Akumuliatoriaus blokas iš 18650 cilindrinių celių

Jau kuris laikas rimtai domiuosi cilindrinių (18650) celių naudojimo galimybėmis, atlikau nemažai skaičiavimų ir bandymų:
Ličio celių pasirinkimas
Ličio celių pasirinkimas #2
Ličio celių pasirinkimas #3
Ličio celių pasirinkimas #4

Po visų bandymų priėjau išvadą, kad tinkamiausios celės yra LG. Ypatingai didelis jų privalumas – bent 25% žemesnė kaina. Taipogi beveik dvigubai mažesnis akumuliatoriaus svoris ir tūris (lyginant su A123 prizmatinėmis celėmis). Šioks toks trūkumas – nestandartinė krovimo įtampa: 4.35V, taigi dauguma kiniškų BMS/PCM netinka. Jei BMS yra kiek geresnis (programuojamas), tai ne problema.

Akumuliatoriaus blokui reikalavimai, prioriteto tvarka, būtų tokie:

1. Kontaktiniu būdu virinami kontaktai – vienintelis būdas celes sujungti greitai ir neperkaitinant
2. Žema kaina – to nori visi
3. Patogus ir greitas surinkimas – 4 punkto sudedamoji dalis
4. Temperatūrinė kontrolė – akumuliatoriaus šildymas žiemą ir aušinimas vasarą
5. Galimybė pakeisti vieną celę
6. Maži matmenys – tai irgi daugumai aktualu

Pirmasis prototipas

Nusprendžiau kad 12s6p konfigūracija dviratinėms aplikacijoms būtų optimali. Priežastys tokios:

• Standartiniai MeanWell (ir dauguma kitų) 48V maitblokiai gali būti pareguliuoti iki +10% įtampos, kas yra 52.8V. Vienos celės krovimo įtampa yra 4.35V, taigi 12 celių bus  52.2V, taigi gaunasi kaip tik.
• Vienos celės talpa yra apie 10Wh, kas 12s6p konfigūracijoje duoda apie 720Wh talpą. Manau tai yra vidutinis rimtesnio e-dviratininko poreikis.
• Lyginis celių skaičius gaunasi patogesnis nei, pvz., 5p ar 7p.

Po šiek tiek galvos sukimo ir paišymo, pristatau pirmą prototipą:

Čia matosi kaip išspręsti reikalavimai #1 ir #6:

#1. Celės tarpusavyje virinamos metaliniu lakštu (gaminamas pjaunant lazeriu).

#6. Tarp celių yra numatyti kanalai (ir skylės) “klimato” kontrolei prapučiant šiltą/vėsų orą.

O šiame paveikslėlyje matomas ir papildomas apsauginis komponentas – popierinė tarpinė, apsauganti nuo celės trumpo jungimo perkaitimo ar mechaninės trinties atveju

#7. Vienos celės pakeitimas išspręstas paprastai:

1. randama bloga celė
2. pakas guldomas ant stalo, blogos celės neigiamu poliumi į viršų
3. išgręžiami celės virinimo taškai
4. pakas apverčiamas ir kartojama 3 procedūra
5. atkeliama viršutinė plastikinė plokštė.
6. atlenkiama laidininko plokštelė (gali tekti išgręžti 1-2 gretimų celių virinimo taškus)
7. celė paprasčiausiai ištraukiama ir į jos vietą statoma nauja.

Surinkimo procedūra

Surinkimas būtų gana paprastas:

1. Prie skardinių plokštelių, atsimatavus ilgius, prilituojami balansavimo laidai
2. ant stalo dedama plastikinė plokštė
3. ant jos sudedamos metalinės plokštelės
4. ant jų, kur reikia, sudedamos popierinės tarpinės
5. sustatomos visos celės, kaptonine lipnia juosta prie celių prikabinami balansavimo laidai
6. šalia ant stalo dedama antra plastikinė plokštė
7. ant jos vietomis, kur reikia, priklijuojama plona dvipusė lipni juostelė, kad metalinės plokštelės nekristų apvertus
8. punktai 3 ir 4
9. 6-8 punktuose gautą sumuštinį uždedam ant celių
10. privirinam visus kontaktus
11. apverčiam paką ir privirinam kitą pusę.

Gamyba

Pats celių dar kurį laiką neturėsiu, taigi gamyba būtų beprasmė. Tačiau noriu šį projektą tęsti…

Jei ką nors toks gaminys domina, mano pasiūlymas ir sąlygos yra tokios:

1. Siūlau tokį detalių komplektą:
   1. frezuotos plastikinės (kol kas PVC) plokštės – 2 vnt.
   2. metalinės plokštelės virinimui – 13 vnt.
   3. popierinės tarpinės – 12 vnt.
   4. (celėmis (tinka bet kokios 18650), kontaktiniu virinimu, laidais, BMS ir akumuliatoriaus korpusu reikės pasirūpinti patiems).
2. Kaina – savikaina. Pinigus paimčiau tik už savo tiesiogines išlaidas gamybai: medžiagos, kuras, frezavimo ir pjovimo lazeriu paslaugos, už kurias susimokėčiau tai atliekančioms įmonėms.
3. Brėžiniais nesidalinu – man svarbu yra dalyvauti gamybos procese, kad galėčiau tiesiogiai matyti silpnąsias gaminio vietas ir tinkamai optimizuoti gamybos procesą bei jam adaptuoti gaminio dizainą.
4. Pasiūlymas galioja vieną savaitę. Kiek norinčių bus, tiek komplektų ir užsakysiu. Kitos partijos jau bus kažkiek brangesnės, su įskaičiuotu mano pelnu.
5. Iš jūsų pusės tikėčiausi detalios gaminio analizės: su kokiomis problemomis susidūrėt surinkdami ir eksploatuodami, kokių pasiūlymų turite gaminio patobulinimui.
6. Užsakydami gaminį patvirtinat jog suprantat kad tai yra pirminis prototipas su galimomis dizaino klaidomis, nepatogumais surenkant, ir pan. Taip pat prisiimat visą atsakomybę dėl gaminio tiesiogiai ar netiesiogiai sukeltų nuostolių ar sveikatos sutrikdymo (pvz. gaisro atveju). Šis punktas skamba baisiai, bet jaučiuosi teisiškai įpareigotas tai parašyti.