Nowe ogniwa biją po kieszeni
Jednymi z popularniejszych ogniw do budowy akumulatorów w rowerach elektrycznych są litowo jonowce wielkości 18650 (18mm średnicy 65 mm długości 0 – okrągłe). Bez problemu można je kupić w internecie, jednak jeśli mówimy o ogniwach nowych, to zaskoczy nas niemiło ich cena – 20 – 30 zł za sztukę!!! Jeżeli potrzebujemy ok. 100 sztuk takich ogniw, to okazuje się, że ich komplet na akumulator, kosztować może 3000 zł i więcej 😒. Co w takim razie robić? Kupować nowe?
Tanie ogniwa 18650
z rozpakietowania
A może by tak ogniwa z rozpakietowania większych banków energii? Ogniwa takie często możemy spotkać w internecie jako pochodzące z demontażu o parametrach nominalnych. Musicie jednak wiedzieć, że sprawdzenie każdego ogniwa wymaga czasu (nawet i kilka godzin). Jeżeli sprzedający posiada tysiące takich ogniw, to nie jest w stanie sprawdzić każdego ogniwa, gdyż najzwyczajniej w świecie nie opłaca mu się to. Lepiej sprzedać odrobinę taniej z możliwością wymiany, jeżeli okaże się, że z którymś coś jest nie tak. Ogniwa pochodzące z demontażu są dostępne w cenie 1/3 nowego – to duża różnica. (Mi np. udało się kupić 350 szt. SONY US18650V3 za 4 zł/szt., 150 szt. Panasonic NCR18650A za 6 zł/szt., 150 szt. LG MJ1 za 9 zł/szt.) Czasami takie ogniwa posiadają ślady po zgrzewach, które musimy usunąć – idealnie nadaje się do tego miniszlifierka, z frezem kulistym.
Jaka pojemność ma ogniwo?
Testowanie ogniw
Kupujemy takie ogniwa z myślą o połączeniu ich w pakiety odpowiednie dla naszego roweru. Budując akumulator musimy zadbać o to, aby w każdym jego segmencie/celi grupa ogniw była możliwie zbliżona do pozostałych grup. Inaczej mówiąc, wszystkie cele akumulatora z osobna, muszą mieć taką samą pojemność, a ogniwa możliwie zbliżoną do siebie rezystancję wewnętrzną.
Skąd wiedzieć jaką rzeczywistą pojemność ma dane ogniwo i jaka jest jego rezystancja wewnętrzna? Tutaj z pomocą przychodzi nam tester ogniw. Można kupić ładowarki z funkcją monitorowanego rozładowania jednak kosztują one ponad 500 zł i pozwalają nam jednocześnie testować niewielką liczbę ogniw (ok. 4 szt). Ja postanowiłem zbudować własną stację do testowania ogniw, pozwalającą jednocześnie badać do 20 ogniw – koszt budowy wyniósł niecałe 500 zł. Jej sercem jest mikrokontroler Arduino Mega.
Główny tryb pracy mojej stacji do testowania ogniw to:
1. Naładowanie ogniw do pełna
2. Odczekanie kilkunastu minut
3. Monitorowane rozładowanie każdego ogniwa z osobna, ale w tym samym czasie
4. Ponowne naładowanie ogniw do napięcia przechowywania (ok 3.6V)
Podczas cyklu rozładowania aktualnie zmierzone pojemności można odczytać z wyświetlacza, a na koniec cyklu dane zapisywane są na karcie SD. Każde ogniwo będzie miało nadany indywidualny numer, który wystarczy zanotować na koszulce ogniwa flamastrem i później porównać z danymi na karcie SD.
Dalsze kroki postępowania
po przetestowaniu ogniw
(Wskazówki)
OK, mamy pomierzone ogniwa, wiemy jakie każde z osobna ma parametry. Dalej musimy się zastanowić czy wszystkie ogniwa spełniają nasze oczekiwania. Porównujemy zmierzone parametry z parametrami ogniw nowych – praktycznie do każdego ogniwa możemy znaleźć jego kartę katalogową lub testy przeprowadzane przez niezależne osoby. Odrzucamy ogniwa najsłabsze i te, które nie spełniają naszych wymagań. Ja zawsze budując akumulator, kupuję kilka procent więcej ogniw po to, abym miał z czego odrzucić najsłabsze.
Dalej przefiltrowane dane ogniw musimy podzielić na grupy o równej pojemności. Gdybyśmy tego nie zrobili i losowo połączyli ogniwa w cele akumulatora, to w najbardziej niekorzystnym ułożeniu, moglibyśmy mieć rozbieżności w pojemnościach między celami sięgające kilku procent, co może przełożyć się na kilka kilometrów zasięgu. Wiadomo, że akumulator jest tak mocny, jak jego najsłabsza cela (czyli grupa ogniw połączonych równolegle).
Ja korzystam z prostego arkusza kalkulacyjnego (do ściągnięcia poniżej), do którego wklejam dane ogniw z testera.
Potrzebuję numer ogniwa i jego pojemność – wszystko posortowane malejąco, od ogniwa z największą pojemnością. Dalej rozciągam zakres danych, aby uzyskać odpowiednią ilość równych grup. Po tym wszystkim robię wydruk wyniku i dzielę fizycznie ogniwa na grupy, które obliczył arkusz kalkulacyjny. Teraz pozostaje już tylko ułożyć je w kształt akumulatora i pozgrzewać.
Projekt PCB i kod Arduino
do pobrania
Video-prezentacja stacji
do testowania ogniw
Bądźcie na bieżąco 😊
