покупать лучше у проверенных изготовителей, например LiitoKala у которых на алиэкспресс я и приобрел данные ячейки. Если даже после этого подробного рукводства вас пугает сборка аккумулятора своими руками — не беда, за вас конечно все уже сделано китайскими руками. От той же фирмы LiitoKala можно взять готовую сборку в корпусе любого объема от 30 до 320Ач или выбрать варианты других изготовителей.

18 056 ₽