Rakennetaan 1kWh li-ion akku

Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
Maailmanloppu tulee, sähkö loppuu ja rakenteluhimo kolkuttelee.

Lopputuotteen tavoitteeksi otin kyvyn pyörittää 800W/1600W peak invertteriä + muutama sisäänrakennettu USB / USB-C liitin joilla saa läppärin, kännykät ja dji minin usb-c charging hubin pyörimään.

Kokoluokaksi valikoitui ~1kWh kun yhdistin sopivan kompromissin kannettavuutta, energiamäärää ja potentiaalista ulostulotehoa.
nkon.nl kaupasta lähti tilaukseen pistehitsausliuskaa ja:
60x LG INR21700-M50LT

Kennot olivat tilaushetkellä varsin edullisia ja siedettävä kompromissi energian + tehon suhteen. Ylimalkainen netistä kaivettu specsheet vähän varoittelee liian nopean latailun ja purkamisen suhteen etenkin jos lämmönhallinta ei ole kunnossa, mutta eiköhän näillä pärjätä.

BMS:ksi valikoitui Aliexpresistä 6-8S 100A ”SmartBMS” ~40€:llä.
033104D8-4FE5-4FBC-829A-E0739FBC46C1.jpeg

Päädyin lopulta 7S up-to 29.4V akustoon, koska sillä tavalla saan virrat pysymään pienempinä ja aliexpressistä löytyi 20-30V alueella toimivia inverttereitä + 20V USB-C ulostulot saa toimimaan puoli-ilmaisilla 4€ SW3516 step-down kilkkeillä (nämä lisään kun saapuvat USB kilke ).

Tulostimme työkaverin 3D-printterillä 21700 kennoille generoidut 7S8P pidikkeet.
572B90B6-6FBB-4753-A001-476BFD56A660.jpeg

Akustoa rakentaessa pitää olla tarkkana. Sitä mukaa kun hitsaa kennoja yhteen nipussa oleva jännite + energiamäärä kasvaa ja mahdollisen oikosulun aiheuttamat vahingot kasvavat -> parempi olla varma ettei vahingossa käräytä rakenteilla olevaa akustoa.
09A025F3-C8B4-4F99-9CCD-D0BDA9444EF4.jpeg

Kun kennot on niputettu yhteen, pitää BMS:n balance-wiret kytkeä oikeassa järjestyksessä jokaiseen väliterminaaliin ja lopulta koko kennon + ja - navat BMS:ään paksulla piuhalla. Tässä kohtaa korkeampi jännite auttaa, vähemmän virtaa kuljetettavana. Ei tarvitse kommentoida juotosjälkeä…
9285C3E5-0030-4840-AAB5-39BF63346520.jpeg

Tämän jälkeen akku on täysin kunnossa ja vaarallinen, koko paketti kutistesukkaan BMS:ineen.
FAA2FED1-8075-46DB-9F18-AB4C2013CC03.jpeg

Aliexpressin toimittama muovisalkku on aika tuhdin tuntuinen ja väittäisin vähintään roisketiiviiksi. Kanteen reikä puolen pennin (0.2V liikaa näyttävälle) hienolle siniselle jännitenäytölle ja BMS:n käynnistyspainikkeelle. Nappulassa on kuminen o-rengas tiivisteeksi ja näytön reikään vähän liimaa tiivisteeksi.
53EF3B29-FBE2-4E9F-97A2-987399C687BE.jpeg
Kylkeen dremelöin kaksi reikää rinnankytketyille ja kuumaliimalla kiinnitetyille XT60-liittimille. Invertteri pyöriköön toisesta + ajattelin että toisesta voisi koittaa ensi kesänä latailla MPPT:llä paneeleilla.
C99E0CA9-2CC5-440B-B0F3-55082163B307.jpeg
To-do listalle jäi kiina-postin mukana toivottavasti joskus perille tulevat USB-kilkkeet. Katsotaan saanko 3 mahtumaan. Vähintään kaksi menee helposti.

BMS:n bluetooth-yhteys toimii hienosti. Seuraavaksi pitää vähän konffailla BMS:n asetuksia ja katsoa miten SOC-näytön saa kalibroitua hyvin jne.
AA196D29-97B7-4031-9FFD-4A9E402B68FB.jpeg

Eka lataus + purkusykli antoi 180W keinokuormaan 976Wh ulos, alemmalla teholla saisi varmaan vähän enemmän. Pitää vähän tutkia, että mihin kohtaan BMS:n low voltage disconnectin konffaisi.
F7FCE477-8266-49BE-A44E-14A62DF658CC.jpeg
 
Viimeksi muokattu:
Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
Kennojen pre-production datasheetissa kapasiteetti on mitattu 4.2V -> 2.5V syklillä, kun oma BMS:ni on nyt konffattu 3V low voltage disconnectille joka selittänee tuon hieman vajaaksi jäävän kapasiteetin suhteessa speksattuun.

Pidän todennäköisesti nykyisen asetuksen. On parempi kun ei päästä kennoja ihan tyhjäksi, etenkin jos lataaminen ei onnistu ihan välittömästi käytön jälkeen. BMS suorittaa top-balansointia, pitää katsella miten saan sen tyhmähköllä 29.4V @ 15A CC / CV-laturilla toimimaan sopivasti.

Kaveri ehdotti tehodiodin kytkemistä latausliittimeen, jolloin 29.4V latausjännitettä saisi tiputettua mukavasti. Tuon voisi kolvata XT60-adapteriksi jolloin sen saisi helposti pois välistä, jos se aiheuttaa ongelmia. Pieni top-buffer ei varmastikaan haittaisi syklikeston suhteen.
 
Liittynyt
05.01.2017
Viestejä
742
Ootko seuraillu miten LiFePo4 kennojen tarjontaa? Mietin UPS:ää ja kun katsellaan akkujen ominaisuuksia niin suosisin kotikäytössä mieluummin tuota kuin perinteisempää LiPoa mm. paloturvallisuuden vuoksi. Onko niitä vaan hirveästi edes kennoina saatavilla vai lähinnä valmisakkuina.
Sen pitäisi myös olla hieman halvempaa tekniikkaa kuin LiPo ja Li-on, mutta ilmeisesti näin ei käytännön tasolla kysynnän noustessa.
 
Liittynyt
05.01.2021
Viestejä
2 983
Tämä projekti vaikutta siltä, että on syytä olla vakuutukset oikeasti kunnossa. Jos sekään edes auttaa kun tuo loimahtaa tulille....

Mutta muuten, hienon näköinen viritys.....hats off.
 
Liittynyt
05.01.2017
Viestejä
742
Tämä projekti vaikutta siltä, että on syytä olla vakuutukset oikeasti kunnossa. Jos sekään edes auttaa kun tuo loimahtaa tulille....

Mutta muuten, hienon näköinen viritys.....hats off.
Sillä mietinkin litium-rauta-fosfaattiakkuja pohjaksi. Ilmeisesti ei oikein leimahda.
 
Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
Nämä ovat ihan normaaleita LG:n NMC-kennoja, ilmeisesti samoja joita käytetään Teslan LR-packeissa. Ainakin päällisin puolin laadunvalvonta vaikutti hyvältä. 60 tullutta akkua olivat silmämääräisesti tarkasteltuna kaikki täysin virheettömiä + näiden jännitetasot olivat tyyliin +-0.002V tarkkuudella identtiset toimitettaessa.

LFP:tä en halunnut käyttää, koska tämän on tarkoitus olla kannettava ja en halua kantaa tuplasti painoa. Nyt painoa on kotelointeineen 5.1kg josta kennot ovat 3.8kg. LFP kennoilla painoa olisi ainakin 8-10kg + kokoakin reilummin.

En nyt varsinaisesti tiedä onko tämän paloturvallisuusriski juurikaan suurempi kuin kaupallisten powerbankkien / powerstationeiden vastaava. Rakentamisen yhteydessä riskiä kyllä oli jonkin verran kun akkujen terminaalit olivat paljaana ja varomaton piuhojen / työkalun käpistely olisi voinut oikosulkea asioita. Toki tuo on edelleen vaarallinen jos naulapyssyttää kotelosta läpi.
 
Liittynyt
05.01.2021
Viestejä
2 983
Ihan mielenkiinnosta, paljonko tuollainen paketti tuli maksamaan ?
Eihän tuole nyt todennäköisesti paljoa käöyttöä tule ? Mutta onpahan varauduttu ja askarteluhimo tyydytetty ?

Tuo salkku kourassa sitten juhannusfestareille tarjoamaan liikkuvaa puhelimenlatauspalvelua. 5 EUR/ lataus.
 
Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
Kennot + juotosliuskat 240€
BMS 40€
Laukku 27€
XT60 liittimet 8€
Invertteri 51€
Laturi 40€
USB liittimiä jne. tilattuna n. 25€:llä, osa ei kyllä päädy käyttöön, mutta kun jotain 2-3€ kilkkeitä aliexpressistä tilaa, niin samalla vaivalla miljoonalaatikkoon sitten vähän osia

Invertteriä ei tarvitse jos USB-C ulostulot piisaavat. Laturiksi voisi ottaa halvemmankin, mutta tilasin 15A mallin, jolla tämän saa ladattua täyteen alle kolmeen tuntiin.
 
Liittynyt
16.12.2016
Viestejä
416
"Kaveri ehdotti tehodiodin kytkemistä latausliittimeen, jolloin 29.4V latausjännitettä saisi tiputettua mukavasti"

Tai sitten vaan ohjelmoi bms asetukset sopivaksi. Eli laitat sen max voltagen missä lataus lopetetaan oikeaksi. Niin kennoryhmätasolla kuin koko akun tasolla. Lisäksi voit vaihtaa asetuksista, että missä jännitteessä kennojen balansointi alkaa ja loppuu jne.
 
Liittynyt
16.10.2016
Viestejä
1 261
aina kun kuulee lipo-yhteydessä sanan aliexpress, niin alkaa puistatuttaan.
 
Liittynyt
29.11.2018
Viestejä
316
Itse suunnittelin joskus, että tekisin litium akun, jossa olisi jännite jotain 125-215v, niin voisi ilman invertteriä käyttää siinä laitteita (pois luettuna perinteisillä muuntajilla toimivat laitteet). Ongelma on, että ei oikein ole sopivaa laturia tuollaiselle, mutta jos tekisi vaikka 5 x 10s akun ja laittaisi ne vielä sarjaan. Pitäisi olla sitten myös 5 x laturi ja 5x BMS, mutta tosiaan invertterille ei enää tarvetta ja lähtöön voisi ruuvata suoraan jonkun pistorasian, mihin sitten kytkeä laitteita.
 
Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
Toivuin viimein koronan kakkoskierroksesta sen verran, että sain kolvattua invertterin syöttökaapelit ja pääsin testaamaan.

Aika hirveä viritys tuli tästä ekasta testistä. Invertterin kosketin on joku kansainvälinen "kaikki käy"-malli. Aivan järkyttävän löysä normaaleilla EU / sveitsi-töpseleillä.

Onneksi asuin aikaisemmin briteissä pari vuotta: kellarin miljoonalaatikosta löytynyt UK -> EU adapteri istuu tiukasti ja hyvin. Siihen perään tehomittari ja sen jälkeen EU -> Sveitsi adapteri ja perään leivänpaahdinta resistiiviseksi testikuormaksi.

BMS:n ios-appsi kertoo kevyellä paahdolla 735-750W output-tehosta ja Ultimate tehomittari arpoo 700-710W teholukemia. Kuulostaa aika kovalta hyötysuhteelta invertterille, mutta ainakin lyhyt 700W kuorma toimii ilman ongelmia. Aika äänekkääksi tuo invertterin 4-5cm tuuletin innostuu, mutta parempi varmaan niin.

IMG_4103.jpg

Testasin samalla tuollaista 2x 45W USB-C adapteria, vaikuttaa ihan soivalta peliltä. Macbook Pro latautuu 45W teholla tyytyväisenä.

Pitänee ruuvata se tuohon kanteen + kolvata kiinni.
 
Viimeksi muokattu:
Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
Itse suunnittelin joskus, että tekisin litium akun, jossa olisi jännite jotain 125-215v, niin voisi ilman invertteriä käyttää siinä laitteita (pois luettuna perinteisillä muuntajilla toimivat laitteet). Ongelma on, että ei oikein ole sopivaa laturia tuollaiselle, mutta jos tekisi vaikka 5 x 10s akun ja laittaisi ne vielä sarjaan. Pitäisi olla sitten myös 5 x laturi ja 5x BMS, mutta tosiaan invertterille ei enää tarvetta ja lähtöön voisi ruuvata suoraan jonkun pistorasian, mihin sitten kytkeä laitteita.
Mitä laitteita haluat ajaa 120-220V tasavirralla, mikä ei toimisi nätisti myös 20V USB-C:llä?
 
Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
Noniin, komento takaisin.


Nämä vaikuttavat huonoilta, ei kannata ostaa. Ajattelin että tuollainen kumiläpällä oleva 2x 45W USB-C 12-32V adapteri olisi hyvä tapa saada pari USB-C liitintä. Ei vaikuta olevan kunnollinen. Tämä kyllä aloittaa aina läppärin lataamisen up-to 20V @ 2.2A tjsp vauhdilla, mutta hetken päästä (ehkä lämpenemisen takia?) vauhti putoaa ~4.4V @ 3A tasolle.

Olen testannut nyt kaksi yksilöä ja molemilla vaikuttaisi olevan sama toimintamalli. Lataus / virrananto alkaa mukavasti, mutta minuutin / parin jälkeen teho putoaa 13-14W tasolle. Muutenkin tehonäyttö vaikuttaa välillä jäätyvän kiinteästi johonkin lukemaan ja jännitenäyttö näyttää 0.25-0.3V liikaa...

Jatkan testejä - tarkoitus ajaa työläppäriä nyt ainakin päivä / pari akusta ja katsoa miten homma toimii.
 
Liittynyt
19.06.2017
Viestejä
83
Enpä kyllä kytkisi mitään normaaliin pistorasioihin kytkettäviä laitteita tuohon 120-220v tasavirtaiseen akkuun. Suurella todennäköisyydellä laitteen voimasavut tulevat pihalle.

Vinkki: selvitä tasavirran ja vaihtovirran eroavaisuus.
 
Liittynyt
10.11.2018
Viestejä
1 214
Enpä kyllä kytkisi mitään normaaliin pistorasioihin kytkettäviä laitteita tuohon 120-220v tasavirtaiseen akkuun. Suurella todennäköisyydellä laitteen voimasavut tulevat pihalle.

Vinkki: selvitä tasavirran ja vaihtovirran eroavaisuus.
Jos oikeasti tietää noiden erot ja laitteen toimintatavan jota on kytkemässä, voit hyvin laittaa tasasähköllä toimimaan. Esim. jotkut sähkötyökalut sisältävät yleisvirtakoneita jotka saattavat toimia jopa paremmin DC virralla kuin AC
 
Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
Noniin, komento takaisin.


Nämä vaikuttavat huonoilta, ei kannata ostaa. Ajattelin että tuollainen kumiläpällä oleva 2x 45W USB-C 12-32V adapteri olisi hyvä tapa saada pari USB-C liitintä. Ei vaikuta olevan kunnollinen. Tämä kyllä aloittaa aina läppärin lataamisen up-to 20V @ 2.2A tjsp vauhdilla, mutta hetken päästä (ehkä lämpenemisen takia?) vauhti putoaa ~4.4V @ 3A tasolle.

Olen testannut nyt kaksi yksilöä ja molemilla vaikuttaisi olevan sama toimintamalli. Lataus / virrananto alkaa mukavasti, mutta minuutin / parin jälkeen teho putoaa 13-14W tasolle. Muutenkin tehonäyttö vaikuttaa välillä jäätyvän kiinteästi johonkin lukemaan ja jännitenäyttö näyttää 0.25-0.3V liikaa...

Jatkan testejä - tarkoitus ajaa työläppäriä nyt ainakin päivä / pari akusta ja katsoa miten homma toimii.
Ajoin kaverin kanssa vähän testejä ja adapteri näyttää toimivan ihan hyvin kunhan kuorma ei yritä vetää yli 2.2A 20V asetuksella. Harmillisesi 16” MBP tuppaa ottamaan 2.29A tjsp, joka trippaa noiden adapterien suojapiirin ja seurauksena tuo putoaa 5V 3A moodiin. 13” MBP:llä ongelmaa ei ole, se tuntuu olevan vähän konservatiivisempi virtapyynnössään ja ei ylitä adapterin virtarajoja. Minulla ei ole usb-c analysaattoreita ja kykyä arvioida, että kumman vika tässä tapauksessa on - pyytääkö MBP vaan enemmän kuin saisi vai tarjoaako adapteri liian lähelle omaa sisäistä turvarajaansa. Saati että mitkä toleranssit speksi sallii.

Jännite näyttää (kiinalaisen) usb-c mittarin mukaan jäävän karvan alle speksin, joten ehkä apple yrittää kompensoida vajaaksi jäävää tehoa vetämällä karvan enemmän virtaa? Ei mitään käryä, yhteensopivuusongelma kuitenkin. Tabletit ja älypuhelimet jne. varmaan latautuisivat tyytyväisenä tuosta adapterista, joten ehkä laitan sen sittenkin kanteen.

Tehokkaammat läppärit tulevat saamaan näiden yhdistelmän:

Ajoin jälkimmäisellä MBP 16”:sta xt60:sestä 2pv putkeen - tein töitä offgridinä ilman ongelmia kaksi työpäivää.

Latasin eilen yösähköllä ”halpaa” sähköä akkuun n. 700Wh-800Wh lisää potkua (10 -> 90% soc, soc% kalibrointi vielä vähän kesken, joten arviolukemilla mennään). Pitäisi vaan löytää energiaa testata enemmän. Korona nosti kuumeen aamulla 38.5C:hen ja veti miehen kanveisiin…

29CA85DC-FE72-4186-BCA9-DA084F63887F.jpeg

Paloturvallisuudesta sen verran, että akku on nyt ollut tuossa ikkunalaudan vieressä josta sen saa kyllä aika helposti heivattua ikkunasta ulos jos tarvetta ilmenisi. Palavaa materiaalia kyllä on ympärillä, mutta niinhän jengillä on älypuhelimetkin sängyssä mukana ja niidenkin akut ovat joskus tiettävästi syttyneet palamaan.

BMS:ssä on kolme lämpötila-anturia, yksi sisäänrakennettu ja kaksi kuumaliimattuna eri puolilla akkupakettia. Olen testaillut usb-adapterien, laturin ja invertterin lämpöjä vähän väliä kun olen akkua käyttänyt.

Toistaiseksi olen aina irrottanut kaikki kuormat / lataukset kun olen jättänyt akun yksin. Ongelma tietty on, ettei tuota voi mitenkään valvoa 24/7.
 
Viimeksi muokattu:
Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
No mitä nyt yleensä pistorasiohin laitetaan. Kaikki missä on joko hakkuri tai täysin resistiivinen kuorma käy.
Nyt kun invertterin mölytuuletinta kuuntelin, niin tosiaan esim. 24-27” lcd näyttö olisi kiva kytkeä ilman invertteriä. Ei tuota invertteriä halua käyttää kuin pakon edessä vähän aikaa, eikä todellakaan työpäivää läppärin vieressä.

Nyt käytännössä työtehon nostamiseksi pitäisi kytkeä läppäriin 15” usb-c näyttö tai ipad lisänäytöksi.
 
Liittynyt
02.12.2016
Viestejä
2 007
Täällä vähän samanlaisia projektipohtimuksia, mutta tarve olisi enemmänkin saada puhdasta ja reguloitua 5v ja 12v DC sähköä ulos ulkomaailman tilanteesta riippumatta. Noita vähän vaihtelevan sattumanvaraisessa kunnossa olevia 18650 kennoja on kertynyt sekalainen kokoelma tässä vuosien saatossa, joku 100-200kpl, mietin että jos niistä rakentelisi jonkunlaisen 50 kappaleen rinnankytketyn patteriston, ja niitä sitten esim. neljät sarjaan että saa sen 10-16v ulostulon, mutta miten tuosta eteenpäin olisi sitten järkevin tiputella jännitteet 5/12v, halua olisi kuitenkin ottaa muutamia kymmeniä ampeereja ulos molemmista linjoista?

Kaikkein helpoin tietysti olisi vaan kytkeä ihan kaikki pökäleet rinnan ja ottaa jollain kahden sentin aliexpressin buck-boost lankulla aina se 2-3 ampeerin lähtö per laite, mutta hienompihan se toki olisi jos saisi mahdollisuuden isommille virroille ~samaan rahaan kuin mitä 10-20kpl noita pikkulankkuja joutuisi sijoittamaan.

edit. näillä siis pyöriteltäisiin Raspia, ulkoisia usb-levyjä, reititintä, valvontakameraa jne jne
 
Viimeksi muokattu:
Liittynyt
16.10.2016
Viestejä
555
Ei tuu hyvä jos sekoittelee eri kokoisia cellejä akkupakettiin. Ne pitäisi tarkistusmitata (lataus ja purku, pelkkä lataus ei kerro) ja kirjoittaa jokaisen cellin mAh ylös. Sitten käyttää työkalua kuten rePackr - 18650 pack builder joka avustaa miten erikokoiset cellit sekoitetaan pakassa, että tulee keskiarvokapasiteetti mahdollisimman lähekkäin toisiaan.

Esim: 2s3p, 2 sarjassa, 3 rinnan.

(2000mAh + 2000mAh + 2000mAh) + (2500mAh + 2500mAh + 2500mAh)
-> ensimmäinen ryhmä rinnankytkettyjä akkuja (3p 2000mAh) jännite nousee aikaisemmin kuin 2500mAh toverinsa, sillä siihen tarvitaan vähemmän energiaa täyteen lataukseen, ja *kaikkiin* celleihin menee samanaikaisesti yhtä paljon virtaa, lopputuloksena siis BMS katkoo latauksen (kun 2000mAh on 4.2V) ennen kuin 2500mAh paketit ovat täynnä (3.9V?), akku täysin epäbalanssissa.
 
Liittynyt
02.12.2016
Viestejä
2 007
Juu tuo puoli on hanskassa, joka kenno käynyt 10A purkuvirralla kapasiteetti / dc-vastusmittauksen ja tuolla tasapainotuksella nyt ei niin kriittistä merkitystä, tuosta voisi sitten tarvittaessa repiä irti tai lisäilllä kennoja sitä mukaa jos tahtoo mennä tasapainot ihan vituralleen kun tätä ei ollut tarkoitus paketoida mihinkään sen tarkemmin, säilytys olisi jonkunlaisessa 19" räkkikehikossa. Pökälekohtainen virtamääräkin jäisi tuollaisella 40-50 rinnankytketyllä paketilla niin alhaiseksi että ei ihan kauheasti haittaa vaikka joku siitä sarjasta olisi 30mohm ja toinen 130mohm ja toisessa kapaa 500mAh ja toisessa 3000mAh.

Lähinnä nyt vaan tuo dc-dc muunnos tässä askarruttaa että miten sen tekisi järkevimmin / kustannustehokkaimmin.
 
Liittynyt
17.10.2016
Viestejä
10 678
Staattiseen asennukseen hommaisin LFP-prismatic kennoja tai server-rack akun. En tunne muita kuin näitä USB-reguja, joten sen suhteen en osaa auttaa.
 
Toggle Sidebar

Uusimmat viestit

Statistiikka

Viestiketjut
194 273
Viestejä
3 508 436
Jäsenet
62 474
Uusin jäsen
Korpraali

Hinta.fi

Ylös Bottom