Sähköpyörän akku (DIY)

Tämä artikkeli on peräisin vieraskynästä, nimimerkiltä Tollopee. Kiitokset hänelle artikkelin sisällöstä!

Sähköpyöräkutina...

Eräänä iltana tässä alkuvuodesta 2017 alkoi kiinnostaa sähköpyöräily. Katselin jonkin aikaa kotimaista tarjontaa, sekä ulkomaista, ja huomasin että sinänsä hinnat ei muutossarjan osalta olleet kamalia... eBaysta noin 250€ etunapaan 36V/250W sarja saksasta. Sitten katselin akkujen hintoja ja settien hintoja missä akku oli mukana... kun näin hinnat niin kahvit lensi pitkin ruutua ja verkkareita ja puolituntia valui vielä maitoa nenästä.... akku maksaa saman kuin muutossarja jos ei jopa enemmän (eli 200 - 300€)??? Miksiii?

Akun tarvikkeet

Noh... sitten tutustuin vähän kennojen hintaan ja muihin hintaan vaikuttaviin tekijöihin (kuten vaikka brändiin Samsung tai Panasonic -> kallis jo pelkkä nimikin). Noh... kyllähän hyvät kennot maksaa, mutta ei sentään niin paljoa! Siitä sitten ynnäilin, notta mitäs olisi tuollainen perushyvä kenno (Panasonic NCR18650-PF) kohtalaisessa akussa?

Tulokseksi sain 36V akussa jossa sarjassa olisi 10 kennoa ja kolme rinnan (eli yhteensä 30 kennoa ja jerkkua antaisi jopa 1kW koneelle saakka) kokonaisuudessaan kennoston hinta olisi noin 100€. Sitten etsin vielä vähän interwebbiä ja löysin https://eu.nkon.nl/ jossa ko. ok kennot maksoi posteineen Suomeen noin 3,3€/kpl ja tilausta perään!

Panasonic NCR18650-PF on hyvä hinta-laatusuhteen kenno

Kenno valinnan jälkeen piti miettiä että mitenkäs sitä tekisi akun ja mitäs siihen tarvitaan? No, eipä siihen loppujen lopuksi paljoa tarvittu. Balanseri hoitamaan latauksen ja käytön aikaista jännitejakoa. Kiinasta hintaan 9€ (http://www.ebay.com/itm/282112169897)

Perus balanseri Kiinasta.

Kennojen hitsaukseen tarvitaan vähän nikkelirainaa (yhteen akkuun kuluu ehkä 0,5-1m). Sekin kiinasta hintaan 10m/5€  (http://www.ebay.com/itm/172153565654)

Nikkelirainaa, huom! Huom! Jos haluaa vähemmän akun sisäistä resistanssia niin kannattaa käyttää puhdasta nikkeliä olevia rainoja. Halvemmat vaihtoehdot ovat usein terästä jotka päällystetty nikkelillä.

Tähän mennessä on akustoon mennyt siis noin 115€. Mutta mites se hitsaaminen? Sen verran olin netin palstoilla perehtynyt aiheeseen, että noiden kennojen juottaminen on aika kovalämpöistä puuhaa ja jos oikeasti maapädiä kokeilee juottaa niin lämpö nousee sinne 400 celsius asteen päälle pitkäksi aikaa, joka rankaisee kennoa aika paljon eliniän puitteissa!

Sittenpä katselin taas eBayta, pistehitsin toivossa ja löytyihän sieltä hitsiä... tosin hintaan 100€ posteineen suomeen. Sitten ajattelin, että sama olisi se oikea akku ostaa, mutta sisäinen (ja tutkintotodistuksellakin todistettu) insinööri totesi toisin... patskat! Teen sen hitsin itse!!

Seuraavana päivänä kävi siis matkani paikalliseen kierrätyspisteeseen josta sain 1kW mikron suoraan 90-luvulta raiskattavakseni, jonka oli sähkömiehet juuri huoltaneet ja tarkastaneet. Hinta vain 15€, eli akusto tähän mennessä 130€!

Husqvarna -merkkisen pistihitsin aihio

Pistehitsaus, mikrolla...?

Pistehitsauksesta tiesin sen, että vähän voltteja ja paljon virtaa. Mikroista tiesin sen, että paljon jännitettä, vähän virtaa ja 2,45GHz pörinää. Toisaalta tiesin, että sen ensiökäämi olisi tarpeeksi vahva, jotta pienellä modilla toisioon saisi paljon tehoa ja sopivalla kääminnällä tarpeeksi virtaakin! Olihan kyseessä 1kW mikro.

Pistehitsauksen perustahan on että virtaa (eli elektroneja) saadaan pienellä alueella tarpeeksi liikkeelle, jolloin materiaali sulautuu toiseen hyvin sen ominaisresistanssin aiheuttaman kuumenemisen ja siitä aiheutuvan sulamisen ansioista.

Ostin Puuilosta pari metriä 16mm2 kuparikaapelia ja valmiiksi minulla oli jokunen pätkä kuparista vesijohtoputkea josta dremelöin hitsauspäät toisioin johtimille.

Otin mikrosta takalevyn pois ja muuntaja, häiriösuodin ja sulake olivat kuin tilauksesta kiinni tässä takalevyssä. Rautasahalla hinkkasin toision käämin muuntajasta pois ja laitoin edellä mainitsemaani kaapelia tilalle kaksi kierrosta, jolloin toisioon tuli 2,5V jännitettä. Lisäsin kytkentään vain ensiölle menevän johtimen kulkemaan kellokatkaisijan kautta ja peruskatkaisijan pitkällä johtimella kytkemään kellokytkimeen käyttövirran päälle ja pois, riippuen kytkimen tilasta. Kellokytkimeen säädin ON/OFF ajan niin että ON aika oli noin 1s ja OFF aika noin 5 minuuttia. Tuo ajastin on siis vain turvana jos hitsaaja ei syystä tai toisesta ota jalkaa pois kytkimeltä niin se nappaa virran pois jotta hitsauskontakti ei sula liiaksi tai hitsaa ei jää ensiöön käristymään jos sitä on sattunut koskettelemaan. Periaatteessa tuon katkaisijan voisi siis laittaa suoraan vain ensiökaamin virtajohtimen väliin, mutta suosittelen jotain varotoimia!

Tässä siis ”kytkentä”
Lähempi otos hitsin sielusta

Eli toisio on pelkkästään kaapelia, jossa kaksi irrallista hitsipäätä  2,5V jännitteessä. Ensiön puolella mikroaaltouunin omasta häiriösuodin- ja sulakepaketista on johdotettu jalkakytkin (eli perus yksivaihe valokatkaisin) joka ohjaa aikarelettä. Samasta paketista on johdotettu ensiökäämi aikareleen kontaktien kautta, tämä siis lisäsuojan vuoksi. Normaali hitsaussekvenssi siis määräytyy hitsaajan jalan mukaan, itse hitsasin about tahdilla "ON 0,5s, OFF 1s, ON 0,5s ja OFF”. Tällä tavoin sain OK hitsejä aikaan ja kennot ei kuumentunut kovin kuumaksi (pystyi laittamaan sormen suoraan hitsin päälle ilman että sormi paloi).

Hitsauskärjet

Hitsauskärjet tein siis vesijohtoputkesta, jotka juotin 16mm2 monisäiejohtimeen (kovalla lämmöllä, piti käyttää käsitohoa ja paksua tinaa). Päälle kutistesukkaa ja vähän 10mm halkaistua vesiletkua lämpöeristeeksi. Kovien hitsaussessioiden aikana piti silti käyttää vielä kinttaitakin että ei lämpene näpit.

Akun rakennus

Sittenpä vaan hitsaamaan. Hitsasin rainaa niin, että sain 4 kennoa hitsattua yhteen nippuun.

Näitä nippuja tein 10. Kuvassa on rainan reunat juotettuna kennopaketein yhteen ja balanseri kiini niihin (löytyy yleensä kytkentäkuvat ko. balanserille sen datasheetistä tai myyjän sivulta.

Lopuksi sopivasti eristeteippiä, pleksiä ja jesseriä! Toki liittimet laturille ja sähköpyörän kontrollerille pitää myös juottaa! Akkuun on vielä tarkoitus tehdä polykarbonaatista kotelo tarakan alle, jonka sisään saan sähköpyörän ohjaimen ja akun.

Kiinasta tilattu 9€ 42V “äly”-laturi sanoo, että virtaa menee (punainen ledi = lataa, vihreä = valamis).

Sähköpyörän paneeli sanoi myös, että akku latautuu! Jawohl!! Homma on bueno ja emännälle kans! Nyt on siis taloudessa kaksi sähköpyörää ja kappalehintaan noin 340-350€ kipale! Akku on jo toinen, mihin tuli 40 kennoa kun jutun alussa puhutaan vain 30:stä. 🙂

-Tollopee

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *