王志勇 发表于 2020年01月12日 12:06
DIY电动车锂电池的优点,价格是铅酸电池的一半,寿命是铅酸电池的5倍以上,重量是铅酸电池的1/7,锂电池特别轻。
前言:汽车虽然有很多的便利,又能满足“面子”的需求,也是现代商务中必不可少的工具。但是,电动车也有很多的好处,省时、省力、价格便宜。电动车不受一些车主的待见,确实有的人不太守交通规则。只要守交通规则,那么电动车还是最好的代步工具。
比如我上班的地方6公里,15站地。从家出来步行到公交车站需要10分钟(骑自行车4分钟),到单位不堵车的话,总共花费45分钟,堵车就要70分钟左右。电动车,大约16-20分钟到达目的地。造成堵车的原因,除了车多,还有一个很大的原因我这边的红绿灯,有几个路口红灯都是99秒。实际不是99秒,因为两位数最多只能显示99秒,在99秒之前还停留10-20秒,然后绿灯30秒。
以前我们这边的红灯,最长大约30秒。这种110-120秒的红灯,作用何在?很多路口一堵就堵3-5分钟。还坐过3路车,一堵就是10分钟。
正好我在2017年组装的锂电池,因为有的电池单节过放,造成现在只要骑2站地,就亏电,已经接近报废。(后面谈报废的原因) 2017年组装时,没有拍图,这一次拍了下来。
电动车锂电池,大多数都是用点焊、或者直接焊接的方式。但是,我没有点焊机,锂电池吃锡太困难,而且怕热,焊接难度很大,所以2017年时我想尽了一切办法,大约用了一个多月,最后用带针的18650电池盒,成功地连接“波士顿”5300mAh的锂电池,如下接法:
在上图中,左图为18650锂电池,右图为波士顿锂电池。这2种电池是一样的,电压一样,所不同的是波士顿容量是18650的2倍多,体积也正好是2节18650并联。
波士顿电池是一种神物,可为笔记本电脑、台式机(改装为DC供电)供电,可用4串+保护板+XL4015转12V为电脑供电,完美开机,DIY爱好者可关注这种电池,是目前已知的最好用、最稳定、价格最便宜的充电电池,单节波士顿电池8-10元。
2节波士顿电池串联+保护板,加一个5V降压板,就可以做成一个10600mAh的充电宝。等等……还有很多应用。
组装思路的重要说明,13串、14串究竟哪个好?
2017年我在组装之前,查阅了很多论坛,多数人认为48V电动车改为14串比较好,有力。
但是昨天我突然发现了一个新问题,14串未必好。其实14串保护板、14串充电器已经在路上了(这2样共花费75元),我感到后悔。
理论上,13串更好。市面上的成品电动车锂电池,也大多是13串。13串的力量我没有试过,从电压上看,应该和铅酸是差不多的,新电池在20公里之内力量也是很强的。
13串充满电的电压是4.2V×14=54.6V,4串铅酸电池充满电的电压约是13.6V×4=54.4V。
而48V控制器的欠压电压是42V。这样,13串的欠压保护电压就是42V÷13≈3.23V。
如果是14串,欠压保护电压是42V÷14≈3V。
欠压保护电压越高,对锂电池的寿命越有好处。所以,下次组装时,我会考虑13串,13串反而对锂电池更有好处,因为单节的欠压保护电压高达3.23V。
保护板绝对要用
在后面详谈,因为第一个作品没有用保护板,导致很多电池单节过放,直接报废,这2年已经报废了十节以上。保护板,可以防止单节过放。
锂电池长寿的关键,必须加保护板,保护板的作用是防止单节过放。尽量避免亏电,一旦出现亏电就不要骑了,否则可能会引起单节过放。
锂电池的理论寿命为1000-3000次浅充浅充的循环,但一次过放就可能导致报废。
锂电池无记忆效应,电量剩50%-60%就可以充电。
本文核心:48V电动车锂电池盒成品
如下图,这是昨晚用了4个多小时,用热熔胶粘贴的电池盒。做的是2并,14串(电量约相当于48V12AH)。
4.2V×14=58.8V,充满电时是58.8V。
如下图,是背面:
48V电动车锂电池盒原始材料
如下图,上面黑色的是带针18650电池盒,需要28个;中间是4mm铝塑板,因为我的电动车的卡槽厚度正好是4mm;最下方的是1mm厚的PP板,用来固定。
4mm铝塑板和1mm的PP板可以搭配使用。1mm的PP板虽然稍微有一点软,但是粘贴之后,强度极好。什么是PP板?就是学生考试时用的那种衬板,但是学生用的比较薄。
波士顿锂电池的样子
如下图:
波士顿锂电池和别的电池不同的是,突起的部分是负极。传统大部分的电池,突起的部分多为正极。如下图:
电动车原装电池盒的样子
如下图,因为这个原装盒子体积太大,所以不用了,发这个图是用于对比:
另外需要采购的材料
保护板、充电器。充电器,波士顿电池几并,就用几A。例如2并:
13串,就买13串、54.6V的保护板、2A充电器。
14串,就买14串、58.8V的保护板、2A充电器。
本文已完结
为了使本文的思路清晰,所以在这里划个终止符,文章至此已经结束了。
请看上述的“48V电动车锂电池盒成品图”即可。本文的关键,是将28个电池盒,用热熔胶粘起来。成品的形状,是根据每辆电动车的电池位置而设计。
不要小看这电池盒设计。设计一个这样的电池盒,特别费心思。2017年时,我用了一个多月构思,最后做成这种上下双排。
最近用了半个多月构思,想改成前后2排,但是不好做。最后,还是和原来一样,做成上下双排。
剩余的工作是焊线,将这28个电池盒,连接成2并、14串,然后与14串的保护板相连。
焊接,是一个费时的工作,而且这种带针18650电池盒,不太吃锡,需要焊多次。
预计这个电池盒要焊完,最快都要1.5~2个小时。
附1:制作工具和材料
电烙铁、锡、松香,是焊接最基本的工具,如下图:
最常用的粘贴的工具,热熔胶。这种热熔胶,我原来以为粘力很强。其实粘力并不太好,一般的应用还可以。但是电动车长时间的震动,会慢慢开胶。开胶之后,可以用透明胶来粘反而好用。热熔胶只能对付用半年,如下图:
神物3:热缩管
热缩管,大约是2017年我才搜索到的。是DIY中连线的绝缘神器,如果没有热缩管,只能用绝缘胶布,绝缘胶布成本高、又太厚。
热缩管的用法,只剪下1~2cm的一小段,先提前套在线上,焊好线后(要等到冷却),把热缩管移动到线的位置,用打火机烫一下就可以,热缩管如下图,我买了各种规格,如直径3mm、4mm、5mm都是最常用的:
热缩管的用法如下图(未烫之前):
附2:第一个失败的作品
这个是2017年8月底完成的第一个2并14串(电量约相当于48V12AH),如下图,光是这个电池盒的手动组装就耗时2天,构思的时间更多。没有加保护板,因为当时看到有网友说不加保护板好。在使用1年中,基本上没有问题。特别好用,前几个月大约能骑20公里左右。
电动车锂电池如果没有加保护板,缺点是,1年之后,因为每串的电阻不一样,会造成单节加快放电、直至过放,很容易造成单节直接报废,这2年已经陆续报废了十节以上。当时单节报废之后,换上新的,整组电池又恢复正常使用。
如果有保护板,可以防止过放,理论上电动车锂电池的寿命为5-10年以上。
如果没有保护板,寿命在2年以内。
在下图中,每节电池的中间能看到一条金属,用的是直径1.5mm的铝丝固定,防止电池滑出来。
铝丝,也是本文要分享的第4种DIY的神物。是2016年是我在搜索材料中,搜索各种金属制成的丝,果然有铝丝。可用于生活中的各种固定,和铁丝搭配使用。
铝丝、铁丝这2种常用物,优点和缺点正好相反。铝丝较软,易固定、不生锈,但是强度有限;铁丝太硬、结实,会生锈。
背面如下图,我加了一个用于摩托车上的防短路的保险管:
在上图的背面,是不是能看到密密麻麻的线?这次做了改进。因为第一个作品,电池的方向全都一样,这样串联时,每条线就要相应地从上到下走一遍,共走14遍,导致干路中的导线有70多cm。
这次,改为串联时,电池的方向按照串联的“头对尾”的顺序,这样,线就会大量减少。
这些导线,用的是1平方、或1.5平方纯铜线。
这个无放电保护板14串锂电池相应的14串充电器:
同样是手工耗时整整2天,100多个焊点,用了14个5V2A电源裸板,14个TP4056充电板,充电时单片的TP4056的电流将近2A,TP4056的电流本来设计最大为1A。充电时,5V2A电源板、TP4056充电板都很烫,必须用风扇一直吹。
如下图:
背面如下图:
附3:能否用多节电池盒?
18650带针电池盒,有2节、3节、4节的,如下图。这种盒,用于18650电池完全没问题。但是,波士顿电池会装不下,而且波士顿电池用了一段时间会自然地鼓包。所以,波士顿电池必须用单节的“18650带针电池盒”。
附4:无保护板的7串锂电池充电器纪念
这个7串锂电池、7串TP4056充电器,是用于我的电动滑板车,如下图。通过本文,已经杜决无保护板,提倡必须加保护板,否则会引起单节陆续报废。
下图仅为纪念将要废弃的作品,做工还不错吧?支架是用烧烤棍做的。这个7串的充电器,用的是5V1A裸板,因为当时每天要做家务,断断续续用了整整2天才完工:
可能会有朋友要问,我怎么会有这么多种原材料?唉,需要的材料太多了,全是多年来淘宝上买的,本文图片里只是很小很小的一部分,我的柜子里还有很多种,有机会再一一罗列。
自由勇 2020-01-13 14:03
分享了这么多的干货,你还要说技术不行?(相关的句子删除了,以免误导大家) 这话的潜在意思就是你的技术很好,生来就是能把技术做到最好,不会出任何问题。但是你连18650电池都没有用过,就能下这样的论断。
这一篇一定要把失败的部分写出来,是给读者分享失败的教训,从而体验锂电池的性质。这一篇主要是写锂电池。锂电池报废的原因,在本文写了几次,是由于在超高功率的电动车上,一旦一节锂电池内阻变大,那么根据分压的原理,在串联中,这个单节的电池,会迅速优先消耗它的电量,导致过放,在起初使用的1年内,一般不会出现这个问题,时间长了就有这个问题,解决的办法是必须加13或14串的保护板(作用是防止单节过放)。
铅酸和锂电池的差别,在本文第2段已经描述了。铅酸电池的寿命较短,2年以后容量至少下降一半。铅酸电池放置半年~1年,可能会报废。
锂电池的价格大约是铅酸的一半,锂电池的寿命是铅酸的5倍以上。
铅酸电池维护很麻烦,每个月需要充一次电,需要定期加水,每加一次水容量就要下降不少。
锂电池是一种DIY的新应用,特别好用,网上可借鉴的帖子、技术、资料很少,所以要写博客。
自由勇 2020-01-13 20:31
19V2.35A的电池理想解决方案:
1并4串的波士顿锂电池+4串保护板+升压板升到19V,1节波士顿锂电池的安全放电容量约15WH,4节就是60WH的电量,可供笔记本续航约3小时。
或者1并6串、或1并7串波士顿锂电池+保护板+XL4015转19V。
逆变器DC转AC、AC再转DC效率低,可采用DC转DC的方案效率更高。
12V铅酸蓄电池,用升压板升到19V。
24V铅酸蓄电池,XL4015转19V。
自由勇 2020-01-13 14:05
出行成本,电动车要少得多。如果用于商用,就像你说的,急用的话,就摩托车吧。
或者买2辆以上,一辆电动车、一辆摩托。
如果想省时间,直接找别人把锂电池装好。
如果自己有时间折腾,如果用于商用,至少准备3-4组的锂电池,几组交替用,2并14串一组的成本约340-360元,这样可以保证全天随时都有电用。
也有人做的多并,可以跑几十公里。
以我们这边市电0.52元/度计算,10-20公里约消耗半度电,约0.26元。也可以用太阳能电池板DC转DC升压充电,充电0成本,准备2块100W的太阳能电池板。
自由勇 2020-01-14 09:45
你是第一个我在博客里回应负面言论的人。如果在博客上都这样回应,我的博客坚持不到今天,早就消失了。这个话题至此终止。其实我很理解你的想法,所以总是给你很多回复,前几天有条回复就是用了1小时。
但是,有时候你会突然冒出一句很伤人、让人崩溃的话,还说别人心灵敏感。打个比方,比如甲在做一件本来10个小时、甚至几天才能完成的工作,旁边的人(乙)指手划脚地说:“太磨蹭了,半个小时、几分钟就能完成”,而且对这个观点大肆宣扬。在甲的心里是怎样的感受?
与此就是异曲同工,因为这件工作乙根本就没有做过,说白了就是“嘴碎”。就是他做过,也没有必要对一个老师傅指手划脚、指指点点。
这时候,甲再出一点错,乙会说出更多不好的话、并到处宣扬。在单位、职场里,这种情况特别多见,乙会害到甲。
如果甲影响到乙的一点利益,比如甲迟到了,乙代替甲做事,乙会怀恨在心,一有机会就报复。
我旁边的人还有人嘲笑五笔,说中国人就得用拼音。
如果会用五笔的人,绝对不会说这样的话。会用拼音的人,也不会说这样的话。说这样外行的话,计算机知识基本为0。
总之一句话,就是自以为聪明,自以为是,眼睛长在头顶上。
和你这样的“神战”,其实在2012年编写博客程序的时候,我已经领教了一回。如果你写过博客程序,就能理解我的想法。但是你不会编程,所以彼此的讨论完全不是在同一个频道。会编程并不是意味着有面子,编程是经过艰苦的学习、劳动、大量的思考才能获得的技术。
你这一篇回复里举了很多应用场景,在我的生活里没有用到。如果周围很多人都需要,确实是个很大的市场,商业化有一定的机会。不过,个人生产的产量比不上厂家的产量。
当我做出什么的时候,我同学也想到商业化。我觉得到了商业化的时候,产品不一定能卖出去。所以变成了DIY的技术互相分享的形式。
有技术的人,很多都是保密着。这么多年来,我的技术在博客上已经分享了30%-60%。还没有达到大部分分享,一是没有时间写,二是有一小部分牵涉到生存,需要保留。但是我可以保证的是,我分享的技术已经很多,分享的目的是与读者交换技术,促进彼此的发展、进步。技术,也只有通过无私地分享,才能促进整体的提高。
你说的“笔记本内置锂电池黑色扁板形”,和本文介绍的18650锂电池、波士顿锂电池,几乎是完全一个东西,几乎是完全一样的材质。笔记本的锂电池,拆开后,里面大多是6颗18650锂电池。笔记本电脑的功率大约10多W~20多W,是属于较大功率的电子产品,6颗锂电池能达到2小时的续航,可见锂电池的强劲威力。
如果换成传统的镍镉/镍氢充电电池、干电池、南孚电池,相同的重量的情况下,这些传统电池只能让笔记本续航5~15分钟的样子。而且镍镉/镍氢电池的寿命特别短,比铅酸电池寿命还短。
全新的铅酸电池、锂电池的性能不相上下。但是,相同的电量,铅酸电池是锂电池重量的7倍。锂电池的寿命是铅酸电池的5倍以上,锂电池的价格是铅酸电池的一半。
相同的电量,铅酸电池的体积约是锂电池的3倍左右。
笔记本内置锂电池寿命短,主要是因为笔记本没有设计一个自动开关,当用外接AC-DC电源时,没有自动关闭充电。导致锂电池不断地充电、放电。(大多数人也不会为了保护电池,而在用外接电源时拔下内置电池。)
本文分享的电池DIY技术,是外接锂电池,可以任意组合。比如1并4串的波士顿电池,笔记本电脑可续航3小时。去年分享的一篇《24英寸移动式台式机已基本完成组装,理论连续续航10-12小时,可以在火车上用的台式机》 是相同的原理:http://www.auiou.com/relevant/00001367.jsp
用的是2并4串的波士顿电池的方案(8节电池),安全放电电量为15WH×8=120WH,理论上笔记本、或者24英寸+N3150台式机,8节可续航5-6小时。所以4并4串,或者两组2并4串交替用,可以续航10-12小时。
这些电池方案,如果用于照明,功率比笔记本小,续航时间更长。
充电宝更不在话下。充电宝充电时的放电功率约3~8W,多大容量都能组装。
我现在买的很多电池产品,也都有一套12V的车载产品,可用于外带,4串锂电池用XL4015转12V后,可以直接用。比如12V电烙铁、12V热熔枪、12V音箱。
如果常在外面,又没有220V电源,50W、100W太阳能电池板,加锂电池多种电压组合,是很好的方案。
自由勇 2020-01-14 15:46
全新2并14串波士顿锂电池,跑的路程稍微比全新48V10AH铅酸电池少一点点,基本不相上下。不载人的话,大约20公里。
可能是第一组没有加保护板的原因,容量下降有点快。
这次买了第二组全新的,加了保护板,应该会稳定很多。
自由勇 2020-01-15 10:40
谢谢支持!尼龙带我上次有买,一直没用过。用尼龙带绑,有2个缺点,尼龙带的卡子是一次性的,换电池时需要把尼龙带剪断;尼龙带的卡子间有距离,不一定能把电池卡紧,需要塞一点东西。
所以只能用铝丝。
这个电池盒优点是不用点焊,可做测试用。也可以长年用,我就是这样用的。
测试完之后,有条件还是点焊,买台点焊机。
我没有点焊机。
自由勇 2020-06-03 17:16
完全可以。绝大多数的电器,都能改成锂电池供电。
需要根据原电器的电压和功率,进行组装。
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