本帖為製作安裝進行式,由於疫情期間快遞影響,隨進度陸續更新,預計一週內裝車。
話說2016年3月購入的H6,下個月滿4年。春節這段時間都宅家裡,偶爾開車,啟動顯得無力,雖然還能再堅持一段時間,但想來年限已到,該換電瓶了。
我的上一輛車大約也是4年換的電瓶,但明顯不如原裝電瓶耐用。有此經歷,所以想一勞永逸的解決這個問題,辦法就是換磷酸鐵鋰電池。這個電池的優點不用多說,有興趣網上可查。X寶查詢,磷酸鐵鋰電瓶價格離散較大,從最低的五、六百到一千五六都有。低了的不放心,高了的不划算,畢竟也不是什麼豪車。最終決定採用自組電瓶,起碼自己放心。
首先是電池芯選取;原車電瓶是瓦爾塔60AH,磷酸鐵鋰則不需要這麼大的容量。理由是;鉛酸電瓶容量也是隨使用時間逐步衰減的,有數據稱一年後容量降30%。且後期的鉛酸電瓶,內阻明顯增大,是造成電壓一充就滿,一放就垮的主要原因。
據稱寶馬有款新車使用的就是20AH磷酸鐵鋰啟動電瓶,隔壁論壇有壇友用實際容量6AH左右的二手電芯製作一塊電瓶也正常使用,應急啟動電源2.5AH也能啟動。從汽車供電的邏輯來看,電瓶要提供啟動時150A左右的大電流,還要承擔停車後,車載電器的休眠電流,對H6而言,這個電流大約10mA。汽車啟動後,全車供電都由發電機供電,同時給電瓶充電。
所以,非自動啟停的車,20AH的磷酸鐵鋰電瓶應該完全勝任。
安全性和可靠性;磷酸鐵鋰電池本身是很安全的,完全不輸於鉛酸電瓶,短板在於磷酸鐵鋰的保護和均衡上面。市售保護板,滿足啟動時大電流放電性能的價格約200+RMB,但可靠性未得到驗證。磷酸鐵鋰4串,剛好3.6*4=14.4V,正是原車的充電限制電壓,放電原車也有限制,且磷酸鐵鋰電池的抗過放能力也很好,(五六年前曾經做過磷酸鐵鋰的應急啟動電源,幾次擱置至零V也都能恢復使用。)
關鍵是,汽車上的這些裝置的可靠性,遠非普通電子產品可比,什麼叫“汽車級”可瞭解下。有鑑於此,保護板我認為完全可以不用,那麼還有一個問題就是充電均衡的問題。不同於鉛酸電池,磷酸鐵鋰電池組是必須要均衡充電的。
X寶有售保護板帶均衡,均衡電流約幾十毫安至一百多毫安,太小了點,聊勝於無罷了。也有單獨的均衡板,均衡電流幾百毫安至幾安培的都有。但這個也有問題,均衡電流大了發熱就很嚴重,裸板還不能外露放置,密封后均衡板再發熱,可靠性就存疑了。
所以決定自制均衡板。解決散熱問題。本來不打算用電瓶外殼,就用磷酸鐵鋰電池自身的外殼就行,但考慮到年審或會有麻煩,還是訂購了一隻電瓶外殼。
自此,方案及預算敲定(含快遞費);
電瓶外殼一隻:82.50元
20AH磷酸鐵鋰大單體電池四隻:245.00元
電子元件及輔料:10.00元
自有材料(線,接頭,雜件)若干。
總費用337.50元,與之相比,換鉛酸電瓶帶舊電瓶回收後也是這個價。如果把舊電瓶回收100元減去,這個磷酸鐵鋰電瓶實際花費227.50元。
電池到了
![裝車完成!哈弗H6自組磷酸鐵鋰啟動電池替換原車電瓶](http://p2.ttnews.xyz/loading.gif)
這是國內大廠的產品,尺寸:150*27*95mm,螺孔M6,標稱容量20AH,高倍率---最大15C放電。
![裝車完成!哈弗H6自組磷酸鐵鋰啟動電池替換原車電瓶](http://p2.ttnews.xyz/loading.gif)
初測電壓,基本一致,4塊電池差別在0.00XV。
用1mm絕緣板隔開。貼雙面膠。
膠帶固定。
四塊重量共計2.745Kg,比鉛酸電池輕多了。
先將4塊電池並聯充電,相當於電池初始化,使得4塊電池儘量均衡。
準備連接片,15*2mm紫銅。因為這個電池的正極是鋁材,為了避免銅鋁接觸,另備4片純鎳片作為過渡。
電瓶外殼到貨。
底部貼上雙面膠。
先放進去試一下,空間還有很大富餘。
聯結
總內阻簡單測量。
方法是利用1KHz、200mA正弦波電流源,然後測端電壓降換算:
1.493mV / 200mA=7.465毫歐
核對;4塊電池=3.36 引線AWG8,0.26米電阻=1.092 兩項共計4.452毫歐,再算上接觸電阻3毫歐,總計內阻在預期之內。
昨天快遞終於把材料送齊了,把均衡板做好,今天上午和朋友一起自己動手換了電瓶。前面說過,市售均衡板不盡人意,常見的三種均衡方式各有優缺點。
我是採用最簡單但相對可靠的能耗式均衡,這種方式的缺點是;要達到較好的均衡效果則發熱較嚴重。
以我計劃的單路均衡電流800mA,假如四路同時工作,則有4*0.8*3.6=11.52W的熱耗散,如果把這個板和電池密封在一個體積不大的電瓶殼裡,長時間工作的溫升可想而知對電芯和電子元件都是非常不利的。
所以我的做法是;發熱的電阻外露散熱,每路電阻為3*1.5R/2W,電路板密封在小盒子裡。
均衡IC用的是YH2212,這個實際上就是一個自帶3.6V電壓基準的比較器,官方推薦電路如下。
均衡板及密封盒
連接均衡線,這裡注意;不能用接插件,線儘量粗一點,目的是減少迴路的電壓降。因為這個電壓降會造成檢測端電壓偏低,使電池超過均衡保護電壓。我這裡用的是16AWG高溫硅膠線,1.27平方。建議不低於1A*平方。
珍珠棉做的卡子,起進一步的固定作用。
全部製作完成
預充電及均衡測試,充電電流1.2A,燈開始閃爍時的電壓為3.579V,繼續充約40分鐘後燈轉常亮,此時電壓3.59V左右,四路基本一致。
原車電瓶開始拆卸。
新舊電瓶
安裝磷酸鐵鋰電瓶
安裝完成
均衡盒用雙面膠固定
裝車結束,連續啟動幾次均順暢,電瓶端電壓正常,轉速2000轉以上14.4V,以下14.3V。
馬上去跑了約20公里,隨時監測電壓均為14.3V。這是等紅燈時拍的。
拆卸電瓶是沒有搭電,上車後發現左後輪胎壓無顯示,繼續跑了約兩公里後胎壓顯示出現,一切正常。
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