Самодельные домашние батареи на 30-100 кВтч делают из аккумуляторов выброшенных ноутбуков

В мае 2015 года Илон Маск представил красивые домашние блоки Powerwall, чтобы хранить энергию от солнечных батарей с крыши — и снабжать бесплатным электричеством весь дом днём и ночью. Даже при отсутствии солнечных батарей такое резервное питание для дома особенно ценно, если в квартале отключили электричество. Компьютер и вся техника продолжат спокойно работать.

Вторая версия Powerwall хранит до 13,5 кВтч, чего должно хватить на несколько часов (стандартная мощность 5 кВт, а в пике 7 кВт). Проблема лишь в том, что оригинальная версия от Tesla стоит аж $5500 (плюс $700 за сопутствующее оборудование, итого $6200, плюс работы по установке стоят от $800 до $2000) — очень дорого. DIY-мейкеры решили эту проблему с помощью бэушных батареек, которые лежат бесплатно в выброшенных ноутбуках.

Своими руками можно собрать блок с лучшими характеристиками, чем у Tesla (например, на 30-100 кВтч) — и намного дешевле.

Энтузиасты DIY-сборки делятся опытом на специализированных форумах DIY Powerwalls, в группе на Facebook и на YouTube. Специальный раздел на форумах посвящён безопасности — это важный аспект, когда собираешь такую мощную штуку, которая может ещё и загореться на улице (их обычно устанавливают за пределами дома, чтобы не нарушать закон и из безопасности).

Для мейкеров сборка и подключение такого блока питания — не только интересное занятие и экономия денег, но ещё и возможность разобраться, как работает электрика в доме.

Практически все энтузиасты в комментарии Motherboard отметили, что их собственные системы получаются гораздо большей ёмкости, чем у Tesla. Вероятно, компания пожертвовала ёмкостью ради красивого тонкого дизайна блока питания и ради большей эффективности охлаждения и безопасности. Один из французских мейкеров с форума под ником Glubux собрал блок на 28 кВтч. Он говорит, что этого хватает для всего дома, и пришлось даже купить электрическую духовку и индукционную плиту, чтобы куда-то расходовать излишки энергии.

Австралийский мейкер Питер Мэтьюс собрал блок на 40 кВтч, который питается от 40 солнечных панелей на крыше, благо в Австралии нет недостатка солнечных дней.

Самый большой самодельный блок, который удалось найти Motherboard, собран из 22 500 ячеек от ноутбуков и имеет ёмкость более 100 кВтч. От такого блока маленький дом может работать несколько месяцев — например, всю зиму — даже если солнечные панели полностью вышли из строя или неактивны.

А калифорнийский блогер Джеху Гарсия намерен собрать из батареек ноутбука систему на 1 мегаватт, крупнейшую подобную систему частного хранения энергии в США.

Большинство энтузиастов использует при сборке литий-ионные аккумуляторы модели 18650. Они обычно упакованы в цветные пластиковые корпуса и устанавливаются в ноутбуки и другую электронику. Новые аккумуляторы 18650 стоят около $5 за штуку, так что система выйдет немногим дешевле модели от Tesla. Поэтому сборщики обычно скупают бэушные аккумуляторы и вынимают аккумуляторы из выкинутых сломанных ноутбуков. К сожалению, многие люди просто выкидывают аккумуляторы вместе со сломанным ноутбуком, хотя они ещё вполне рабочие. По словам директора крупнейшей в США компании по переработке батарей Call2Recycle, около 95% аккумуляторов не используются повторно, а заканчивают свой путь на свалке, хотя почти все типы батарей могут быть использованы повторно в том или ином виде.

Найти достаточное количество выброшенной техники не так просто, а в последнее время стало ещё труднее, потому что многие люди начали собирать из них собственные энергетические системы вроде Powerwall, а производители ноутбуков вообще не поощряют повторное использование их аккумуляторов в самодельной технике не их фирмы.

После находки батарей их тестируют, затем «обновляют» через cycling с полным разрядом. Потом батареи объединяет в «упаковки». Такие коробки для сотни батарей можно купить на рынке или собрать самостоятельно. Наверх прикрепляют электропроводящие медные «шины» (busbars), а к ним припаивают контакты батарей.

Вся структура прикрепляются к инвертору и монтируется в стойке, которая устанавливается обычно на улице. Можно установить там систему мониторинга для контроля температуры с автоматическим отключением банков энергии, которые слишком сильно разогрелись.

Сейчас уже сформировалось целое сообщество мейкеров со всего мира, которые конструируют такие «аккумуляторные домашние фермы» из старых батарей ноутбуков, чтобы хранить электричество от солнечных батарей. Сообщество объединяет энтузиастов со всего мира, они делятся опытом и советами по безопасности, инженерным системам, совместимости разных типов батарей и т. д. Успех и безопасность Powerwall доказала, что это действительно безопасные системы, пригодные для постоянного долговременного использования (у Powerwall гарантия 10 лет).

Как сделать аккумулятор из готовых элементов

Известно, что наш потребитель кушает 100 Вт и работает при 24 В.

1. Значит, сила тока, которую нам нужно обеспечить в цепи составляет 100 Вт / 24 В = 4,2 Ампера (I = P/U). Дальше нам известно, что каждый элемент даёт нам по 3,7В.
Чтобы выйти на нужные значения по напряжению, мы сначала должны «раскидать» 24 Вольта по элементам.

2. Очевидно, что элементы по 3,7 Вольта нужно соединять последовательно, чтобы выйти на суммарный показатель. Ведь при последовательном соединении напряжения складываются. Соедини мы их параллельно, общее напряжение батареи составило бы 3,7 Вольта.
Сколько нужно раз взять по 3,7 Вольта, чтобы получить 24 Вольта? Разделим 24 В (рабочее напряжение нашего потребителя из примера, смотрим его на корпусе)/ 3,7 В (напряжение нашего элемента). Получили 6,5. Округлим до 7.

Итак, нам нужно соединить 7 элементов последовательно, чтобы обеспечить вольтаж.

3. Теперь нам нужно проверить емкость. Нам известно, что каждый элемент может отдавать 1,7 А в течение одного часа. Значит, в батарее с 7 последовательно соединенными элементами мы имеем силу тока 1,7 Ампера. Ведь элементы соединены последовательно, а значит I=I1=I2. А нужно нам получить 4,2 ампера (нашли значение в пункте 1). Время работы имеющейся аккумуляторной системы сейчас составит 1,7 ампера/ 4,2 ампера = 0,4 часа. Маловато. Да и разрядный то на один элемент сейчас составляет 2,47, что на 0,47 больше, чем две емкости одного элемента. Значит банки будут сами себя губить.

4. Добавим в нашу сборку дополнительно к каждому последовательно соединенному элементу по одному параллельному элементу. Образуем бОльшую ячейку. Что получаем? Напряжение на выходе ячейки постоянное, а вот емкость подрастает. Теперь каждая ячейка отдает вместо 1,7А*ч по 1,7 * 2 = 3,4 А*ч. Проверим время работы такого аккумулятора с нашим стоваттным потребителем. 3,4 А / 4,2 А = 0,8 часа. Уже интереснее. Проверим, не убьются ли элементы. 4,2 А разделим на 3,4 А = 1,23 А. Сравниваем с емкостью одного элемента – у нас 1,7 А*ч, а получили 1,23 А. Замечательно. Элементы проживут долго, так как мы не вышли за границу 2С.

5. Остается подогнать значение под нужное время работы. Делается это также. Добавляем в каждую ячейку параллельную банку. Можно заложить в расчёт хоть 500 часов автономной работы 🙂 Только аккумулятор будет заряжаться 300 лет и весить 500 кг.

Самый действенный способ восстановления аккумулятора

Приветствую вас друзья. Сегодня я расскажу вам о самом эффективном способе восстановления емкости у свинцово-кислотных аккумуляторов.
В период даже самой правильной эксплуатации, аккумулятор каждый день теряет свою емкость. И в один прекрасный момент его заряда не хватает, чтобы завести двигатель автомобиля. Обостряется данный пример с приходом холодов.

Естественно автолюбитель ставит аккумулятор на зарядку и спустя некоторое время видит, что батарея не заряжается, а напряжение при зарядке стоит как в норме – 14,4-14,7 В или выше (12,6 без зарядника).

Тогда если есть нагрузочная вилка проверка производится ей и выясняется, что под нагрузкой напряжение сильно просаживается. Все указывает на потерю емкости аккумулятором. Причиной тому – сульфатация пластин.

Обычно, при правильной эксплуатации это происходит примерно через 5 лет. Это очень хороший показатель. И тут есть выход – купить новый аккумулятор. Но, если вы хотите сэкономить деньги (так как батареи сейчас не из дешевых), и продлить срок службы аккумулятора ещё на пару лет, то тогда необходимо провести его обслуживание. И не простое, а специальное, которое может реанимировать батарею.

Какие аккумуляторы можно восстановить?

Этот способ подходит для батарей, которые в период своей эксплуатации не были подвержены серьезным токовым или механическим повреждения. А пришли в негодность в результате временной, естественной сульфатации.
Этот способ не подходит для аккумуляторных батарей у которых имеется внутреннее осыпание пластин, имеется внутреннее замыкание банок, имеется вздутие или иные механические повреждения.
Способ отлично подходит для десульфатации пластин и называется в народе методом «переполюсовки» аккумулятора.
Я разделю восстановление аккумуляторной батареи на три этапа.

Процесс восстановления аккумулятора

Этап первый: подготовка

Первое что не обязательно, но нужно сделать это очистить поверхность батареи от любых загрязнений. Промыть с моющим средством всё поверхность.
Далее, визуально убедиться в отсутствии повреждений на корпусе, в отсутствии вздутий и выпуклостей по сторонам.
Второе, открыть все пробки банок и убедиться в наличии электролита. Если в одной из банок его нет, то нужно убедиться в отсутствии трещин на корпусе.
Затем, с помощью фонарика осмотреть пластины внутри – осыпаний быть не должно. Тут как раз за одно можно отчетливо увидеть сульфатацию – белый налет на пластинах.

Если все в порядке – доливаем в каждую банку дистиллированную воду до уровня. Не лишним будет замерить плотность электролита каждого отсека.

Этап второй: классический способ восстановления

Прежде чем переходить к переполюсовке аккумулятора, необходимо протестировать обычный способ восстановления, ставший уже классическим.
Шаг первый: заряжаем аккумулятор до полного заряда 14,4 В.

Шаг второй: галогеновой лампочкой или другой нагрузкой разряжаем батарею до 10,6 В (напряжение замеряется под этой же нагрузкой).

Повторяем цикл из этих двух шагов 3 раза и заряжаем батарею на полную. Проверяем емкость нагрузочной вилкой или стартером в работе машины. Если батарея восстановилась – хорошо – продолжаем эксплуатацию. Если нет, или не достаточно, то переходим к третьему этапу.

Этап третий: переполюсовка аккумуляторной батареи

Этот метод восстановления аккумулятора самый действенный из всех существующих. И реанимирует батарею почти в 90% случаях.
Шаг первый: вешаем на батарею нагрузку в виде галогенной лампы, и разряжаем аккумулятор в ноль. Лампа потухнет примерно через сутки (все зависит от начальной емкости аккумулятора). Оставляем батарею с подключенной лампой ещё на 2-3 суток, чтобы окончательно разрядить остатки.
Шаг второй: зарядка аккумулятора обратным током. Подключаем зарядное устройство наоборот: плюс к минусу, а минус к плюсу. Чтобы не испортить ваш зарядник (или чтобы не сработала защита от короткого замыкания), последовательно батареи подключаем ту же галогенную лампу. И заряжаем аккумулятор в обратной полярности. После того, как напряжение поднялось до вольт 5-6, лампу из цепи можно исключить. Ток заряда желательно ставить 5 процентов от емкости батареи. То есть если емкость 60 ампер-часов, то ток заряда в обратном направлении ставим на 3 Ампера. В это время все банки с электролитом начинают активно бурлить и шипеть –это нормально, так как идет обратный процесс.

Заряжаем примерно сутки, до появления напряжения 12-14 В. В итоге у вас получилась полностью заряженная батарея у которой на выходе плюса – минус, а на минусе – плюс.

Шаг третий: опять полностью разряжаем батарею галогенной лампой пару суток. Затем производим правильную зарядку плюсом к плюсу, минусом к минусу. Заряжаем на полную до 14,4 В.
На этом все действия завершены.

Результат восстановления аккумуляторной батареи

Обычно результат помогает повысить емкость аккумулятора до 70-100 % от заводской, конечно бывают и исключения.
Конкретно в моем случае удалось поднять емкость на 95% — что является отличным результатом. С пластин пропал белый налет сульфата, и они приобрели черный цвет как у нового аккумулятора. Электролит стал более прозрачным и чистым.

Видео по восстановлению аккумулятора

Я рекомендую вам посмотреть видео, где восстанавливается полностью «мертвый» аккумулятор, которому около 10 лет.
Вначале идет «раскачка» со сменой полярности питания, а почти в самом конце уже дан полный цикл переполюсовки.

Как самостоятельно собрать аккумулятор из ячееек и элементов для электровелосипеда своими руками, схемы и инструкции

Если вы уже практически переоборудовали свой байк в электровелосипед и дело осталось только за аккумулятором, то вариантов в принципе немного — купить готовый или сделать аккумулятор для велосипеда своими руками, собрав его из ячеек.

Аккумуляторная батарея — важнейшая незаменимая деталь электробайка, сердце всего механизма, с помощью которого и обеспечивается питанием велосипедный двигатель. Если источник питания разрядится или выйдет из строя, придётся по старинке крутить педалями.
Виды аккумуляторов, устанавливаемых на велосипед

 

Отличаются аккумуляторы по многим параметрам, от которых зависят технические показатели электробайка и, соответственно, цена вопроса. По видам могут быть:

· литий-ионный аккумулятор;

· никель-металл-гидридный;

· свинцово-кислотный.
Литиевые

Наиболее удачный вариант для оснащения электрического велосипеда — литиевые батареи, обладающие высокой ёмкостью. Они являются самыми высококачественными источниками энергии, имеют больший срок эксплуатации в сравнении с остальными, низкий вес, но и отличаются, благодаря своим характеристикам, высокой ценой.

 

Различают несколько разновидностей литиевых энергонакопителей для велосипедов:

· литий-марганцевые;

· литий-полимерные;

· литий-железо-фосфатные.

Все литиевые батареи разнятся по своему химическому составу, но являются экологически чистыми, поскольку герметичны и не содержат ядовитых веществ.

Срок службы таких аккумуляторов до 5 лет, количество циклов зарядки до 1000, за исключением железо-фосфатных, самых мощных и дорогостоящих из всех, срок эксплуатации которых при правильном уходе может достигать 10 лет, до 2000 циклов.

В любой батарее должны быть сбалансированы все элементы: эту функцию выполняет специальная плата BMS (Battery Management System) — система управления. Кроме выравнивания заряда ячеек, она полностью контролирует процесс заряда и разряда батареи. На заводских накопителях плата установлена по умолчанию, а на самодельный источник питания придётся устанавливать, чтобы увеличить срок эксплуатации своего творения и не выполнять работу за BMS.

 
Никель-металл-гидридные

В составе никельсодержащего аккумулятора смесь никеля с другими металлами. Такие батареи довольно лёгкие, находятся в средней ценовой категории. Срок их службы составит около 3 лет, 850 циклов зарядки.

 
Свинцово-кислотные

Чаще всего производители ставят на велосипед свинцовый аккумулятор, отличающийся высокой энергоёмкостью, низким уровнем саморазряда, минимальной ценой. Но при этом такие аккумуляторы недолговечны, имеют больший вес, значительно уступая по своим характеристикам литиевым. Срок службы 2 года, приблизительно 700 циклов зарядки.

 
Основные параметры батарей:

· Напряжение, измеряемое в вольтах. Батарея может выдавать 12, 24, 36, 48 вольт.

· Ёмкость — это вся запасённая энергия батареи до полной её разрядки, измеряемая в ампер-часах. Чем больше ёмкость, тем дольше велосипед проедет без подзарядки.

· Мощность, измеряемая в ваттах. Кроме мощности самих ячеек, на этот показатель влияет также плата BMS, контролирующая безопасность батареи, ограничивая мощность в случае необходимости.

В продаже представлен богатый ассортимент литиевых аккумуляторов для различных видов персонального электротранспорта. Но иногда хочется собрать аккумулятор для электровелосипеда своими руками, чтобы отточить свое мастерство, попрактиковаться в создании полезного устройства и быть уверенным в качестве сборки. Если вы также задались целью самостоятельно собрать аккумуляторную батарею с нужными характеристиками, вам понадобятся:

· достаточное количество элементов Li-ion типоразмера 18650;

· BMS плата управления – она отвечает за выравнивание заряда элементов питания, контролирует процесс заряда и разряда АКБ и продлевает срок ее службы;

 

· соединительные провода, разъемы;

· подходящий по размерам бокс или кейс из металла или пластика – его можно купить или изготовить самостоятельно;

· 2 противопожарных пакета;

· амперметр;

· паяльник;

· зарядное устройство.
Алгоритм сборки Li-ion батареи для электровелосипеда своими руками

Подготовленные ячейки типоразмера 18650 попарно укладываются в пакеты с учетом полярности, обеспечивая параллельное соединение. К ним подсоединяются силовые и балансирные провода. Пакеты последовательно соединяются друг с другом для получения необходимого напряжения. Разъемы выводятся наружу с использованием удлинителей. Балансирные провода соединяются последовательно.

 

Все литиево-ионные элементы тщательно стягиваются и укладываются в подготовленный бокс или кейс, в котором заранее необходимо просверлить отверстия для вывода проводов. Тут же припаивается плата BMS. Провода выводятся наружу, после чего к верхней части подсоединяется штекер для дальнейшего осуществления зарядки батареи. Все отверстия кейса тщательно герметизируются. В завершение, кабель собранной батареи подключается к электрическому контроллеру (нагрузке), и источник питания размещается на транспортном средстве – на раме, багажнике или в другом подходящем месте.
Меры безопасности

Собираясь собрать самодельный аккумулятор для велосипеда своими руками, помните, что:

1. В процессе работы и при тестировании аккумуляторов важно быть предельно аккуратными и осторожными.

2. Нельзя допускать падений элементов питания и собранной батареи, их нагрева, сдавливания, проникновения в них сторонних предметов.

3. Важно избегать короткого замыкания, перезарядки аккумуляторов, применения обратной полярности.

4. В случае чрезмерного нагрева необходимо прекратить эксплуатацию батареи или зарядного устройства.

5. Нельзя использовать ячейки сомнительно качества, с признаками повреждений.

  Если вы сомневаетесь в достаточности своих знаний и опыта, лучше сэкономьте время и силы – просто купите готовую аккумуляторную батарею Li-ion с подходящими параметрами или закажите ее профессиональную сборку на заказ, с предоставлением гарантии на выполненную работу. Изготовление аккумуляторной батареи на заказ позволяет самостоятельно выбрать ячейки для сборки АКБ и четко соблюсти требуемые характеристики. В частности, вы можете заказать аккумулятор оптимально подходящей вам формы, размеров, емкости.
О пайке литиевых элементов

Паять литиевые ячейки крайне нежелательно – при нагреве паяльником их легко испортить. Но для лучшей балансировки пайка нужна, поскольку избыточное сопротивление приводит к искажению сведений о напряжении, получаемых зарядным устройством. Компромиссное решение – использовать элементы с клеммами и воздействовать на них паяльником кратковременно, максимум пару секунд.

Альтернативой пайки может стать:

1. Применение в роли контактов редкоземельных магнитов. Они мощные, обеспечивают отличный контакт с ячейками, а снаружи покрыты неокисляющимся цинком или никелем. Припаивать к ним провода нужно очень осторожно, не превышая температуру Кюри порядка 300 °С. При этом важно использовать паяльник с термической стабилизацией и легкоплавкий припой.

2. Специальная держалка, как для установки простых батареек. В ней элементы питания будут находиться без жесткой фиксации, что позволит при необходимости менять неисправные «банки».

3. Готовая держалка с предусмотренной защитой литий-ионных элементов. В нее просто вставляются незащищенные «банки», без пайки и других сложностей.

 
Выводы

Самодельная батарея для электровелосипеда – это хорошее решение при условии использования качественных элементов питания и наличия знаний и навыков, необходимых для профессиональной сборки такого устройства. Если вам нужен хороший аккумулятор под конкретные требования (нестандартная форма, размеры и другие характеристики), можно самостоятельно собрать его из комплекта элементов 18650. Но без наличия опыта в таких делах не всегда удается с первой попытки создать надежный аккумулятор, пригодный для эксплуатации.

Поэтому проще и безопаснее купить готовый аккумулятор для электробайка. Если в продаже нет модели с нужными вам параметрами, закажите ее сборку в мастерской ВольтБайкс. Наши специалисты изготовят нужную вам батарею с точной подгонкой под необходимые характеристики и требования, качественно выполнят все работы и предоставят гарантию.

 

Как самостоятельно собрать недорогую литиевую аккумуляторную батарею для электровелосипеда?

В самостоятельной сборке АКБ есть своя прелесть. Во-первых, это интересно, вы потренируетесь в мастерстве и создадите своими реками нечто полезное. Во-вторых, в большинстве случаев вы сумеете её правильно эксплуатировать, научитесь удалять мелкие неисправности, а также будете уверены в качестве сборки. Для удобства монтажа и обслуживания рекомендуем взять готовые наборы для сборки, которые используют авто, авиа, и другие моделисты-любители.

Пошаговая инструкция по сборке литий-полимерной аккумуляторной батареи:

1. Покупка ЛиПо элементов, прибора для контроля напряжения в элементах, зарядного устройства, противопожарных пакетов (2 шт.), проводов, разъемов;

2. Следующий шаг – покупка или изготовление металлического или пластикового бокса.

3. Далее батареи укладываем парами в пакеты, и подключаем силовые и балансирные провода;

4. В каждом пакете размещаем по два элемента с параллельным соединением, чтобы увеличить емкость. Затем последовательно соединяем пакеты между собой для создания нужного напряжения. Выводим разъемы наружу с помощью удлинителей. Балансирные провода также соединяем последовательно, то есть объединяем их в колодку из 9 проводов;

5. Затем укладываем всю конструкцию в ящик, и присоединяем к ней автоматический выключатель на 20 Ампер. Ящик и пакеты смогут минимизировать риски при возгорании;

Из четырех элементов можно быстро собрать литий-полимерную аккумуляторную батарею 33В на 10Ач, с балансирным разъемом 8S. Вес нашей батареи из 4 ячеек с ящиком составил около 3 кг. Огромный плюс в том, что при сборке используется минимум материалов и пайки. Такая батарея безопасно эксплуатируется с прибором для контроля напряжения в аккумуляторных элементах, а заряжается модельной (заводской) зарядкой. Емкость АКБ можно нарастить, добавив больше ячеек. Подобная сборка позволят передвигаться со скоростью 30 км/ч на дистанцию не менее 20 км.

Итак, ЛиПо батарея готова к эксплуатации. Осталось только решить, каким образом отслеживать заряд и разряд батареи. С зарядом проще, можно использовать специализированное зарядное устройство, которое при подключении будет оценивать состояние и правильность заряда каждого элемента в отдельности. С разрядом немного сложнее. Проще всего использовать контроллеры ТМ Volta bikes, которые при падении напряжения на аккумуляторе до определённого уровня, автоматически их отключают, чтобы не «убить» АКБ, однако если одна из ячеек разрядится намного раньше других, то АКБ всё-таки может выйти из строя. Состояние ячеек самодельного аккумулятора можно оценивать, регулярно проверяя их при помощи специального прибора, который предназначен для контроля и отслеживания напряжения в аккумуляторных элементах.

Cell-Log – прибор для контроля напряжения в аккумуляторных элементах

Таким прибором также можно оценивать правильность заряда при подключении от источника постоянного тока, либо другой зарядки, которая не отслеживает состояние батареи по каждой ячейке. Это не особо затратный способ, но не совсем удобный, так как напряжение придется измерять довольно часто, а потому потребуется выработать привычку и понимание. Еще один способ контроля напряжения в АКБ – это установка платы управления батареей (BMS). Такая плата способна взять на себя все функции и обеспечить правильный и качественный заряд, разряд, защиту и мониторинг батареи. Пока плата будет в исправном состоянии, — аккумулятор и его владелец будут находится в безопасности.
Собираем литиевую батарею

Для того чтобы собрать аккумулятор для велосипеда, нам понадобятся:

· несколько литиевых элементов;

· соединительные провода, разъёмы;

· коробка или кейс, т. е. любая подходящая ёмкость, металлическая либо пластиковая;

· амперметр;

· паяльник;

· зарядное устройство.

Батареи складываем в пакеты попарно, учитывая полярность (элементы должны быть с параллельным соединением). Последовательно соединяем пакеты между собой, выводим охапку проводов с плюсом, уже соединённую, и так же поступаем с минусом.

Хорошо стянуть все элементы и сложить в приготовленную ёмкость. Желательно сразу же припаять плату BMS, чтобы приложенные усилия окупились долгим сроком службы.

Вести провода наружу из коробки следует из заранее просверлённых отверстий, затем к верхней части присоединить штекер, через который будет осуществляться зарядка. Все отверстия бокса обязательно должны быть герметизированы.

Теперь остаётся только подключить кабель готового аккумулятора к электродвигателю ну и, конечно же, заняться размещением источника питания на конструкции велосипеда.

Сохранить на дольше работоспособность энергонакопителей поможет своевременная зарядка, соблюдение температурного режима и благоприятные условия хранения.

Для умелых рук

 

Kак самим построить газовый аккумулятор? Газовый аккумулятор был изобретен в 1955 году советским инженером А. Пресняковым.  Важное преимущество газового аккумулятора — простота устройства и высокая экономичность. Для его изготовления не требуются цветные металлы и дорогостоящие материалы. Эксплуатационные качества газового аккумулятора также весьма высоки.

Газовый аккумулятор можно долго хранить как в заряженном, так и в разряженном состоянии, и это не отразится на его работоспособности. Он допускает большой зарядный ток, что уменьшает время зарядки.Даже длительные замыкания пластин между собой безвредны для газового аккумулятора, так как в этом случае он хоть и разряжается, но без необратимых процессов в самом активном веществе, как в других типах аккумуляторов.Ниже приведена полная статья,посвященная газовым аккумуляторам.

Газовый аккумулятор

В любом аккумуляторе есть положительные и отрицательные пластины с активным веществом, состоящим из различных металлов. В качестве токопроводящей среды обычно применяются водные растворы кислот или щелочей. Такой раствор называется электролитом. При погружении пластин в электролит начнет происходить химическая реакция, и если их замкнуть через измерительный прибор, мы обнаружим, что во внешней цепи проходит электрический ток.

Во время работы аккумулятора, а также при его зарядке можно заметить, что на пластинах выделяются пузырьки газа. Газы, как правило, не участвуют в реакциях и выполняют в электрохимических процессах вспомогательную роль, так что в обычных аккумуляторах разность потенциалов определяется только свойствами металлов, из которых состоят пластины. Но, оказывается, различные газы тоже обладают вполне определенным электрохимическим потенциалом. Значит, эту способность можно использовать для изготовления аккумулятора, в котором роль активного вещества будут выполнять два различных газа.

Газовый аккумулятор был изобретен в 1955 году советским инженером А. Пресняковым. Важное преимущество газового аккумулятора — простота устройства и высокая экономичность. Для его изготовления не требуются цветные металлы и дорогостоящие материалы. Эксплуатационные качества газового аккумулятора также весьма высоки.

Газовый аккумулятор можно долго хранить как в заряженном, так и в разряженном состоянии, и это не отразится на его работоспособности. Он допускает большой зарядный ток, что уменьшает время зарядки. Даже длительные замыкания пластин между собой безвредны для газового аккумулятора, так как в этом случае он хоть и разряжается, но без необратимых процессов в самом активном веществе, как в других типах аккумуляторов.

Газовые аккумуляторы — конструктивно новые источники тока. Их создание стало возможным только после того, как были найдены вещества, способные поглощать газы в большом количестве и удерживать их в себе. Такие вещества называются адсорбентами. Один из лучших адсорбентов — активированный уголь. Поглощая газы, он сам не участвует в химических реакциях.

В таблице, помещенной ниже, показано, какое количество различных газов может быть поглощено одним граммом активированного угля при 15° С и нормальном давлении. Вы сразу же заметите закономерность: газ поглощается тем лучше, чем выше его критическая температура, то есть чем легче он сжижается.

Конструкция самодельного газового аккумулятора показана на рисунке 1. В емкость 1 налит элетролит 2. В электролит опущены два электрода, которые состоят из стержня 3 и мешочка 4 с активированным углем 5. Предохраняет мешочки от смещения перегородка 6, которая изготовляется из любого электроизоляционного материала. Емкость закрывается крышкой 7.

В качестве емкости газового аккумулятора с успехом могут быть использованы, например баночки для специй — они продаются в хозяйственных магазинах. Можно взять и стеклянные банки, но их надо покрыть снаружи асфальтовым лаком, чтобы свет не проникал внутрь, а то он будет способствовать разрядке аккумулятора. Мешочки изготовьте из старого капронового чулка плотной вязки. Шов можно сшить капроновой нитью или паяльником на круглой деревянной болванке. Один конец мешочка завяжите капроновой нитью наглухо, а во второй, открытый, вставьте угольный стержень от батареек карманного фонаря, отслуживших свой срок. Наполните мешочки активированным углем, хорошо уплотнив его. Загибая края мешочка, обвяжите их капроновой нитью вокруг стержня. Теперь нужно плотными витками обвязать мешочки. Чем больше будет сделано витков, тем лучше контакт угольного порошка со стержнем, тем меньше внутреннее сопротивление аккумулятора, тем он лучше работает.

Электроды нужно укрепить в крышке, а к выходящим наружу концам стержня приделать клеммы.

Лучше всего использовать медицинский уголь, который продается в аптеках, или уголь выбракованных противогазов. В крайнем случае древесный уголь можно легко приготовить самому. Для этого возьмите палочки диаметром 5—10 мм, длиной 100 мм (любой породы дерева), свяжите их в пучок ниткой, поместите в железную банку и засыпьте сухим речным песком. Положите банку в печку на горячие угли или на газовую плитку и прокалите, пока из банки перестанут выделяться газы. Дайте остыть песку, после чего извлеките обуглившиеся чурки — их-то и можно употребить в дело. Для получения от аккумулятора емкости в 1 ампер-час потребуется 50—90 граммов активированного угля.

Для электролита лучше всего взять дистиллированную воду, которую можно купить в аптеке, или в крайнем случае колодезную, или водопроводную, предварительно прокипятив ее около получаса и остудив. На каждый стакан воды всыпьте 1—1,5 столовой

ложки поваренной соли марки «Экстра». Заполните сосуд электролитом и накройте крышкой с электродами, проследив, чтобы электроды были полностью погружены в электролит. Простейший газовый аккумулятор готов, теперь его осталось только зарядить.

Для этого необходимо присоединить электроды к источнику постоянного тока напряжением 4,5 в. Промаркируйте какой-либо яркой краской положительный электрод, нанеся на крышку метку +. Отрицательный электрод можно не маркировать. При повторной зарядке придерживайтесь полярности электродов. Заканчивайте зарядку, когда напряжение на электродах аккумулятора будет 2,2—2,5 в. При постоянной работе аккумулятора электролит необходимо менять не реже одного раза в неделю. (Запомните, что такая частая замена нужна только для электролита, составленного на основе поваренной соли.)

Работает аккумулятор так. При зарядке, когда к электродам подключено напряжение, электролит разлагается на водород и хлор. Электрод, присоединенный к отрицательному проводу, будет поглощать водород, а к положительному — хлор. Таким образом создается разность потенциалов.

Химическая реакция может быть описана уравнением:

В качестве электролита в газовых аккумуляторах можно применять растворы различных солей, кислот и щелочей. Подбирая электролит, можно осуществить его электролиз на те или иные газы и получить различную электродвижущую силу и емкость аккумулятора. Так, при электролизе слабого раствора серной кислоты получим пару водород — кислород. Раствор питьевой соды даст пару водород — углекислый газ. Вообще подбор электролита открывает очень широкие возможности для эксперимента.

На рисунке 2 изображена схема газового аккумулятора, в котором используется пара хлор — сернистый газ. (Если вы вернетесь к нашей таблице, то увидите, что эти газы лучше остальных поглощаются углем.) Довольно высокие характеристики оправдывают конструктивное усложнение.

Аккумулятор состоит из основного сосуда 1, вспомогательного сосуда 2, вспомогательных угольных электродов 3 и 7, электролита 4, которым заполняется вспомогательный сосуд, основных угольных электродов 5 и 6, электролита 8. Размеры аккумулятора подберите, исходя из размеров угольных электродов от батарейки карманного фонаря.

В таком аккумуляторе сернистый газ — носитель отрицательного, а хлор — положительного потенциала. Электролит основного сосуда — раствор поваренной сода, электролит вспомогательного — раствор сернистого натрия (другие названия — сульфид натрия, моносульфид натрия).

Как мы сказали, вспомогательный сосуд должен быть полупроницаемым, то есть пропускать газы, но не пропускать соли, растворенные в электролите. Такой сосуд можно приобрести в магазине химических товаров или изготовить самому, причем самодельный не будет уступать промышленному. Материалы: белая глина, которая используется дляпобелки, железистосинеродистыи калий (другие названия: ферроцианид калия, желтая кровяная соль; не спутайте с железосинеродистым калием — феррицианидом калия), медный купорос. И железистосинеродистыи калий, и медный купорос можно купить в отделах фотоматериалов.

Замесите глину до пластического состояния и вылепите из нее стаканчик. Стенки стаканчика должны быть возможно тоньше. Высушите стаканчик, а потом обожгите над горячими углями до такой степени, чтобы бумага, положенная в стаканчик, обуглилась, но не вспыхнула. Лучше, если обжиг провести в муфельной печи, которые бывают в кабинетах химии. После охлаждения наполните стаканчик насыщенным раствором железистосинеродистого калия и оставьте до тех пор, пока наружные стенки его не станут влажными. Вылейте раствор (его можно использовать повторно), дайте стаканчику высохнуть, после чего опустите его на 4—5 часов в насыщенный раствор медного купороса. Растворы нужно готовить на дистиллированной, снеговой или дождевой воде. Надо брать такое количество соли, чтобы обязательно оставался нерастворимый ее остаток- это и будет насыщенный раствор.

На рисунке 3 показана схема подключения на зарядку аккумулятора с четырьмя электродами.

Схема зарядного устройства изображена на рисунке 4. Потенциометром R3 регулируется ток базы транзистора, в результате чего можно изменять величину напряжения на выходе от 0,5 до 15 В или силу тока в пределах 0—5А. Силовой трансформатор можно использовать от старого радиоприемника или телевизора. На его выходе должно быть напряжение 20 В при силе тока 6 А.

Диоды и транзистор надо монтировать на теплоотводящих панелях или радиаторах. Величины шунта R5 и добавочного сопротивления R4 можно изменять в зависимости от чувствительности и внутреннего сопротивления прибора, применяемого дли измерения величины тока и напряжения.

Зарядное устройство не требует специальной наладки и при правильной сборке готово к работе.

Предложенные нами аккумуляторы могут устанавливаться на моделях автомобилей и судов. Аккумуляторная батарея приведет в движение даже педальный автомобиль, если вы установите на нем электромотор. Но не советуем торопиться — сперва хорошенько рассчитайте (вам поможет учитель физики) параметры ваших аккумуляторов и их соответствие тому электродвигателю, который вы выберете.

И. ЧАРИЧАНСКИЙ, г. Мелитополь1974г

 

 

Как изготовить акб своими руками

В этом видеоуроке мы покажем, как сделать аккумулятор своими руками. Для его изготовления нам понадобится небольшая емкость с крышкой, сода, вода, зарядное устройство.

Зальем в баночку от витамина воду, насыпаем в нее 1,5 чайных ложек пищевой соды. Хорошо перемешиваем раствор. Зачистим сварочный электрод от покрытия. Отрезаем от электрода два куска по 7 см. Загибаем концы этих заготовок. Вставляем эти заготовки в отверстия в крышке и закручиваем ее в бутылочку.

Дешево акб продаются в этом китайском магазине.

Зарядник подключаем к концам аккумулятора. Заряжаем аккумулятор 10 минут и проверяем работу самодельного аккумулятора. Предполагаемое напряжение на выходе 1,5-2,5 вольта. Этого питания хватит при зарядке 3 часа на 20 минут свечения светодиода. Чтобы не вздулся ваш аккумулятор, не делайте его герметичным.

Еще один способ изготовления самодельного аккумулятора

Самодельная аккумуляторная батарея из подручных материалов с минимумом инструментов. Представьте ситуацию, когда рядом нет нужных деталей, точнее, минимум имеется, но вы находитесь в полевых условиях, когда разнообразия нет. Придется экспериментально искусственно ограничить себя выбором материалов.

Возьмем за неимением меди в пластинах медную проволоку. Изоляцию удалим с помощью огня. Обрезок оцинкованного железа нарежем на одинаковые пластинки. Проводки с изоляцией для соединения цепи. Можно и без изоляции сразу взять токопроводящую проволоку. Надо найти также полиэтиленовую бутылку, подойдет любой диэлектрик. Токопроводящий жидкий раствор (соляной либо кислотный, щелочной). Одноразовые стаканчики.

Для начала отожженную на огне проволоку для увеличения площади скручиваем в цилиндр. Из оцинковки нарезаем по шаблону одинаковые пластинки и сворачиваем в цилиндры (уголок загибаем, чтобы зажать в нем контактный провод).

Из пластиковой бутылки нарезаем прокладочный материал, который будет располагаться между медью и оцинковкой. Собираем элементы батареи, один конец провода закрепляем на нити, другой на цинке и два одиночных. Один с медью – плюсовой и с цинком – минусовой.

Собираем батарею в последовательную цепь. Для начала попробуем залить раствор, насыщенный солью. В полевых условиях подойдет любой солевой раствор, моча и другое. Напряжение 7,74 вольта. Заменим солевой раствор на кислотный, в эксперименте использован уксус столовый. В полевых условиях для нашего аккумулятора подойдет прокисшее вино, настой из щавеля, морс из клюквы и другое. Напряжение 8,05 вольта.

Заменим на щелочной раствор, соду пищевую в природе можно попробовать заменить на золу, размещенную в воде (щёлок), но надо экспериментировать для проверки. Напряжение 9,65 вольта.

Итак подведем итог: среднем из 10 элементов получаем 8 вольт, один стаканчик равен 1,25 вольта. Чтобы уменьшить напряжение для зарядки телефона (5,5 вольта), уберем два стаканчика, процедура занимает 20 секунд. Или увеличим до 4,5 вольт, добавив 5 стаканчика. Так можно сделать аккумулятор, когда нет возможности купить его, своими руками.

Самодельный свинцово-поташный аккумулятор — Для умелых рук

Существенным недостатком кислотных и щелочных аккумуляторов следует считать неудобство их транспор­тировки, так как при переноске электролит может выпле­скиваться из сосудов, попадать на одежду, разрушая ткань. Кроме того, эти аккумуляторы имеют большой вес и габариты. Они выгодны для юных электротехников, когда установлены на одном постоянном месте. Для различных игр и походов можно изготовить удоб­ные сухие свинцово-поташные аккумуляторы. Они имеют небольшой вес и габариты. Электролит у них сгущен. Их легко переносить и хранить.   Сухой свинцово-поташный аккумулятор показан на рисунке. Он состоит из стеклянного или железного сосуда 5, в котором располо­жены два мешочных электро­да. В одном мешочке поме­щен угольный электрод 1 с активной массой 3 отрица­тельного полюса, а в другом мешочке — угольный элект­род с активной массой поло­жительного полюса. Актив­ная масса в обоих мешочках одинакова по составу — смесь свинцового глета или сурика с порошком графита. Электролитом служит ра­створ поташа в воде.   Простейший свинцово-поташный аккумулятор   Сухой свинцово-поташный аккумулятор очень лег­ко изготовить. Подберите какую-либо банку емкостью около пол-литра. Из сухого дерева сделайте круглую или прямоугольную болванку таких размеров, чтобы она заняла примерно половину банки. Сделайте два одинаковых мешочка 4 из фильтроваль­ной или газетной бумаги. Для этого деревянную болван­ку неплотно оберните четырьмя-пятью слоями бумаги, не применяя клея. Нижний край бумаги загните на торце болванки подобно тому, как это делается при завертыва­нии бумажки у конфет. Мешочки надо изготовить таких размеров, чтобы они, будучи вставленными в сосуд, плот­но прилегали к его стенкам и друг к другу.   Теперь приготовьте активную массу. Для этого возь­мите одну весовую часть свинцового глета или сурика в порошке, одну весовую часть графита в порошке и тща­тельно их перемешайте до получения однородной массы. Чтобы удобнее было обращаться со смесью, увлажните ее слегка электролитом (на 10 весовых частей смеси до­бавьте 1 весовую часть электролита), причем смесь не должна терять свойства сыпучести.   Подберите два угля от старых гальванических накальных элементов или дуговых фонарей и приступайте к сборке аккумулятора. Уложите на дно сосуда 20—30 прокладок 6 из газеты. В сосуд вставьте мешочки и заполните их активной мас­сой почти до краев, наблюдая за тем, чтобы не запачкать верхних краев бумажных мешочков. К верхним концам углей прикрепите металлические колечки с отводами. В центры мешочков вставьте угли слегка закругленным концом вниз, при этом угли должны доходить до дна мешочков. При вставке углей не следует сильно нажимать на них, чтобы не прорвать дно мешочка. Массу нельзя подвергать прессовке.   Электролит приготовьте по следующему рецепту. Возьмите 10 весовых частей холодной прокипяченной во­ды и добавьте в нее 5 весовых частей поташа, все это тщательно перемешайте и наливайте электролит порция­ми в сосуд до тех пор, пока он не перестанет впитывать­ся. Спустя 1—1,5 часа, когда активная масса 1 поглотит почти все количество залитого электролита, его снова доливают. Чтобы активная масса прочнее связалась с углями аккумулятора, сосуд встряхивают, слегка посту­кивая его дном по столу. Если в сосуде окажется избыток электролита, его нужно отсосать пипеткой.   Вставьте в активную массу по одной влажной спичке и залейте аккумулятор расплавленной смолой 2 или ва­ром. Когда смола затвердеет, выньте спички. В образо­вавшиеся отверстия неплотно вставьте деревянные пробочки — и аккумулятор готов.   Теперь его надо зарядить. Средний зарядный ток для сухого аккумулятора 1 ам­пер на 1 кв. дециметр поверхности любого электрода, а разрядный ток в 5 раз меньше. Емкость достигает до 1,5 ампер-часа на 100 граммов веса аккумулятора. Внут­реннее сопротивление — от 0,08 до 0,15 ома на 1 кв. деци­метр любого электрода.   Перед тем как приступить к зарядке аккумулятора, надо включить его в зарядную цепь. Один полюс аккуму­лятора соедините с плюсом источника зарядного тока, а другой полюс — с минусом источника через реостат. Пер­вый электрод аккумулятора обозначьте плюсом ( + ), а второй — минусом (—). Эта полярность должна строго сохраняться при эксплуатации и последующих зарядках аккумулятора. Зарядку следует прекратить, как только э. д. с. акку­мулятора достигнет 2—2,4 вольта. Перед каждой заряд­кой открывают пробочки и заливают по нескольку капель воды. Чтобы получить аккумуляторную батарею, необхо­димо изготовить несколько таких аккумуляторов и соеди­нить их последовательно.   По материалам книги «Пионер-электротехник», Детгиз 1960 Автор П. Стрелков Рисунки по эскизам автора выполнены М. Симаковым Ссылки на схожие материалы: