Как собрать lifepo4 батарею 12 вольт 100ач

Инструкция к литиевым тяговым аккумуляторам LiFePO4

Обновленная статья от: 20.09.2020 Тяговый аккумулятор – это источник энергии, обеспечивающий автономную работу моторной лодки, катера, яхты или другого объекта. От его исправности и надежности напрямую зависит работа бортового оборудования, мотора и других электрокомпонентов. Лучшими АКБ тягового типа заслуженно считаются литий-железо-фосфатные модели. Это подвид Li-ion аккумуляторных батарей, максимально адаптированный для эксплуатации в жестких условиях. В нашем интернет-магазине продаются литий-железо-фосфатные АКБ на 48, 60, 100, 120 Ач и другой емкости по оптимальным ценам, с доставкой по Москве и всей России.

Преимущества аккумуляторных батарей типа LiFePO4

• не боятся глубокого разряда;
• быстро заряжаются;
• имеют диапазон рабочих температур от -30 до +55 °С;
• подходят для интенсивного использования в циклическом режиме;
• обеспечивают стабильное напряжение разряда;
• рассчитаны минимум на 3000 циклов заряд-разряд;
• нетоксичны;
• имеют номинальное напряжение 3,2 В на ячейку (для сравнения, у свинцово-кислотных – 2 В на элемент);
• термически и химически стабильны;
• безопасны в эксплуатации – в т. ч. не склонны к возгоранию;
• имеют высокую емкость при сравнительно малом весе – примерно на 70% легче, чем свинцово-кислотные аналоги;
• герметичны, не нуждаются в доливке воды или другом обслуживании, кроме подзарядки;
• устойчивы к тряске, вибрациям и ударам;
• имеют малый саморазряд.

Особенности LFP батарей для лодочных моторов

Мы поставляем батареи для подвесных лодочных моторов в прочных кейсах из ABS пластика. Благодаря использованию резиновой прокладки, они герметичны и водонепроницаемы. Для удобной переноски аккумуляторной батареи защитные боксы имеют ручку, а для выравнивания давления – клапан. Для отслеживания рабочих характеристик на кейсе дополнительно может располагаться дисплей с индикатором заряда.

Для безопасного использования тяговые аккумуляторы LiFePO4 оснащаются электронной системой управления – BMS платой. Она поддерживает рабочие параметры аккумуляторной батареи в допустимых границах, не допуская перезаряда, глубокого разряда, токовых перегрузок и других опасных ситуаций. В нештатных ситуациях BMS плата разрывает связь с внешним источником – отключает аккумуляторы от питания или нагрузки, не позволяя им работать за пределами допустимых значений.

Рекомендации по использованию LiFePO4 батарей

Чтобы продлить срок службы аккумуляторов LiFePO4 для лодочных моторов, нужно следовать рекомендациям по их использованию:

1. Не разряжать «в ноль» и не оставлять надолго (более 48 часов) в разряженном состоянии. Желательно заряжать аккумуляторы без промедлений.
2. Хранить при температуре от 0 до +25 °С в сухом прохладном помещении, в стороне от источников тепла и вне зоны попадания прямых солнечных лучей. Оптимальный уровень заряда для длительного (сезонного) хранения – 40–50%.
3. Использовать зарядное устройство, рекомендованное производителем или идентичное ему. Заряжать аккумуляторы строго при плюсовых температурах. После нахождения АКБ на морозе – выдержать ее в помещении минимум час, а затем заряжать.
4. Регулярно очищать батарею от загрязнений, проверять надежность ее установки и состояние контактов наконечников проводов на полюсных выводах.
5. Отслеживать уровень заряда и не допускать его критического снижения. При глубоком разряде батареи БМС плата уходит в защиту, и подача электроэнергии прекращается. Для снятия защиты достаточно подключить разрядившуюся АКБ к зарядному устройству.

Для заряда батареи штекер зарядного устройства подключается в гнездо или к болтовым клеммам, с соблюдением полярности. Когда одна из ячеек в батарее достигает напряжения 3,65 В, плата БМС автоматически отключает АКБ от источника тока. Затем система балансировки выравнивает заряд, и процесс подзарядки продолжается до тех пор, когда напряжение на всех элементах достигнет 3,65 В. После этого процесс зарядки автоматически прекращается.

Меры безопасности

При использовании LiFePO4 аккумуляторов для лодочного электромотора и других технических средств НЕДОПУСТИМО:

1. Замыкать полюса батареи.
2. Использовать АКБ с плохими контактами между клеммами проводов и выводами батареи.
3. Подключать или отключать АКБ от нагрузки при включенном энергопотреблении.
4. Устанавливать и использовать АКБ в неустойчивом положении.
5. Допускать прямое погружение батареи в воду – хоть она выполнена в пыле-влагозащищенном корпусе, нужно оберегать АКБ от прямого воздействия воды.
6. Использовать неисправное или несовместимое с батареей зарядное устройство.
7. Параллельно подключать к батарее модель другого типа.
8. Использовать тяговую LiFePO4 батарею в качестве стартерного аккумулятора – т.к. пусковые токи в разы превышают допустимые токовые нагрузки для тяговых батарей.
9. Допускать механическое повреждение корпуса, элементов питания, БМС платы или других составляющих аккумуляторной батареи.
10. Использовать батарею в цепи с напряжением выше допустимого значения.

При соблюдении правил эксплуатации литий-железо-фосфатные АКБ радуют своих владельцев долгим сроком службы и высокой надежностью.

• 20 сентября 2020 г.
• 9477 просмотров

• электровелосипед, Аккумулятор, LiFePO4, LiFePO4 аккумулятор, АКБ, литиевый, тока разряда, собрать, своими руками, ёмкость, инструкция, своими, руками, питание, литиевых, для LiFePO4 аккумулятора, литиевые, ток, разряда, электровелосипед своими руками, ремонт, аккумулятор электровелосипед, 48, часов

Аккумулятор своими руками

Аккумуляторную батарею вполне можно собрать собственными руками. Для этих целей понадобятся следующие составные элементы:

• аккумуляторные ячейки;
• плата BMS для контроля уровня заряда/разряда и балансировки батареи;
• пассивные балансиры для выравнивания заряда установленных элементов, балансиры необходимы, если емкость собираемого аккумулятора превышает 30Ah, при емкости ниже 30Ah, с балансировкой ячеек справится BMS плата;
• перемычки, клеммы, провода и разъемы;
• очень важно при сборки аккумулятора, использовать прокладки-изоляторы, их необходимо установить межку ячейками;
• стоит обратить внимание, если вам необходима индикация аккумулятора, то необходимо использовать ваттметр, так как стандартные индикаторы, отображают остаточную емкость некорректно, поскольку литий-железо-фосфатный аккумулятор выдает стабильное напряжение и проседает только тогда, когда емкость практически исчерпана.

Последовательность сборки LiFePO4 аккумулятора
Перед тем, как приступить к сборке, необходимо убедиться в наличии и исправности всех составных элементов. Если есть возможность, измерьте уровень внутреннего сопротивления или напряжения ячеек с помощью специального прибора. При наличии расхождения в показателях требуется дозарядить ячейку до единого уровня. В случае если у вас нет возможности зарядить ячейки до сборки батареи, тогда после сборки, при первой зарядке, оставьте аккумулятор заряжаться до тех пор пока BMS плата не отбалансирует все ячейки аккумулятора.
Ячейки аккумулятора коммутируются путем параллельного или последовательного соединения. При параллельной комутации ячеей, увеличивается емкость, например: возьмем четыре ячейки 3,2V 25Ah и соединим параллельно, получится 3,2V 100Ah. При последовательной коммутации ячеек, увеличивается напряжение, например: возьмем четыре ячейки 3,2V 25Ah и соединим последовательно, получится 12V 25Ah. Если при сборке необходимо коммутировать и параллельно и последовательно, то первым этапом заготавливаются параллельные сборки, а затем параллельные сборки соединяются последовательно.
Очень важным моментом при сборке аккумулятора, является установка прокладок-изоляторов между ячейками, лучшим и удобным материалом для изоляции является стеклотекстолит, также возможно применение других изоляционных материалов.
Для того, чтобы защитить ячейки аккумулятора от переразряда-перезаряда и обеспечить балансировку ячеек между собой, на аккумуляторную сборку устанавливается BMS плата. В настоящее время, существует много разновидностей BMS плат, поэтому подключать плату надо согласно своей схемы.
Если вы собираете аккумулятор большой емкости (от 30Ah и более), то помимо BMS платы на каждую ячейку или параллельную сборку аккумулятора необходимо установить пассивный балансир. Устанавливаются данные балансиры между плюсом (+) и минусом (-) ячейки.
После того, как вы завершили сборку аккумуляторной батареи, до упаковки его в корпус, протестируйте корректность его работы, прежде всего работу BMS платы. Для этого, первый заряд и разряд необходимо произвести под тщательным контролем, постоянно измеряя напряжение на отдельных ячейках в аккумуляторе. По завершении заряда BMS плата должна отключить весь аккумулятор, как только напряжение на одной из ячеек достигнет напряжения отсечки BMS платы, как правило это от 3,65V до 3,75V в зависимости от модели платы, после выравнивания напряжения BMS плата включит зарядное устройство и продолжит дозаряд аккумулятора, внешне процесс балансировки выглядит как частое включение-выключение зарядного устройства. По такомуже принципу необходимо проверить аккумулятор на разряде, как только напряжение на одной из ячеек сборки достигнет нижнего порога напряжения, примерно от 2,5V 2,2V в зависимости от модели платы, BMS плата должна отключить аккумулятор от потребителя.
На этом этап сборки LiFePO4 аккумулятора завершен и вам остается только аккуратно упаковать сборку в корпус.

Меры безопасности

в процессе сборки требуется соблюдать аккуратность и осторожность;

не допускать воздействий механического характера на аккумуляторную батареи и используемые элементы питания;

соблюдать полярность;

не допускать возникновения коротких замыканий и перезарядки элементов;

при высоком нагреве нужно отключить батарею от источника тока;

не использовать поврежденные ячейки.

Преимущества LiFePO4 аккумуляторов

полная безопасность для здоровья человека и окружающей среды – в процессе утилизации не происходит выброс токсичных элементов. Это вызвано тем, что кобальт заменен на более безопасные фосфаты;

Сборка LiFePo4 аккумулятора своими руками на 320Ач ячейках с АлиЭкспресс

Развернуть Всем привет, в этой статье соберем своими руками литиевый аккумулятор lifepo4 объемом 320Ач из компонентов, купленных в Китае, на алиэкспресс. Инструкция очень подробная и простая, так что с ней любой сможет стать обладателем нового LiFePo4 аккумулятора. Ссылки на все компоненты и даже необходимые инструменты тоже будут в статье. Начнем сборку!

Компоненты для сборки

Если вас интересуют только компоненты для сборки и не требуется инструкция — есть отдельная страница где собраны все комплектующие и инструмент для сборки аккумулятора. Для сборки нам понадобится всего лишь три основных компонента.

Ячейки LiFePo4

Самое главное это собственно ячейки lifepo4, которых для сборки в стандартный аккумулятор нужно 4шт.

Назад Дальше

Их количество может быть и другим кратным 4, например 8 или 16, но я остановился на самом простом и популярном варианте. Емкость ячеек определит емкость будущего аккумулятора. На рынке есть любой объем от скромных 30Ач до внушительных 400Ач. В моем случае это ячейки по 320Ач, что является хорошим балансом по стоимости и объему хранимой электроэнергии. Но вы можете взять любой подходящий вам объем, на принцип сборки батареи это никак не влияет. Так же можно взять усиленные перемычки, если вы планируете брать с акб высокие токи 150А+

60 941 ₽

12 422 ₽

424 ₽

16 135 ₽

Плата контроля BMS

Далее нам нужна плата мониторинга и контроля BMS — она выполняет защитные и мониторинговые функции при работе аккумулятора. Простыми словами — это умный предохранитель, который не даст вам испортить батарею если вы что-то сделали не так или нагрузка на аккумулятор вышла за пределы планируемой. Бонусом вы можете получить возможность мониторинга расхода, прихода электроэнергии и оставшейся емкости, если выберете более дорогой вариант этого контроллера с внешним экраном или блютус модулем для подключения телефона как у меня.

3 459 ₽

При выборе платы BMS основным параметром который вам нужно будет знать — это максимальная нагрузка в амперах, которую вы хотите получить от аккумулятора и с какой вы хотите аккумулятор заряжать. Чем она больше, тем мощнее и дороже нужно выбирать модуль BMS. В моем случае я планирую подключать инвертор мощность 3000Вт что примерно равно нагрузке в 3000/12 = 250А так что я выбрал контроллер именно с таким максимальным током нагрузки — 250А. При покупке BMS я выбрал модель для работы именно с ячейками с 4 ячейками LiFePo4 что обозначает маркировка 4S в его названии.

Плата активной балансировки

Третим важным компонентом при сборке батареи является модуль балансировки. Его задача — выравнивать напряжение внутри аккумулятора чтобы оно было одинаковым на всех отдельных ячейках. Это важно для раскрытия полного потенциала батареи, так как если в ячейках будут расхождения, то общая емкость аккумулятора может уменьшиться до состояния самой слабой ячейки сборке.
Это не обязательный элемент в сборке и многие обходятся без него, но если вы собираете батарею больше чем на 100Ач я бы рекомендовал рассмотреть этот элемент тоже, тем более что цена не так велика.

1 108 ₽

Для балансира ключевой характеристикой является сила тока, с которой он может выравнивать емкость ячеек. По сути это скорость балансировки. Если она слишком медленная — то толку от него не будет, он просто не будет успевать за работой аккумулятора. Ну а слишком мощный балансир будет стоить больших денег и может быть избыточным. Для своей сборки я выбрал балансир с максимальным током 1А, как и bms при покупке не забыл выбрать модель для работы с LiFePo4 в конфигурации 4S.

Корпус

В принципе это все, давайте собирать все это вместе. Для этого желательно иметь какой-то корпус, в идеале из негорючего пластика. Такие тоже можно купить с АлиЭкспресс, но из-за дорогой доставки я нашел более выгодное предложение в местном магазине за 2950 рублей Для моих элементов хватает впритык, желательно конечно иметь больше пространства для работы, но что имеем с тем и попробуем.

Сборка аккумулятора

Перед сборкой проверим напряжение на ячейках — заряженные (больше чем 3.25В) ячейки с одинаковым напряжением — признак ответственного продавца, который зарядил и отбалансировал их перед отправкой. В моем случае ячейки показали идеальные результаты: 3.294 — 3.294 — 3.293 — 3.294
Ячейки заряжены на 85% а расхождение по напряжение отсутствует. Значит не придется какие-то отдельные ячейки балансировать перед сборкой — можно сразу собирать и пользоваться.

Установка ячеек и перемычек

Собирать буду сразу в корпусе, чтобы ячейки потом туда-сюда не перекладывать. Для начала установлю их внутри, проложив между ними листы стеклотексталита для изоляции ячеек друг от друга. Это не обязательно, но рекомендуется. Ячейки нужно расположить в шахматном порядке и установить перемычки между плюсом и минусом каждой ячейки по такой схеме. Перемычки были и в комплекте с ячейками, но я посчитал их немного слабоватыми для своих задач и приобрел отдельно на алиэкспресс более массивные 3мм перемычки с гибким центром.

424 ₽

Можете сделать так же или оставить штатные перемычки, если нагрузка на АКБ не будет превышать 150А. Пока просто накинул перемычки на шпильки ячеек, мы туда еще будем подключать плату bms и балансиры, закручивать рано.

Провода для BMS и балансира

Далее нам необходимо подготовить все провода платы bms и балансира для подключения к аккумулятору. Так как у нас на ячейках уже есть шпильки размера М6 то самым надежным и логичным вариантом будет обжать концы проводов кольцевыми концевиками размера М6. Это делается за пару минут с помощью специальных обжимных клещей.

1 378 ₽

1 336 ₽

Подключаем к ячейкам провода BMS. Тут главное не перепутать. Берем разъем и начинаем подключать от черного провода по этой схеме. Черный провод на свободный минус аккумулятора. Дальше берем каждый следующий провод после черного и подключаем на плюс каждой ячейки по порядку, начиная с той, на которую подключили черный провод. Чтобы было понятно подписал по номерам. Все очень просто. Дальше по точно такой же схеме подключаем балансир, если он у вас есть. Черный провод на свободный минус сборки, а каждый следующий красный — на плюс всех ячеек по очереди. В итоге получаем вот такой вид

Подключение силовых проводов

Дальше нужно подготовить силовые провода. Я буду использовать хорошие провода на 50мм2 и соотвествующие концевики. (Кстати обратите внимание что на концовке написано, что он предназначен для проводов 35мм, но в него заходит идеально провод именно 50мм2, да и обжимается он клещами на 50мм. Такой прикол изготовителя этих КВТ35) Больше чем 50 брать смысла нет, так как с завода на плате BMS у нас стоят провода около 35мм2. Для обжима концевиков таких размеров уже нужны клещи побольше, благо такие тоже продаются свободно.

2 561 ₽

Один силовой провод нужно подключить к свободному минусу сборки и подключить к проводу B- на BMS плате. Второй подключить к свободному плюсу и к нему мы уже будет подключать нагрузку. В моему случае я решил сначала и плюс и минус подключить внутри корпуса к контактам на крышке Вот так это стало выглядеть

Финальная сборка в корпусе

Балансир уложил внутри и немного прибрал провода, убедился что все хорошо закручено, не болтается. Чтобы ячейки не ездили по корпусу — проложил небольшой квадратик изоляции в свободное пространство Обязательно проверьте что провода у вас не трутся об острые края или торчащие болты, а плюсовые контакты не имеют возможности прикоснутся оголенными частями к минусовым. Пожалуйста на первое место ставьте безопасность сборки и проверьте все несколько раз как сразу после сборки, так и через некоторое время после начала использования, чтобы убедиться, что батарея безопасна.

Подключение BMS

Закрыл и уже с крышки подключил один из силовых проводов (минусовой) к BMS. Вот такая финальная схема подключения. Таким образом в дальнейшем я буду использовать в качестве плюса контакт прямо на корпусе, а вот в качестве минуса провод идущий от BMS. Проверяем вольтаж — все четко — 13.2В на месте Корпус пришлось слегка модифицировать, чтобы установить плату bms снаружи. Для проводов бмс сделал небольшое отверстие в корпусе сбоку, а саму плату закрепили на крышке небольшими болтиками. И вот такой финальный результат получился

Приложения для контроля BMS и балансира

Давайте проверим как у нас там работают приложения. Первым запустим мониторинг платы bms — он показывает самую интересную информацию — остаточную емкостью батареи и ток, с которым идет разряд или заряд батареи в данный момент. Для того чтобы емкость откалибровалась нам нужно будет пару раз полностью разрядить и зарядить батарею, тогда плата посчитает реальную полную емкость вашего аккумулятора. Теперь проверим приложение от платы активной балансировки. Оно покажет нам емкость на каждой отдельной ячейке и состояние балансировки а данный момент. Если на ячейках расхождения нет и все хорошо — то ничего не происходит. Но если вдруг вольтаж начал расходится — активируется балансировка и заряд будет перегонять из одних ячеек в другие, пока вольтаж снова не станет равномерным. В настройках балансира нас встретит много параметров, но наиболее интересные из них — это вольтаж расхождения для начала работы балансира и минимальный вольтаж на ячейках, при котором он начнет балансировку. Только когда эти два условия выполнятся — он будет производить балансировку между ячейками. Если не разбираетесь в том что все это значит — оставьте его в покое, он нормально настроен с завода и не требует изменения параметров для работы. В принципе при нормальной работе балансиру особо не нужно приложение, вольтаж на ячейках мы можем увидеть и в основном приложении платы BMS и все должно работать без нашего вмешательства. Вот и все, наша новая классная батарейка готова!

Стоимость сборки аккумулятора

По стоимости она обошлась мне в: 4 ячейки LiitoKala на 320Ач — 49 000
Плата BMS 250А — 8 500
Активный баланисир — 1 800
Корпус — 2 950
Провода (2м) — 1 200
Наконечники (4 больших и 10 маленьких) — 800

Итого: 64 250 рублей Ваш результат может отличаться в зависимости от текущего курса и фазы луны в Китае 🙂 Если добавить еще расходы на инструмент (который у меня уже был) Обжимные клещи: 1100
Зачистка проводов: 900
Большие клещи: 2000
Ножницы для проводов: 900 Итого + еще 4900 рублей

Покупка ячеек и АКБ на АлиЭкспресс

Сразу скажу, что при покупке бюджетных ячеек на АлиЭкпресс вы скорее всего получите переупакованные Б/У ячейки где-то прослужившие уже какое-то время. Это не делает их плохими, просто возможно вы получите немного меньше емкости и срок службы. Но зато стоить они будут на 30-50% дешевле новых. Выбор конечно за вами, я не гарантирую что абсолютно всем повезет и у них будет итоговая емкости сборки совпадать с заявленной. Покупайте на свой страх и риск. Чтобы шансов было больше — покупать лучше у проверенных изготовителей, например LiitoKala у которых на алиэкспресс я и приобрел данные ячейки. Если даже после этого подробного рукводства вас пугает сборка аккумулятора своими руками — не беда, за вас конечно все уже сделано китайскими руками. От той же фирмы LiitoKala можно взять готовую сборку в корпусе любого объема от 30 до 320Ач или выбрать варианты других изготовителей.

18 226 ₽

LiFePO4 аккумуляторы

LiFePO4 аккумулятор – это электронное устройство, которое состоит из герметичных литий-железо-фосфатных ячеек, платы, контролирующей их состояние, проводов и корпуса. Имея этот набор, и обладая определенными навыками владелец автодома может решить, что ему удастся существенно сэкономить, если он соберет батарею самостоятельно. Отчасти это действительно так, но путь не будет быстрым

Чтобы результат не разочаровал, прежде чем приступать к сборке, необходимо создать проект электросистемы автодома и на его основе посчитать планируемые токи зарядки и нагрузки. После этого определить емкостью батареи и тип используемых элементов – цилиндрические или призматические. Купить выбранные ячейки, убедиться в том, что их емкость соответствует заявленной и сбалансировать их. Затем выбрать BMS, провода и остальные компоненты, которые потребуются при сборке и собрать аккумулятор. В заключении приобрести выбранные на этапе проектирования AC-DC и DC-DC зарядные устройства, солнечный контроллер, инвертор, батарейный монитор и настроить их в соответствии с требованиями LiFePO4 аккумулятора.

Если разрабатывать и собирать собственный аккумулятор не хочется, можно приобрести готовый в одной из множества занимающихся этим фирм. Готовые аккумуляторы предназначены для быстрой замены свинцово-кислотных АКБ, поэтому универсальны и часто продаются в стандартных аккумуляторных корпусах размером 27, 31, 4D или 8D. Как правило изготовители не предоставляют спецификацию на внутренние компоненты такой батареи, но предполагается, что перед сборкой ячейки были проверены и отбалансированы, сечение соединительных проводов выбрано в соответствии с предполагаемой нагрузкой, а перед продажей аккумулятор прошел технический контроль

Готовый аккумулятор удобен в простой электрической системе. Но если ее сложность увеличивается – возрастает емкость батареи, количество зарядных устройств или диапазон изменения нагрузки, достоинства готового аккумулятора становятся его недостатками. Универсальный аккумулятор подходит для всех, но при этом не учитывает особенности конкретного автодома. Батарея не имеет связи с внешним миром, поэтому не может сообщить зарядному устройству о том, что следует останавливать заряд или нагрузке о том, что пора прекращать разряд. Построенная на готовых аккумуляторах система требует большого количества дополнительных компонентов, ей сложно управлять и контролировать входящие в ее состав устройства

Решение заключается в том, чтобы сделать аккумуляторную батарею элементом интегрированной электрической системы, в которой все части связаны между собой локальной сетью, обмениваются информацией друг с другом и учитывают особенности каждого элемента.

Зарядные устройства

• Для автодомов
• Для яхт
• Для катеров
• Водонепроницаемые
• Бортовые
• Альтернаторы для катера