
Cześć,
Kiedy dwa lata temu padł mi akumulator w motocyklu i stanąłem przed koniecznością jego wymiany, postanowiłem kupić akumulator litowy, licząc, że będzie lekki, pewnie działający i trwały. Niestety - chyba jednak kupiłem zbyt tani egzemplarz (mimo że kosztował dwukrotność ceny akumulatora kwasowego), ponieważ od samego początku kręcił rozrusznikiem niezbyt pewnie, a z kolei po zimie niemal zostawił mnie w trasie. Tym razem postanowiłem rozwiązać problem raz a dobrze i przy okazji się czegoś nauczyć. Tak oto powstał przedstawiony tutaj akumulator.
Zacząłem od pomiaru prądu rozruchowego mojej maszyny (pełnoletnia już CBR600rr). Prąd mierzyłem miernikiem cęgowym Uni-t 203+. Miernik przy rozruchu zimnego silnika (w przypadku mojego motocykla jest to rozruch łatwiejszy) pokazał około 85 A. Rozruch gorącego silnika jest trudniejszy i spodziewam się wzrostu prądu o powiedzmy 50%, jednak, przyznam, nie sprawdziłem tego. BTW - przy rozruchu samochodu (benzyniak) miernik pokazuje 210 A. Wskazania miernik traktuję jako bardzo zgrubne, bo silnik komutatorowy, jaki jest sercem rozrusznika, produkuje zakłócenia i nieciągłość przepływu prądu, które mogą być źle intepretowane przez multimetr. Mając świadomość mniej więcej realnego poboru prądu przy rozruchu, wybrałem akumulatory LiFePO4 A123, które mają rezystancję szeregową 6 mOhm i prąd impulsowy rzędu 120 A. Kupiłem ogniwa używane i na wszelki wypadek zaopatrzyłem się w 8 egzemplarzy. Zakup ogniw przebiegł gładko, problem pojawił się natomiast przy wyborze balansera, ponieważ na rodzimym portalu aukcyjnym nie znalazłem żadnego sensownego modelu, którego cena nie przekraczałaby ceny ogniw

Balanser oparty jest na TL431 i LM385. Układ działa w następujący sposób: dopóki napięcie na ogniwie nie przekracza 2.495V (ref TL431) + około 1.24 V (ref LM385), to balanser jest nieaktywny. Kiedy napięcie staje się wyższe, to TL431 zaczyna się otwierać i umożliwia przepływ prądu między katodą i anodą. Realnie - dla napięć poniżej 3.7 V balanser pobiera szczątkowy prad, przy 3.72 V - pobór prądu wynosi 15 mA, a dla 3.75 V - prąd wzrasta do 55 mA. Przy 4 V prąd wynosi około 70 mA. Prądem maksymalnym można manipulować poprzez zmianę wartości rezystorów R2, ale trzeba pamiętać, że maksymalny prąd TL431 to 100 mA i raczej nie należy tej wartości przekraczać. Wadą niniejszego balansera jest upływ prądu w stanie nieaktywnym. Dla napięcia 3.3 V wynosi on 180 uA, dla 3.6 V - około 400 uA. Mozna sobie z tym poradzić stosując LMV431 / TLV431 (pobór prądu poniżej 55 uA), ale należy pamiętać, że jego V-ref to 1.25 V i żeby zachować parametry pracy balansera, trzeba użyć LM385 w wersji 2.5 V. Ponadto należy dobrać rezystory: R1 musi umożliwić przepływ co najmniej 10 uA przez LM385, zaś rezystancja R2, dla takiego samego prądu balansującego jak powyżej, powinna być zwiększona mniej więcej 2-krotnie. Przy bieżącej konfiguracji balansera (upływ 200 uA) i nominalnej pojemności akumulatora wynoszącej 2500 mAh, akumulator zostanie wydrenowany po mniej więcej półtora roku, co w sumie nie jest wielkim problemem. Teoretycznie w miejsce LM385 można użyć po prostu dzielnika, ale jako że pin REF TL431 pobiera 2...4 uA prądu, to żeby uniknąć spadków napięć na dzielniku, trzeba by użyć dość małych wartości rezystancji, rzędu 10 kOhm. Upływ prądu z baterii by przez to jeszcze trochę wzrósł.
Obudowę wydrukowałem z PET-G od Nebuli (polecam tę firmę, nie zawiodłem się na niej do tej pory). PET-G powinien wytrzymać temperatury na motocyklu. Gdyby okazało się, że akumulator jest jednak przesadnie narażony na temperaturę od silnika i obudowa się rozpływa, to pozostaje drukowanie z ABS albo jakiegoś PLA heavy duty. Zwyczajne PLA odpada że względu na niską temperaturę mięknięcia i chłonięcie wilgoci.
Złącza zasilania to zwyczajne śruby M5. Przydałoby się zastosować konektory takie, jakie normalnie stosuje się w akumulatorze, ale nie posiadam w zasobach niczego podobnego. Nie znalazłem też niczego w tym stylu na chińskich portalach, aczkolwiek można tam nabyć pustą obudowę do akumulatora z zaciskami. Czas pokaże, czy zastosowane przeze mnie połączenie jest pewne.
Śruba-kontakt jest połączona z obudową za pomocą nakrętki naciętej z dwóch stron szlifierką kątową i przymocowana do obudowy za pomocą dwóch śrub M3, które zapobiegają jej obracaniu się. Dzięki temu obudowa nie pośredniczy w skręcaniu śruby-kontaktu (ściska się ze sobą tylko metal) i mogłem wszystko skręcić z dużą siłą. Mam nadzieję, że zdjęcia pokazują o co mi chodzi.
Połączenie elektryczne wykonałem za pomocą 4 odcinków taśmy stalowej 8 mm / 0.15 mm, które tworzą ekwiwalent 16 mm / 0.3 mm. Moja zgrzewarka poradziła sobie z zespawaniem takiej kombinowanej taśmy bez problemów.
Wnioski:
po przekręceniu kluczyka bez odpalania silnika (uruchomienie świateł, ECU i pompy paliwa) w przypadku poprzedniego akumulatora, napięcie spada o około 900 mV. Z kolei dla akumulatora DIY - napięcie w takich samych warunkach spada o około 300 mV. Motocykl odpala pewnie i bezproblemowo, aczkolwiek czas próby nadejdzie, kiedy będę odpalał gorący silnik. Wówczas okaże się, czy nie będę zmuszony wykorzystać pozostałych akumulatorów i konfiguracja 4S1P nie zmieni się na 4S2P. Póki co jestem dobrej myśli. Akumulator ma wysokość 95 mm i długość 150 mm, co odpowiada akumulatorowi fabycznemu, ale szerokość jest ponad 2 x mniejsza (40 mm zamiast 87 mm). Pozostałą pustą przestrzeń wypełnię gąbką, albo wydrukuję odpowiednią kształtkę.
Proszę o sugestie, uwagi i Wasze osobiste doświadczenia i przestrogi. Fajnie by było, gdyby akumulator nie eksplodował mi pod siedzeniem, albo nie odmówił posłuszeństwa w najmniej oczekiwanym momencie :)
Koszt, jak do tej pory, to 4 x 15 zł za akumulatory, 25 zł za balanser aktywny + wydruk (nie więcej jak 10 zł).
PS (edit): Pier słusznie zauważył, że to nie są oryginalne ogniwa A123, o czym zapomniałem napisać.
Pozdrawiam,
Fimek
Cool? Ranking DIY