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自制锂电池组的迭代及设计思路(1-4版)

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KYO 发表于 2024-12-25 15:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
    在23年中旬,损坏了一块硬盘,导致18年后的改装资料丢失,这也是改装帖停更的原因,养成的拍摄资料保存的习惯,却挡不住硬盘损坏数据丢失。。。
    这次,发一下我个人改装锂电池组的历程,以文字为主吧,图片丢了。。。

第一版锂电池组:
首次制作当然是吸收前人经验,按照网上大家共同的方式制作。多节18650并联,多并3串组装的12V电池,用环氧板做隔离,外面裹纤维胶带,通用保护板。非常地道的通用型锂电池。
优点:
1、制作简单
2、成本低
缺点:
1、多节并联导致其中一节电池充爆另外几节没充满,或几节电池充爆,只剩一两节好的
2、安全性低,好在18650有安全阀

第二版锂电池组:
给每一节18650单独使用了独立保护板,将保护板安装在电池底部,外套热缩塑料管行成整体。
保护板如图:
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以3串多并的形式组合,这一版18650锂电池组使用寿命非常长,一直用于移动式12V电源。

第三版锂电池组:
这时已经开始用单体铁锂电池了,单体电池放在铅酸电瓶盒里,使用的是汽车启动保护板,既普通电瓶又兼做汽车启动电瓶用。锂电池之间用铝板做间隔,铝板贴紧电池,同时几块铝板连接到一个整片铝板,设计如下图:
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电池、铝板的组装方式:
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后来还做了简化版,就是把最左边和最右边的铝板省掉了。
以上第三版,是第三版的终极版,最初实验版是纸壳代替铝板,后改为铝板简化版。
第一版、第二版是没有外壳的,用的胶带,第三版是12V20A铅酸电瓶塑料外壳。
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第三版的两块都用在了自改的一体式柴暖上,随柴暖一起卖掉。

话外:
根据第三版锂电池,还做过动力电池组,电三轮用的,60V50A,用的蓝牙保护板,单体20串。
第一组,外壳是货架角铁做骨架外敷彩钢瓦铁皮,都是无气焊0.8焊丝焊接的。
第二组,还是沿用类似第一组的外壳,只是骨架换成了薄角铁(灯箱上拆的),这一组开始设计电池组加热,加了一块12V12A铅酸电瓶做电池加热散热电源,加热源就是普通的风扇+12V电热丝,低于0度启动电热丝和风扇,高于30度,只启动风扇。铁外壳其实也有助于散热,测试过程中没有见电池超过30度过。
第三组,在第二组基础上,电加热略有改良,在整体铝板上铆接了一个散热片,电热丝加热散热片,风扇启动温度是根据散热片温度启动,也就是说根据电池温度启动。加热电池改为了比较安全的18650电池组,做法同第二版。铅酸重,贵。做一个3串8并12A的(24节18650)加热电池组含保护板只需要12V12A铅酸一半的价格。

第四版锂电池组:
这一版是第三版便携版,用了价格更便宜的蓝牙保护板(后加蓝牙),圆柱形33140铁锂电池。
改装思路有所变化:
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额外散热方式如下:
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保护板与电池连接如下:
当时设计时考虑到48V和60V切换,所以每台车只需要固定一块保护板,把保护板的正负极负载接出来,把均衡线(检测线)接出来,让它可以适应48V和60V切换(具体切换方式在下一篇文章里介绍)
保护板每一组均衡线可以最大并连四块小电池,如下图:
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以上时间跨度大概在19年开始,期间还设计过电起子、电钻的电池组,不具代表性,就不介绍了。工具也是购买无数,将在第五版里穿插介绍。第四版还做过铝壳版,用以前同轴监控的铝制外壳做的,正好可以放入4颗33140,这也是不错的版本,把,散热与外壳集成为体,还能有更强的散热、抗震效果。这一版将考虑在后续版本中使用。

第五版锂电池组:
第五版是正在设计制作的版本,配件还在陆续到来中。第四版并没有出定型版只是测试版,第五版会改进散热。为什么坚持加散热呢,因为增加被动散热,即有助于散热又有助于加热。所以,第五版使用铝壳的可能性较高(根据塑壳+铝板增强散热成本与铝壳成本对比选择)。
第五版可能会增加每块小电池的独立性,可能让每块电池可以独立使用,也就是说有可能省掉主保护板。也可能因为铁锂充电特性,继续保留主保护板,毕竟带后台的BCM有更好的保护作用。小电池与主保护之间的接口会进一步改进,之前的方式是小电池延伸出一个插头与保护板插头对插,下一步可能改为小电池短线插头或固定于壳体的插头,用延长线与保护板对插。
配件到后,第五版会开新篇单独介绍。
发表于 2024-12-26 14:05 | 显示全部楼层
期待第五版的详解!

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