Разработка батареи для легкого электромотоцикла HillFighter

[ArtemT]

Всем привет!
Приступил к разработке батареи для своего проекта легкого электромотоцикла на базе велосипедных комплектующих (https://electrotransport.ru/index.php?topic=42551.0). Опыта в этом деле у меня совсем немного, поэтому выношу свою разработку на обсуждение - приветствуется конструктивная критика 

Задача стоит следующая: собрать 2 батареи по 120 тесла банок в каждой, напряжение 72V, соединенные параллельно. Элементы будут собраны с помощью холдеров, напечатанных на 3D принтере (объем каждого холдера порядка 106 см.куб.). Каждая батарея будет иметь формулу 6P20S. Параллельное соединение будет осуществляться посредством медных пластин, вырезанных лазером, толщина - 2мм. В самом узком месте сечение такого проводника будет составлять порядка 6 мм.кв. Пластинки будут крепиться к холдеру на клей, а для точного их центрирования в холдере предусмотрены выступы, на которые пластины будут одеваться. Сами банки к медным проводникам будут припаиваться тонкой медной проволокой.
Для того, что бы продлить батарее срок жизни, решил реализовать воздушное охлаждение - именно поэтому с самого начала отказался от идеи склеивать банки, поскольку это снижает отвод тепла. Сверху и снизу всей сборки расположено по маленькому компьютерному кулеру (40х40х11мм), которые будут неспешно перегонять воздух внутри батареи и отдавать набранное тепло ребристым стенкам батареи (пока не нарисованы). БМС'ка будет крепиться с торцевой стороны батареи (т.е. над медными пластинками - пока не нарисована):





Сами батареи будут размещаться внутри вот такой вот рамы - справой и левой стороны от перемычки:

[sergek1985]

Сверху и снизу всей сборки расположено по маленькому компьютерному кулеру (40х40х11мм), которые будут неспешно перегонять воздух внутри батареи и отдавать набранное тепло ребристым стенкам батареи

А не проще поставить Чупасос и охлаждать внешним воздухом, чем гонять говно по трубам теплый воздух, который весьма сомнительно, что охладиться?

Мне не известны такие системы охлаждения..

[ArtemT]

Сверху и снизу всей сборки расположено по маленькому компьютерному кулеру (40х40х11мм), которые будут неспешно перегонять воздух внутри батареи и отдавать набранное тепло ребристым стенкам батареи

А не проще поставить Чупасос и охлаждать внешним воздухом, чем гонять говно по трубам теплый воздух, который весьма сомнительно, что охладиться?

Мне не известны такие системы охлаждения..

Так ведь хочется оградить конструкцию от внешней среды - насколько я знаю, влага негативно влияет на батарею? А если будет потребность помыть весь агрегат керхером?

[sergek1985]

Так ведь хочется оградить конструкцию от внешней среды - насколько я знаю, влага негативно влияет на батарею? А если будет потребность помыть весь агрегат керхером?

Ну вот эту задачу и решай. Керхером без последствий моют только подводную лодку и тазики:)..

[max_x_20]

[user]ArtemT[/user], с использованием кулера, со временем, мусором забьются каналы между банками.. лучше и вправду использовать чупасос с фильтром..

[Slider]

В нынешних условиях более актуален подогрев, в не охлаждение
Хотя если продувать горячим воздухом, будет и подогрев...

[FobOrgan]

[user]ArtemT[/user], вот с воздушным охлаждением и на мой взгляд просто гонять воздух внутри почти бесполезно. Не наткнулся в ваших темах, на то какой ток будете выставлять на контроллере и какая собственно мощность будет, хотя листал признаюсь быстро. Всё же батарея у вас 240 элементов, даже при мощности двигателя 3кВт это будет 12.5Вт на элемент и примерно 3.5А на банку. Ток 1С с копейками это вполне разумное значение, которое не может вызвать перегрев даже если таким током весь цикл разряда её садить. Ну  а т.к. вы в Москве, то думаю достать теслабанку для вас не проблема. Заматываете во что-то термоизолирующее с термодатчиком и садите модельным зарядником.
Параллельное соединение батарей честно признаюсь не особо люблю. Это же БМС на каждой батарее должна по сути выдерживать полную мощность двигателя, всё равно же не одновременно будут отключаться батарейки, одна чуть раньше, другая позже. И если ток БМС будет маленьким, то её постоянно будет вышибать по перегрузки и однажды таки сгорит. А другой нюанс в том, что если в одной из батарея произойдёт неисправность и она отключится раньше другой , то с неё будет браться 2-ой ток и вот тут нагрев будет серьёзней!
Если хочется 2-е батареи, то нужно ставить термодатчики. Батареи соединять через мощные диоды, чтобы от каждой батареи вывести по светодиоду на приборную панель. Или же второй путь - проводить тесты/подбирать более высокотоковые элементы, чтобы даже в случае отключения одной батареи вторая могла полностью разрядиться без опасности перегрева. Второй вариант правильней конечно чем обвешиваться защитной электроникой.
А вы этот электромотоцикл только для себя хотите или с прицелом на продажу? А то как-то разрабатывать всё с нуля выглядит странно, по крайней мере для таких пессимистов как я.

[turbo]

Да, в параллель делать глупо. Нужно делать 2 последовательно по 10s. И использовать одну бмс на 20s.
  Можно бмс установить в одной батареи и завести в неё балансирные с другой. Или  отдельно, сверху например.

[max_x_20]

Ток 1С с копейками это вполне разумное значение, которое не может вызвать перегрев даже если таким током весь цикл разряда её садить.

да что Вы говорите?! Вы это лично проверяли? Я проверял! банки в сборке греются! Даташитные данные работают только при одном элементе который обдувается воздухом, но никак не в сборке! Неоднократно обсуждалось уже..
И что касается параллельного соединения батарей, наоборот! При параллельной сборке две батареи отдают одинаково, в случае выхода из строя одной батареи, остаётся вторая на которой можно благополучно вернуться домой, при последовательном соединении при выхода из строя одной из батарей-никуда не уедете! И потом в чем проблема две запаралеленые батареи соединить к одной бмс? По моему никаких проблем тут нет..

[FobOrgan]

Вы это лично проверяли? Я проверял! банки в сборке греются! Даташитные данные тут уже не работают!

Да, проверял. Но мы же проверяли разные банки, поэтому и предложил провести тест с теми банками которые планируются. Понятно что c элементами например Samsung 26F и LG D1 так лучше не делать. Просто с одной стороны всё можно собрать просто, но с высокотоковыми банками и относительно пожертвовав ёмкостью, а с другой можно заморочиться с обдувом, но это адски усложняет конструкцию и обслуживание, а термодатчики всё равно при этом никто не отменяет, т.к. если вентилятор откажет, а батарея может работать только с ним, то всё очень быстро зажарится.
С теслабанками лично дело не имел, но внутреннее сопротивление у них вполне хорошее.
Про 2-е батареи это вы перечислили плюсы, а минусы я написал...
Если 2-е параллельные батареи к 1-ой БМС - это как и зачем, а ток между 2-я параллельными сборками в разных батареях будет по БМС-ым проводам перетекать или шины делать? Не понимаю.

[max_x_20]

[user]FobOrgan[/user], я тоже про высокотоковые и имел в виду.. про д-1 и говорить нечего, понятное дело.. 

[sergek1985]

В моей сборке, 440 шт. D1 от постоянного тока 1С греется до 45 градусов минут за 15-20. Охлаждается потом несколько часов.
Если использовать две батареи параллельно, будет в 2 раза больше проводов БМС.
У меня две половины, каждая по 11s, сумарно 22s20p. В случае проблем с одной (было пару раз), ставил заглушку, и ехал на другой половине со скоростью 40-50 кмч.

[FobOrgan]

я тоже про высокотоковые и имел в виду.. про д-1 и говорить нечего, понятное дело..

И есть надежда что жарить будут не всё время на полной мощности. Есть ещё такой способ сборки - клеить батареи не термоклеем, а суперклеем и прокапывать потом отвердителем для него - для скорости склейки. Это создаёт некоторые проблемы при замене элементов, но с нормальными элементами такого почти не бывает. В холдерах конечно здорово собирать, но места теряется много.
Моё имхо - нужно собирать плотно из высокотоковых, а температуру контролировать отдельно и отключать контроллер при повышенной температуре. Если батарея собрана по феншую, то и перегреть её почти нереально, ёе внутренняя теплоёмкость должна обеспечивать разряд нужным током без последствий, но, контролировать температуру всё равно крайне желательно.
Ну вот [user]sergek1985[/user] и на D1 умеючи можно вполне нормально ездить.

[max_x_20]

Да
в чем проблема то? От каждой батареи вместе с силовыми проводами выходит шлейф балансирных проводов с разьемами (мама) А тот шлейф что на бмс на свободном конце (от бмс) припаивается двойной разъем (папа) и все! В случае необходимости обе батареи за 2 секунды отключаются то бмс
Что касается допустимой температуры для банок, допустима то допустима, но то что при такой температуре банки быстрее деградируют это не проблема? Охлаждение нужно не просто для того чтобы не довести температуру до 65градусов а для того чтобы не дать подняться температуре сильно выше температуры уличного воздуха.. вот тогда батарея прослужит долго!!

[FobOrgan]

Да в чем проблема то? От каждой батареи вместе с силовыми проводами выходит шлейф балансирных проводов с разьемами (мама) А тот шлейф что на бмс на свободном конце (от бмс) припаивается двойной разъем (папа) и все!

А в реальности вы видели чтобы такое кто-то делал??? Получаются 2-е параллели батарей соединены через тонкие балансирные провода. Если у этих 2-х параллелей начнёт сильно отличаться внутреннее сопротивление, то под нагрузкой они просядут по-разному и ток потечёт по балансирному проводу, отгорит от одной из батарей, а на вид всё будет работать, только вот на одном из элементов уже не будет балансировки и он начнёт потихоньку перезаряжаться.
Про перегрев. А сколько допустимая температура? 50 градусов - вроде уже обжечься и паниковать можно, но до 65 далековато. 55 вроде разумно, если конечно термодатчик нормально установить.
Ездят же люди на подобных конфигах и как то не видно у них охлаждения батарей. Фильтры на вентиляторы ставить - их менять нужно будет весьма часто и таки делать защиту, а что если пользователь на это забьёт катаясь по пыльным дорогам? Я всё же предполагаю что такая  разработка ведётся не только для себя, но и в перспективе для продажи.

[max_x_20]

[user]FobOrgan[/user], соединение не только через балансирные провода, а и запаралеливание силовых проводов, канечно ничего не случиться!! По балансирным перетекают микротоки, там ни о каких серьезных перепадах речи быть не может.. я так ездил одно время.. другое дело, если батареи собирать из ноутбучных бэушных элементов, тогда от них можно ожидать все что угодно..

Посмотрите на батарею от теслы, они делают очень грамотно! Не удивительно что они дают гарантию 8 лет.  Ну а если достаточно 3 года эксплуатации, тогда да, можно греть до 45 градусов...

[sergek1985]

Посмотрите на батарею от теслы, они делают очень грамотно! Не удивительно что они дают гарантию 8 лет.  Ну а если достаточно 3 года эксплуатации, тогда да, можно греть до 45 градусов...

Ну и где в Тесле параллельные блоки? Все блоки соединены последовательно.
Добавлено 11 Янв 2017 в 05:01

А в реальности вы видели чтобы такое кто-то делал??? Получаются 2-е параллели батарей соединены через тонкие балансирные провода.

Видели. Паша [user]BlackArrow[/user] делал, но по незнанию. Поездил пару месяцев, потом пустил на дербан.
Кстати, обсуждение такой экзотики:
https://electrotransport.ru/index.php?topic=25769.msg560075#msg560075

[max_x_20]

Коллеги, Вы явно что то недопонимаете. Две батареи соединеные паралельно (силовыми и слаботочными проводами) это обсалютно тоже самое, что одна целая батарея! Вы ссылаетесь на то что тесла так не делает и никто на форуме так не делает, а значит так неправильно... ну бред же..
Такой способ соединения батарей замечательно работает, и у него больше плюсов чем у двух последовательных батарей..