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自制180AH磷酸铁锂电池,一百多张图片记录配件购买、制作、测试、改进和制作体会

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发表于 2021-7-22 11:03:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 姚平河 于 2021-7-22 11:12 编辑

一、为什么要组装锂电池
床车旅行有几次了,之前因为组装锂电池费用高、风险大,就尽可能采取其他方式解决热水和吃饭问题,一般在高速服务区打热水、在当地饭店吃饭,也备了酒精炉应急。2020年,为解决床车通风用电,利用家中换下的电动车铅酸电池,制作了一个40AH的电池(由于是旧电池,实际放电能力达不到这么高),用于床车通风电源和手机等移动设备充电。充一次电出去用10天左右不成问题,但这样的电池不能大电流放电,也没法使用逆变器。出去多了,发现有时候用热水和吃饭是真不方便,在高速上打热水还方便一些,在普通道路上打热水就很不方便,有的地方用酒精炉烧水做饭又太招摇容易引起围观,有时候为了用热水还需要专门上高速到服务区或吃饭的饭店打热水。这样就有了组装制作锂电池的想法,但都说市面上普遍没有新的锂电芯,水很深,个别锂电池厂家在网上开设旗舰商店,可这锂电池的价格是真承受不起,因此,考虑归考虑,也一直没有动手。直到20214月份才下了制作锂电池的决心。

图一:由两块21AH电动车铅酸电池组装的12V电池

图一:由两块21AH电动车铅酸电池组装的12V电池

图一:由两块21AH电动车铅酸电池组装的12V电池

图二:铅酸电池组内部情况

图二:铅酸电池组内部情况

图二:铅酸电池组内部情况

图三:电池盖子上的接线情况

图三:电池盖子上的接线情况

图三:电池盖子上的接线情况
二、购买的配件及工具
        2021年4月底,网上购买了4块带二维码的宁德时代180AH磷酸铁锂大单体电芯,随后又陆续购买了持续270A4串磷酸铁锂电池保护板、库伦计、接线柱、铜鼻子、3mm厚20mm宽铜排、硅胶线,螺丝、垫片、双面胶、纤维胶带、环氧板等配件,购买了钳形万用表、液压压线钳、熔锡炉、电池内阻测试仪等工具,购买了1-15V、0-50A电压电流可调充电器,定制了不锈钢电池箱。



图四:收到后尚未拆封的磷酸铁锂电芯

图四:收到后尚未拆封的磷酸铁锂电芯

图五:卖电芯的商家随电芯送了连接铜片和螺丝

图五:卖电芯的商家随电芯送了连接铜片和螺丝

图六:180AH磷酸铁锂电芯

图六:180AH磷酸铁锂电芯

图七:180AH磷酸铁锂电芯

图七:180AH磷酸铁锂电芯

图八:180AH磷酸铁锂电芯

图八:180AH磷酸铁锂电芯

图九:180AH磷酸铁锂电芯

图九:180AH磷酸铁锂电芯

图十:180AH磷酸铁锂电芯

图十:180AH磷酸铁锂电芯

图十一:180AH磷酸铁锂电芯

图十一:180AH磷酸铁锂电芯

图十二:180AH磷酸铁锂电芯

图十二:180AH磷酸铁锂电芯

图十三:经测量四块180AH磷酸铁锂电芯的电压都是3.29V

图十三:经测量四块180AH磷酸铁锂电芯的电压都是3.29V

图十四:270A4串磷酸铁锂电池保护板

图十四:270A4串磷酸铁锂电池保护板

图十五:270A4串磷酸铁锂电池保护板

图十五:270A4串磷酸铁锂电池保护板

图十六:270A4串磷酸铁锂电池保护板

图十六:270A4串磷酸铁锂电池保护板

图十七:1-15V、0-50A电压电流可调充电器

图十七:1-15V、0-50A电压电流可调充电器

图十八:液压压线钳

图十八:液压压线钳

图十九:库伦计

图十九:库伦计

图二十:钳形万用表

图二十:钳形万用表

图二十一:铜接线柱

图二十一:铜接线柱

图二十二:35平方RV线和大电流铜鼻子

图二十二:35平方RV线和大电流铜鼻子

图二十三:厚3mm宽20mm紫铜排

图二十三:厚3mm宽20mm紫铜排

图二十四:定做的不锈钢电池箱

图二十四:定做的不锈钢电池箱

图二十五:电池内阻测试仪

图二十五:电池内阻测试仪

评分

参与人数 5铜板 +25 鲜花 +4 收起 理由
cbbn + 5 + 1 鼓掌!
古都流浪者 + 5 好作业!
邢走天下 + 5 + 1 好作业!
jzx + 5 + 1 学习了,谢谢!
lcc + 5 + 1 好作业!

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 楼主| 发表于 2021-7-22 11:07:23 | 显示全部楼层
三、制作过程
1、电池组装前先将4块电芯并联,将充电器电压调至3.65V,对4块电芯进行了充电。

图二十六:4块电芯并联充电

图二十六:4块电芯并联充电
发表于 2021-7-22 11:08:31 | 显示全部楼层
恭喜入坑
 楼主| 发表于 2021-7-22 11:10:38 | 显示全部楼层
2、原本想利用家中原有的铁皮喷塑电池盒,不用库伦计(电池盒子上原有电压电量表),所以就将4块电芯正负极相错,用环氧板隔离包裹,但不管怎么放,电池盒子装这4块电芯都显得非常局促,已没有空间安放保护板。

图二十七:家中原有的电池盒子

图二十七:家中原有的电池盒子

图二十八:家中原有的电池盒子

图二十八:家中原有的电池盒子

图二十九:裁割0.5mm厚环氧板,隔离包裹4块电芯

图二十九:裁割0.5mm厚环氧板,隔离包裹4块电芯

图三十:裁割0.5mm厚环氧板,隔离包裹4块电芯

图三十:裁割0.5mm厚环氧板,隔离包裹4块电芯

图三十一:裁割0.5mm厚环氧板,隔离包裹4块电芯

图三十一:裁割0.5mm厚环氧板,隔离包裹4块电芯

图三十二: 4块电芯隔离包裹后放入电池盒子后空间很局促, 安装锂电池保护板的空间不足

图三十二: 4块电芯隔离包裹后放入电池盒子后空间很局促, 安装锂电池保护板的空间不足

图三十三: 4块电芯隔离包裹后放入电池盒盖子已无法盖上

图三十三: 4块电芯隔离包裹后放入电池盒盖子已无法盖上
发表于 2021-7-22 11:11:13 | 显示全部楼层
恭喜入坑,流水技术贴也要赞
 楼主| 发表于 2021-7-22 11:20:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 姚平河 于 2021-7-22 15:59 编辑

3、改变4块电芯排列方式,用环氧板隔离包裹,加工铜排连接片,用三根12平方硅胶软线并联压制铜鼻子,定做不锈钢电池箱,组装,各螺丝联接处都加了铜弹簧垫片等防松动措施。电池尺寸:长365mm、宽125mm、高270mm(不含接线柱)。

图三十四:改变4块电芯排列方式

图三十四:改变4块电芯排列方式

图三十五:用铜排制作的电池连接片(后期将铜排挂了锡)

图三十五:用铜排制作的电池连接片(后期将铜排挂了锡)

图三十六:用铜排连接4块电芯(后期将铜排挂了锡)

图三十六:用铜排连接4块电芯(后期将铜排挂了锡)

图三十七:将保护板装在电池总负极上

图三十七:将保护板装在电池总负极上

图三十八:将库伦计采样器装在保护板P-上

图三十八:将库伦计采样器装在保护板P-上

图三十九:将用3根12平方硅胶线并联压制好的线固定在电池总正极上

图三十九:将用3根12平方硅胶线并联压制好的线固定在电池总正极上

图四十:库伦计显示屏、库伦计显示开关、正负极接线柱、点烟器插座 和电池箱提手都安装在电池箱盖上

图四十:库伦计显示屏、库伦计显示开关、正负极接线柱、点烟器插座 和电池箱提手都安装在电池箱盖上

图四十一:电池总正极和总负极由3根12平方硅胶软线并联压制铜鼻子后 通过螺丝分别固定在正负极接线柱上

图四十一:电池总正极和总负极由3根12平方硅胶软线并联压制铜鼻子后 通过螺丝分别固定在正负极接线柱上

图四十二:电池总重量20.5公斤

图四十二:电池总重量20.5公斤

图四十三:在库伦计上设定电池总容量为180AH

图四十三:在库伦计上设定电池总容量为180AH

图四十四:连接上2000W纯正弦波逆变器,用养生壶烧一壶水试试

图四十四:连接上2000W纯正弦波逆变器,用养生壶烧一壶水试试
 楼主| 发表于 2021-7-22 11:23:47 | 显示全部楼层
四、测试情况
锂电池组装好后,对其充放电能力进行了测试,先用家中的1.5升养生壶烧了一壶水,凉水的温度是24度,烧开一壶水用去12AH多一些的电量,观察库伦计,电流、电压、功率都有显示,但库伦计上的电量显示和电量百分比没有任何变化,放电时库伦计上的电流显示“+”。与商家联系咨询,商家刚开始以为是我没有正确设定电池的参数,我把电池参数设置情况与他沟通后他说设置没有问题,我又把下面库伦计电流取样器图片发给他,他看后说可能是他们公司的同事大意,把红黑采样线接错了位置,互相调换一下位置就可。随后按照商家意见,将红黑线插头退针并互换位置后,库伦计各项数据显示恢复正常。

图四十五:商家发来的库伦计电流采样器上的红色线与黑色线搂错了位置

图四十五:商家发来的库伦计电流采样器上的红色线与黑色线搂错了位置

图四十六:库伦计采样器上的红黑线需要互换位置

图四十六:库伦计采样器上的红黑线需要互换位置

图四十七:退针调换位置后的红黑线

图四十七:退针调换位置后的红黑线

图四十八:库伦计显示恢复正常,放电电流显示为“-”,充电电流显示为“+”,电量和电量百分比显示正常

图四十八:库伦计显示恢复正常,放电电流显示为“-”,充电电流显示为“+”,电量和电量百分比显示正常
 楼主| 发表于 2021-7-22 11:26:23 | 显示全部楼层
在第一个放电循环中,锂电池放电至12.55V时进入保护状态,此时锂电池组整体没有电压输出,测量电池组在锂电池保护前总正极与总负极间电压为12.55V,但过保护板后总正极与P-间的电压只有6.09V,保护板处于保护状态。

图四十九:总正极与B-间的电压为12.55V

图四十九:总正极与B-间的电压为12.55V

图五十:总正极与B-间的电压为12.55V

图五十:总正极与B-间的电压为12.55V

图五十一:总正极与P-间的电压为6.09V

图五十一:总正极与P-间的电压为6.09V

图五十二:总正极与P-间的电压为6.09V

图五十二:总正极与P-间的电压为6.09V
 楼主| 发表于 2021-7-22 11:28:29 | 显示全部楼层
此时,测量各电芯电压,若按从总正极开始、总负极结束的方向对各电芯分别编号为1号、2号、3号、4号电芯,则1号电芯电压为2.77V、2号电芯电压为3.26V、3号电芯电压为3.27V、4号电芯为3.25V。判断由于1号电芯先放电至保护电压,保护板启动低电压保护程序,造成整组电池无电压输出。

图五十三:1号电芯电压为2.77V

图五十三:1号电芯电压为2.77V

图五十四:2号电芯电压为3.26V

图五十四:2号电芯电压为3.26V

图五十五: 3号电芯电压为3.27V

图五十五: 3号电芯电压为3.27V

图五十六:4号电芯电压为3.25V

图五十六:4号电芯电压为3.25V
 楼主| 发表于 2021-7-22 11:29:38 | 显示全部楼层
此后,与电芯销售商家联系,商家让把4块电芯并联放置24小时以上,进行均衡后再充放电试试。

图五十七:按照商家意见将4块电芯并联并放置了28小时左右

图五十七:按照商家意见将4块电芯并联并放置了28小时左右
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