Sklep został przeniesiony na dwie oddzielne strony!

Moduły elektroniczne, zestawy edukacyjne, zestawy do samodzielnego montażu:

Pojazdy elektryczne, baterie i części EV:

Jak zbudować baterię do roweru elektrycznego? – na przykładzie baterii bidonowej.

zgrzewanie pakietu na zamówienie

Jak zbudować baterię do roweru?

Rowery elektryczne z roku na rok zyskują na popularności, a rozwój technologii sprawia, że stają się one co raz tańsze. Osoby nieco bardziej zainteresowane tą technologią “od kuchni” często decydują się na samodzielną budowę od zera lub przeróbkę klasycznego roweru bez wspomagania.

W tym wpisie pokażemy jak zbudować baterię do roweru, która idealnie sprawdza się w przypadku przeróbki zwykłego jednośladu. Stosowanie tego typu obudów nie wymusza konstruowania żadnej skrzynki w trójkącie ramy, a wymaga jedynie zainstalowania baterii w miejscu przeznaczonym na bidon. Montaż gotowego akumulatora w rowerze nie powinien zająć więcej niż 10 minut.

Przed rozpoczęciem jakiejkolwiek pracy należy mieć na uwadze, że budowa baterii (tj. zgrzewanie, podłączanie BMSa) należy do prac niebezpiecznych. Ogniwa litowo-jonowe dysponują dużą energią i niską rezystancją wewnętrzną, co w przypadku zwarcia lub mechanicznego uszkodzenia ogniw(a) stanowi zagrożenie dla konstruktora i może skończyć się pożarem, poparzeniem lub innym uszczerbkiem na zdrowiu, np. zatruciem toksycznymi oparami z palącego się ogniwa. Przed rozpoczęciem montażu pozbądź się jakichkolwiek metalowych części ze stołu oraz zapewnij sobie odpowiednio dobre oświetlenie miejsca pracy. Miej przygotowaną gaśnicę i NIGDY, ALE TO NIGDY NIE PRÓBUJ GASIĆ PŁONĄCEGO OGNIWA WODĄ! Lit silnie reaguje z wodą, która podsyca spalanie. Jeśli nie jesteś pewien co robisz – zleć budowę pakietu fachowcom. W warsztacie EVWHITE zajmujemy się tym na co dzień 😉

Cały proces budowy pokażemy na przykładzie baterii wykonywanej na zamówienie klienta. Jest to bateria bidonowa w obudowie Hailong G91 na 91 ogniw w rozmiarze 18650. Do budowy wykorzystamy ogniwa Sanyo GA 3500 mAh (NCR18650GA) firmy Samsung. Połączenia będą wykonane za pomocą taśmy niklowej 7×0.15 mm, zgrzewane na zgrzewarce punktowej ze sterownikiem EVW-001S naszej produkcji – polecamy do budowy własnej zgrzewarki 🙂


Wybór ogniw

Przed zgrzewaniem pakietu należy się zastanowić jakie ogniwa wybrać. W przypadku baterii bidonowych stawiamy zazwyczaj na ogniwa Sanyo GA 3500 mAh (NCR18650GA), ponieważ zapewniają one dobry stosunek pojemności do masy. Zależy nam na tym, aby bateria oferowała duży zasięg nie zwiększając tym samym znacząco masy pojazdu. Ogniwa Sanyo GA potrafią zgromadzić między 3400 a 3500 mAh, co jest naprawdę imponującym wynikiem wśród ogniw li-ion w rozmiarze 18650.


Pojemność to nie wszystko

Przy budowie baterii nie należy się kierować tylko i wyłącznie pojemnością. Innym bardzo ważnym parametrem jest wydajność prądowa ogniw. Wybrany model posiada wydajność 10A na ogniwo. Musimy jednak wziąć po uwagę fakt, iż ogniwa znajdujące się w środku pakietu mają utrudnione oddawanie ciepła. Aby nie ich przegrzewać, należy zredukować pobierany prąd. Dlatego dobrą praktyką jest zakładanie NIŻSZEGO prądu rozładowania, niż podaje producent. W przypadku tych konkretnie ogniw przyjmuje się prąd rozładowania 6A na sztukę.

Nie warto przeciążać ogniw. Zwiększona temperatura powoduje ich szybszą degradację, wzrost rezystancji wewnętrznej, co z kolei przekłada się na jeszcze szybsze nagrzewanie się ogniw i cykl się zamyka. Ostatecznie pojemność użyteczna pakietu spada, wycieczki na e-bike’u są co raz krótsze, a po jednym sezonie “męczenia” baterii ta będzie się nadawała tylko i wyłącznie do utylizacji!


Ile S, ile P? Co to w ogóle znaczy?

Na pewno nieraz widziałeś opis konfiguracji baterii w stylu 13S5P lub 20S17P. Nie wiesz co to oznacza? W takim razie już śpieszę z wyjaśnieniami!

S” (od angielskiego “Series”) oznacza ilość cel szeregowo. Parametr S bezpośrednio odzwierciedla NAPIĘCIE ZNAMIONOWE baterii.

“P” (od angielskiego “Parallel”) oznacza ilość cel równoległych. Parametr P odpowiada bezpośrednio za pojemność pakietu oraz jego wydajność prądową.

Budujemy pakiet w układzie 13S7P. Oznacza to dokładnie tyle, że łączymy 13 sekcji szeregowo po 7 ogniw równolegle. Zawsze zaczynamy od połączeń równoległych, a później łączymy szeregowo. Ponadto, mając pakiet xSyP, łączna ilość ogniw zawsze równa się x*y, w naszym przypadku 13*7 = 91. Dokładnie na tyle li-ionków został zaprojektowany bidon.


Od teorii do praktyki

Pierwszy etap składania baterii to pomiar napięć na ogniwach. W idealnej sytuacji każde ogniwo powinno mieć takie samo napięcie. W praktyce dopuszcza się niewielkie różnice rzędu 0,01-0,05 V. Natomiast nigdy, absolutnie nigdy nie należy łączyć ze sobą równolegle ogniw o różnych napięciach. Podczas łączenia ogniwa będą dążyć do równowagi energetycznej co spowoduje przepływ tzw. prądów wyrównawczych zależnych od różnicy napięć i rezystancji wewnętrznej ogniw. W przypadku technologii litowo-jonowej rezystancja wewnętrzna jest bardzo niska (rzędu kilku-kulkunastu miliomów [mΩ]), co przy różnicy napięć rzędu 0,5 V może spowodować przepływ prądu w granicach kilku-kilkunastu AMPERÓW! To dużo jak na niekontrolowany przepływ prądu. Zatem – multimetr w dłoń i mierzymy 😉 . Zajmie to chwilę, ale to bardzo istotny etap!

Jeśli napięcia się różnią między sobą więcej, niż 0,05V – naładuj wszystkie ogniwa do jednakowego napięcia. Użyj do tego celu np. ładowarki modelarskiej lub uniwersalnej ładowarki do pojedynczych akumulatorków litowo-jonowych.


Przezorny zawsze ubezpieczony

Zanim przejdziemy do umieszczania akumulatorków, należy upewnić się, że koszulki nie są uszkodzone oraz zadbać o właściwą izolację plusa. Jako, że ogniwa pochodzą z depakietowania, to ich izolacja od strony plusowej może być lekko przetarta. Dlatego bezwzględnie zaleca się stosowanie dodatkowych izolatorów preszpanowych na plusy ogniw: [LINK DO PRODUKTU] (występują zazwyczaj w kolorach: czerwony, zielony lub czarny). Takie krążki to jest niewielki koszt, a stosowanie ich znacząco poprawia bezpieczeństwo.

jak zbudować baterię do roweru
jak zbudować baterię do roweru

Ustawienie ogniw

Kolejny krok w naszej pracy to ustawienie ogniw w przygotowanych foremkach (tackach). I tu zaczynają się schody, ponieważ trzeba to zrobić dobrze, a później jeszcze 10 razy to sprawdzić! Po zamknięciu formy nie będzie odwrotu. Jaki jest przepis? To proste!

Patrzymy od jednej, wybranej strony. Wg ustawienia na poniższym obrazku – z prawej strony u góry będzie główny plus, a z lewej u dołu – główny minus. Zacznijmy od strony lewej u góry – tak będzie łatwiej. Powinno być 7 ogniw ustawionych plusami do góry. Idziemy od lewej do prawej. Obok plusów, powinno być 7 minusów. Obok znowu 7 plusów itd… Ostatecznie powinniśmy otrzymać 13 takich grup (sekcji) ustawionych naprzemiennie.

jak zbudować baterię do roweru

Tak jak wcześniej wspomniałem – sprawdź to 10 razy. Jeśli jesteś pewien, że ustawienie jest prawidłowe – można założyć górną foremkę. Tutaj trzeba użyć nieco siły. Ale oczywiście z wyczuciem 😉 Może się przydać młotek oraz kawałek deski/listewki. Powtarzam – z wyczuciem. Pakiet ogniw to nie kotlet schabowy 😉 (chociaż jedno i drugie da się usmażyć, ale tego byśmy chcieli uniknąć).

jak zbudować baterię do roweru

Łączenie ogniw

Kolejny bardzo ważny etap budowy. Aby nie pomylić niczego, proponuję Ci przyjąć pewną taktykę. Wyznacz w którym miejscu jest główny plus oraz główny minus. Zapamiętaj, że główny plus nie łączy się z żadnym innym minusem oraz główny minus nie łączy się z żadnym innym plusem! Najlepiej zaznacz te obszary korektorem (na plastikowej formie). Następnie za białą linią będą połączone dwie sekcje (tzn plus z minusem) i znowu odznaczasz linię korektorem. Po tej operacji pakiet powinien wyglądać tak:

jak zbudować baterię do roweru
Zauważ, że po lewej stronie białą linią zostały oddzielone same minusy. To oznacza że tam właśnie jest główny minus baterii.

Z drugiej strony baterii zacznij analogicznie od głównego plusa.

I możesz zapytać po co te linie? Od teraz te linie to świętość! Nad żadną z nich nie może być połączenia elektrycznego. Jeśli jednak połączysz (umyślne lub nie) – nastąpi zwarcie. Nie rób tak. Dokładnie pooglądaj wszystkie zdjęcia zamieszczone w tym wpisie i zwróć uwagę na połączenia z jednej i z drugiej strony pakietu.


Po zgrzaniu bateria prezentuje się jak poniżej:

jak zbudować baterię do roweru
jak zbudować baterię do roweru

Wyprowadzenia do BMSa

Nie zapomnij wyprowadzić dodatkowych blaszek do podłączenia przewodów balansera (od każdej osobnej celi). Szczegóły podłączenia BMSa znajdziesz w dalszej części artykułu.

jak zbudować baterię do roweru
Możesz tutaj zauważyć, że dodatkowo użyłem taśmy kapton na taśmę PCV.

Należy również dogrzać blaszki do wyprowadzenia głównego plusa i minusa. W tym przypadku polecam wyprowadzić dwie, podwójnie złożone blaszki.

jak zbudować baterię do roweru

Dobra izolacja to podstawa

Na zdjęciach widać pomarańczowe “coś”. Nie jest to nic innego niż taśma naprawcza do rur kanalizacyjnych PCV. Może brzmieć nieco komicznie, ale uwierz mi – jest to gruba i mocna taśma. Do kupienia w każdym większym sklepie budowlanym 🙂

Druga część izolacji to pakietu to preszpan, lub inna nazwa materiału – papier uszczelkowy. Do kupienia w naszym sklepie [ZOBACZ]. Wykrajamy z niego izolację góry oraz dołu pakietu, czyli od strony zgrzewów. Nie używaj do tego celu żadnych kartonów, tektur itp. Wymienione materiały zbierają wilgoć, co działa niekorzystnie na pakiet. Nie bez powodu zaleca się stosowanie preszpanu, który nie pochłania wilgoci i jest świetnym izolatorem.

jak zbudować baterię do roweru

Podłączenie BMSa

Podłączanie elektroniki może być problematyczne, dlatego przedstawię ci szybki sposób jak ułatwić sobie pracę. Zaczynamy od głównego minusa. Oznaczamy go jako “0”. Teraz każdy pozostały plus oznaczamy kolejno “1”,”2″… i tak aż do “13” – bo tyle S mamy w pakiecie. Gotowe. Teraz dla pewności zmierz napięcie między każdą kolejną parą, tzn. 1-2, 2-3, 3-4 itd. aż do 12-13. Za każdym razem wyniki powinny być do siebie zbliżone. Jeśli jest to napięcie w zakresie 1S, tzn między 2,8 a 4,2V – wszystko w porządku. Jeśli napięcie jest znacznie wyższe, tzn. w granicach 7V, 12V lub więcej – to znaczy, że pomyliłeś kolejność numerowania. Sprawdź ponownie!

jak zbudować baterię do roweru
jak zbudować baterię do roweru

Poniżej przedstawiam ci ogólny (ideowy) schemat podłączenia BMSa. Na schemacie jest to BMS 16S, ale wersję 13S podłącza się analogicznie. Po prostu jest mniej przewodów balansujących.

DALY LI-ION BMS 16S 13S 10S
  • Główny minus baterii podłączamy do pola B-.
  • Minus ładowarki podłączamy do pola C-.
  • Minus wyjściowy (do sterownika i wszystkich innych bajerów) podłączamy do pola P-.
  • Wszystkie plusy (tzn. główny plus baterii, ładowarki i sterownika) łączymy w jednym punkcie. Plusy nie wchodzą do BMSa!
  • Na końcu podłączamy wtyczkę balansującą.

Zaczyna się robić ciasno

Podczas składania bidonu przekonasz się, że w środku jest mniej miejsca, niż ci się wydaje. Wszystko tam wchodzi na wcisk. Dlatego przymierz zbudowany pakiet, ustaw BMSa w odpowiedniej pozycji. Do połączeń prądowych używaj przewodów silikonowych 4mm2, które są znacznie bardziej elastyczne od zwykłych przewodów. W naszym przypadku zostały wykorzystane przewody silikonowe oraz gruba taśma niklowa 10×0.3 mm, która posłużyła do przejścia z góry bidonu (od BMSa) na jego dół (do styków połączeniowych z szyną montażową).

jak zbudować baterię do roweru
jak zbudować baterię do roweru
jak zbudować baterię do roweru

Efekt końcowy

Przed złożeniem obudowy upewnij się, że BMS jest podłączony prawidłowo, a na wyjściu z obudowy jest prawidłowe napięcie. Po zamknięciu obudowy bidon prezentuje się tak:

jak zbudować baterię do roweru
jak zbudować baterię do roweru

2 thoughts on “Jak zbudować baterię do roweru elektrycznego? – na przykładzie baterii bidonowej.

  1. bardzo dziękuję za tak poglądową lekcję składania akumulatora, w przyszłości pewnie z niej skorzystam. Pozdrawiam Maks. Pajzert

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *