Witam
Przypuszczam że wiele osób miało styczność lub nawet używa chyba najbardziej popularny akumulator kwasowo-ołowiowy 12V 7,2 Ah tego typu.
Akumulator ten znajdziemy w bardzo wielu urządzeniach od samochodzików elektrycznych dla dzieci do urządzeń typu UPS służących do podtrzymania zasilania ważnych urządzeń w przypadku braku zasilania.
Dlaczego jest tak popularny ?
CENA i to jest jego zasadnicza zaleta i chyba jedyna.
Akumulator kwasowo-ołowiowy został wynaleziony w roku 1850. Wszystkie późniejsze modyfikacje, ulepszenia dodatki i zmiany generalnie nie zmieniają chemii która generuje energie elektryczną. Akumulatory tego typu popularnie nazywane są kwasowe, AGM, żelowe i inne to cały czas ten sam akumulator kwasowo-ołowiowy, który ma więcej wad niż zalet.
Akumulator ten lubi być zawsze naładowany, nie lubi być rozładowany ma bardzo zły stosunek wagi do zgromadzonej energii, po rozładowaniu ulega bardzo szybki zasiarczeniu czyli uszkodzeniu. Życie jego jest dosyć krótkie około 4-10 lat (10 lat dla najlepszych), ilość cykli pracy to tylko 200 - 400 (są producenci co podają 1000 ale to trochę fikcja).
Najgorsze w tym wszystkim jest jego (akumulatora) - nieprzewidywalność, to znaczy nigdy nie jesteś pewien kiedy odmówi współpracy.
Możecie mi wierzyć mam ponad 4 dekady doświadczenia z tymi akumulatorami wiem o czy pisze.
Gdy pracuje w urządzeniach typu UPS, (od niezawodności urządzenia może zależeć życie ludzi - sprzęt medyczny) producenci wymagają wymianę np co 4 lata tak na wszelki wypadek niezależnie od stanu akumulatora (i należy to zrobić).
A co z urządzeniami w domu – wymiana akumulatora to koszty nie zawsze konieczne.
Postęp technologiczny robi swoje, i powstają coraz nowsze i lepsze akumulatory. Mając pewne doświadczenie z akumulatorami typu LiFePO4, postanowiłem wykorzystać je do stworzenia akumulatora zgodnego z wymiarami typowego 12V 7,2Ah, to 151*65*92mm, a powinien być znacznie lepszy.
Kupno pustej skrzynki o takich wymiarach zakrawa na cud, nawet nasi Chińscy przyjaciele nie sprzedają (a może ja nie potrafiłem znaleźć). Dlatego musiałem poprosić zięcia który ma drukarkę 3D o wydrukowanie namiastki obudowy.
Akumulatory kupiłem u naszych Chińskich przyjaciół, typ został wybrany z rozmysłem. Wybrałem akumulatory cylindryczne LiFePO4 o wymiarach 32*70mm o pojemności deklarowanej przez producenta 7000 mAh i prądzie rozładowania 35A. Dlaczego takie zobacz rysunek.
W takie wymiary mieści się 8 szt tych akumulatorów. Pojedynczy akumulator LiFePO4 generuje napięcie nominalne 3,2V, co przy szeregowo połączonych 4 szt daje 12,8V. Jest to napięcie zbliżone do napięcia akumulatora kwasowo-ołowiowego (12,6V). Kupiłem u naszych Chińskich przyjaciół 12szt tego typu akumulatorów, dlaczego 12szt o tym za chwile.
Akumulatory dotarły do mnie po prawie 2 miesiącach, dobrze zapakowane. Napięcie akumulatorów wynosiło około 3,10-3,11V oraz opór wewnętrzny 45mOm, byłem ZAŁAMANY. Akumulatory trafiły do deklarowanej ładowarki ogniw LiFePO4, ładowanie prądem 1A trochę trwało ale wynik końcowy był satysfakcjonujący. Opór ogniw spadł do 3-6 mom.
Dlatego że nie wierzyłem w powtarzalność parametrów pojedynczych ogniw kupiłem 12szt, (potrzebowałem 8 szt) testy przeprowadziłem w paczkach po 4 szt połączone szeregowo 12V obciążone mocą 70W (żarówki halogenowe), co daje prąd średnio 5,7A założyłem że będzie to około 1C.
Co to 1C – jest to obciążenie prądem jednogodzinnym akumulatora, w praktyce dla akumulatora 10 Ah jest to prąd 10 A. Zostałem bardzo mile zaskoczony wszystkie ogniwa wytrzymały 60 min (końcowe napięcie 2,6V). Tylko jedno z ogniw miało napięcie końcowe 2,5V. Dlaczego nie rozładowałem do teoretycznie możliwego napięcia 2,0V. Jak już napisałem powyżej z praktyki wiem że rozładowanie do 2,0V powoduje degradacje ogniwa (sprawdziłem na własnych ogniwach – poszły na złom). Zresztą jak napięcie pojedynczego ogniwa spadnie do 2,8V to jest praktycznie koniec, dalszy spadek napięcia jest lawinowy i następuje w kilkadziesiąt sekund. Przynajmniej tak zachowują się ogniwa które posiadam.
Zostały wybrane 8 szt ogniw do stworzenia akumulatora, połączone po 2 szt równolegle, a 4 takie komplety szeregowo. Oryginalne wyprowadzenia były zdecydowanie zbyt cienkie, a nie posiadam zgrzewarki dlatego zostały maksymalnie skrócone i do nich zostały przylutowane mostki które połączyły wszystko w całość. Po co są otwory w mostkach, ano po to aby mieć kontrole nad lutowaniem i łatwiej się lutuje.
Oczywiście układ wymaga użycia elektroniki do kontroli ładowania i rozładowania popularnie nazywany BMS.
BMS powinien być z układem balansowania (wyrównywania napięcia ogniw), oczywiście nasi przyjaciele w Chinach produkują takie przystosowane do ogniw LiFePO4. Układ taki został zastosowany jak na fotografii, można użyć innego BMSa - jest w czym wybierać.
Pozostało tylko wszystko połączyć elektrycznie i poskładać w całość.
Gotowe, teraz testy elektryczne, czyli co mi wyszło. Obciążenie to 4 żarówki halogenowe po 50W co dało ponad 210W. Wyniki poniżej.
Chyba wszystko widać, krótko rewelacja. Zakładając że deklarowana trwałość wynosi 2000 cykli, a tak naprawdę niech będzie tylko 1000, to jest to akumulator na bardzo wiele lat.
No i teraz najważniejsze KOSZTY.
Akumulator kwasowo-ołowiowy byle jaki 40-50zł, w miarę dobry 80zł, a dobry to ponad 100 zł. Pojedyncze ogniwo kupiłem za 14zł, czyli użyte akumulatory to 112zł. BMS to 15 zł. Wszystkie drobiazgi do montażu powiedzmy 20 zł (obudowy nie liczę) całość tak na okrągło 150 zł.
Akumulator został wykonany do zastosowania w moim UPS. Aby go zastosować w UPSie wypadało by zmodyfikować końcowe napięcie ładowania do minimum 14V a max 14,4V. Standardowo UPSy lądują akumulatory do 13,6 – 13,8V, to wystarczy ale nie naładuje akumulatora do 100%.
Jak to zrobić napisze w kolejnym artykule, po testach jak znoszą prace buforowa akumulatory LiFePO4.
Jakie napięcie powinno być dla pracy buforowej nie wiem dlatego po testach.
Oczywiście można zastosować wszędzie tam gdzie są oryginalnie kwasowo- ołowiowe, może tylko trzeba będzie zmodyfikować ładowarkę.
Wszystkie prawa do projektu zastrzeżone, wyrażam zgodę na amatorskie wykorzystanie.
--
Przypuszczam że wiele osób miało styczność lub nawet używa chyba najbardziej popularny akumulator kwasowo-ołowiowy 12V 7,2 Ah tego typu.
Akumulator ten znajdziemy w bardzo wielu urządzeniach od samochodzików elektrycznych dla dzieci do urządzeń typu UPS służących do podtrzymania zasilania ważnych urządzeń w przypadku braku zasilania.
Dlaczego jest tak popularny ?
CENA i to jest jego zasadnicza zaleta i chyba jedyna.
Akumulator kwasowo-ołowiowy został wynaleziony w roku 1850. Wszystkie późniejsze modyfikacje, ulepszenia dodatki i zmiany generalnie nie zmieniają chemii która generuje energie elektryczną. Akumulatory tego typu popularnie nazywane są kwasowe, AGM, żelowe i inne to cały czas ten sam akumulator kwasowo-ołowiowy, który ma więcej wad niż zalet.
Akumulator ten lubi być zawsze naładowany, nie lubi być rozładowany ma bardzo zły stosunek wagi do zgromadzonej energii, po rozładowaniu ulega bardzo szybki zasiarczeniu czyli uszkodzeniu. Życie jego jest dosyć krótkie około 4-10 lat (10 lat dla najlepszych), ilość cykli pracy to tylko 200 - 400 (są producenci co podają 1000 ale to trochę fikcja).
Najgorsze w tym wszystkim jest jego (akumulatora) - nieprzewidywalność, to znaczy nigdy nie jesteś pewien kiedy odmówi współpracy.
Możecie mi wierzyć mam ponad 4 dekady doświadczenia z tymi akumulatorami wiem o czy pisze.
Gdy pracuje w urządzeniach typu UPS, (od niezawodności urządzenia może zależeć życie ludzi - sprzęt medyczny) producenci wymagają wymianę np co 4 lata tak na wszelki wypadek niezależnie od stanu akumulatora (i należy to zrobić).
A co z urządzeniami w domu – wymiana akumulatora to koszty nie zawsze konieczne.
Postęp technologiczny robi swoje, i powstają coraz nowsze i lepsze akumulatory. Mając pewne doświadczenie z akumulatorami typu LiFePO4, postanowiłem wykorzystać je do stworzenia akumulatora zgodnego z wymiarami typowego 12V 7,2Ah, to 151*65*92mm, a powinien być znacznie lepszy.
Kupno pustej skrzynki o takich wymiarach zakrawa na cud, nawet nasi Chińscy przyjaciele nie sprzedają (a może ja nie potrafiłem znaleźć). Dlatego musiałem poprosić zięcia który ma drukarkę 3D o wydrukowanie namiastki obudowy.
Akumulatory kupiłem u naszych Chińskich przyjaciół, typ został wybrany z rozmysłem. Wybrałem akumulatory cylindryczne LiFePO4 o wymiarach 32*70mm o pojemności deklarowanej przez producenta 7000 mAh i prądzie rozładowania 35A. Dlaczego takie zobacz rysunek.
W takie wymiary mieści się 8 szt tych akumulatorów. Pojedynczy akumulator LiFePO4 generuje napięcie nominalne 3,2V, co przy szeregowo połączonych 4 szt daje 12,8V. Jest to napięcie zbliżone do napięcia akumulatora kwasowo-ołowiowego (12,6V). Kupiłem u naszych Chińskich przyjaciół 12szt tego typu akumulatorów, dlaczego 12szt o tym za chwile.
Akumulatory dotarły do mnie po prawie 2 miesiącach, dobrze zapakowane. Napięcie akumulatorów wynosiło około 3,10-3,11V oraz opór wewnętrzny 45mOm, byłem ZAŁAMANY. Akumulatory trafiły do deklarowanej ładowarki ogniw LiFePO4, ładowanie prądem 1A trochę trwało ale wynik końcowy był satysfakcjonujący. Opór ogniw spadł do 3-6 mom.
Dlatego że nie wierzyłem w powtarzalność parametrów pojedynczych ogniw kupiłem 12szt, (potrzebowałem 8 szt) testy przeprowadziłem w paczkach po 4 szt połączone szeregowo 12V obciążone mocą 70W (żarówki halogenowe), co daje prąd średnio 5,7A założyłem że będzie to około 1C.
Co to 1C – jest to obciążenie prądem jednogodzinnym akumulatora, w praktyce dla akumulatora 10 Ah jest to prąd 10 A. Zostałem bardzo mile zaskoczony wszystkie ogniwa wytrzymały 60 min (końcowe napięcie 2,6V). Tylko jedno z ogniw miało napięcie końcowe 2,5V. Dlaczego nie rozładowałem do teoretycznie możliwego napięcia 2,0V. Jak już napisałem powyżej z praktyki wiem że rozładowanie do 2,0V powoduje degradacje ogniwa (sprawdziłem na własnych ogniwach – poszły na złom). Zresztą jak napięcie pojedynczego ogniwa spadnie do 2,8V to jest praktycznie koniec, dalszy spadek napięcia jest lawinowy i następuje w kilkadziesiąt sekund. Przynajmniej tak zachowują się ogniwa które posiadam.
Zostały wybrane 8 szt ogniw do stworzenia akumulatora, połączone po 2 szt równolegle, a 4 takie komplety szeregowo. Oryginalne wyprowadzenia były zdecydowanie zbyt cienkie, a nie posiadam zgrzewarki dlatego zostały maksymalnie skrócone i do nich zostały przylutowane mostki które połączyły wszystko w całość. Po co są otwory w mostkach, ano po to aby mieć kontrole nad lutowaniem i łatwiej się lutuje.
Oczywiście układ wymaga użycia elektroniki do kontroli ładowania i rozładowania popularnie nazywany BMS.
BMS powinien być z układem balansowania (wyrównywania napięcia ogniw), oczywiście nasi przyjaciele w Chinach produkują takie przystosowane do ogniw LiFePO4. Układ taki został zastosowany jak na fotografii, można użyć innego BMSa - jest w czym wybierać.
Pozostało tylko wszystko połączyć elektrycznie i poskładać w całość.
Gotowe, teraz testy elektryczne, czyli co mi wyszło. Obciążenie to 4 żarówki halogenowe po 50W co dało ponad 210W. Wyniki poniżej.
Chyba wszystko widać, krótko rewelacja. Zakładając że deklarowana trwałość wynosi 2000 cykli, a tak naprawdę niech będzie tylko 1000, to jest to akumulator na bardzo wiele lat.
No i teraz najważniejsze KOSZTY.
Akumulator kwasowo-ołowiowy byle jaki 40-50zł, w miarę dobry 80zł, a dobry to ponad 100 zł. Pojedyncze ogniwo kupiłem za 14zł, czyli użyte akumulatory to 112zł. BMS to 15 zł. Wszystkie drobiazgi do montażu powiedzmy 20 zł (obudowy nie liczę) całość tak na okrągło 150 zł.
Akumulator został wykonany do zastosowania w moim UPS. Aby go zastosować w UPSie wypadało by zmodyfikować końcowe napięcie ładowania do minimum 14V a max 14,4V. Standardowo UPSy lądują akumulatory do 13,6 – 13,8V, to wystarczy ale nie naładuje akumulatora do 100%.
Jak to zrobić napisze w kolejnym artykule, po testach jak znoszą prace buforowa akumulatory LiFePO4.
Jakie napięcie powinno być dla pracy buforowej nie wiem dlatego po testach.
Oczywiście można zastosować wszędzie tam gdzie są oryginalnie kwasowo- ołowiowe, może tylko trzeba będzie zmodyfikować ładowarkę.
Wszystkie prawa do projektu zastrzeżone, wyrażam zgodę na amatorskie wykorzystanie.
--
Cool? Ranking DIY
ale ta wiedza może przyda się na przyszłość 
) Główny problem w tym miejscu to brak jakiejś super kontroli procesu ładowania + całkiem spory prąd rozruchowy dla rozrusznika.
