Сборка lifepo4 аккумулятора для лодочного мотора

Ранее мы рассказывали об использовании электрического мотора для перемещения на пластиковой лодке Pella 430 по озерам Заволжья. В этой статье мы расскажем, как в 2020 году перешли на литий-ионные аккумуляторы – новый тип батарей для электромотора.

С тех пор как мы обзавелись первым электрическим лодочным мотором прошло 10 лет. За это время дети подросли, стало возможно перемещаться на более далекие расстояния, ходить в походы. В 2018 придумали использовать солнечные панели для подзарядки, об этом будет отдельная статья. А в 2019 году в нашем распоряжении оказался более мощный мотор Minn Kota Endura 50 C2, который при 12 вольтах напряжения потребляет до 50 ампер в час на максимальной нагрузке. Все это, и большие расстояния, и большая мощность мотора, потребовало большего запаса энергии. Еще один 100 амперный кислотный аккумулятор, конечно, поправил положение. Но носить с собой еще 24 кг дело не из легких, к тому же обнаружилось, что при больших токах аккумуляторы едва ли могли выдать 60 – 70 % от своей емкости. То есть, на максимальной скорости можно было рассчитывать только на 120 – 140 А с двух АКБ, вместо 200 А теоретических.

По итогам 2019 года было решено найти замену свинцовым АКБ, поскольку на дворе у нас конец второго десятилетия 21 века, и прогресс не стоит на месте, должны были появиться новые решения хранения электроэнергии.

После штудирования темы в Интернет выяснилось, что развитие технологии идет в сторону литий-ионных аккумуляторов. Есть несколько типов таких батарей: кобальтат литиевые LiCoO2, литий-марганцевые LiMn2O4 и литий-феррофосфатные LiFePO4. На сегодняшний момент самыми распространенными являются Литий-ферро-фосфатные аккумуляторы, чаще их называют литий-железо-фосфатными или просто лиферы. Их производство хорошо налажено и цена на них уже достаточно приемлема. Производители и покупатели заявляют о следующих преимуществах LiFePO4 АКБ по сравнению со свинцовыми:

1. Значительно меньший вес при той же емкости, буквально в 4 раза [1].
2. Стабильность напряжения даже под большими токами на протяжении всего цикла разряда. То есть при разряде в 90% напряжение будет таким же как при полностью заряженном АКБ. На кислотных же, как мы убедились на своем опыте, напряжение тем сильнее уменьшается, чем дольше подключена нагрузка. Наш мотор постоянно замедлялся при маршевом движении на максимальной скорости [2].
3. Отдаваемая емкость не зависит от величины тока нагрузки. Если вы подключите 50 амперный мотор к 100 А LiFePO4 аккумулятору, то он будет работать 2 часа. Если же подключить этот же мотор к 100 А свинцовому АКБ, то он будет работать только 1,5 часа, что мы сами наблюдали на практике использования своих свинцовых батарей [3].
4. Заряжать можно значительными токами ½ емкости и даже равными, и большими ей. А значит, 100 А можно зарядить за 1 час или даже за 30 минут [4].
5. Циклов заряда/разряда может быть до 3000, при правильной эксплуатации. Значит литиевые аккумуляторы могут служить дольше кислотных в 10 раз [5].

Было решено обзавестись таким АКБ и проверить так ли он хорош на деле. Изучение предложений о продаже LiFePo4 аккумуляторов большой емкости показало, что их цена сильно варьируется от 20.000р до 60.000р за модель емкостью 100А/ч. В основном предлагают купить китайские АКБ. Были предложения о продаже произведенных в России моделей, но их цена была сразу выше 40.000р. Дело, видимо, в том, что у нас нет завода по производству литий-ионных ячеек для розничных продаж, есть только крупный завод, который выпускает продукцию для промышленных нужд большими партиями. А вот в Китае наоборот много предложений для частников, причем очень хорошего качества. Поэтому единственный выгодный вариант – найти поставщика, который продает китайские аккумуляторы с минимальной наценкой. Как выяснилось, самые адекватные предложения есть на Авито. Да-да, там есть не только подержанные товары, но и новые. Многие компании и частные предприниматели используют этот сервис как площадку для размещения информации о своих товарах. Это позволяет значительно сократить издержки на рекламу, офис, склад и пр. А это значит, что цены там могут быть существенно ниже, особенно на нетиповые товары, такие как li-ion аккумуляторы.

Читайте также: Лодки с гидро моторами

Посмотрев объявления разных продавцов, решили остановиться на LiFePo4 12v105а/ч аккумуляторе стоимостью 26.500р, который продавал Антон Гаврюшкин (см. профиль). На Авито было много отзывов от людей, купивших аналогичные АКБ у Антона. Кроме того, были обзоры покупателей на Youtube, что тоже создало хорошее впечатление о продавце. Сделка с Антоном прошла без проблем. По его совету было дополнительно заказано специальное 10А зарядное устройство для литий-ферро-фосфатных АКБ за 1000р, т.к. зарядка для кислотных батарей не подходит. Он быстро отправил аккумулятор с зарядным устройством, и уже через несколько дней я получил его в транспортной компании СДЭК.

Хочется отметить, что Антон отлично разбирается в теме. Он занимается литий-железо-фосфатными аккумуляторами не первый год. За это время он нашел действительно хорошего производителя в Китае, который оптом отправляет ему парии со склада. При этом учитываются пожелания Антона к продукции. Т. е. аккумуляторы изготавливаются согласно накопленному им опыту в результате эксплуатации АКБ в реальных условиях и с учетом отзывов клиентов. Других таких аккумуляторов не найти, если только не заказать с завода напрямую. Но это будет существенно дороже, ведь поштучно продавать товар заводу не выгодно и нужно еще где-то взять техническое задание, по которому делают модели для Антона. Гораздо проще купить готовый аккумулятор, тем более что стоят они у него даже меньше, чем аналогичные модели на АлиЭкспресс. При этом Антон находится в России, доступен по телефону и мессенджерам, работает оперативно, дает гарантию.

Вернемся к нашему АКБ. При получении взвешивание показало, что его вес действительно 9,8 кг, что практически в 3 раза меньше нашего свинцового аккумулятора. Поэтому первый пункт преимуществ уже можно считать подтвержденным.

АКБ пришел новый, заряженный на 30%. После зарядки была сделана балансировка ячеек. Ничего сложного, просто оставили на зарядке на 4 часа. Все это говорит о том, что аккумулятор действительно новый, что его не использовали ранее.

Затем были испытания на воде, которые показали, что АКБ отдает полную мощность в амперах, при том, что напряжение практически не уменьшалось. Поэтому по сравнению с кислотными батареями, которые мы использовали ранее, мощность мотора выросла. Это было заметно по приросту скорости с 6,4 км/ч под старым свинцовым АКБ до 6,8 км/ч и даже до 7 км/ч. Второй пункт преимуществ о стабильности напряжения подтвердился.

Далее была проверка на сколько хватает запаса хода нового LiFePo4 аккумулятора. И тут тоже был приятный, хотя и ожидаемый, сюрприз. На одном заряде мы проехали 18 км, при том, что почти все время шли на максимальной скорости. Мотор не показывал замедления скорости, как это было раньше, на свинцовых батареях. Это был бесспорный прорыв. Раньше нужно было брать с собой два аккумулятора весом в 24 кг каждый. Теперь же у нас был всего один маленький чемоданчик, весивший меньше 10 кг. Мы смогли пройти всю систему заволжских озер и перетащить лодку в Воложку через перешеек в 100 м. Раньше об этом мечтать не приходилось.

Читайте также: Лодки пвх под мотор в калуге

Тест с зарядкой тоже был пройден успешно. За ночь аккумулятор полностью зарядился на 10 Амперном зарядном устройстве. И весь следующий день мы ходили по заволжским водам, а не ждали, когда зарядятся свинцовые АКБ. Четвертый пункт о быстрой зарядке получил подтверждение, поскольку раньше уходило не меньше 16 часов на зарядку одного АКБ.

Отлично себя зарекомендовал аккумулятор Антона и в системе с солнечными панелями. Для похода по Волге от нашего СНТ до поселка Лбище и обратно на лодку установили солнечные панели и через контролер заряжали аккумулятор. Расстояние в одну сторону 40 км по течению преодолели за 4,5 часа (скорость была 8 – 10 км/ч). Все это время двигались на максималке. Без солнечных батарей аккумулятор разрядился бы через 3 часа, но благодаря подзарядке от солнца, мы шли еще 1,5 часа. Обратный путь занял два дня, т. к. против течения скорость была около 6 км/ч, и сидеть в лодке весь день не хотелось. Ехали с остановками, выходили, гуляли, ночевали в палатках. Прекрасный поход получился.

Дальнейшие походы и поездки показали, что заряда аккумулятора хватает примерно на 3 часа движения на полной скорости под нашим мотором. Замеры потребляемого тока давали 36 А. Значит полная емкость аккумулятора составляет 108 А, что соответствует заявленному значению. Поэтому, действительно, при больших токах один 108А LiFePo4 АКБ по емкости практически равен двум 100 А кислотным аккумуляторам. Значит третий пункт тоже подтвердился и даже можно дополнить первый пункт, получается наш новый аккумулятор весом в 9,8 кг заменил два свинцовых общим весом в 48 кг, а это уже в 5 (пять. ) раз меньше.

Что касается циклов заряда/разряда, пока можно сказать, что никакого уменьшения емкости или напряжения не было замечено. В общей сложности полных циклов было примерно 25. Даже сложилось впечатление, что после нескольких полных разрядок/зарядок, аккумулятор стал мощнее, мотор почти всегда держал скорость 7 км/ч, против 6,8 км/ч в начале эксплуатации. Какой-то аналог обкатки у бензиновых двигателей получается. Но, возможно, это субъективное мнение, может быть просто приладились к новому АКБ. Считаем, что пятый пункт преимуществ подтвержден.

Подводя итоги сезона 2020 года, можно с уверенностью сказать, что LifePo4 аккумулятор оправдал себя на 100%. Можно даже еще добавить шестое преимущество – аккумулятор можно ставить на любую сторону, из него ничего не выливается, нет никаких запахов. По нашим расчетам мы прошли под электромотором в различных походах и прогулках не меньше 500 км. За это время аккумулятор ни разу не подводил. Разве что, в жару грелись клеммы, но это скорее проблема мотора, а не АКБ.

Видео:Сборка LiFePo4 аккумулятора своими руками на 320Ач литиевых ячейках с АлиЭкспресс. Тесты и проверки!Скачать

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.

Читайте также: Крыльчатка для лодочного мотора ветерок 8 размеры

Видео:Сборка LiFePo4 своими руками для лодочного мотора 105Ah (12v) 4sСкачать

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.

Видео:как собрать аккумулятор для лодочного мотора LiFePO4 100Ah недорого своими рукамиСкачать

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.

Видео:Как самому собрать литиевый аккумулятор. Пошаговая видео инструкция для Lifepo4Скачать

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.

Видео:Сборка LiFePO4 аккумулятора для мототехникиСкачать

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.

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.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/sborka-lifepo4-akkumulyatora-dlya-lodochnogo-motora

  🔍 Видео

  Тяговый аккумулятор для лодочного электромотора. Lifepo4 своими руками. Часть 1Скачать

  

  Сборка тяговых LiFePO4 105Ah аккумуляторов в Астане. +77013365474Скачать

  

  Аккумулятор для лодки своими руками.Как подключить БМС.LiFePo4 из элементов в 3.2 вСкачать

  

  Аккумулятор LiFePo4 12В/105Ah для лодочного электромотора «Зеленый чемоданчик»Скачать

  

  Аккумулятор LiFePo4 для лодочного электромотора 12 вольт.Скачать

  

  LiFePO4 Литийжелезофосфатный аккумулятор для лодочного мотора соберём. Часть1.Скачать

  

  LiFePo4, новая модификация, рыбаки ликуют !Скачать

  

  Сборка аккумулятора LiFePO4 на 12V 125Ah для лодки, кемпера, автодома - VISSOСкачать

  

  Аккумулятор для ИБП, ЛОДОЧНОГО МОТОРА, ЭХОЛОТ и т. д., LiFePO4 12V 105Ah (EVE)Скачать

  

  Аккумулятор lifepo4 12v своими руками. Подключаю холодильник.Скачать

  

  Не покупай Lifepo4 аккумулятор пока не посмотришь это видеоСкачать

  

  Самый дешёвый LiFePO4 100 А*ч на элементах CATL. Дешевле, чем на AliExpress ! Хватай пока дают !Скачать

  

  Lifepo4 на коленке своими руками собрать сможет каждыйСкачать

  

  Литиевые аккумуляторы 12В 120ач /Сборка на заказ/Скачать

  

  Аккумулятор LiFePo4 12 В 80 Ач | Аккумулятор для ПВХ лодки | Тяговый АКБ | Аккумулятор для кемпингаСкачать