How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (2022)

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (1)

Een lithiumbatterij is het hart van elke elektrische fiets.De motor is nutteloos zonder al die energie die in jouw batterij is opgeslagen.Helaas is een goede ebike-batterij vaak het moeilijkste onderdeel om te maken – en het duurste.Met een beperkt aantal leveranciers van elektrische fietsbatterijen en een groot aantal verschillende factoren, zoals grootte, gewicht, capaciteit, spanning en ontladingssnelheden, kan het vinden van de exacte batterij die je zoekt, uitdagend zijn en leiden tot ongewenste compromissen.

Maar wat als je geen compromissen hóeft te maken?Wat als je jouw eigen ebike batterij kon bouwen volgens jouw eigen gewenste exacte specificaties?Wat als je een batterij kunt bouwen, in de perfecte afmetingen voor je fiets, met alle functies die je wilt, en bovenal goedkoper dan als je deze kant-en-klaar koopt?Het is makkelijker dan je denkt en ik zal je hieronder laten zien.

Pak een drankje en maak je klaar voor wat serieus leesvoer, want dit is geen kort artikel.Maar het is het zeker waard als je straks op je eigen doe-het-zelf ebike-batterij cruist!

Veiligheidsvoorschrift: Voordat we beginnen is het belangrijk om op te merken dat lithiumbatterijen een grote hoeveelheid energie bevatten en daarom het van cruciaal belang is om ze met de hoogste voorzichtigheid te behandelen.Het opbouwen van een doe-het-zelf lithium batterij vereist een grondig begrip van de batterij principes en moet niet worden geprobeerd door iemand die geen vertrouwen heeft in zijn of haar elektrische en technische vaardigheden.Gelieve dit artikel in zijn geheel te lezen voordat je jouw eigen ebike-batterij probeert te bouwen.Raadpleeg altijd professionele hulp indien nodig.

Benodigde gereedschappen en materialen:

  • 18650 cellen(meer informatie hieronder)
  • Zuivere nikkelstrook
  • Puntlasmachine
  • Heet lijmpistool
  • Digitale voltmeter
  • Schaar
  • Soldeerbout en soldeer
  • Kapton non-statische tape
  • BMS (batterijbeheersysteem)
  • Korte lengte siliconen draad (12-16 awg)
  • Schuimrubber (optioneel)
  • Grote diameter krimpfolieof -band (optioneel, soort)
  • Warmtepistool of haardroger (bij gebruik van krimpkous)
  • Elektrische connectors
  • Werk handschoenen of latex handschoenen
  • Veiligheidsbril

18650 lithiumcel opties

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (2)

18650 cellen, die in veel verschillende consumentenelektronica van laptops tot power tools gebruikt worden, zijn een van de meest voorkomende batterijcellen die in elektrische fietsaccu’s worden gebruikt.Al vele jaren waren er slechts middelmatige 18650 cellen beschikbaar, maar de vraag van gereedschapsmakers en zelfs sommige fabrikanten van elektrische voertuigen voor sterke cellen van hoge kwaliteit heeft de afgelopen jaren een aantal geweldige 18650 opties ontwikkeld.

Deze cellen onderscheiden zich door hun cilindrische vorm en hebben ongeveer de grootte van een vinger.Afhankelijk van de grootte van de batterij die je wilt bouwen, dien je er een aantal aan te schaffen (ergens van een paar dozijn tot een paar honderd).

Er zijnveelverschillende soorten 18650 cellen beschikbaar om uit te kiezen.Ik heb de voorkeur om merknamencellen van bedrijven zoals Panasonic, Samsung, Sony en LG te gebruiken.Deze cellen hebben goed gedocumenteerde prestatiekenmerken en komen uit gerenommeerde fabrieken met uitstekende kwaliteitscontrole normen.Merknaam 18650 cellen kost een beetje meer, maar vertrouw me, ze zijn het waard.Een geweldige entry-level cel is de SamsungICR18650-26Fcel.Deze 2.600 mAh-cellen zouden ongeveer € 2-3 kosten in elke fatsoenlijke hoeveelheid en kunnen tot 2C continue ontlading (5,2 ampère continue per cel) verwerken.Ik bestel mijn cellen altijd bij een internationaal goed aangeschreven bedrijf, toevallig gevestigd in Nederland (scheelt weer hoge verzendkosten!): http://ebike-shop.nl/product-categorie/batterij-accu/18650-cellen/

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (3)

Naam merk Samsung cellen (INR18650-29E cellen)

Veel mensen worden veleid om goedkopere 18650’s te gebruiken die onder onbekende namen worden verkocht, zoals Ultrafire, Surefire en Trustfire.Wees niet een van die mensen.Deze cellen worden vaak verkocht als maximaal 5.000 mAh, maar worstelen om meer dan 2000 mAh te geven.In feite zijn deze cellen gewoon fabrieksafwijzers, gekocht door bedrijven als Ultrafire en verpakt in hun eigen merk krimpfolie.Deze B-kwaliteitscellen worden dan opnieuw verkocht voor gebruik in apparaten met lage stroom, zoals zaklampen, waarbij hun zwakkere prestaties minder een probleem zijn.Als een cel minder dan €1 kost, is het gewoon niet de moeite waard.Blijf bij de naam merkcellen, zoals mijn favoriete Samsung-cellen, als u een veilige, kwaliteits ebike batterij wilt bouwen.

Voor deze handleiding gebruik ik degroene Panasonic 18650PFcellen die hierboven worden weergegeven.De laatste tijd heb ik deze18650GA-cellen gebruikt, die een beetje meer energie dicht zijn, wat meer batterij betekent in minder ruimte.

Zorg ervoor dat u alleenpurenikkelstrook gebruikt

Je gebruikt de nickelstrips om de 18650 batterijen te verbinden en je hebt hierbij twee opties: vernikkelde stalen strips en pure nikkelstrips.Ga voor de pure nikkel.Het kost een beetje meer dan vernikkeld staal, maar het heeft veel lagere weerstand.Dat zal vertaald worden in minder verspilde hitte, meer bereik van jouw batterij, en een langere bruikbare levensduur van de batterij door minder warmteschade aan de cellen.

Wees gewaarschuwd: sommige minder dan eerlijke verkopers proberen vernikkeld staal te verkopen als pure nikkel strips. Ze komen er vaak mee weg omdat het bijna onmogelijk is om met het blote oog te onderscheiden.Ik heb een heel artikel geschreven over enkele methoden die ik ontwikkelde voor het testen van nikkelstrips om ervoor te zorgen dat u krijgt waarvoor u betaald hebt.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (4)

Wat het nikkelstrook betreft, deze kunt u lokaal of uit China halen.Toen ik eenmaal begon, begon ik direct veel batterijen te bouwen en heb ik een pure nikkelband gekocht. In het begin raad ik u aan om een ​​kleinere hoeveelheid te bestellen.U kunt zuivere nikkelstrook voor een goede prijs krijgen in kleinere hoeveelheden van een verkoper zoalsdeze, maar u krijgt nog steeds de beste prijs door het te kopen in kilo of half kilo quaniteiten.

Wat de afmetingen betreft, verkies ik 0,1 of 0,15 mm dikke nikkel, en gebruik meestal een 7 of 8 mm brede strip.Een sterkere lasser (spot welder) kan een dikkere strip bevestigen, maar zal veel meer kosten.Als jouw lasser kan 0,15 mm nikkelstrook kan lassen, kies dan de dikste: dit is altijd beter voor de geleiding. Als je dunnere strips hebt, dan is dat ook goed, doe gewoon een paar lagen op elkaar wanneer dat nodig is om verbindingen te maken die meer stroom kunnen dragen.

Moet ik een spotlasser gebruiken?

Ja.

Nou, laat me het anders zeggen: Ja, als je je cellen niet wilt beschadigen.

Het eerste ding om te weten over lithiumbatterijcellen is dat hitte killing is.De reden waarom we ze spotlassen, is om de cellen veilig aan elkaar te sluiten zonder teveel te verhitten.

Tuurlijk, het is mogelijk om direct aan de cellen te solderen (hoewel het lastig kan zijn zonder de juiste gereedschappen).Het probleem met solderen is dat u veel warmte aan de cel blootstelt en het niet snel verdwijnt.Dit versnelt een chemische reactie in de cel die de cel kan beschadigen waardoor er minder goede resultaten te behalen zijn.Hierdoor krijg je een lagere capaciteit en een kortere levensduur.

Spotlassers voor batterijen zijn niet hetzelfde als de meeste spotlassers.In tegenstelling tot de grote puntlassers voor thuiswerkplaatsen, hebben de batterijoppervlakken de elektroden aan dezelfde kant.Ik heb ze nooit voor verkoop in de NL gezien, behalve dan op eBike-shop.nl.Mijn full-time welder is de meest basale variant, hier te vinden.Een sterk aanbevolen bron voor een iets mooier plekjeslaserontwerp (zie hieronder) met zowel gemonteerde als handheld-elektroden vindt uhier. Hierdoor krijg je wat meer flexibiliteit en vrijheid in hoe een accu op te bouwen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (5)

Er zijn op dit moment twee belangrijke niveaus van spotlassers beschikbaar: hobby niveau en professioneel.Een goed hobbymodel zou ongeveer € 200 moeten kosten, terwijl een goede professionele makkelijk tien keer die prijs kan zijn.Ik heb nog nooit een professionele lasser gehad, omdat ik de kosten gewoon niet kan rechtvaardigen, maar ik heb drie verschillende hobby modellen en heb met veel meer gespeeld.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (6)

Een professioneel niveau spotlasser

De aankoopprijs is vaak een reden om dit niet te investeren voor veel mensen, maar in werkelijkheid is € 200 voor een goede hobby-level spot welder niet slecht.Er zit redelijk wat techniek achter waardoor dit de prijs rechtvaardigt. Mocht je een dergelijke investering niet zien zitten, is er in Nederland één aanbieder die accu’s op maat voor je kan bouwen zonder deze investering waardoor je per slot van rekening goedkoper uit bent: eBike-Shop.nl. Ik heb me ook laten vertellen dat zij klanten een soort van workshop aanbieden en klanten na intensieve begeleiding en uitleg vervolgens naar huis gaan met hun eigen gebouwde accu met behulp van de spotwelders & gereedschap van deze shop.

Voordat je begint

Enkele tips voordat je begint:

Werk in een schoon gebied zonder rommel.Als u contacten heeft van veel batterijcellen, die allemaal met elkaar verbonden zijn, is het laatste wat u wilt, de batterij per ongeluk op een schroevendraaier of een ander metalen voorwerp valt.Ik heb ooit bíjna een doos paperclips op de bovenkant van een blootgestelde batterij laten vallen terwijl ik het probeerde te verplaatsen.Ik kan me alleen maar voorstellen dat het een vuurwerkprogramma zou hebben veroorzaakt.

Draag handschoenen.Werkhandschoenen, mechanische handschoenen, lashandschoenen, zelfs latexhandschoenen – draag gewoon iets.Een spanning die hoog genoeg is kan op het oppervlak van jouw huid geleiden, vooral als je een beetje zweterige handpalmen hebt.Ik heb genoeg schokken gevoeld om altijd handschoenen te dragen.Mijn keuze voor batterijwerk is eigenlijk een paar oude roze keukenhandschoenen.Ze zijn dun en zorgen voor grote behendigheid, terwijl ik me bescherm tegen kortsluiting en vonken.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (7)

Mijn handschoenen van keuze

Verwijder alle metalen juwelen.Dit is een ander tip dat ik uit ervaring kan geven.Het aanraken van de contacten op je batterij is niet iets wat je ooit wilt meemaken, en vooral niet tegen je blote huid.Ik heb het op mijn trouwring gehad en had eens een week een brandmerk in de vorm van de klok van mijn horloge op mijn pols.Nu doe ik alles af.

Draag veiligheidsbril.Serieus.Sla deze niet over.Tijdens het proces van spotlassen is het helemaal niet ongewoon dat vonken vliegen.Skip de veiligheidsbril en kies direct de chemische laboratoriumstijlbril als als je die hebt – je wilt je gezicht beschermen als er vonken beginnen te spatten. Je hebt maar twee ogen;bescherm ze.Ik zou liever een arm dan een oog verliezen.Oh, over armen gesproken; ik zou lange mouwen aanraden. Die vonken doen pijn wanneer ze op je polsen en onderarmen terechtkomen.

Oké, laten we een elektrische fietsbatterij bouwen!

Je bent waarschijnlijk excited om te beginnen met lassen, maar de eerste stap is om de configuratie van jouw batterij te plannen.

De meeste elektrische fietsbatterijen vallen in het 24V tot 48V bereik, meestal in 12V stappen.Sommige mensen gebruiken batterijen zo hoog als 100 volt, maar we gaan ons vandaag aan een middelgrote 36V batterij houden.Natuurlijk gelden dezelfde principes voor elke spanning batterij, dus je kan de batterij die ik je vandaag hier laat zien, opbouwen en je eigen 48V, 60V of zelfs hogere spanning batterij bouwen.

Om onze beoogde spanning van 36V te bereiken, moeten we een aantal 18650 cellen in serie verbinden.Lithium-ion batterij cellen zijn nominaal beoordeeld op 3,6 of 3,7V, wat betekent dat 36V nominale bereiken, we hebben 10 cellen in serie nodig.De industrieafkorting voor serie is ‘s’, dus dit pakket staat bekend als een ’10S pack’ of 10 cellen in serie voor een eindpakket van 36V.

Vervolgens moeten we meerdere 18650 cellen parallel toewijzen om onze gewenste verpakkingscapaciteit te bereiken.Elk van de cellen die ik gebruik, worden beoordeeld op 2.900 mAh.Ik ben van plan om 3 cellen in parallel te plaatsen, voor een gecombineerde capaciteit van 2,9Ah x 3 cellen = 8,7 Ah.De industrieafkorting voor parallelle cellen is ‘p’, wat betekent dat mijn definitieve packconfiguratie wordt beschouwd als een ’10S3P pack’ met een definitieve specificatie van 36V 8.7AH.

De meeste in de handel verkrijgbare 36V packs zijn ongeveer 10Ah, wat betekent dat onze verpakking gewoon een beetje kleiner zal zijn.We zouden ook kunnen gaan met een 4p configuratie die ons 11,6 Ah gaf, wat een iets groter en duurder pakket zou zijn geweest.De uiteindelijke capaciteit wordt volledig bepaald door jouw eigen behoeften.Groter is niet altijd beter, vooral als u een batterij maakt die in beperkte ruimtes moet passen.

Bepaal vervolgens jouw celconfiguratie op je computer of zelfs met een potlood en papier.Dit zal ervoor zorgen dat u jouw pakket correct is en u de definitieve afmetingen van de verpakking toont.In mijn tekening hieronder heb ik de positieve einden van de cellen in het rood en de negatieve uiteinden van de cellen in het wit gemarkeerd.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (8)

Dit is een zeer eenvoudige lay-out waarbij elke kolom van 3 cellen parallel is verbonden en dan worden de 10 kolommen in serie van links naar rechts aangesloten (10s3p).Het BMS bord is aan de rechterkant van de verpakking weergegeven.U ziet hoe het pakket dat in de tekening wordt voorgesteld, binnenkort tot leven komt.

Bereid je cellen voor

Nu we al die moeilijke planning uit de weg hebben, laten we beginnen met de batterij.Onze werkruimte is duidelijk, al onze instrumenten staan en liggen klaar, we hebben onze veiligheidskleding aan en voorschriften genomen en we zijn klaar om te gaan.We beginnen met de voorbereiding van onze individuele 18650 batterijcellen.

Test de spanning van elke cel om ervoor te zorgen dat ze allemaal identiek zijn.Als jouw cellen rechtstreeks van de fabriek kwamen, zouden ze niet meer dan een paar procentpunten van de ene en de andere moeten variëren.Zij zullen waarschijnlijk in het bereik van 3,6-3,8 volt per cel vallen, aangezien de meeste fabrieken hun cellen gedeeltelijk laten ontladen om hun houdbaarheid te verlengen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (9)

Als een batterijcel significant verschilt van de andere, verbindt het NIET aan de andere cellen.Het parallellen van twee of meer cellen met verschillende spanningen zal leiden tot een onmiddellijke en massieve stroomsterkte in de richting van de laagspanningscel (en).Dit kan de cellen beschadigen en zelfs in zeldzame gevallen zelfs brand veroorzaken.Laadt- en/of ontlaadt de cel individueel om de spanning gelijk te krijgen, of, beter nog, gebruik het gewoon niet in je pack.De reden voor het spanningsverschil zou iets te maken hebben met een probleem in de cel, en u wilt geen slechte cel in je pack hebben.

Daarom gebruik ik altijd merknaamcellen.De enige keer dat ik fabrieks-directe cellen met niet-gecompenseerde spanningen heb ontvangen, is bij het kopen van merkloze cellen.

Zodra ik alle cellen die ik nodig heb, heb gecheckt en ervoor heb gezorgd dat ze de juiste spanning hebben, wil ik ze op mijn werkbank klaarleggen op de manier waarop de uiteindelijke accu eruit komt te zien.Dit geeft me een laatste controle om ervoor te zorgen dat de oriëntatie zoals gepland werkt, en een kans om de ware grootte van het pak te zien, minus een beetje padding en warmtekrimpverpakking.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (10)

Dit is ongeveer hoe je pack eruit zal zien als de batterij is af

Bereid je nikkel voor

Ik knip graag het grootste deel van mijn nikkelstrook van tevoren, zodat ik gewoon in één keer alles kan spotwelden zonder mijn proces te onderbreken om meer nikkel te knippen.Ik heb de breedte van drie cellen gemeten en genoeg nikkelstrook geknipt om de boven- en onderkant van 10 sets 3 cellen te verbinden, wat 20 strips nikkel betekende, die elk 3 cellen breed waren, plus een paar reserven als ik iets zou verknoeien.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (11)

Nikkelstroken gesneden uit de rol

De nikkel is verrassend zacht, wat betekent dat je een gewone schaar kunt gebruiken om het te snijden.Probeer het echter niet te veel te buigen, want je wilt dat het zo vlak mogelijk blijft.Als je de hoeken met de schaar buigt, kun je ze gemakkelijk met je vinger terugbuigen.

Voorbereiding van de parallelle groepen

Je moet je cellen op één of andere manier in een rechte lijn houden tijdens het lassen, aangezien het uit de vrije hand recht lassen moeilijker is dan het lijkt.Ik heb een mooie wig (die ik als een gratis ‘cadeau’ heb ontvangen bij de aankoop van een van mijn lassers) om mijn cellen in een rechte lijn te houden tijdens het lassen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (12)

Mijn “echte” 18650 spotlas wig

Tijd om te lassen!

Goed, hier is het moment dat iedereen het jeuk heeft gekregen.Laten we met onze cellen cohesie vormen en synergie creeëren. Of zoiets.

Nu is het masterplan hier om parallelle groepen van 3 cellen te puntlassen (of meer of minder voor jouw pakket afhankelijk van hoeveel totale capaciteit u wilt).Om de cellen tegelijkertijd te lassen, moeten we de toppen en de bodem van de cellen samenvoegen, zodat alle 3 cellen gemeenschappelijke positieve en negatieve terminals delen.

Er zijn verschillende modellen van lassers, maar de meeste werken op een vergelijkbare manier.U moet twee koperen elektroden op een afstand van een paar millimeter op twee armen hebben, of u heeft handbediende probes.Mijn machine heeft lasarmen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (13)

Leg je nikkelstrook over de bovenkant van je cellen en duw deze tegen de lasarmen om een ​​las te starten.

Leg je nikkelstrook boven op de drie cellen, zodat je de drie terminals bedekt.Zet je lasser aan en stel de stroom in op een vrij lage instelling (als het de eerste keer is met de lasser).Duw deze tegen de lasarmen om een las te starten. Jeziet twee punten waar de las werd uitgevoerd.Test de las door op de nikkelstrook te trekken (als het de eerste keer is met de lasser).Als het niet met de druk van de hand komt, of veel kracht vereist, dan is het een goede las.Als u het er gemakkelijk af kunt trekken, zet u de stroomsterkte hoger.Als het oppervlak brandt of te warm is, zet dan de stroomsterkte naar beneden.Het helpt om een ​​reservecel of twee te hebben om de kracht van je puntlasapparaat te kiezen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (14)

Dit is hoe je cellen moeten zorgen voor de eerste set lasnaden

Ga door de rij van cellen om een ​​las op elke cel te plaatsen.Ga dan terug en maak een andere set lasnaden op elke cel.Ik doe 2-3 welds (4-6 laspunten) per cel.Doe je er minder dan is de las niet zo stevig;doe je ermeer dan verhit je de cel onnodig veel. Daarnaast zullen meerlaspunten de connectiviteit van de strip niet veel bevorderen:Het werkelijke laspunt is niet de enige plaats waar stroom stroomt van de cel naar de strip.Een plat stuk nikkel raakt het hele oppervlak van de celkap, niet alleen op de punt van de las.Dus 6 laspunten zijn voldoende om goed contact en verbinding te garanderen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (15)

Hier zijn de cellen met een paar meer lassen

Zodra je 2-3 lassen op de bovenkant van elke cel hebt, draai dan de 3 cellen om en doe hetzelfde aan de onderkant van de 3 cellen met een nieuw stuk nikkel.Zodra je de onderste lassen hebt voltooid, heb je één volledige parallelle groep, ready to go.Dit is technisch een 1S3P batterij reeds (1 cel in serie, 3 cellen in parallel).Dat betekent dat ik net een 3.6V 8.7Ah batterij heb gemaakt.Slechts negen meer van deze en ik heb genoeg om mijn hele pak te voltooien.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (16)

Nu gelast op dezelfde manier aan de andere kant van de cellen

Pak vervolgens nog eens 3 cellen (of hoe veel je ook in je parallelle groepen plaatst) en voer dezelfde operatie uit om een ​​andere parallelle groep net als de eerste te maken.Ga dan verder.Ik maak nog acht parallelle groepen voor in totaal 10 parallelle groepen.

Montage van parallelle groepen in serie

Nu heb ik 10 individuele parallelle groepen en ik ga ze in serie samenstellen om een ​​ebike batterij te maken.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (17)

10 parallelle groepen alle gelast

Als het gaat om lay-out, zijn er twee manieren om cellen in rechte pakketten te monteren (rechthoekige verpakkingen zoals ik gebouwd heb).Ik weet niet of er industriële termen hiervoor zijn, maar ik noem de twee methoden “offset packing” en “linear packing”.

Offsetpacking resulteert in een kleinere verpakking omdat de parallelle groepen worden gecompenseerd door een halve cel, die een deel van de ruimte tussen de cellen van de vorige parallelle groep opnemen.Dit resulteert echter in een ietwat bredere verpakking, aangezien de afwijkende parallelle groepen zich uitstrekken tot elke kant met een kwart van een cel meer dan zij zouden hebben in lineaire verpakking.Offsetpacking is handig voor tijden waar je het pakket in een kleiner gebied moet plaatsen (zoals de frame driehoek) en geeft je geen zorgen over de uitstekende breedte.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (18)

Sommige mensen zeggen dat offset spreiding efficiënter is omdat je meer cellen in een kleiner gebied kunt plaatsen door gebruik te maken van de ruimte tussen cellen.Offset spreidingcreëert echter verspilde ruimte aan de uiteinden van parallelle groepsrijen waar er spleten ontstaan ​​tussen de rand van de verpakking en de ‘kortere’ rijen.Hoe groter de batterij, de minder verspilde ruimte wordt vergeleken met de totale verpakking, maar het verschil is verwaarloosbaar voor de meeste pakketten.Voor mijn batterij heb ik besloten om te gaan met offsetpacking om het pak korter te maken en gemakkelijker te passen in een kleine driehoekzak.

Als het gaat om het lassen van jouw parallelle groepen in serie, moet u de lassen plannen op basis van de fysieke grenzen van je lasser.De lasarmen op mijn lasser kunnen slechts ongeveer twee rijen cellen diep bereiken, wat betekent dat ik één enkele parallelle groep tegelijkertijd moet toevoegen, lassen, en weer één toevoegen. Als u handbediende lasarmen hebt, kun je jouw hele pack tegelijkertijd theoretisch verzinnen.

En ik zou theoretisch jaloers zijn op jou.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (19)

Aangezien de meeste lassers armen zoals de mijne hebben, laat ik je zien hoe ik het deed.Ik begon met het op elkaar lijmen van twee parallelle groepen in offset, waarbij de uiteinden tegenovergesteld waren van elkaar (één positief en een negatief aan elk uiteinde, zoals in de afbeelding hieronder wordt getoond).Toen knipte ik een stapel nikkelstrips lang genoeg om slechts twee cellen te overbruggen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (20)

Merk op dat de parallelle groepen in lijn zijn met tegenovergestelde polen

Ik plaatste de eerste parallelle groep met de positieve zijde boven en de tweede parallelle groep met de negatieve kant boven.Ik legde de nikkelstrips bovenop elk van de drie sets cellen, waarbij de positieve caps van de eerste parallelle groep met de negatieve terminal van de tweede parallelle groep werden overbrugd, zoals in de afbeelding is aangegeven.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (21)

Ik zet dan een stel lasnaden op elk celeinde van de eerste parallelle groep.Toen heb ik nog een reeks lasnaden toegevoegd aan elk van de negatieve terminals van de tweede parallelle groep.Dit gaf me 6 lassen, of één lassenset voor elke cel.Tenslotte heb ik die enkelzetsets opgevolgd met een paar lassen per cel om goed contact en verbinding te waarborgen.

Vervolgens voegde ik de derde parallelle groep na de tweede, het lijm in dezelfde richting als de eerste, zodat de bovenkant van de pack van positieve terminals naar negatieve terminals en terug naar positieve terminals langs de eerste drie evenwijdige groepen afwisselt.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (22)

Nu is deze stapheel belangrijk:ik ga het pakomdraaien en deze reeks lassen uitvoeren tussen de positieve caps op de tweede parallelle groep en negatieve terminals op de derde parallelle groep.In wezen lassen ik aan de andere kant van het pak zoals ik deed toen ik de eerste twee parallelle groepen verbond.Sla een paar foto’s hieronder over om het volledig gelaste pakket te zien om te begrijpen hoe het wisselende kantsysteem werkt.

Waarom kantelen we de pack tijdens het lasproces?We doen het omdat we op deze manier de positieve terminal van elke parallelle groep verbinden met de negatieve terminal van de volgende groep in de rij.Zo werken seriële verbindingen: altijd positief naar negatief tot positief naar negatief, afwisselend tussen de twee.

Wanneer we de vierde parallelle groep toevoegen, zullen we het opnieuw op de juiste plaats lijmen in de tegenovergestelde richting van de derde parallelle groep (en dezelfde oriëntatie van de tweede parallelle groep) en dan aan de tegenovergestelde zijde lassen als we tussen de tweede en derde groep (en dezelfde kant als we gelast tussen de eerste en tweede groep).

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (23)

Dit patroon gaat door totdat we alle 10 parallelle groepen hebben aangesloten.In mijn geval kun je zien dat de eerste en laatste parallelle groepen niet aan de bovenkant van het pak gelast zijn.Dat komt omdat ze de “uiteinden” van het pakket zijn, of de belangrijkste positieve en negatieve terminals van het gehele 36V-pak.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (24)

Elk van de celgroepen die niet bovenaan verbonden zijn, zijn onderaan verbonden

Het toevoegen van het BMS (Battery Management System)

De batterijcellen zijn nu in een groter 36V-pakket samengesteld, maar ik moet nog een BMS toevoegen om de op- en ontlading van de batterij te controleren.De BMS controleert alle parallelle groepen in de verpakking om de stroom op een veilige manier uit te schakelen aan het einde van het laden, evenwicht alle cellen identiek te maken en het pakket niet volledig te laten ontladen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (25)

Een BMS is nietnoodzakelijkerwijsstrikt vereist – het is mogelijk om het pakket zo te gebruiken, zonder een BMS.Maar dat vereist een zeer nauwkeurige controle van de batterijcellen om te voorkomen dat ze beschadigd raken of tijdens het opladen of ontladen een gevaarlijk scenario opleveren.Het vereist ook het kopen van een ingewikkelder en dure lader die alle cellen afzonderlijk in evenwicht kan opladen.Het is veel beter om met een BMS te gaan, tenzij u specifieke redenen heeft om jouw cellen zelf te controleren.

De BMS ik koos is een 30A maximale constante ontlading BMS, wat meer is dan ik nodig heb.Het is goed om conservatief te zijn en, indien mogelijk, je BMS met een hoger ampère te kopen dan je motor nodig heeft, zodat je niet in de buurt komt van de limiet. Mijn BMS heeft ook een balansfunctie waarmee alle cellen op elke lading gebalanceerd zijn.Niet alle BMS’s doen dit, hoewel de meeste wel.Wees voorzichtig met extreem goedkope BMS’s omdat dat waarschijnlijk een niet-balancerende BMS tegenkomt.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (26)

Om de BMS aan te sluiten, moeten we eerst bepalen welke van de balansdraden (de vele dunne draden) de eerste is (bestemd voor de eerste parallelle groep).Zoek naar de draden die aan de ene kant van het bord genummerd zijn.De mijne is aan de achterkant van het bord en ik ben vergeten om een ​​foto ervan te maken voordat ik het installeerde, maar vertrouw me dat ik kennis genomen heb van welk uiteinde de balansdraden beginnen.U wilt geen fout maken en de balansdraden verbinden die in de verkeerde richting beginnen.

Zorg ervoor dat u het bedradingsschema raadpleegt voor je BMS, omdat sommige BMS’s 1 balansdraad meer hebben dan cellen (bijvoorbeeld 11 sensorkabels voor een 10S-pak).Op deze verpakkingen gaat de eerste draad op de negatieve terminal van de eerste parallelle groep, waarbij de rest van de draden op de positieve terminal van elke opeenvolgende parallelle groep gaan.Mijn BMS heeft maar 10 sensorkabels, dus elk zal op de positieve terminal van de parallelle groepen gaan.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (27)

Het bedradingsschema dat bij mijn BMS wordt geleverd

Voordat ik het BMS echt in de packheb aangebracht, heb ik het aan een stuk schuim gelijmd om de contacten op de bodem van het bord te isoleren en vervolgens het schuim aan het einde van de batterij vastgelijmd met behulp van een lijmpistool.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (28)

Vervolgens nam ik de sensordraad B1 en soldeerde het naar de positieve aansluiting van de eerste parallelle groep (die ook hetzelfde is als de negatieve terminal van de tweede parallelle groep, aangezien ze met nikkelstrip verbonden zijn).

Wanneer u deze draden aan de nikkelstrook soldeert, probeer dan te solderen tussen twee cellen en niet direct boven op een cel.Dit houdt de warmtebron verder van het eigenlijke einde van de cel en veroorzaakt minder verwarming van de batterijcellen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (29)

Vervolgens heb ik mijn tweede sensordraad (of de derde sensordraad gebruikt als je één sensordraad meer hebt dan parallelle groepen) en het soldeerde naar de positieve terminal van de tweede parallelle groep.Nogmaals, let op dat ik deze draad soldeer op de nikkel tussen cellen om te voorkomen dat elke cel direct wordt verwarmd.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (30)

Ik ging door met alle 10 sensordraden, waarbij ik de laatste op de positieve terminal van de 10e parallelle groep plaatste.Als u niet zeker bent over welke groepen u of u verward bent, gebruik dan de digitale voltmeter om de spanningen van elke groep te controleren, zodat u weet dat u elke draad aan de juiste groep verbindt.

De laatste stap van de bedrading van het BMS is het laden en lossen van draden.De positieve ladingdraad en de ontladingsdraad van de verpakking worden beide rechtstreeks aan de positieve aansluiting van de 10e parallelle groep verbonden.De negatieve ladingdraad wordt aan de C-pad op het BMS gesoldeerd en de negatieve ontladingsdraad zal aan de P-pad op het BMS worden gesoldeerd.Ik moet ook een draad van de negatieve terminal van de eerste parallelle groep toevoegen aan de B-pad op de BMS.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (31)

Je zult gezien hebben dat ik voor mijn ladingskabels gebruik maakte van een grotere diameter dan de sensordraden die bij de BMS werden geleverd.Dat komt omdat het opladen meer stroom zal leveren dan die sensordraden zullen doen.Ook zul je de zien dat de ontladingsdraden (inclusief de B-pad naar de negatieve terminal van de verpakking) de dikste draden zijn van allemaal, aangezien deze de volledige kracht van het gehele pakket dragen tijdens het ontladen.Ik gebruikte 16 awg voor de laaddraden en 12 awg voor de ontladingsdraden.

U ziet ook in de volgende afbeeldingen dat mijn lading en ontladingsdraden aan de uiteinden zijn afgemaakt met een elektrische tape.Dit is om te voorkomen dat ze per ongeluk met elkaar in contact komen en de pack kortsluiting maakt.Een vriend van mij heeft me onlangs een andere (en waarschijnlijk betere) optie aangeraden om kortsluiting te voorkomen: vermaak eerst jouw connectoren aan de draden en soldeer ze dan op de verpakking en BMS.Doh!

Afdichting van de DHZ ebike batterij met shrinkwrap

Deze stap is optioneel.Je zou je batterij op een of andere manier moeten verzegelen om te voorkomen dat het op die nikkel wordt kortgesloten, maar dat hoeft niet noodzakelijkerwijs te zijn met shrinkwrap.Sommige mensen gebruiken tape, plastic wrap, stof, enz. Naar mijn mening is krimpfolie de beste methode, omdat het niet alleen een waterbestendige (maar niet waterdichte) afdichting levert, maar zorgt ook voor constante en gelijkmatige druk op al je verbindingen en draden, waardoor het risico op trillingsschade wordt verminderd.

Voordat ik mijn batterijen in shrinkwrap verzegel, verwikkel ik deze graag eerst in een dun laagje schuim om extra bescherming te bieden.Dit zorgt ervoor dat de uiteinden van je cellen niet beschadigen als de batterij ruw wordt behandeld of klappen te verduren krijgt, wat natuurlijk kan gebeuren als je een ebike-ongelukje maakt (de fiets valt om, bijvoorbeeld).Het schuim helpt ook de vibraties die de batterij op de fiets ervaart te dempen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (32)

Snijschuim op maat voor het verpakken

Ik gebruik wit 2mm dik kunstschuim en snijd een vorm iets groter dan mijn pak uit.Ik pak het op en sluit het met een elektrische tape.Het hoeft niet mooi te zijn, het hoeft alleen maar het pak te bedekken.Devolgende stap verbergt het schuim uit de weergave.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (33)

Vervolgens komt de hitte krimpbuis.Hittekrimpbuis met grote diameter is moeilijk te vinden, en ik heb geluk gehad met een grote score van verschillende maten van een Chinese leverancier voordat zijn voorraad leeg was.De beste manier om deze te vinden is lokaal of online (eBike-shop.nl levert ze op aanvraag exclusief voor ebike-tuning.nl leden).

Er zijn formules die er zijn voor het berekenen van de exacte grootte van de warmtekrimp die u nodig hebt, maar ik vind ze vaak te ingewikkeld.Hier de methode waarop ik een indicatie krijg wat de afmetingen zou meten zijn: neem de hoogte en breedte van de pack en voeg ze samen, en onthoud dat nummer.De grootte van de krimp die u nodig heeft, wordt bepaald door de vlakke breedte (halve omtrek) tussen dat nummer dat u heeft gevonden en tweemaal dat getal (of ideaal tussen iets meer dan dat getal en iets minder dan tweemaal dat getal).

Waarom werkt deze formule?Denk eraan: warmtekrimp (tenzij anders vermeld) heeft meestal een krimpverhouding van 2: 1, dus als ik iets nodig heb met minder dan tweemaal de omtrek (of omtrekken, omdat mijn pak niet echt een cirkel is) van mijn pack.Aangezien warmtekrimp met grote diameter in de halve omtrek (platte breedte) wordt aangegeven, en ik wil dat de krimp met een omtrek iets meer is dan de omtrek van mijn pack, weet ik dat ik de halve omtrekgrootte meer moet zijn dan de helft van mijn verpakking, die gelijk is aan de hoogte en de breedte van mijn pak.

Dat klinkt misschien verwarrend, dus laten we met echte cijfers werken.Mijn pak is ongeveer 70 mm hoog en ongeveer 65 mm breed.Dat betekent dat de helft van de omtrek van mijn pak 70 + 65 = 135 mm is.Dus ik heb heatshrink nodig die een platte breedte (of halve omtrek) van 135 tot 270 mm heeft, of om veiliger te zijn, meer zoals tussen 150-250 mm.En indien mogelijk wil ik op het kleinere uiteinde van dat range zijn, zodat de krimp krimpt en steviger vasthoudt.Gelukkig heb ik een 170mm krimpkoker die goed werkt.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (34)

Nog een ding om op te merken over warmtekrimp met grote diameter: tenzij anders vermeld, krimpt het spul meestal ongeveer 10% in de lange richting, dus je wilt een beetje extra toevoegen aan de lengte om rekening te houden met zowel de overlap als de longitudinale krimp.

Maar er is nog een ander probleem: als ik mijn pack gewoon in de tube zou schuiven, heb ik nog steeds blootgestelde uiteinden.Dit is min of meer ok, maar het zal niet erg waterbestendig zijn en het zal een beetje minder professioneel uitzien.

Dus ik ga eerst een breder (285 mm) exacte maar kortere krimpfolie gebruiken om rond de lange richting van de verpakking af te dichten.Dat zal de uiteinden eerst afdichten, en dan kan ik teruggaan met mijn lange en dunne stuk warmtekrimp om de lengte van de verpakking te doen.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (35)

Als je geen echte heatgun hebt, kun je een sterke haardroger gebruiken.Niet alle haardrogers zullen werken, maar mijn vrouw’s 2000 watt-model is geweldig.Ik bezit een echt warmtepistool, maar eigenlijk gebruik ik liever haar haardroger omdat het fijnere controles en een grotere uitvoer heeft.Als je maar niet de haardroger van je vrouw haar föhn verkl**t.

Nu heb ik mijn pack verzegeld in warmtekrimp met mijn draden die de naad verlaten tussen de twee lagen krimpfolie.Ik zou hier kunnen zijn gestopt, maar ik vond het niet bijzonder mooi hoe de krimp om de draden verwikkeld zaten, van een esthetisch oogpunt.Dus nam ik eigenlijk een derde stuk krimpwrap, dezelfde maat (285 mm) als dat eerste stuk en ging nog een keer om de lange as van de verpakking om de draden strak tegen het einde van de verpakking te trekken.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (36)

Dat resulteerde in in totaal drie lagen krimpfolie die voor een zeer beschermde batterij zorgt!

Afwerking

Het enige wat je nog moet doen is het toevoegen van de connectoren, tenzij je dat gedaan hebt voordat je de draden soldeerde, wat ik eigenlijk zou aanraden.Maar dat heb ik natuurlijk niet gedaan, dus ik heb ze bij deze stap toegevoegd.

U kunt alle connectors gebruiken die u wilt.Ik ben een grote fan van XT90-connectoren voor de ontladingsdraden.Ik gebruikte deze andere connector die ik in mijn onderdelen had voor de ontladingsdraden.Ik weet niet zeker wat dat type connector is genoemd, maar als iemand mij in de reactiesectie wil laten weten, dan zou dat geweldig zijn!

U kunt ook een label of andere informatie aan de buitenkant van de verpakking toevoegen voor die professionele uitstraling.Als dit niet voorhanden is, is het een goed idee om tenminste op het pakket te schrijven wat de spanning en capaciteit is.Vooral als u meerdere aangepaste batterijen maakt, zorgt u ervoor dat je nooit vergeet wat de juiste laadspanning voor het pakket is.

How To: Doe-het-zelf elektrische fiets accu van lithium 18650 cellen - ebike-tuning (37)

U wilt ook de batterij met een vrij lichte lading in het begin testen.Probeer een makkelijke rit op de eerste paar ladingen, of beter nog, gebruik een ontlader als u er één hebt.Ik bouwde een aangepaste ontlader uit halogeenlampen.Deze maakt het mogelijkom mijn batterijen volledig op verschillende vermogensniveau te ontladen en de uitgang te meten.Deze specifieke batterij gaf 8,54 Ah op zijn eerste ontladingscyclus met een ontladingssnelheid van 0,5c, of ongeveer 4,4 A. Dat resultaat is eigenlijk redelijk goed en komt overeen met een individuele gemiddelde celcapaciteit van ongeveer 2,85 Ah of 98% van de nominale waarde capaciteit.

Fabrikanten beoordelen hun capaciteit bij zeer lage ontladingssnelheden, soms gewoon 0.1c, waarbij de cellen op hun maximum optreden.Dus wees niet verbaasd als je alleen maar 95% of zo krijgt van de geadverteerde capaciteit van je cellen tijdens echte wereldontladingen.Dat is te verwachten.Ook zal de capaciteit waarschijnlijk een beetje oplopen na de eerste paar lading- en ontlaadcycli als de cellen in elkaar komen en in evenwicht zijn met elkaar.

Nu is het jouw beurt!

Nu heb je alle informatie die je nodig hebt om je eigen elektrische fiets lithium batterij te maken.Je hebt nog een paar tools nodig, maar je hebt in ieder geval kennis.Vergeet niet om het langzaam te doen, alles van tevoren te plannen en van het project te genieten.En vergeet niet de veiligheidsuitrusting!

You might also like

Latest Posts

Article information

Author: Msgr. Refugio Daniel

Last Updated: 09/01/2022

Views: 6263

Rating: 4.3 / 5 (54 voted)

Reviews: 85% of readers found this page helpful

Author information

Name: Msgr. Refugio Daniel

Birthday: 1999-09-15

Address: 8416 Beatty Center, Derekfort, VA 72092-0500

Phone: +6838967160603

Job: Mining Executive

Hobby: Woodworking, Knitting, Fishing, Coffee roasting, Kayaking, Horseback riding, Kite flying

Introduction: My name is Msgr. Refugio Daniel, I am a fine, precious, encouraging, calm, glamorous, vivacious, friendly person who loves writing and wants to share my knowledge and understanding with you.