Las baterías de litio para eBikes vienen en una variedad de tamaños y niveles de potencia, pero también puede hacer sus propias baterías de bicicleta eléctrica para personalizar el tamaño y el ajuste. Aquí se explica cómo elegir las baterías de iones de litio adecuadas y combinarlas para crear sus propios paquetes de baterías de litio para usar en bicicletas eléctricas.
Conclusiones clave:
- Las celdas de la batería de iones de litio se pueden unir en serie para aumentar el voltaje y en paralelo para agregar capacidad
- Elegir la batería de bicicleta eléctrica correcta es un compromiso entre el peso, el alcance y la potencia
- Un sistema de administración de batería (BMS) ayuda a prolongar la vida útil de la batería
- Asegúrese de que la batería de su bicicleta eléctrica proporcione suficiente capacidad de energía para el motor
Tiempo para completar: 2-4 horas
Dificultad: Experto
Herramientas necesarias
Celdas de batería
Voltímetro
Soldador por puntos (preferiblemente uno diseñado para electrónica)
Pistola de silicona
Tira de níquel
Cinta no estática
alambre de silicona
Película retráctil o cinta térmica
Acolchado de espuma
Sistema de gestión de batería (BMS)
Tijeras
Soldador y soldadura
Conectores eléctricos
Guantes de trabajo
Gafas protectoras
(Opcional) portapilas
Pasos totales: 6
Las baterías de litio para eBikes vienen en una variedad de tamaños y niveles de potencia, pero también puede hacer sus propias baterías de bicicleta eléctrica con componentes listos para usar.
Diseño de paquete de batería
Al planificar las baterías de su bicicleta eléctrica de bricolaje, primero querrá decidir el tamaño de la batería que necesita. Los requisitos de capacidad de la batería dependen del tipo de motor, los hábitos de conducción y el terreno. Un motor eléctrico más grande y potente necesita un paquete de baterías capaz de entregar más corriente y mantener la temperatura correcta bajo carga.
Puede construir su propia batería de litio para bicicleta eléctrica uniendo muchas celdas pequeñas de iones de litio disponibles en el mercado. El tamaño más común para estas celdas es de 18 x 65 mm. Estas baterías recargables se conocen como celdas 18650 y, por lo general, vienen con una capacidad de 3 Ah y están clasificadas para 3,6 voltios nominales.
Para fabricar la batería con el voltaje correcto para su eBike, deberá conectar varias de estas celdas en serie. Un paquete típico de 36 voltios necesitará 10 celdas de este tipo en serie, lo que lo convierte en un paquete 10S. Una batería de 48 V necesitará de 14 a 16 celdas, según las especificaciones de voltaje exactas de cada celda.
Para alcanzar la capacidad necesaria de la batería, cablee más filas de celdas en paralelo. Para una batería de 30 amperios por hora que puede ofrecer alrededor de 25 a 50 millas de alcance con una sola carga, necesitaría 10 celdas de 3 Ah en paralelo.
Al conectar celdas en paralelo, asegúrese siempre de que cada celda tenga el mismo nivel de carga; conectar una celda menos cargada a una celda más cargada provoca una descarga rápida y es un gran riesgo de incendio.
Ubicación de montaje
Una vez que haya decidido el tamaño de la mochila completa, planifique dónde la montará en la bicicleta. Un montaje en portabultos trasero funciona bien para los tipos de batería más pequeños, y el montaje debajo del tubo suele elegirse para eBikes con una batería más grande, debido al centro de gravedad favorable y la distribución del peso, aunque puede interferir con la ubicación de los motores de transmisión intermedia. .
Elegir un BMS
Un BMS para la gestión de la batería es una buena idea, ya que regula el voltaje durante los ciclos de carga y puede ayudar a prevenir la descarga irregular y la sobrecarga, lo que reduce en gran medida la vida útil y la autonomía de las baterías de eBike.
Elegir el BMS correcto depende de las características que necesite. Un BMS de alto rendimiento puede ofrecer características como frenado regenerativo y conectores para un indicador de batería. Asegúrese de usar solo un BMS clasificado para más energía eléctrica (amperios) de la que puede entregar su batería DIY Ebike. Un sofisticado sistema de monitoreo de la batería ayuda a controlar el calor y hace que las celdas duren más.
Forma de la batería
Después de decidir el número de celdas en las conexiones en paralelo y en serie y elegir dónde montar el paquete de baterías, planificará la forma de su batería. Podría ser útil dibujar un diagrama de cableado. Los tipos comunes de arreglos son el paquete rectangular lineal y el estilo de panal, siendo la opción de panal más eficiente en espacio pero también más vulnerable a la acumulación de calor en paquetes de mayor capacidad, ya que no hay mucho espacio de aire entre las celdas.
Cuando planifique sus conexiones en paralelo y en serie, podría ser útil dibujar un diagrama de la batería, junto con un diagrama de cableado que incluya el BMS y los cables de carga y descarga.
Montaje del paquete
Una vez que haya diseñado el paquete y reunido todos los materiales necesarios, puede ensamblar la batería real.
Paso 1: Células de prueba
Primero, use un voltímetro para probar el voltaje de cada celda y asegúrese de que sea el mismo dentro del 1-5 por ciento. Una celda muerta es un peligro de incendio y arruinará todo el paquete, por lo que esto es importante.
Paso 2: Corta tiras de níquel
Coloque las celdas de la batería que conectará en paralelo y en serie y corte las tiras de níquel para que tengan el tamaño adecuado para conectar las celdas. Puede usar una sola pieza de níquel o varias piezas conectadas, pero tener más material generalmente es mejor para el control del calor.
Paso 3: organice las celdas para la soldadura por puntos
Ahora querrá ver su diagrama y organizar las celdas para que esté listo para soldar los conectores. Algunos usan pegamento caliente para este paso, mientras que otros usan una plantilla para mantener las celdas en su lugar y soldar las conexiones primero. Depende de la forma de la batería. Las celdas de la batería presentan un riesgo inherente de incendio y descarga eléctrica. No intente desarmar o unir celdas sin tener al menos conocimientos básicos de seguridad eléctrica. Utilice siempre guantes no conductores.
Asegúrese de quitarse las joyas de metal antes de armar el paquete de baterías.
Paso 4: suelde los conectores
Use su soldador por puntos para asegurar la cinta de níquel o el revestimiento a los terminales de las celdas. Si tiene una celda de repuesto o está usando una soldadora por puntos nueva, es posible que desee hacer una soldadura de prueba para asegurarse de que tiene la corriente marcada. Use gafas de seguridad cuando use una soldadora por puntos. Como a las baterías no les gusta el calor, no querrás exagerar.
Advertencia: use gafas de seguridad cuando use una soldadora por puntos
Paso 5: Conecte el BMS
Es posible que desee asegurar el BMS al paquete de baterías con un poco de aislamiento de espuma y pegamento caliente antes de conectarlo. El aislamiento ayuda a prevenir daños y conexiones sueltas debido a los baches de la carretera. Una vez que el BMS esté en su lugar, cablee los conectores y luego suelde los cables sensores en la tira de níquel para cada grupo paralelo.
Luego, agregue los cables de carga y descarga. Los cables positivos de carga y descarga se pueden soldar al terminal positivo del último grupo paralelo (más alejado del BMS) y los cables negativos se deben conectar a los terminales apropiados del BMS. Siempre agregue los conectores primero o use cinta aislante para evitar que los extremos de los cables entren en contacto y provoquen un cortocircuito en el paquete.
Paso 6: selle la batería
A continuación, selle la batería con un tubo termorretráctil o un trozo de espuma térmica y cinta no estática. Un portapilas y un aislamiento adecuados pueden ayudar a evitar que las celdas se muevan unas contra otras y causen un cortocircuito.
Hay diferentes tamaños de termorretráctiles disponibles, pero una regla general es que se encogerán alrededor del 50 % en una dimensión y el 10 % en la otra cuando se calientan con una pistola de calor.
Carcasa de la batería
Para una protección adicional contra impactos y una vida útil prolongada de la batería, puede guardar la batería de su eBike en una caja o caja de conexiones impermeable y resistente a los golpes. Para el almacenamiento al aire libre, asegúrese de buscar una clasificación IP68 en la carcasa. Colocar la batería en resina dentro de la caja agrega resistencia a los impactos y, a veces, se usa para bicicletas todoterreno.
ESTADO:
Las celdas de iones de litio deben estar dentro del dos por ciento del voltaje promedio cuando se conectan.
La demanda mundial de litio alcanzó las 150 mil toneladas métricas a partir de 2018.
Fuentes:
youtube.com
youtube.com
https://en.wikipedia.org/wiki/Pedelec#Batería
https://energycentral.com/c/ec/world-battery-production
https://www.statista.com/statistics/1099566/demanda-global-de-materias-primas-de-baterias/