Как не нужно собирать батарейки (обсуждаем типичные ошибки)

[spb-e]

На форуме  в последнее время стало мелькать очень много фотографий со сборками батареек. Как профессионалами так и любителями. Все больше и больше набирает популярность сборк из литий-ионных (Li-Ion) элементов форм-фактора 18650 (цилиндриков).
Смотря на многие из них невозможно не комментировать фразой:"как не нужно собирать батарейки".
В общем предлагаю выкладывать сюда фото "изделий" обсуждаем , указываем на ошибки, советуемся.

И так вот сегодня попало на глаза:

Очень заинтересовала перемычка ввиде провода.
Провод то конечно по виду апэр 50 удержит даже может и больше. Но вот то место куда он подпаян очень на вряд ли. 
Предположу что уже на 15-20 А будет локальный нехилый разогрев. Если знать точнее толщину ленты используемой то можно точнее прикинуть. 
Может конечно ошибаюсь  давайте подискутируем

[илс]

[user]spb-e[/user], а какие варианты?
Паять много мелких проводов?

Как по мне, так все зависит от предельных токов.
Часто большие батареи собирают под довольно маломощные моторы.
К примеру, мой 250Вт CST не может взять более 15А с батареи.
Батарейка при этом 1,4кВтч
Кстати, у меня на контроллер идут провода в 2 раза тоньше указанного на фото.
И везде стоят  коннекторы банан на 4мм. Разумеется, провода и коннекторы холодные, как лед, даже когда ставил 30А в низковольтном конфиге. 
===
Хотя с вашими доводами согласен.
Все собрано аккуратно, а этот провод режет глаз и увеличивает толщину.
Я бы проложил тонкий пластик (картон) и наварил несколько лент внахлест, через соседний блок из цилиндриков. 

[spb-e]

Вот смотрим как пойдут токи и как они будут собираться в этой точке!


Мы видим что все токи с 6-ти элементов соберутся на капле к которой припаян провод. Место для провода выбрано верно!
Но вот если внимательно приглядеться то мы увидим, что токи пойдут всего по двум тоненьким отрезкам ленты!
Налицо "бутылочное горлышко" Там я думаю может возникнуть локальный нагрев.
Все конечно зависит на каких токах будет эксплуатироваться. Это вопрос к сборщику уже и тех заданию.




Добавлено 19 Нояб. 2016 в 12:21

[user]spb-e[/user], а какие варианты?
Паять много мелких проводов?

Лучше все же усилить медью ленту особенно в месте куда подпаян провод.
Насколько я понимаю по виду элементы эти как бы высокотоковые и токи наверно будут снимать большие.

[spb-e]

[user]spb-e[/user], а какие варианты?
идут провода в 2 раза тоньше указанного на фото.

Медь имеет большую сказать пропускную способность из-за низкого удельного сопр.
Что не скажешь про никель или железо никелированное (материал ленты).
Они на предельных токах как нить лампочки начинают светиться.   Там насколько я понимаю зависимость от тока и темп квадрачичная.  И условно если на меди превысил на20% то получил небольшой нагрев в град С. На никеле он уже будет гораздо ощутимее.

[Hizheka]

Имхо пусть лучше будет кусок медного провода чем несколько длинных кусков никилевой ленты. Учитывая сложную конфигурацию акб тут сложно придумать что то лучше. В плане того где находитмя контакте с парралелью согласен, не очень грамотно, но учитывая что от банки до места пайки там максимум 1мм думаю не очень критично. В остальном вполне грамотный акб в плане токоразпределения.

[spb-e]

В остальном вполне грамотный акб в плане токоразпределения.

Интересно было бы посмотреть обратную сторону луны АКБ. тогда можно было бы с сделать окончательный вывод.

Учитывая сложную конфигурацию акб тут сложно придумать что то лучше.

Согласен чем и сложна сборка нестандартных батарей (формы отличной от прямоугольной) тем что приходиться делать очень много дополнительных соединений. Еще и нужно продумать как их лучше сделать что бы эффективнее.

[spb-e]

Наверно самое простое думаю это было бы хотя бы так припаятся 

[Steel RAT]

Это мелочи.
Куда как опаснее отсутствие локальных утончений, которые должны рваться как предохранители при локальных замыканиях. ИзобрАженная на фото батарея при КЗ сгорит в черный хлам.
Так, что красный провод, как и куски никелевой ленты опасны при неправильном использовании и расчете. Перемычка (локальное утончение проводника) должна сгорать при двойном максимальном расчетном токе. И при этом она никак не будет влиять на внутреннее сопротивление батареи.
Тем более глупо бездумно варить никелевую ленту в два слоя.
Надо рассчитать токи.  Допустим банка выдает 2С - 5А. Так вот - либо надо на каждую банку варить тонкий отвод от ленты (шины) на 10А, либо при соединении в параллель 10 банок предусмотреть проводник между ячейками, который сгорит под током 100А. Что хуже чем индивидуальные "отростки", но лучше, чем как на фото. 

На рисунке показал красным - две полоски ленты надо перерезать, а на средней сделать сужение под ток 60 А.

[Steel RAT]

Вторая существенная ошибка - отсутствие изолирующих прокладок между цилиндрами.
Штатная термоусадка протирается, а при перегреве лопается и происходит БАБАХ!
Обратите внимание, что даже в ноутбучных аккумуляторах делают зазоры.

[spb-e]

[user]Steel RAT[/user], Вот мне думается что если как выпишите перезать то получим еще одно "бутылочное горлышко" и эта перемычка которая останется будет испытывать скорее всего нагрев в процессе работы. Далее она проплавит термоустатику от + и минусу на корпус и будет бах скорее всего 
Добавлено 19 Нояб. 2016 в 17:39
Ну про КЗ между термоусадок (двух) мне кажется вы перегибаете. Там же получается двойная толщина. Хотя конечно ставить доп гильзы это неплохо. Но на мое мнение это уже слишком параноидально.

[Steel RAT]

Плохо знаете физику.
Сопротивление пропорционально не только сечению, но и длине проводника.
Соответственно перемычка при нормальных токах греться не будет, т.к. протяженность узкого сечения при клинообразном сужении будет порядка 1...2 мм.

[tmiaer]

Ну про КЗ между термоусадок (двух) мне кажется вы перегибаете. Там же получается двойная толщина. Хотя конечно ставить доп гильзы это неплохо. Но на мое мнение это уже слишком параноидально.

Не забываем, что речь идет о батарее для транспорта. То есть работа предполагается в условиях постоянных вибраций и ударных нагрузок. Не проплавится, так перетрется или продавится.

[spb-e]

Я именно хочу заострить внимание на то что часто при выполнении параллельных соединений "профессиональные сборщики"  часто пускают по одной или двум ленточкам весь ток батареи. Приходилось ремонтировать батарейки где в местах концентрации токов. Лента сначала грелась. Потом вплавлялась в изолятор на плюсе. и Наконец коротила на корпус (минус) . Слава богу никто пока не сгорел. Но в подобных батареях приходилось менять группы и элементы...
Чаще всего подобные ошибки допускают при сборке батарей нестандартной формы (не прямоугольной).
Люди просто не думают как пойдут токи. А лепят , а бы "ехало бы"
Другая частая ошибка:
Не делают токосъемные шины вот можно посмотреть:
Получим локальный нагрев в узком месте

[Steel RAT]

На цилиндры можно одевать не стаканы, а хотя бы по два тонких резиновых кольца, чтобы обеспечить гарантированный зазор на момент сборки.
Еще это предотвратит контактный разогрев дохлой банкой своих соседей.

[spb-e]

Плохо знаете физику.

Возможно не спорю.
Но почему же тогда при выборе проводов и проч перемычек в первую очередь смотрят на поперечное сечение проводника (вычисляют удельное сопр).  А вот уже потом умножают полученные результаты на длину 
Нужно еще по-моему мнению понимать что перемычки в батареях это не метры и не дециметры. И на мой взгляд там  длинами пренебречь можно (1-50 мм). Сечение важнее ИМХО.
Потемневших и обгоревших перемычек выдел немало за свою практику. 

[tmiaer]

Лента сначала грелась. Потом вплавлялась в изолятор на плюсе. и Наконец коротила на корпус (минус) .

Именно для этого в действительно профессионально собранных батареях на плюсовых клеммах под лентой помещают дополнительный бумажный изолятор:

Спойлер

[spb-e]

На цилиндры можно одевать не стаканы, а хотя бы по два тонких резиновых кольца, чтобы обеспечить гарантированный зазор на момент сборки.
Еще это предотвратит контактный разогрев дохлой банкой своих соседей.

Идея неплохая  Можно и не резиновые. А наверно достаточно и бумаги толстой или картона на торцах в виде кольца.
Зазор не сильно увеличим. Но вот безопасность повысим .

Не забываем, что речь идет о батарее для транспорта. То есть работа предполагается в условиях постоянных вибраций и ударных нагрузок. Не проплавится, так перетрется или продавится.

Обычно многие начинающие и непрофессиональные сборщики на этот момент первым делом обращают внимание и используют термоклей. Чтобы элементы " не елозили" 
Добавлено 19 Нояб. 2016 в 18:06
[user]tmiaer[/user], Изоляторы конечно в идеале нужно ставить на всех элементах.
Но чаще всего это избыточно на "промежуточных" элементах с высоким плюсом где лента идет в натяжку.
А вот крайние элементы где к ленте подпаивают шины там изоляторы крайне обязательны. Что бы нагретая лента никуда не "впилась"

[tmiaer]

Но почему же тогда при выборе проводов и проч перемычек в первую очередь смотрят на поперечное сечение проводника (вычисляют удельное сопр).  А вот уже потом умножают полученные результаты на длину 
Нужно еще по-моему мнению понимать что перемычки в батареях это не метры и не дециметры. И на мой взгляд там  длинами пренебречь можно (1-50 мм). Сечение важнее ИМХО.
Потемневших и обгоревших перемычек выдел немало за свою практику. 

Минимальное сечение определяется только допустимым нагревом. На локальном утончении малой длины конечно будет выделяться тепло, но за счет высокой теплопроводности металла тепло будет рассеиваться на окружающие более толстые участки ленты\провода, которые сами не греются и работают в данном случае радиатором. Посмотрите на конструкцию автомобильных (да и вообще любых) предохранителей.

А вот сопротивление, которое определяется как сечением, так и длиной, выбирается исходя из баланса между потерями энергии, которые нам не жалко выкинуть в атмосферу и стоимостью, которую нам не жалко отдать за провод. А так же его габаритами, где по ним есть жесткие лимиты.
Добавлено 19 Ноя 2016 в 18:17

Обычно многие начинающие и непрофессиональные сборщики на этот момент первым делом обращают внимание и используют термоклей. Чтобы элементы " не елозили" 

Это особенно забавно на фоне того, что термоклей плывет уже при температуре в 40 градусов. А будучи посаженным на непрогретую до его температуры плавления поверхность вообще хреново к ней прилипает и отваливается при любом удобном случае.