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自己DIY用宁德时代三元锂铝壳大单体组装72V100AH两轮电动车锂电池组

卡因 02-18 13:37 关注

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创作立场声明:做电池有风险,本帖仅作经验交流,请勿模仿

2020年3月15日,耗时一个星期用240颗东磁18650三元锂电池组装的12并20串电池组,因为用的是原装铅酸电池控制器,欠压值较高,电池组电压68V,单体电压到3.3V的时候,电动车跑起来就感觉没什么力了,可是电池电量却还剩不少,电池总电量33AH,实际可用电量为25AH。不过这样也有一个好处,就是电池不会经常放电到单体2.8V的保护电压,浅充浅放,有利于延长电池使用寿命。经过多次测试,那组18650锂电池组在野外路况良好的情况下满把全速前进,一直骑行直到电池低压保护,可以骑行大约100公里,时间大约2个半小时。但在市区道路,我开车习惯经常都是满把高速行驶,并且急开急停,时速低于35后虽然还能开挺远,但我一般都忍不了这么慢的速度就不想开了,对于我来说实际续航只有大约六十公里。为了继续增大续航,减少里程忧虑,能毫无顾忌地无视路程地开车,还有就是降低充放电倍率,延长电池使用寿命,我于2020年12月上旬决定对车子进行改装,把铅酸电池组替换为锂电池组,并且与上半年做的18650电池组并联起来使用。

下图为车子改装之前的照片

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以下是改装后的照片,我更换了部分破损的外壳

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一、电池仓改装

既然决定全部用锂电池组了,要改就改的彻底一些。原来的电池仓是阶梯状的,俗称阶梯仓,最好是改成一体仓,放的电池更多,也更好做电池组。不过改了一体仓的话,就得把后平叉和后减震也一起换了

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阶梯仓阶梯仓

一体仓一体仓

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我找了一个专门改装车子的店帮我改装电池仓,老板很年轻,包工包料550块钱,包括焊接后平叉和电池仓,后减震我自己买。改装后的车子只有边撑,没有大撑了。

切割原阶梯仓切割原阶梯仓

焊好的一体仓和后平叉1焊好的一体仓和后平叉1

焊好的一体仓和后平叉2焊好的一体仓和后平叉2

把车子推回了家把车子推回了家

因为没有大撑,维修不方便,我买了一个维修专用大撑

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二、测量计算

凡事预则立不预则废,测量计算是最基础的一步,包括测量电池仓的大小,电池箱的大小,电芯的大小,计算用哪种型号的电芯,如何才能最大化地利用电池仓的空间,最终达到做出容量最大的电池组。这一步其实还是很让我头疼的,因为各个品牌的铝壳大单体电芯大小不一样,还要多方比对查找,寻找靠谱的品牌和靠谱的货源,还要考虑价格不能太贵,以及思考电芯的排列摆放方式等等,现在想起来依然让我感到头大。过程就不细说了,最终我决定用宁德时代100AH三元锂铝壳大单体电芯,规格如下

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电芯不能直接放在电池仓里,那样长时间风吹雨打对电池不好,也容易被偷,需要做一个电池箱,我在闲鱼上找人给我做了一个厚0.8毫米的不锈钢电池箱,花了140块钱。本来开价是120块钱的,卖家说由于是异性仓,费了很多功夫,以后不接这种活了,还发图说做废了两个盖子,我心一软,多给了20块钱辛苦钱。

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效果图效果图

三、材料购买

材料主要就是电芯、保护板、电池箱、胶带、电线、电烙铁,上次做电池的焊锡还剩下不少,不需要买了。上次做18650电池组用的电线是装修时候用剩下的单股铜线,太硬了,这次我用BVR多股铜线。之所以不用耐高温硅胶线,是因为电芯之间线径足够粗,三四十安培的电流,完全不会产生热量,还有一个原因是多股铜线比耐高温硅胶线存放时间更长。

经过多方对比,比价,在阿里巴巴上一家名叫东莞市富宝新能源科技有限公司的店里买了20块100AH的宁德时代三元锂铝壳大单体,无焊接痕迹,磨码的,184块钱一个,据卖家说是全新B品。唉......囊中羞涩,买不起全新A品。电池极耳是铝的,不方便焊接,我让卖家转镍后发货

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经测试,转镍后的内阻大约在0.8毫欧左右。为了焊接更牢固,我用刀在镍片上划了很多划痕

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保护板的选择也让我比较头疼,我在电动车联盟社区多方询问、查找,最后决定用睿骡电保护板,可是卖家当时说无货,第四代睿骡电保护板正在设计研发中,需要等半个月。我从12月初等到12月底,卖家终于发货了,可是没几天卖家发公告说保护板有点小问题,我又把板子寄回去换了一块新板,来回又折腾了一个多星期,终于在1月初拿到了板子,前后等了一个月,不容易啊。睿骡电在2021年1月1日起改名为锂享

以下为保护板

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PS:本次电池制作很多参考自电动车联盟,电动车联盟曾经是一个论坛,2019年不知因为什么原因关闭了大半年,直到2020年4月29日重新开放,改名电动车联盟社区。好不容易找到了组织,我也于4月30日马上注册加入了电动车联盟的大家庭,可是现在不到一年联盟又要关了,我无比伤心难过。

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四、电池组装

电池盒是不锈钢做的,为了绝缘我在内部贴满了青稞纸。电芯摆放如下图

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电芯之前的连接我用两根4平方的BVR多股铜线,相当于是8平方铜线,焊接方式采用的是锡焊,大致就是先在极耳镍片上和焊接电线上焊上焊锡,俗称挂锡,再把电线融到极耳上。

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由于焊接经验不足,烙铁头没有用焊锡养护好,导致烙铁头氧化严重,焊接的时候比较难焊

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为了给电芯膨胀留有余量,我把电线做成弯曲状,然后焊接。刚开始焊的时候,焊完不牢固,用手稍一用力拉就拽掉了,后来上电动车联盟询问,才知道是温度不够,焊锡没有完全融化。之后焊的时候,通过增加焊接时间,让焊锡完全融化为液态后冷却,就焊得比较劳了,拉不掉。烙铁离开后,用湿毛巾让焊锡降温,减少高温时间,避免损伤电芯,我的焊接时间通常在5到10秒之间。焊锡是焊在镍片上的,而镍片是点焊在极耳上的,镍片和极耳的热量传输只有那32个焊点,面积很小,热量传输并没有想象中的快,焊完后极耳的温度变化不大。

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有极耳的面我用1毫米厚环氧板垫着

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保护板采集线用的是0.5平方的多股铜线,连接采用的也是锡焊,先用剥线钳剥掉大约1厘米的线皮,再将焊接部分挂锡,最后将焊锡融化到一起。

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为了以后维护的时候方便取出,我在前后两部分分别缠绕了两圈纤维胶带。

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电芯用电线连好后用纤维胶带捆绑固定好,电芯和电池盒之间的缝隙部分我用珍珠棉填上作为缓冲,将电芯固定在电池盒里,电池盒的前后尺寸几乎刚刚好

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五、电池装车

电池盒盖上盖子后,刚好放进电池仓里,这都得益于前期测量计算准确。

这辆车是一辆二手车,已经开了好多年了,车架有很多地方已经生锈了,好不容易把外壳全都拆开,索性就给车架做一下保养吧。用砂纸把生锈的地方打磨一下,把锈斑尽量磨掉,擦干净后,刷上防锈漆,防锈漆是之前装修的时候用剩下的。

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把旧的铅酸电池充电头取下来,换成锂电充电头。其实就是在充电头的正负极上分别焊接一根4平方的电线。焊接方法还是一样,分别在充电头接线处和电线上挂锡,然后焊接到一起。需要注意充电头是塑料做的,焊接的时间不能太长,挂锡和焊接后要立刻用湿毛巾降温。

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最后就是接线了,先把18650电池组和大单体电池组充满电,让两组电池的电压尽量接近。我在把两组电池接起来的时候,电压差只有0.7V。连接的时候我采用的是用接线端子拧螺丝压接的方式,由于BVR多股铜线不好压接,我在电线接头部分先用紫铜连接管把多股铜线压紧,再把线塞进接线端子里用螺丝拧紧

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出线口大了,粘一些胶带,减少灰尘进入出线口大了,粘一些胶带,减少灰尘进入

最后接好是这样的,因为两组电池组都有保护板,可以保护电池,短路的时候会断电,所以我取消了空气开关。

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两组电池都是三元锂电池,放电曲线是一样的,电压一样的话,是可以并联的,并联后容量相加,保守估计总容量应该在130AH左右。以下是保护板手机APP显示

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利用下班和休息时间,经过长达一个月的努力,我终于在除夕当天下午将电池和外壳装好。原车控制器是铅酸电池控制器,欠压值是63V,达到欠压值的时候,依然有不少电放不出来,所以过完年后下一步需要换一个欠压值为55V的锂电池控制器,那样才能最大限度发挥锂电池的性能。之前那组18650电池组我用原车控制器,全顺1000瓦电机,多次测试,能跑100公里。本次电池完成后,容量差不多是之前的五倍,更换锂电池控制器后,满把全速开理论上能跑500公里以上,即使冬天大概率不会不低于400公里。

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本次电池制作我除了在电动车联盟上学习参考交流外,还参考了西瓜视频上一位叫“神航锂电”的人。发热问题我觉得不用担心,经过测试,充放电的总电流,大单体电池组占80%,18650电池组占20%,充电电流最大为11安培,其中大单体电池组占80%,也就是8.8安培,18650电池组占20%,也就是2.2安培;放电总电流最大为32安培,大单体电池组占80%,为25.6安培,18650电池组占20%,为6.4安培,这点电流对于这两个电池组来说太小了,几乎不会发热。大单体电池组最高充电倍率是0.088C,最高放电倍率是0.26C;18650电池组单个圆柱最高充电倍率是0.065C,最高放电倍率是0.19C。这么低的充放电倍率,相信这组电池能用好几年吧。

六、花费明细

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本帖仅做经验交流,请勿模仿

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全部评论 (313)
风云看数码
39
02-18 16:00

作为一个电池行业人士,给种草的各位一个忠告,千万别自己组装电池,尤其是三元锂电池,特别是像楼主这种不同容量并联!这就是个炸药包!风险非常大!

qianfu001
8
02-18 15:00
落叶别树: 挺能折腾的。不过这种车能上路吗?不上牌吗? 1

他是上了牌以后自己再改的,严格来说是不合规的,这个电池包弄得好像炸药包似的,坐在上面不心慌么。。。。

Cuttle墨鱼
7
02-18 15:19

电池比车贵系列,如果可以的话还是骑小摩托吧。

tedlapidus
7
02-18 14:29

虽然自己不会这么干,还是为折腾精神点赞

无星无雨
6
02-18 18:03
weeleng: 楼下首电动车的大妈都哭了 1
卡因: 哭啥,我把车子开到家里充电的 2
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湘莲: 电动车不允许进屋充电,好多起火案例。 3
卡因: 桂林还没有明令禁止,虽然也起火几次 4

这是禁不禁止的事儿吗?!

QFSSonline
5
02-21 22:30
QFSSonline: 这么大能量的炸药包放屁股下面,电池组的不锈钢外壳也没加个泄压孔,电池封包的时候也没放温度线,电流控制全靠充电板,线路中未加快熔,电池和外壳间未使用软性材料填充,焊接处也做的不好应该使用加长镍片加螺丝锁紧,电池组容量太大,电动车做到100km就足够了不建议超过150km,不同种类电池混联尽管电池都是锂电但不同批次性能不同有安全隐患,自己diy电池后所有投入碰到查车就会全部打水漂,出故障比如追尾后更容易因电池组挤压造成起火,年轻人胆子大,但是作为中年人,还是建议胆子小一点 1
卡因: 不锈钢电池盒的盖子并不是封死的,有很多缝隙可以泄压;电池保护板有两个温度传感器,只是你不知道罢了;放电电流有调速转把、控制器、保护板三者同时控制,充电电流由充电器、保护板共同控制,并不是你说的电流控制全靠充电板;“线路中没加快熔”,“快熔”是什么鬼?没听说过,能不能说全称?不用镍片是因为镍片载流能力没有铜线好,点焊的焊点接触面积比较小,过大电流容易发热;电池容量越大,充放电倍率越低,电池寿命越长,大容量还是有用的;我坐这辆车2020年被交警拦了3次,其中一次还被扣车了,交警都没有掀开我的坐板看,这种电动车交警管的严不严,还是看地方的。去年我开着这辆车在路上也出了3次事故,电池也没有爆,只要不是直接撞击电池,电池是不会有问题的。如果撞击力度达到能把车架撞坏并挤压电池的程度,那坐在车上的人肯定比车底下的电池先出事,到那时候与其担心电池自燃,还不如先担心担心自己有没有被撞死吧,毕竟是肉包铁;我也是中年人,刚满32岁,胆子大小不是靠别人说的,是要对风险做出充分调查评估后才能做出选择和判断的 2

我还以为你23岁是年轻人才这么玩,没想到32岁了还这么冒失倔强听不进意见,太固执,你以为那个盖子的缝隙就够泄压?一样是爆炸,而且还是菊花下面喷火的那种爆炸,泄压的目的是让电池组起火后的压力有个固定的方向排泄来给你的菊花多一点保护留出你弃车逃生的时间,bms板子上的温度传感器反应的时候你的屁股也同样能感受到温度,你看下你买的bms板子有没有一个外接温度传感器的接口?如果有接口那说不定你认为的“bms有温度检测”就是这个有外接温度检测的功能,快熔的说法是电气原件的名称,意思是快速熔断保险,你能说出空开竟然不知道快熔?焊接方面,再好的焊接也比不上加了弹垫的螺栓固定,更不要说你的焊接还乱七八糟,三元锂电池能被厂家用上背后是有国家新能源政策的原因,并不是说三元锂用在电动车上就多么的优秀,如前文所讲,三元锂正极材料在充电时的风险问题,空间内锂电池短路后的大电流制热问题,这都是影响电池安全的主要因素,对于大厂来说,也只能通过设计来尽量避免故障后对人员的伤亡,你这种山寨版的安全只能靠小作坊的bms管理,bms死机后的过流如何处理?长期日照后引起的电池组过热怎么处理?冷天电池组导线凝露引起的短路如何处理?泡水后的短路呢?被其他重物压扁后引起的电池组变形呢?没有做任何的被动保护措施,安全靠老天爷,一出事就是爆炸,还是小心点吧,你这车前前后后这么多钱,真不如直接买个五菱miniev……

to_too
5
02-18 16:41
风云看数码: 作为一个电池行业人士,给种草的各位一个忠告,千万别自己组装电池,尤其是三元锂电池,特别是像楼主这种不同容量并联!这就是个炸药包!风险非常大! 1

是的,锂电池烧起来的D类火灾市面上绝大部分的灭火器都救不了,烧起来基本只能等烧完。

ant_run
5
02-18 14:17

充个电能跑趟高速了.牛*

QFSSonline
4
02-21 17:23

这么大能量的炸药包放屁股下面,电池组的不锈钢外壳也没加个泄压孔,电池封包的时候也没放温度线,电流控制全靠充电板,线路中未加快熔,电池和外壳间未使用软性材料填充,焊接处也做的不好应该使用加长镍片加螺丝锁紧,电池组容量太大,电动车做到100km就足够了不建议超过150km,不同种类电池混联尽管电池都是锂电但不同批次性能不同有安全隐患,自己diy电池后所有投入碰到查车就会全部打水漂,出故障比如追尾后更容易因电池组挤压造成起火,年轻人胆子大,但是作为中年人,还是建议胆子小一点

风云看数码
3
02-18 19:46
风云看数码: 作为一个电池行业人士,给种草的各位一个忠告,千万别自己组装电池,尤其是三元锂电池,特别是像楼主这种不同容量并联!这就是个炸药包!风险非常大! 1
卡因: 只要是同类型的电池,放电曲线一样,电压一样,是可以并列的,汽车之家里有很多给众泰云100加装磷酸铁锂电池组的,都不是同种类型的,也能并联使用,没有问题 2

即便是同一个厂家,同一个型号的锂电池都不敢保证放电曲线完全相同,锂电池是化学体系,一定会有偏差,所以只能说近似。。。如果深度充放电,一定会存在过充和过放,时间长了很危险。建议你保持浅充浅放,安全第一。。。

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