手工自制实用12V锂电池 有了它从此楼下洗车不用愁 - 小众知识

手工自制实用12V锂电池 有了它从此楼下洗车不用愁

2013年01月27日 14:18:05 苏内容
  标签: 锂电池/DIY
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6V和12V的电池是大家日常生活中经常用到的,比如摩托车的很多电池都是12V的,汽车的直流电压也是12V的居多。那么油菜君为啥定制这个12V的锂电池?

油菜君,是个机车控,平时喜欢骑行,南方很适合骑行,你看海峡对岸的台湾就是,机车文化盛行。

坦白说,帝都真不比南方那么适合骑行。两个原因:雾霾还有就是气候。

帝都又比南方值得骑行,也是两个原因:摇不上号、堵!

节能环保绿色出行,摩托是个不错的选择,不过大家还是要文明守法持证驾驶。油菜君家里是有油车和电摩,虽然都是证件齐全合法驾驶,但是油车是京B牌照,身在三环,还是少骑为好,尽管警察叔叔平时不管,一旦管了那就是扣三分罚100。一般市区内也是短途,油菜君目前还是骑电车多点。

 题外话,在帝都不管是骑油车还是电摩,建议最好都增驾下D证或者E证。要不一旦有啥问题,按法律规定,无证驾驶你就是全责。油菜君在北京的增驾是两周拿下的,增驾了D证。

既然骑行,在北京的这种雾霾环境下,那就不得不面对一个问题洗车!

这是之前油菜君的车,刚洗完之后碰到北京红色雾霾,骑了三天就成这样了,那是看了特别无语,拍了张照片。

白车是在受不了脏!电摩这种车开去洗车店洗总感觉是**吧,也不划算。提两桶水自己买了12V的洗车水泵,5分钟就能搞定了。毕竟是在楼下,那就得自备移动电源了。本来我是用两个小的12V的铅酸电池,后来由于自己想做个锂电池,一呢更大容量些,二呢供电电流更大些,马力大有助于洗车马达水压高点,是把原来的2个1.3AH的12V铅酸电池白菜价在本地闲鱼上出掉了。

 

——上图是容量和电流都偏小的铅酸小电池,被我白佳佳出掉了

出掉后网上看了查了下,有点牌子的12V锂电池,动不动就得三五百。便宜的呢,你压根不知道那做工和锂电电池到底差成什么样的!于是就打算自己来做个合适的,刚好家里剩了不少锂电池。自己做个,以后楼下洗车或者12V电动打气机都能用上。

说干就干,做12V的锂电池,首先就得把该有的物料准备好。

这次选的电芯是聚合物锂电池,俗称软包锂电池。是电动车上用的动力电信。一组是两片并联容量10A,标称电压3.7。做一个12V10A的锂电池只需要3组串联加上保护板就行了。

DIY的几个原则

其实简单的拿锂电池串联下包好,不加保护板裸奔也能用。但是,油菜君觉得,DIY就是要做个安全、稳定耐用的。

首先是安全问题,涉及电的,第一步一定是考虑安全问题,这东西一旦短路或者没有电流的限制保护有可能会引发其他的安全隐患。所以该有的还是得有。

另外就是要做到稳定耐用,自己DIY比不了那些工业化的生产,在工艺上还是有差距的,但是一定要尽量把DIY的品质做到性价比的考量下尽量做到稳定实用。

DIY12V锂电池所需物料

好了,清楚这两个要求之后,就是开始准备电池之外的其他部件:

1、  锂电池单体、

2、  保护板

3、  电池外壳


 

锂电池大家根据放电倍率情况和容量大小自己选我就不多说了。接下来首选要选锂电保护板,保护板的主要作用就是通过对锂电池进行充电和放电的控制,来保证电池的正常使用。它的保护作用主要体现在以下两方面:

第一、  限制最大电流,当电流大于限制电流时会进行断电保护防止电池烧毁。比如油菜君这次定制的锂电池选的保护板为持续9A放电,过放电流是20A,一旦电流达到20A就会进行断电保护。所以万一你不小心把电池短路了。保护板会进行断电保护,以防止烧毁电池。

第二、  就是充放电电压保护。锂电池过充过放都会导致电池快速衰减老化甚至坏掉。一般电池的充放电压在4.25-2.7V之间。所以充电的时候,保护板的作用就是监测每一串电池的电压,如果任何一串电池高于4.25V时就断开电路停止充电。放电的时候,则是反过来,监测最低电压,如果任何一串电池低于2.7V时,断开供电电路。

油菜君下面来聊聊怎么选锂电保护板 :

1、  功率

保护板的输出功率大于使用功率。

油菜君的洗车水泵是70W的,保护板6A就能达到72W的功率,不过还是要选稍微大点的。

如果选的功率过小可能导致你的设备没法正常工作,或者会导致锂电池的保护板长期过载容易烧掉。比如我选的这个保护板电流是持续9A,那么,大家中学都学过,持续工作的最大功率是12V*9A=108W,也就是你供电的设备的功率尽量要在108W以内。比如大家常用的接LED等,这种家用的一般10W就非常亮了。一般是够用了,当然如果要接逆变器,之类功率大的,就得上大电流的保护板,油菜君也采购了个大功率的保护板50A持续电流的,600W,等以后要用大电流的时候可以派上用场。

2、  是否均衡

一般均衡板会比没有均衡的贵一些。在不考虑钱的情况下,那同样的电流下,肯定是选均衡板。均衡板的作用是对电池充电过程中进行均衡,保证每串电池的容量和电压一致。锂电池串联是遵循木桶原理的,电池的放电能力取决于串联中容量和电压最低的那个电池。

锂电组的木桶效应——电池组的容量取决于最小的那一串。

举个例子,比如你拿三个锂电池(1A、10A、10A)串联,最终的放电就是只能1A,其他两个10A的英雄也是毫无用武之地。所以一旦是涉及串联,电池一致性约好,每个电池的容量利用率就越高。

均衡的作用就是当电池的容量、内阻有差异的时候。对于串联中提前充满电的电池进行均衡放电,保证为未充满电的电池还能持续充电。

如果你的电池一致性非常好,组装的时候调好每一串的电压,保持一致,那么保护板的均衡作用就很小,当电池用了一段时间之后,产生了差异,这时候均衡板的作用就派上用场了。

由于我这个12V10AH的锂电池目前主要是洗车用,用的次数不多,所以我买的9A的保护板没带均衡,50A的以后准备组装高端点的是带了均衡的功能。

另外提下,保护板最终是保护电池的。如果你的保护板最高电流是9A,而你选的电池只支持5A 放电。这时候如果电流过大,烧坏的不是保护板而是电池了,没有达到保护的作用,所以保护板也是需要根据电池的实际放电电流能力来定的

拒绝裸奔寻找合适的外壳

接下来是就是找个合适的外壳,把电芯和保护板装起来。方便携带,也是防尘防水。毕竟我是用在洗车上,没有外壳保护太容易出问题。

于是测量好电芯的尺寸后就是找合适的外壳了,能塞进去的。刚好马云家还真有刚刚好很匹配的,于是下单。

万事俱备,就开始开张组装了。

12V锂电组装步骤主要为以下五个步奏:

1、  电池单体均衡

由于油菜君的电池是闲置的锂电池单体,电池的一致性如何心里没底。所以主要是对内阻和容量进行测试。尽量三串电池的保持内阻和容量相对一致。

首先用内阻仪进行内阻测试,内阻基本都在13-15mΩ,在进行容量测试,容量在9500-9700mah之间。相对比较一致。另外我把每一串的电压都放电到2.7 V,我是组装好后对电池组进行12.6V进行充电,充满后测试下每组电压进行二次验证一致性。如果没有放电仪,大家可以反过来,把每个电池都充满电,再进行串联组装这样也是可以的。

2、  电池串联

电池一致之后,就可以进行串联了。串联之前建议最好把电池串固定在一起,这样就好固定电路了,也不会在移动中损坏电极。

                                          

用纤维胶布固定好三串电池,然后用青裸纸包装下电池外部,保护下,毕竟是软包电池,不是18650。

然后这种软包电池底部经常会侧漏,所以必须加个减震。拿了泡沫胶带给粘了层作为减震。这样底部就不会容易被震漏液了。

串联就是A电池开始,把负极空出来,这是电池组的负极,B单体的正极串联B单体的负极,B单体的正极串联C单体的负极,然后剩下C单体的正极就是电池组的正极。

大家可以看下我这样的焊接是很简洁的。中间连接的线路越少线损就越小。

另外我加了一层绝缘耐高温的橡胶布,防止电极之间触碰短路。

放上8毫米的纯镍片,剪好长度准备焊锡。

3、  电池保护板焊接

电池保护板焊接主要遵循保护板的接线说明书来操作,尤其要特别注意不要接错线,一旦接错有可能就是短路,大电流容易烧毁保护板。

需要注意的是接电池正负极和输出正负极的线一定要粗点,大电流的时候才不会烧掉,线材的额定电流尽量要超过保护板的限定电流。

极儿要求导电性要好,所以我用的是10安的铜极儿。


内部接线能短的尽量短,简短一方面线损小,电阻小不容易发热,另外一方面内部比较简洁,减少线材之间的交叉,减少后续使用过程中可能短路的隐患。很多人会觉得反正电线有包皮是绝缘的揉在一起没事,正常情况下是没事,一旦涉及大电流,电线温度升高,即便是耐高温的硅胶线,绝缘层也会变得很脆弱,要是有尖物挤压电线,容易引发短路。

4、  电池功能测试

接好线之后,就是要测试下保护板输出端正负两极的电压和电池组正负两极的电压是否一致,如果不一致,那么就需要排查下是接线问题还是保护板故障。

在装盒子前进行测试,主要是这时候发现问题,就不用再返工拆盒子出来检查。

5、  装电池盒完工

测试完毕,电池组、保护板供电充放电都正常之后,就可以装盒子固定好,一定要固定好,做好适当的减震,尽量让电池和电池和留一定的空间,作为热胀冷缩的缓冲。要不可能充放电电池热胀冷缩,巨大的压力会导致电芯被压坏了。

因为之前进行了放电到保护,所以装好后就进行充电。充好后是12.43V。


最后,今天没洗车,拿了个客厅的LED备用灯芯亮下,3W的已经很亮了。改天下去洗车再给大家录一段视频看看。


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