Конструкции титанатных батарей

[VladNSK]

Добрый день!
Предлагаю в этой теме отвечать не на вопросы "Зачем?", а на вопросы "Как?"
Публиковать описания реальных конструкций, приводить чертежи, эскизы, фотографии.
Описывать применённые инструменты, материалы и порядок сборки.  Объём  с фотографиями 2-3 странички.
Думаю, кто-то сможет применить такую информацию при изготовлении своих батарей.
Часть уже опубликована в общей теме, но с расширением её горизонта объём материала растёт
и уже трудно находить что-то конкретное.
Если вы одобряете, то могу кратко рассказать о своей конструкции.

[VladNSK]

Предлагается вниманию конструкция стартерной титанатной АКБ для замены свинцовой АКБ с параметрами длина =278мм, ширина = 175 мм, высота =190мм, ёмкость 70Ач, ток 720А.
У меня  получились габариты : 280х175х220. Проверка показала, что аккумулятор с высотой 220мм успешно помещается под капотом выбранного автомобиля.
   Эскиз корпуса приведён на рисунке:

Здесь: 1..6 – элементы батареи, 7 – основание батареи, 8 – подиум положительной клеммы, 9 – подиум отрицательной клеммы, 10- крышка, 11 – шпильки М8 – 5 штук, 12- деталь крепления задней крышки, 4 шт., 13 – соединительные пластины, 5 штук, 14 – пластины присоединения клемм, 15 – место для контрольного разъёма, Р – 2 гайки для крепления ручки.
Рисунок этот скорее похож на выкройку, чем на чертёж. Однако, вполне годится для изготовления несущих деталей. Крестики на банках 1,3,5 – «... это не буква «хе»...», это плюсовая сторона элементов.
Основание, 7,  и крышка, 10, выполнены из фанеры 15мм. Детали выпилены электролобзиком. Отверстия просверлены перовыми сверлами. После грунтовки и окраски получилось вот так:


Прямоугольное и рядом с ним круглое отверстия предполагались для установки вольтметра и кнопки его включения.
Элементы соединены толстыми шинами, в качестве которых использовались оцинкованные пластины 95х35х2. Их иногда называют «анкерными». Отличаются они тем, что имеют два отверстия диаметром 11 на расстоянии 65 мм.  Отверстия были рассверлены сверлом 13мм и дополнительно доработаны круглым напильником.
В пластинах просверлены отверстия и нарезана резьба М3 (только первым метчиком, чтобы резьба получилась тугой) для подключения вспомогательной проводки.

Из полипропиленовой трубы Ǿ63мм были изготовлены два подиума под клеммы батареи. Крышки  можно изготовить из фанеры или другого материала. Стенка трубы толстая, 10мм, поэтому, закрепить можно что угодно, легко. Я у себя в хламе нашёл металлические крышки, которые очень плотно наделись на трубу. Крепить дополнительно не стал. Высота подиума выбрана такой, чтобы клеммы самодельной батареи находились на той же высоте, что и у заводской АКБ. В моём случае длина трубы = 155мм.
Клеммы выточены из латуни и залужены. Можно использовать клеммы от старого аккумулятора и появившийся в ассортименте латунный крепёж. Можно применить переходники с европейских клемм на японские и обратно.
Главное – обеспечить надёжный контакт.

На крышки установил клеммы с припаянным к ним медным проводом, скрученным из пяти «щёточных» проводов, общим сечением 50 мм2. Провода были пропущены через отверстие полипропиленовой трубы и к ним припаяны контактные пластины, 14. Для крепления подиумов к основанию с другого от клемм торца сделаны по 4 отверстия М4.

Сборка начиналась с установки в основание, 7,  5-ти врезных гаек (DIN1624) для шпилек М8  длиной 217 мм. Шпильки обернуты слоем изоленты. Для фиксации от проворачивания использованы контргайки, которые при затяжке слегка утапливаются в фанеру.
Батарея элементов собиралась так: вначале корпус каждой банки оборачивался двумя колечками изоленты в один слой. Это нужно, чтобы в процессе эксплуатации банки не перемещались относительно друг друга и не перетёрли тонкую синюю термоусадку, ведь под ней - металлический корпус, соединённый с минусом элемента. Затем, в соответствии с чертежом, соблюдая полярность (!!!) прихватывались изолентой по три элемента и наживлялись (затяжка гаек пальцами) соединительные пластины. После чего плотно наматывался на каждую триаду слой изоленты. В итоге мы получили две триады. Гайки слегка (пальцами) подтянуты ключом.
После этого соединялись триады пластиной и изолентой.
Здесь не торопитесь! Проверьте ещё раз и расточите отверстия в соединительной пластине, чтобы её можно было потом снимать, не разрезая изоленту.

Работая ключом, помните, что ток в 900А может вас изумить! Поэтому, часть ключа лучше обмотать изолентой.

Для подключения сервисных и контрольных схем изготавливаем «паук». Провода я использовал от старого компьютерного блока питания. Они лудились трудно, но примерно через 4 часа у меня получилось вот это:

Разъёмы использованы 9- штырьковые, DB9, «мамы».
Проверялась правильность соединений, измеряя напряжение на батарее. Если всё нормально, по очереди отвинчивались гайки М12, устанавливались шайбы Гровер, затягивались по 2гайки.
По поводу момента затяжки надо иметь ввиду, что алюминий примерно в 2,5 раза менее прочный, чем сталь, поэтому тянуть надо аккуратно. После установки «паука» получили ( надо ли говорить, что все контакты должны быть чистыми?):

Были вырезаны из микропористой резины, толщиной 10мм, 2 прокладки. Одна надета на шпильки до основания. Устанавлен блок элементов. Устанавлены подиумы с клеммами, подсоединены клеммы. Надета верхняя резиновая прокладка, крышка, 10. Попав всеми шпильками в дырки были затянуты торцевые гайки М8.

Совет №1: используйте резину толщиной 4 мм, по 3 прокладки с каждой стороны, в прокладках, прилегающих к банкам, вырежьте отверстия для соединительных пластин.

Получилось так. Вид сверху:

Вид снизу:

Далее были изготовлены пластиковые крышки, нижняя и верхняя, а в верхнюю крышку, 10, установлен контрольный разъём. Простой балансир был установлен так:


Задняя крышка изготовлена из стеклотекстолита, 2мм.
В итоге получилось так:


Потребовался инструмент: плашка М8, сверло перовое на 12, 16, 20,24, сверло на 8, 13, круглый напильник, лобзик, дрель-шуруповёрт, ножовка по металлу, паяльник.

[Tymmmi]

Ну после вашей конструкции даже стыдно выкладывать свою батарею в коробке из фанеры:))
Пять баллов! Основательный подход к делу!

[SerKornet]

Ляпота !!! 
Лучше чем заводская получилась !

[GreyK]

Компоновка элементов не правильная. Она должна была в этом случае горизонтальной, тогда появляется свободное место, которое можно использовать под БМС и прочие приблуды.

[Gryzchik]

Нужна защита летом от нагрева двигателя.

[Tymmmi]

У меня все немного проще. 12 банок,  6S2P, коробка из фанеры, и контакты М10.  Расположено все это дело в багажнике:)
Полость в коробке, предназначена для установки балансиров и беспроводного ваттметра

Спойлер

[Tymmmi]

свинцовой АКБ с параметрами длина =278мм, ширина = 175 мм, высота =190мм, ёмкость 70Ач, ток 720А.

Судя по всему, титанат был установлен взамен свинцовой батареи 70 ah

[VladNSK]

Компоновка элементов не правильная. Она должна была в этом случае горизонтальной, тогда появляется свободное место, которое можно использовать под БМС и прочие приблуды.

Читайте внимательно. Такое место есть и в него установлен балансир.
Если у Вас есть вариант горизонтальной компоновки, выкладывайте, будет любопытно посмотреть.
Добавлено 12 Апр 2017 в 06:11

Нужна защита летом от нагрева двигателя.

Такая защита обеспечена конструкцией моего автомобиля.
Добавлено 12 Апр 2017 в 06:12

[user]VladNSK[/user], Что за элементы 70Ач ?

Элементы 30 Ач.

[VladNSK]

Ну после вашей конструкции даже стыдно выкладывать свою батарею в коробке из фанеры:))
Пять баллов! Основательный подход к делу!

Вы - первопроходец.
Без Вашей коробки я бы не решился всё это затевать.
Кроме того, Ваш опыт применения оцинкованных соединительных пластин
мне очень пригодился.

[LICC]

как вариант для сборки из фугасов - длинная гайка для соединения в "бамбук"

еще- при сборке батареи надо дополнительно по краям цилиндров хоть с термоусадки, хоть пару витков изоленты делать бандажики, чтоб не было касания родной изоляции корпусов. Эта изоляция очень тонкая и при трении легко протрется и банки замкнут....Потом для жесткости термоклеем зафиксить соседнии банки.

[vtral]

Поверхность резьбы плохо подходит для передачи больших токов.

[LICC]

переходное сопротивление замерю. Площадь касания резьбы в данном случае огромная, но основной ток будет течь между алюминиевыми торцами. Так что суммарный контакт позволит без потерь передать большие токи.

[Shtirlitz]

Собрал аккумулятор. Почти полностью повторил конструктив Vladnsk, но кое-что упростил. Плата балансира покрыта лаком, разводка немного изменена - оставлено только 7 проводов от банок. С клеммами немного промахнулся, пришлось укорачивать(акб немного не влезал по высоте). Межэлементные перемычки - алюминий, клеммы выводные точёные из алюминия, крайние перемычки на сами клеммы железные. Места контактов намазаны силиконовой смазкой для защиты от коррозии. Корпус фанера 10мм, боковины и обшивка из дбсп.

Спойлер

[VladNSK]

Собрал аккумулятор. Почти полностью повторил конструктив Vladnsk, но кое-что упростил. Плата балансира покрыта лаком, разводка немного изменена - оставлено только 7 проводов от банок. С клеммами немного промахнулся, пришлось укорачивать(акб немного не влезал по высоте). Межэлементные перемычки - алюминий, клеммы выводные точёные из алюминия, крайние перемычки на сами клеммы железные. Места контактов намазаны силиконовой смазкой для защиты от коррозии. Корпус фанера 10мм, боковины и обшивка из дбсп.

Спойлер

Клеммы не слабоваты будут? В смысле, если провода в автомобиле жёсткие, то не вывернут ли они алюминиевый вывод крайней банки?
Может, предусмотреть дополнительное крепление клемм  к корпусу?
Как балансир равняет по 7-ми проводам?

[Shtirlitz]

[user]VladNSK[/user], не вырвет, с внутренней стороны пластины прикручены к крышке из фанеры. По 7 проводам работает без проблем, по вашей схеме идут по 2 провода от одной точки на АКБ. Написал про свой вариант в теме про балансир.

[BigAleksey]

Пару советов по обращению с из личного опыта "фугасами".

1. Смазывайте резьбу, иначе "закусывает" гайку и для откручивания приходится применять черезмерные усилия (хотя затягивал гайки без фанатизма). У меня на одной банке при откручивании немного провернуло "+" площадку.


2. Если собирать батареи сложной конфигурации из разряженных хотя-бы до 1,8В фугасов, то при случайных КЗ свето-искро-шумовые эффекты намного меньше чем на заряженных банках.

[vtral]

1. Смазывайте резьбу, иначе "закусывает" гайку

Сильно зависит от материала гайки.
Если гайка будет из алюминия, может вообще насмерть привариться. Именно сварка получается между витками резьбы в паре алюминий-алюминий. Никакая смазка не помогала.
В моей молодости в паре по резьбе к алюминию хорошо работала бронза, латунь. Но то было военное предприятие с соответствующим бюджетом.
В наше время нужно искать пару. Думаю можно попытаться применить стандартные гайки из нержавейки с чисто нарезанной резьбой. Нужно проверять.