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

Аккумулятор для велосипеда (батарея), его установка 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.

Аккумуляторы для велосипедов

6 минут Автор: Михаил Скворцов 277

Электровелосипед – продвинутая модификация байка с электрическим приводом. Дополнительное толкающее усилие позволяет велосипедисту сэкономить силы на пересеченной местности и длительных перегонах. Работу электродвигателя обеспечивает накопитель энергии – аккумулятор.

Существует несколько распространенных типов аккумуляторов для велосипеда. Какие АКБ можно встретить в продаже, какими особенностями они обладают, а также как самостоятельно сконструировать батарею, будет рассказано в этой статье.

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.

Как собрать аккумуляторную батарею своими руками (тонкости и советы)



В этой статье мастер-самодельщик проведет нас по всем этапам сборки батареи, от выбора материала до окончательной сборки. Радиоуправляемые игрушки, батареи ноутбуков, медицинские приборы, электровелосипеды и даже электромобили используют аккумуляторы в основе которых элемент питания 18650.

Батарея 18650 (18*65 мм) — это размер литий-ионной батареи. Для сравнения обычные батарейки формата АА имею размер 14*50 мм. Конкретно эту сборку автор делал для замены свинцово-кислотного аккумулятора в изготовленной им ранее самоделки.

Инструменты и материалы:
— Аккумуляторы 18650 ;
— BMS (Battery Management System) ;
— Никилиевая полоса ;
— Индикатор уровня заряда батареи ;
-Выключатель;
-Разъем;
— Держатель аккумуляторной батареи 18650 ;
-Винты 3M x 10 мм;
-Аппарат точечной контактной сварки;
-3D-принтер;
-Стриппер (инструмент для снятия изоляции);
-Фен;
-Мультиметр;
-Зарядное устройство для литий-ионных батарей;
-Защитные очки;
-Диэлектрические перчатки;

Некоторые инструменты можно заменить на более доступные.

Шаг первый: выбор аккумуляторов
Первым делом нужно выбрать правильные аккумуляторы. На рынке представлены разные батареи от $ 1 до $ 10. По утверждению автора лучшие аккумуляторы фирм Panasonic , Samsung , Sanyo и LG. По цене они дороже других, но зарекомендовали себя хорошим качеством и характеристиками.
Не советует автор покупать батареи с названиями Ultrafire, Surefire и Trustfire. Это батареи которые не прошли контроль качества на заводе и были куплены по бросовой цене и перепакованы под новым названием. Как правило в таких батареях отсутствует заявленная емкость и есть риск возгорания при заряде-разряде.
Для своей самоделки мастер использовал аккумуляторы фирмы Panasonic емкостью 3400 мАч.





Шаг пятый: расчет батарей
Для проекта мастеру нужна батарея с напряжением 11,1 В и емкостью 17000 мАч.
Емкость батареи 18650 составляет 3400 мАч. При параллельном соединении пяти аккумуляторов получаем емкость равную 17000 мАч. Обозначают такое соединение Р, в данном случае 5Р

Одна батарея имеет напряжения 3,7 В. Что бы получить 11,1 В нужно соединить последовательно три батареи. Обозначение S, в данном случае 3S.

Итак для получения нужных параметров нужно три секции, состоящих каждая из пяти параллельно соединенных аккумуляторов, соединить последовательно. Пакет 3S5P.


Сверху устанавливает вторую ячейку.

Шаг седьмой: сварка
Отрезает четыре никелевые полосы, для параллельного соединение, с запасом в 10 мм. Отрезает десять полосок для последовательного соединения.

Укладывает длинную полоску на + контакты первой (при переворачивании она так и останется первой) параллельной ячейки 5Р. Приваривает полосу. Приваривает полоски одним концом к + третей ячейки другим к — второй. Приваривает длинную полосу к + третей ячейки (поверх пластинок). Переворачивает блок. Приваривает пластинки с обратной стороны учитывая, что теперь параллельно соединяем третью, а параллельно-последовательно первую и вторую секции (учитывая что ее перевернули).




Шаг восьмой: BMS (Battery Management System)
Сначала немного разберемся что такое BMS.
BMS (Battery Management System) – это электронная плата, которая ставится на аккумуляторную батарею с целью контроля процесса её заряда/разряда, мониторинга состояния аккумулятора и его элементов, контроля температуры, количества циклов заряда/разряда, защиты составных аккумуляторной батареи. Система управления и балансировки обеспечивает индивидуальный контроль напряжения и сопротивления каждого элемента аккумулятора, распределяет токи между составными аккумуляторной батареи во время зарядного процесса, контролирует ток разряда, определяет потерю емкости от дисбаланса, гарантирует безопасное подключение/отключение нагрузки.

На основе получаемых данных BMS выполняет балансировку заряда ячеек, защищает аккумулятор от короткого замыкания, перегрузки по току, перезаряда, переразряда (высокого и чрезмерно низкого напряжения каждой ячейки), перегрева и переохлаждения. Функциональность BMS позволяет не только улучшить режим эксплуатации аккумуляторных батарей, но и максимально увеличить срок их службы.

Важными параметрами платы является количество ячеек в ряду, в данном случае 3S, и максимальный разрядный ток, в данном случае 25 А. Для данного проекта мастер использовал плату со следующими параметрами:
Модель: HX-3S-FL25A-A
Диапазон перенапряжения: 4,25

4,35 В ± 0,05 В
Диапазон разрядного напряжения: 2,3

3,0 В ± 0,05 В
Максимальный рабочий ток: 0

25 А
Рабочая температура: -40 ℃

+ 50 ℃
Припаивает плату к концам батареи согласно схеме.

Читать еще:  Особенности катания на велосипеде зимой
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector