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[装饰改装] 哈佛H6自组磷酸铁锂启动电池(装车完成)

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发表于 2020-2-24 20:39:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

此帖已被推荐到 车主精华站-哈弗H6栏目,系统奖励楼主800升汽油,更多精彩内容戳这里。

本帖最后由 老-W 于 2020-2-27 15:47 编辑

  首先声明,本帖仅供参考,有一定风险,并不建议自行改装。

  话说20163月购入的H6,下个月满4,。春节这段时间都宅家里,偶尔开车,启动显得无力,虽然还能再坚持一段时间,但想来年限已到,该换电瓶了。

  我的上一辆车大约也是4年换的电瓶,但明显不如原装电瓶耐用。有此经历,所以想一劳永逸的解决这个问题,办法就是换磷酸铁锂电池。这个电池的优点不用多说,有兴趣网上可查。

  X宝查询,磷酸铁锂12V电瓶价格离散较大,从最低的五、六百到一千五六都有。低了的不放心,高了的不划算,毕竟也不是什么豪车。

  最终决定采用自组电瓶,起码自己放心。

  首先是电池芯选取;

  原车电瓶是瓦尔塔60AH,磷酸铁锂则不需要这么大的容量。理由是;铅酸电瓶容量也是随使用时间逐步衰减的,有数据称一年后容量降30%。且后期的铅酸电瓶,内阻明显增大,是造成电压一充就满,一放就垮的主要原因。

  据称宝马有款新车使用的就是20AH磷酸铁锂启动电瓶,隔壁论坛有坛友用实际容量6AH左右的二手电芯制作一块电瓶也正常使用,应急启动电源2.5AH也能启动,关键是电池内阻要小,放电倍率要高。

  从汽车供电的逻辑来看,电瓶要提供启动时150A左右的大电流。这点要求的就是低内阻高倍率。还要承担停车后,车载电器的休眠电流,对H6而言,这个电流大约是10mA,这个就要求要有一定的容量
  汽车启动后,全车供电都由发电机供电,同时给电瓶充电。

  所以,非自动启停的车,20AH的磷酸铁锂电瓶应该完全胜任。

安全性和可靠性;

  磷酸铁锂电池本身是很安全的,完全不输于铅酸电瓶,短板在于磷酸铁锂的保护和均衡上面。

  市售保护板,满足启动时大电流放电性能的价格约200+RMB,但可靠性未得到验证。
磷酸铁锂4串,刚好3.6*4=14.4V,正是原车的充电限制电压,放电原车也有限制,且磷酸铁锂电池的抗过放能力也很好,(五六年前曾经做过磷酸铁锂的应急启动电源,几次搁置至零V也都能恢复使用。)

  关键是,汽车上的这些装置的可靠性,远非普通电子产品可比,什么叫“汽车级”可了解下。

有鉴于此,保护板我认为完全可以不用,那么还有一个问题就是充电均衡的问题。不同于铅酸电池,磷酸铁锂电池组是必须要均衡充电的。

  X宝有售保护板带均衡,均衡电流约几十毫安至一百多毫安,太小了点,聊胜于无罢了。也有单独的均衡板,均衡电流几百毫安至几安培的都有。但这个也有问题,均衡电流大了发热就很严重,裸板还不能外露放置,密封后均衡板再发热,可靠性就存疑了。

  所以决定自制均衡板。解决散热问题。
  本来不打算用电瓶外壳,就用磷酸铁锂电池自身的外壳就行,但考虑到年审或会有麻烦,还是订购了一只电瓶外壳。
  自此,方案及预算敲定(含快递费);
  电瓶外壳一只                               82.50
20AH磷酸铁锂大单体电池四只    245.00
  电子元件及辅料                            10.00
  自有材料(线,接头,杂件)若干。
  总费用337.50元,与之相比,换铅酸电瓶带旧电瓶回收后也是这个价。如果把旧电瓶回收100元减去,这个自组的磷酸铁锂电瓶实际花费227.50元。
  由于疫情影响,春节期间下的单,现在材料都还没有到齐。

制作开始:

电池到了
L01.jpg


这是国内大厂的产品,外形尺寸是150*27*97mm,螺孔M6,标称容量20AH,高倍率---最大15C放电。
L02.jpg

L03.jpg

初测电压,基本一致,4块电池差别在0.00XV。
L04.jpg


用1mm绝缘板隔开。贴双面胶。
L05.jpg


胶带固定。
L06.jpg
L07.jpg


四块重量共计2.745Kg,比铅酸电池轻多了。
L08.jpg

相将4块电池并联充电,相当于电池初始化,使得4块电池尽量均衡。
L09.jpg

准备连接片,15*2mm紫铜。因为这个电池的正极是铝材,为了避免铜铝接触,另备4片纯镍片作为过渡。
L10.jpg

连接正极的部分包镍
L11.jpg


电瓶外壳到货。
L12.jpg

L13.jpg


底部贴上双面胶。
L14.jpg


先放进去试一下。
L15.jpg


联结。
L16.jpg


总内阻简单测量。
L17.jpg
说明:这个测量仅供参考。
方法是利用1KHz200mA电流源,然后测端电压降换算:
1.493mV / 200mA=7.465毫欧
核对;4块电池=3.36  引线AWG8,0.26米电阻=1.092 两项共计4.452毫欧,再算上接触电阻3毫欧,总计内阻在预期之内。
昨天快递终于把材料送齐了,把均衡板做好,今天上午和朋友一起自己动手换了电瓶。
   前面说过,市售均衡板不尽人意,常见的三种均衡方式各有优缺点。

我是采用最简单但相对可靠的能耗式均衡,这种方式的缺点是;要达到较好的均衡效果则发热较严重。

设计的单路均衡电流800mA,假如四路同时工作,则有4*0.8*3.6=11.52W的热耗散,如果把这个板和电池密封在一个体积不大的电瓶壳里,长时间工作的温升可想而知对电芯和电子元件都是非常不利的。

所以我的做法是;发热的电阻外露散热,电路板密封在小盒子里。
均衡IC用的是YH2212,这个实际上就是一个自带3.6V电压基准的比较器,官方推荐电路如下。


L18.jpg


均衡板及密封盒
L19.jpg

L20.jpg


连接均衡线,这里注意;不能用接插件,线尽量粗一点,目的是减少回路的电压降。因为这个电压降会造成检测端电压偏低,使电池端超过均衡保护电压。这里用的是16AWG高温硅胶线,1.27平方。建议不低于1A*平方。
L21.jpg


珍珠棉做的卡子,起进一步的固定作用。
L22.jpg


全部制作完成
L23.jpg

L24.jpg
预充电及均衡测试,当充电电流1.2A,灯开始闪烁时的电压为3.579V,继续充约40分钟后灯转常亮,此时电压3.59V左右,四路基本一致。
L25.jpg
原车电瓶开始拆卸。
L26.jpg
L27.jpg


新旧电瓶
L28.jpg


安装磷酸铁锂电瓶
L29.jpg


安装完成
L30.jpg
均衡盒用双面胶固定
L31.jpg
装车结束,连续启动几次均顺畅,电瓶端电压正常,转速2000转以上14.4V,以下14.3V。
马上去跑了约20公里,随时监测电压均为14.3V。这是等红灯时拍的。
L32.jpg

  拆卸电瓶时没有搭电,上车后发现左后轮胎压无显示,继续跑了约两公里后胎压显示出现,一切正常。
本帖至此结束,以后会不定期汇报使用情况,谢谢各位观赏!

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发表于 2020-2-25 10:12:48 | 显示全部楼层
关了几小时黑屋子,终于放出来了
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发表于 2020-2-25 11:04:08 手机WAP版 | 显示全部楼层
单块电压这么低才3.26v,我们做的圆柱电池0.05v一个档

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估计你没仔细看。既然你在做电池,不应该不知道磷酸铁锂的电压。另外;你的电池分档是50mV(0.05V),而我买的这个电池差异是几个mV(0.00xV)。  详情 回复 发表于 2020-2-25 12:21
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发表于 2020-2-25 11:28:36 | 显示全部楼层
非常感谢楼主的精彩好贴,加精鼓励

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谢谢战版的鼓励!  详情 回复 发表于 2020-2-25 15:17
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楼主开始放毒了啊
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发表于 2020-2-25 12:11:42 手机WAP版 | 显示全部楼层

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发表于 2020-2-25 12:21:23 | 显示全部楼层
兴旺HsingWang 发表于 2020-2-25 11:04
单块电压这么低才3.26v,我们做的圆柱电池0.05v一个档

估计你没仔细看。既然你在做电池,不应该不知道磷酸铁锂的电压。另外;你的电池分档是50mV(0.05V),而我买的这个电池差异是几个mV(0.00xV)。

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发表于 2020-2-25 15:17:06 | 显示全部楼层
战国狂 发表于 2020-2-25 11:28
非常感谢楼主的精彩好贴,加精鼓励

谢谢战版的鼓励!

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发表于 2020-2-25 16:26:35 手机WAP版 | 显示全部楼层
继续啊老哥。我还等着呢。我也要改一下
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