Самодельный аккумулятор для электровелосипеда

Самодельный аккумулятор для электровелосипедаВ 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

Самодельный аккумулятор для электровелосипедаПодготовленные 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

Самодельный аккумулятор для электровелосипедаСобираясь 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:
Самодельный аккумулятор для электровелосипеда

  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.
ли 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.

www.voltbikes.ru

Самодельный литий железофосфатный аккумулятор: правда и заблуждения

С интересом прочитав статью «КАК Я ПЕРЕОБОРУДОВАЛ ОБЫЧНЫЙ ВЕЛОСИПЕД В ЭЛЕКТРОВЕЛОСИПЕД СВОИМИ РУКАМИ», с одной стороны,  хочу отдать должное технической смекалке автора, но с другой —  предостеречь от повторения, во всяком случае, от копирования подобной конструкции, потому что, несмотря на ряд «ноу-хау» придуманных конструктором-любителем, она не выдерживает критики.


Самодельный литий железофосфатный аккумулятор: правда и заблужденияРечь, конечно,  пойдёт о самодельном литиевом аккумуляторе, потому что замена переднего колеса на мотор колесо – стандартная, не вызывающая проблем, операция.
 
Если разобрать любой литиевый аккумулятор, можно увидеть, что он состоит из цилиндрических,  либо из плоских элементов.  Автор переделки выбрал цилиндрические элементы. Это первая ошибка. Дело в том, что цилиндрические элементы, применяемые для создания тяговых аккумуляторов электровелосипедов, имеют меньшую ёмкость, чем плоские, а значит для постройки аккумуляторной батареи их нужно больше, чем  плоских.
 
Каждый элемент в процессе эксплуатации нужно балансировать (то есть выравнивать характеристики относительно других элементов) Чем больше в аккумуляторной батарее элементов, — тем сложнее это сделать в домашних условиях  и тем больше риск выхода части элементов из строя.
r />  
К тому же,  у цилиндрических элементов, несмотря на наличие клапана, — в  отличие от плоских элементов,  в нештатных режимах эксплуатации, существует риск  взрыва. Даже при  наличие температурного датчика, лично я бы предпочёл в этом случае, —  плоские элементы, которые если что, — не взорвутся, а просто немного вздуются. Не зря ведь на авиалиниях большинства стран, запрещают перевозку в ручном багаже любых литиевых аккумуляторов мощностью более 100 ватт/час.

Самодельный литий железофосфатный аккумулятор: правда и заблуждения

 

Самодельный литий железофосфатный аккумулятор: правда и заблуждения

 

Во-вторых, —  сама идея набора аккумуляторной батареи из отдельных элементов, в домашних условиях, мягко говоря, нерациональна. В процессе производства ячеек на заводе они все тщательно тестируются 4 раза (во всяком случае, при производстве литиевых акб  ТМ «Volta bikes»), чтобы при сборке аккумуляторной батареи,  объединить в одном корпусе ячейки с параметрами, разбег которых составляет не более десятых долей процента.
куда возьмутся одинаковые параметры у ячеек, купленных насыпом? Их параметры обязательно будут отличаться на довольно значительные величины, что в процессе эксплуатации приведёт к разбалансировке и преждевременному выходу аккумулятора из строя, несмотря на наличие любой, самой волшебной BMS.
 
Третья ошибка – в указании ёмкости. Откуда взялась цифра 10 ампер  в одном элементе, — для меня  загадка. Судя по внешнему виду пластиковых трубок, в которых собраны ячейки, и указанному диаметру в 40 мм (очевидно,  наружному) внутри их  можно разместить элементы 26650, либо 32650 (первые две цифры означают диаметр в миллиметрах). Хороший элемент 26650, китайского производства, имеет ёмкость не более 3.2 ампера.  32650 у хорошего японского производителя, на сегодняшний день,  реально имеет не более 8 ампер (в самом лучшем случае и по заоблачной цене). А вот написать на элементах, действительно можно всякое. Китайские производители, например,  свободно могут завысить характеристики в 2 раза и даже написать «made in Japan» Я почти уверен, что «десяти-амперные» ячейки   даже в типоразмере 32650 – из этой серии.
 

Самодельный литий железофосфатный аккумулятор: правда и заблуждения


 

 
Четвёртая ошибка заключается в том, что если ячейка —  литий железофосфатная, то её номинальное напряжение составляет 3.2 вольта. Собрав три параллельные цепи по 10 элементов в каждой, мы получаем аккумуляторную батарею с номинальным напряжением 32 вольта и ёмкостью (заявленной  конструктором) 30 ампер часов. Но позвольте, я не встречал контроллеров и мотор колёс  с таким номинальным напряжением: либо 24, либо 36 вольт. Так, как 36-вольтовый контроллер однозначно,  работать не будет (отключается при 30 вольтах), то остаётся 24 вольтовый. Но зачем для него напряжение 32 вольта?
 
Если элементы всё-таки литий ионные, а не литий железофосфатные, как указано, — всё становится на свои места: номинальное напряжение одной литий ионной ячейки 3.7 вольта, что при сборке из 10 элементов даёт правильное рабочее напряжение 37 вольт – для 36-вольтовых контроллеров  и мотор колёс.
 
И последняя, пятая ошибка: литий-железофосфатный аккумулятор, 32 вольта, 30 ампер, в комплектации, описанной самодеятельным конструктором, должен весить не менее 16  кг., потому что литий железофосфатные элементы – самые тяжёлые из семейства литиевых. Один 10- амперный элемент не может весить 155 грамм. Он весит  гораздо больше. К весу аккумуляторной батареи нужно прибавить вес мотор колеса, по внешнему виду, — не менее 3.5 кг.
его мы должны получить около 20 килограмм дополнительного веса на передней оси велосипеда. Такая конструкция значительно   ухудшила бы управляемость. Но суммировав заявленный конструктором вес  одной ячейки в 155 грамм  и добавив в рюкзачёк все перечисленные конструктором компоненты, мы получаем вес аккумуляторной батареи около 5.5 кг, что примерно соответствует литий железофосфатному аккумулятору напряжением 36 вольт и ёмкостью 12 ампер.
 
Вывод: с большими затратами времени (а возможно и денег), получен аккумулятор с заниженными, (относительно заявленных)  характеристиками, который прослужит значительно меньше,  чем заводской.  Ведь,  сколько не меряй больному температуру, легче ему от этого процедуры не станет.  
 
Таким образом,  с технической  точки зрения аккумулятор явно уступает заводским.
 
С экономической – тоже вряд ли он обойдётся дешевле аналогичного заводского. Убедиться в этом очень просто: сравните цену велосипеда, собранного из отдельных запчастей с таким же заводским. Заводской будет дешевле, потому что запчасти по отдельности всегда продаются дороже, чем установленные в изделии, — это законы  бизнеса. Получается, что собирать литиевый аккумулятор, можно разве что для получения удовольствия от этого процесса.
 
p.s. Если в аккумуляторе действительно есть 30 ампер ёмкости, то электровелосипед  должен проезжать с его помощью не менее 100 км., в чём мы сильно сомневаемся.

www.ebike.dp.ua

Какие типы аккумуляторов используют на велосипедах


Аккумуляторная батарея во многом определяет параметры электровелосипеда. При установке системы привода на обычный велосипед следует внимательно отнестись к выбору источника энергии.

Аккумуляторы на велосипеды:

  • свинцово-кислотые;
  • гелевые;
  • никелевые;
  • литиевые батареи (+ полимерные).

SLA – так маркируются свинцово-кислотные АКБ – бюджетный вариант в представленном ряду. Ценовое превосходство, к сожалению, не оправдывается большим количеством недостатков: вес, быстрый выход из эксплуатации, низкая стойкость к перепадам напряжения при зарядке. Батареи хватает примерно на 2 года. Это около 700 циклов зарядки. Весит один аккумулятор порядка 4 кг – серьезный массовый прирост!

Гелевая батарея обладает аналогичными свойствами, что и SLA. Внутри корпуса заключен сжиженный гелий. Более долгий срок эксплуатации по сравнению со свинцовым аналогом.

Никельсодержащие (NiMH). В состав аккумулятора входит гибридная смесь никеля с другими металлами. Дорогой, но выгодный в эксплуатации вариант: вес около 2 кг, срок службы 3 года, допустимое количество зарядок и разрядок – 850. Прерогатива дорогих велосипедов, на дешевых моделях встретить их почти невозможно.

Литиевые энергонакопители содержат в основе легкий щелочной металл. Они компактны и долговечны. В зависимости от носителя электроэнергии, вело-аккумуляторы литиевого типа подразделяются на следующие типы:

  • кобальтовые,
  • марганцевые,
  • ферро-фосфатные,
  • полимерные.

Литий-кобальтовая АКБ – пара «литий – оксид кобальта». Для велосипедов такой тип батарей используется крайне редко из-за повышенной опасности: в динамических условиях они могут взрываться или течь. Остальные свойства безупречны – легкость, малогабаритность, удобство.

Батарея LiMnO2 – бюджетный вариант в семействе литиевых. Марганцевые аккумуляторы – это большие и тяжеловесные приспособления, и на легкий байк не подойдут. Чаще можно встретить на укомплектованных горных электровелосипедах. Рабочие характеристики – эксплуатация до 5-ти лет, 1000 циклов зарядки, средняя чувствительность к перепадам напряжения.

Ферро-фосфатная литиевая батарея – пара «литий – фосфат железа». Ими комплектуют исключительно дорогие велосипеды. Характеристики: 2000 циклов, низкая потеря мощности, высокая стойкость, срок работы свыше 5-ти лет.

Литий-полимерная АКБ обладает теми же рабочими показателями, что и распространенный марганцевый источник питания. Однако она более удобна в обращении за счет пластичного и встраиваемого полимерного корпуса.

Параметры велосипедных батарей

Характеристики аккумулятора, определяющие его эксплуатационные показатели:

  • выдаваемое напряжение;
  • количество батарей;
  • электрическая емкость.

Отдельная батарея может выдавать напряжение в 12 Вольт и кратное ему: 24, 36, 48 В.

Производители АКБ для велосипедов придерживаются номинального напряжения в 24 В. Обеспечивающие его источники тока называются 2-батарейными.

АКБ с тремя узлами питания общим напряжением в 36 В ставятся на более дорогие модели велосипедов. Очень редко, но можно встретить и 4-батарейные аккумуляторы с выходом в 48 В.

От количества узлов питания зависит, какой силы будет выдаваемый крутящий момент у электродвигателя. Это напрямую связано с максимально возможной скоростью велосипеда. Правда, на электромоторах ставят контроллеры для ограничения до 30 км/час.

Электроемкость – параметр, который определяет срок эксплуатации от зарядки до полного исчерпания запаса энергии. Велосипед с аккумулятором высокой емкости можно смело пускать на расстояние в 30 – 50 км.

Расстояние условно связывают с емкостью аккумулятора: 1 км = 1А/ч. В зависимости от количества и емкости каждой батареи определяется среднее расстояние, которое можно проехать в режиме непрерывной работы электродвигателя. Километраж-емкость и количество затрачиваемой энергии могут не совпадать из-за препятствий на дорогах, подъемов, перекатов и т.д.

Как сделать АКБ своими руками

Любители покопаться в механизме собственного велосипеда наверняка спросят, можно ли сделать аккумулятор самостоятельно.

Для сборки батареи с нуля потребуется:

  • несколько батареек (например, литий-марганцевых);
  • соединительные проводки;
  • паяльник;
  • штекер;
  • емкость.

В качестве емкости для АКБ удобно использовать велофлягу. Она легко вместит в себя батарейки и надежно крепится на раме с помощью держателя. Один конец фляги должен подавать энергию на двигатель. На противоположной стороне – выход для зарядного устройства.

По порядку о том, как сделать аккумулятор своими руками:

  1. С учетом полярности связать батарейки. Их количество будет зависеть от номинального выходного напряжения. Для АКБ с батарейками в 12 В достаточно две или три. Провода последовательно соединяют концы батареек.
  2. По краям, на выходах спаять пару проводов в один.
  3. Просверлить отверстия в днище фляги и крышке.
  4. Поместить батареи в емкость и вывести провода через отверстия.
  5. К верхней части подсоединить штекер – через него будет подаваться питание при зарядке.
  6. Установка корпуса на держателе и герметизация отверстий.
  7. Выходной кабель подключить к генератору электродвигателя.

На участке «аккумулятор – двигатель» можно сделать специальный разъемник для удобства отсоединения батареи от мотора во время зарядки.

Собранный своими руками аккумулятор будет, конечно, быстрее садиться и дольше заряжаться (до 6 часов). Такой вариант хорошо совместим с самодельным электродвигателем или маломощным мотором, но никак не дорогими моделями движков.

Что дает аккумуляторная батарея? Установленный на велосипед дополнительный источник энергии позволит увеличить скорость, динамику и проходимость, а также сэкономить собственные силы. Предпочтительно приобретать и устанавливать готовые решения. Но при должном количестве желания, времени и сноровки можно соорудить аккумулятор самостоятельно.

velofans.ru

В этой статье речь пойдет о том, как своими руками можно превратить обычный велосипед в электрический. Такой велосипед будет ездить на аккумуляторе, который при разрядке можно всегда подзарядить и потом ехать дальше. Конечно, есть уже много готовых решений для подобного рода самоделок, например мотор-колесо, но здесь все собирается с нуля.

По словам автора, самоделка вполне оправдала свои надежды. Так как двигатель здесь используется не слишком мощный, то с места велосипед тронуться не может, его сперва нужно разогнать ногами до скорости 10-15 км/ч, что не так уж и сложно. Ну а далее в действие включается электромор, который поддерживает движение велосипеда и педали крутить уже не нужно. Электромоторчик разгоняет велосипед до 34 км/час при движении по прямой.

Потребляет велосипед при движении по прямой дороге 100-300 Ватт. При движении под гору потребление возрастает до 600-800 Ватт, чтобы сэкономить, можно помогать ногами.

Пиковое потребление тока двигателем составило 1200 ватт.

Материалы и инструменты для сборки самоделки:
— электромотор типа 6354 kv200

— спидконтроллер ESC

— ваттметр (копия Turnigy 130A);

— батарея типа LiPO 6S 22.2V 5a-h;

— ручка газа от велосипеда (управляется большим пальцем);

— ручки тормоза (в них есть датчик нажатия);

— задний багажник (используется как элемент конструкции);

— трещетка на 16 зубьев;

— зубчатые колеса и ремень (уже готовые).

Процесс модернизации велосипеда:

Шаг первый. Установка звездочки
В большинстве случаев звездочка крепится к спицам, но автор решил отказаться от такой конструкции. В итоге звездочка была прикручена к тормозному диску с помощью болтов. Еще на диске можно увидеть шесть винтов по кругу и два ближе к центру тормозного диска. Эти винты фиксируют резьбу, чтобы диск при езде не откручивался.

Шаг второй. Устанавливаем трещотку
Трещотка устанавливается на чашке от каретки, для фиксирования используется кольцо от родной чашки.


Шаг третий. Задняя втулка

Задняя втулка выступает в роли промежуточного вала. Она установлена в отрезке профтрубы П-образной формы.

Шаг четвертый. Установка большого зубатого колеса
Для фиксирования зубчатого колеса используется штифт. В противном случае втулка будет сама себя зажимать конусами. В зубчатом колесе есть канавка, а штифт вставляется в отверстие, которое есть в валу. В итоге штифт ложится в канавку колеса.


Шаг пятый. Малое зубчатое колесо

Чтобы зафиксировать малое зубчатое колесо, используется два гужона.

Шаг шестой. Установка двигателя
Для крепления двигателя используется штатная крестовина к L-образной конструкции, которая была найдена автором в закромах.

Шаг седьмой. Крепим натяжитель цепи
Натяжитель цепи крепится к боковому элементу багажника. Все устанавливается на структурированную пластину, сделанную из толстого листа алюминия.

Общий вид велосипеда

Шаг восьмой. Электрическая схема самоделки
Как устроена схема, можно увидеть на картинке. Она была немного доработана, в сравнении с оригиналом. Так, например, в сервотестере был убран переменный резистор, на его место был поставлен датчик холла из ручки управления газом. В цепь кнопки автор установил резистор подпора на 1 кОм, без самопроизвольно него переключались режимы, вероятно из-за наводок.

Еще один нюанс электрической части в том, что автор разнес плюс питания и измерительный плюс. Также в перспективе есть смысл поставить изолированный конвертер 5В в 9В, в связи с тем, что есть заниженные показания по питанию.

Что касается батареи, то она работает без BMS. Чтобы не допустить переразряда, автор использовал battery monitor, который был настроен на 3.3 В. Когда напряжение становится слишком низким, устройство начинает издавать звук.
Заряжается батарея клоном IMAX B6, используется режим Li-Io с балансировкой.

Выводы и идеи доработки велосипеда
В первую очередь автор планирует установить на велосипед двигатель большей емкости, чтобы можно было ездить дольше. Помимо этого рассматривается идея рекуперации энергии. То есть вместо того, чтобы тормозить тормозами, можно тормозить двигателем и при этом заряжать аккумуляторы, тем самым восполняя затраченную энергию. Но как это реализовать, вопрос довольно сложный. Ведь если убрать трещотку, то на велосипеде будет довольно не комфортно ехать с педалями. Помимо этого понадобится доработать электронную часть, добавить новые узлы, а это тоже требует подумать.

Еще недостаток рекуперации в том, что при этом вырабатывается слишком большой ток для зарядки батареи, это приведет к быстрому выходу ее из строя. В связи с этим будет нужна дополнительная схема для зарядки.

На этом сборку электро-велосипеда можно считать пока законченной. В любом случае самоделка стоит затрат, поскольку получится сильно сэкономить, если сравнивать с покупкой нового электро-велосипеда.

usamodelkina.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector