Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Berätta om dina pågående projekt.
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Jag trodde i min enfald att när man hade sommarledigt skulle man ha gott om tid att bygga batteri, men då skulle man ju även göra allt möjligt annat. Men den första boxen är iaf. klar.

Lärdomar från första boxen:
  • Jag borde egentligen ha låtit nicklet sitta kvar på batteripolerna, och svetsat kopparen i detta, det hade antagligen varit lättare.
  • Om det fastnar koppar på svetselektroderna, måste det dremlas bort med det samma.
  • Om man inte gör detta, och om man inte håller svetselektroderna rakt och med jämnt tryck, finns risken att svetsa hål i batteriets minuspol. Detta hände en gång.
  • Sättet som kopparfolien böjs på för att nå ner till batteripolerna är inte optimalt. Det uppstår en del mekaniska spänningar. Jag har inte listat ut hur man bäst löser detta, men att förhandsforma kopparen på något sätt kanske fungerar.
  • Att modellera kopparbanorna, skriva ut, klippa i papper och sedan klippa i koppar, fungerar bra. En bra sax hanterar både 0.1mm och 0.15mm utan problem. Om jag hade nån apparat som kunde CNC-skära kopparfolie vore det ännu bättre, men det har jag inte.
  • Det finns inget lätt sätt att ta ut en skadad cell ur batteriet, utan man måste bryta bort kragen i 3D-modellen. Kanske vore det bäst att skriva ut batterihållare där minussidan saknar krage.
  • Cellerna sitter en aning för tätt för att hållaren ska kunna skrivas ut med bra håldiameter för cellerna, så man får slipa upp alla hål en aning med dremel i efterhand.
  • Resterna av svetspunkterna är i vägen vid punktsvetsningen, så de ska jag dremla bort inför nästa bygge. Det tar tid, men resultatet blir förhoppningsvis riktigt bra.
  • Det är svårt att löda anslutningar till kopparfolien med min 40w (?) lödpenna, skulle behöva något kraftigare.
  • Jag behöver inte skruva fast batterihållarna i boxen, de sitter väldigt bra ändå.
  • Maskeringstejp, inbyggda säkringar och lite eftertanke gör risken för kortslutning liten, och risken för katastrofal kortslutning ännu mindre.
Bilder kommer. Nu har jag borrat alla boxar utom BMS-boxen, ska köpa lite fler förskruvningar då det blev fler hål än först tänkt. Fler hållare ska skrivas ut och sen ska det byggas vidare.
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Fina runda hål.
P1130717.JPG
Förskruvningar och balanskabel.
P1130711.JPG
Batteri 1 av 5 klart!
P1130718.JPG
Grön TIG-pinne (rent W)...
P1130721.JPG
Som dremlas av till fina punktsvetselektroder. Obs att detta inte fungerar på nickel, endast kopparfolie.
P1130720.JPG
Jag har putsat bort nickelresterna från cellerna till de påföljande batterierna, vilket gör punktsvetsandet mycket enklare, säkrare och pålitligare. Jag ska nog även avrunda den yttre kanten på svetselektroderna lite. Eftersom kopparfolien böjs från sidorna ner mot batteripolen när jag trycker med elektroderna, blir trycket mot kopparen extra högt på elektrodernas utsidor, bort ifrån mitten. Detta högre trycket ger högre ström där, vilket leder till extra värme, vilket i sin tur ibland leder till att koppar smälter fast på elektroden, och måste slipas bort.

Edit: jag ökade kontakttrycket mellan hållarna och volframelektroderna markant för att lösa ett annat problem, och detta ledde till att jag kunde minska pulslängden från 41 ms helt ned till 2 ms! Detta ledde även till mer pålitliga svetsningar.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Nu är 3 av 5 batterier klara. Förbättringen av punktsvetsen gjorde stor skillnad.

Det vore kul att titta på proceduren jag såg för mig innan, och jämföra med hur det blev i verkligheten:
Preliminär monteringsordning för minsta kortslutningsrisk:
  1. Löd kablar för + och - till kopparfolie
  2. Löd balanstrådar till D-sub, täck lödningarna med krympslang
  3. Löd temptrådar till D-sub
  4. Seriekoppla termostaterna, täck all metall med krympslang
  5. Löd balanstrådar till kopparfolie
  6. Dra + och - igenom förskruvningar en liten bit
  7. Terminera + och - med Anderson-kontakter, och tejpa över dessa, låt kontakterna sitta mot förskruvningarna, skruva åt
  8. Skruva fast D-sub i låda
  9. Täck det som inte ska svetsas med tejp och plast, så det kan tas av i turordning
  10. Lägg bort de foliebitarna som inte ska svetsas, så de inte kan röra sig, i den ordningen de sedan ska tas fram
  11. Sätt i cellerna och trä termostaterna mellan cellerna, limma fast dem om nödvändigt (jag har inte bestämt konfiguration än, men minst en termostat nära mitten av varje cellgrupp)
  12. Svetsa folie för + och -
  13. Svetsa folie på samma sida som + och -
  14. Lägg balanstrådarna till de färdiga foliebitarna snyggt och säkert i sina bestämda spår eller andra infästningar (planen är att göra spår i 3D-utskriften som håller varje tråd separerad och skyddad)
  15. Stoppa ner batteriet i lådan med den färdiga sidan nedåt
  16. Lossa, dra igenom och skruva fast kablarna för + och - i förskruvningarna, så det är lite slack kvar inuti lådan
  17. Svetsa ena halvan på andra sidan (detta är den första folien under processen som kan orsaka kortslutning om den nuddar fel batteripol)
  18. Lägg övriga balanstrådar snyggt och säkert
  19. Täck och tejpa över den färdiga halvan
  20. Svetsa andra halvan, nu är batteriet live (detta är den mest riskabla folien, den kan orsaka kortis om den nuddar det mesta som är färdigkopplat
  21. Lägg på locket
  22. Mät alla spänningar externt, så allt är enligt planen
  23. Skruva på locket
Så här blev det:
  1. Klipp ut nya foliebitar efterhand som de behövs. Blir det något knas kan bitarna anpassas i form och storlek. 0.1mm folie används vid all svetsning.
  2. Svetsa folie, ena halvan på omvänd sida från + och -
  3. Löd folie 0.15mm på 3 st 30A-säkringar
  4. Löd säkringar till svetsad folie för att koppla ihop de två delarna
  5. Trä balanssäkring 1A glasrör igenom sitt hål i hållaren och löd den till folien
  6. Täck allt kopplat med maskeringstejp
  7. Repetera på andra halvan
  8. Gör hål i maskeringstejp så infästningarna i lådans botten lättare kan tryckas igenom
  9. Dra balanskabel igenom förskruvningen
  10. Koppla in balanstrådar till de två befintliga säkringarna
  11. Sätt in och dra tråd till säkringen som behöver sitta på sidan, för att nå segmentet längst bort från + och -
  12. Koppla in de 4 termostaterna och dra tråd till dessa runt hela batteriet (eftersom locket är tunnare än lådan, och det extra utrymmet finns inuti, behövs inga särskilda spår för trådarna, utan de läggs bara längs övre kanten)
  13. Täck lödningar med krympslang allteftersom, täck lödda ändar av glasrörssäkringar med smältlim (finns inget bra sätt att krympslanga dessa), fäst termostater med smältlim (hoppas smältlimmets smälttemp är högre än termostaternas bryttemp, kanske behöver kollas upp)
  14. Stoppa in batteriet i lådan, med den ofärdiga sidan upp
  15. Dra kablar för + och - igenom förskruvningarna
  16. Svetsa folie för den sista seriekopplingen
  17. Svetsa folie för -
  18. Sätt in, löd och limma glasrörssäkringen för balanstråd -
  19. Löd 0.15mm kopparfolie till kabel för -
  20. Löd denna folien till folien för - på batteriet
  21. Täck det färdiga med tejp
  22. Kapa kabel för - och förse den med kontakt
  23. Sätt en mostvarande kontakt utan tråd på den monterade kontakten, så den inte av misstag kan kopplas in i något annat
  24. Repetera för + (enda skillnaden är att denna saknar balanstråd, förutom på batteri 5)
  25. Tryck in två påsar regenererad silica gel mellan kablarna, det finns precis plats
  26. Stäng locket, och skruva åt det ordentligt (först alla 4 skruvar löst, sen två diagonala fast, sen de två sista fast)
Lärdomar:
  • Jag kan konstatera att maskeringstejp fungerar utmärkt för att eliminera risken för kortslutningar. Omsorgsfullt tejpande gör att risken för kortis vid klantiga misstag är nästintill obefintlig.
  • Det är även betryggande att arbeta med batteriet i 12V-bitar (ca 16V med fulladdade celler), då det aldrig finns farliga spänningar under arbetet.
  • Jag tror inte att jag kommer att bygga ett så här stort batteri av 18650 igen. När dessa en gång är slut blir det större celler i nästa bygge. Mycket mindre jobb. Kanske blir det prismatiska LiFePO4, om jag hittar rätt storlek till rätt pris.
  • Mindre batterier kommer jag dock säkert att bygga flera av med samma metod. Jag gillar punktsvetsning med kopparfolie och volframelektroder bättre än med kopparelektroder och nickelband.
  • Jag behöver en kraftigare lödkolv till detta. Att löda större bitar kopparfolie går långsamt.
Akai
Inlägg: 1339
Blev medlem: 21 oktober 2016, 21:14:49
Ort: Västmanland, Norra

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av Akai »

Ser mycket bra ut :)

Om du vill ha vattentåliga DC kontakter så ta en titt på de som används till solcellspaneler, de är täta och tål bra med ström
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Tack för tips. Jag tittade på såna, men tyckte de blev för dyra. Vi får se hur det blir i praktiken, är det ett verkligt problem med fukt kan jag byta.

Jag köpte en billig dum 100W lödkolv på Biltema, och den löder kopparfolie som en hjälte. Jag är snart halvvägs med batteri nr 4. Nästan synd att bygget kommer att ta slut precis när jag börjar få riktig rutin på det, hehe :D
Men det ska bli kul att få moppen funktionsduglig på riktigt. Jag har pinat den sista kraften ur de stackars blybatterierna (de två som är dåliga), så nu går den bara några ynka kilometer på en laddning.

Jag har ett till bygge efter detta, ett 10s långfärdsbatteri till elcykeln. Jag har en större vattentät låda till detta, där jag ska försöka trycka in så många gamla laptopceller som möjligt. Jag hade tidigare 10s10p i lådan med en Vruzend batteribyggsats, men ska nog få in iaf. 15p om jag designar och skriver ut egna hållare här också.
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

It's alive!
20220814_221436.jpg
Screenshot_20220814-221708.jpg
Screenshot_20220814-221351.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Allt monterat och klart! Nu går den som en guttaperka! Jag körde några glädjeronder i mörkret, testade gas och broms, lyse, uppförs- och nerförsbackar. Den är både lättare och piggare, har riktig ork i backar, och framför allt har den vettig räckvidd. Tiden får visa hur långt den går, men jag tänkte prova 5 mil imorgon om vädret är ok. Regen-broms funkar som jag hoppades via den gemensamma laddnings- och urladdningsporten. Ingenting blev varmt, iaf. inte så det märktes utanpå.

GPS-spårare (ombyggd kattpejlare) är inbyggd, med eget storbatteri (3 LiPo-celler från en juice-dränkt laptop) så den kan fortsätta sända i flera veckor även om alla kablar dras ur. Via en Schottky-diod och ett 15-ohms motstånd laddas detta batteriet varsamt ifrån en av huvudgrupperna.

Bilder kommer imorgon!
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 23586
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av Henry »

Har exakt samma app på elcykeln, jäkligt bra faktiskt och mängder med inställningar. Kan du ha huvudsidan framme, den på första bilden, och samtidigt dra på med gas och allt visas som det skall? När jag gör det kraschar hela appen men har jag en meny framme så funkar allt som det skall.
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Exakt samma hände mig, så jag sökte på "BMS app" på Google Play och hittade en annan version: https://play.google.com/store/apps/deta ... e_elephant
Denna kraschar inte när jag drar ström från batteriet.
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 23586
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av Henry »

Ok då är jag inte den enda bra och veta.

Tja skulle dock vilja ha samma typer av inställningar som den där verkar sakna.
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Jag kommer nog att använda båda. Denna för körningsdata och den andra för resten.


Lite data om batteriet och bygget:
Tid från idé till förverkligande: 9-10 månader
Antal celler: 340 st, begagnade NCR18650BD och INR18650MJ1
Cellkapacitet jämfört med nykapacitet: 90-95%
Antal svetspunkter: ca. 2500-3000 st
Antal lödningar: ca. 400 st
Kopparfolie: ca 0.2 m2
Vikt per batteribox: 4 kg, nästan exakt på grammet
Antal batteriboxar: 5
Antal inbyggda säkringar i boxarna: 61 st
Kapacitet: 3.8 kWh
Kostnad inkl. själva mopeden: ca. 22000 kr

Saker jag inte har testat än:
Räckvidd: förhoppningsvis 12-14 mil på en laddning
Laddningstid: 5 timmar från tomt till fullt (drygt 2 mil/timme)
Batteritid stöldskydds-GPS: 15-30 dygn med 15 min pejl-intervall, 6 mån standby, åratal med intakt huvudbatteri
0-45 på plan mark: vet ej, finns ingen plan mark just här
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Här finns en diskussion med länkar till flera appar och uppdaterade versioner som passar dessa BMS. Kan vara värda en titt: https://diysolarforum.com/threads/jbd-x ... ist.29890/

Edit: här finns en nyare version av den "bra" appen: https://overkillsolar.com/support-downloads/
Har installerat men inte hunnit testa den än. Avinstallera den gamla appen först; den nya verkar inte kunna installeras över den gamla, fast telefonen frågar om du vill uppgradera.

Edit 2: den kraschar också, men Carplounge BMS ser snarlik ut och kraschar inte. Finns i Google play store.

Jag körde 37 km idag och det tog runt en tredjedel av batteriet, så räckvidden blir då ca. 11 mil. Jag laddar den helt fullt ikväll, och tänker sedan köra ner den lågt för att se hur batteriet ter sig nära botten. Vid 2.7V per cell stängs motorn av, och man måste då ladda till 3V per cell för att komma igång igen.
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Nu har jag kört batteriet i botten, och räckvidden innan den börjar slå ifrån när man drar på blev ca. 8 mil. Orsaken till att den slår ifrån är styrboxen som vill skydda "blybatterierna" när spänningen dippar till ca. 62V, vilket den börjar göra när batterispänningen utan last är på ca. 67V, eller 3.3V per cell. Själva BMSen har ett underspänningsskydd på 2.7V per cell, som släpper till igen vid 3V per cell, men det finns nog inte så mycket mer räckvidd att klämma ur de sista 0.3V. Det märks att man är på sluttampen redan vid 3.3V; det inre motståndet är högre och spänningsförlusten per km börjar öka igen efter att ha varit ganska konstant från ca. 4V och nedåt. Jag ska nog se det sista som "reservtanken" så att säga, där man kan linka sig fram till nästa eluttag om nödvändigt.

Jag har kvar att bygga in laddaren i mopeden. Den är fläktkyld och inte vattentät, och inte byggd för att tåla vibrationer, så den behöver monteras på nåt smart sätt för att leva ett bra liv. Mopeden är heldämpad, men vibrerar ändå lite, framförallt på grusvägar. Någon form för gummidämpning kan nog käka upp det mesta av vibrationer, och om jag bygger en låda där fläktar kan blåsa in luft, men vatten inte kan stänka in, och med nät så kryp inte kan krypa in, kan det nog bli bra. Alternativt en stor vattentät metallåda med kylflänsar inuti och utanpå, så får laddaren röra omkring luften inuti med sina fläktar och få denna kyld till utsidan. Laddarens elkablar var av superbilligaste sort och blir ljumna båda på AC- och DC-sidan, så de ska bytas ut. Jag ska nog även passa på att fästa komponenter som kan vara särskilt känsliga lite bättre.

Edit: 10 mil är nog mer korrekt räckvidd, innan den börjar klippa.
GalFisk
Inlägg: 304
Blev medlem: 11 mars 2006, 23:53:11
Ort: Horndal

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av GalFisk »

Jag måste ha varit trött när jag gjorde cellgrupp 2 i box 4. Igår körde jag 70 km från nästan full laddning, när skyddet började protestera. Jag kollade appen, och cellgrupp 14 var en hel del lägre än sina kamrater. Jag tog mig 5 km till på "reservtanken" (25 km/h, ettans "växel") innan BMS slog ifrån permanent. När jag började köra i 25 var spänningarna som på bilden. Low voltage cutoff för en cellgrupp är 2.7V, och LVC release 3.0V. Jag fick stanna och ladda i ett olåst kommunalt motorvärmaruttag en timme innan jag kände mig säker på att kunna ta mig resten av vägen hem.

När jag idag öppnade batteriboxen, såg jag att jag helt hade glömt att svetsa plus-sidan på en av cellerna, och från två andra celler gick en bit koppar som fästs i en annan bit koppar med en enda svetspunkt, och denna hade släppt. Tre celler var alltså ur funktion i denna gruppen, så det är inte att undra på att den inte orkade lika mycket. När jag tänker tillbaka var det nog här som jag klippte några foliebitar fel och fick improvisera, så jag var inte helt med i matchen.

Nu har jag fixat fadäsen, och förhoppningsvis ger det mig 10-20 km till i praktisk räckvidd. Jag har loggat spänningar och körsträckor, men började slarva med det när jag fick in vanan på hur batteriet uppför sig. Nu ska jag börja igen för att få in känslan för hur det nya förbättrade batteriet fungerar.

Jag plockade lika gärna ut alla batteriboxarna när jag höll på, och jag fann att de hade slitagemärken från friktion här och där. De sitter inte helt stumt monterade, och gnuggas mot varandra, batterilåda och infästningar lite här och där. Jag hade kvar en längd fälgtejp till cykel (grovt tygband med lim på ena sidan) som jag fäste över slitagemärkena för att skydda boxarna i framtiden. Genom flera års körande kunde det nog annars till slut ha gått hål någonstans.

Jag har byggt in laddaren i själva mopeden, så jag slipper tänka på hur jag fraktar den. Från början var den försedd med två fläktar som blåste luft igenom själva laddaren, men det är ju inte vattentätt för fem öre. Nu är den istället inbyggd, utan sina fläktar, i en stor aluminiumlåda. Mellan laddaren och lådan sitter en stor sil-pad, och utanpå lådan en till självhäftande sil-pad med ett gäng kylflänsar, som en tangentialfläkt får blåsa på. Med detta hålls laddaren högst ljummen även i rumstemperatur. Egentligen borde jag ha köpt en vattentät laddare från början, men dessa kostade för mycket och var på flera kW. Denna är på 800W och räcker fint.
Low14.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
MrIzoard
Inlägg: 339
Blev medlem: 25 september 2011, 15:33:08
Ort: Göteborg

Re: Litiumkonvertering av 3kW klass 1 elmoped

Inlägg av MrIzoard »

Då var det ju bra att det händer så du undersökte.
Är väldigt imponerad över ditt bygge :tumupp:
Skriv svar