腦瓜子一熱,就自制了汽車應急啟動電源~
來源:汽車應急啟動電源
作者:昂佳科技
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次發(fā)表時間:2020-04-30 09:47:40
不知不覺筆者的汽車已進入第六個年頭,在幾個月前發(fā)現(xiàn)車輛發(fā)動開始不利索了。筆者知道這是汽車蓄電池老化的表現(xiàn),終有一天會無法發(fā)動車輛。及時更換蓄電池雖然可以避免這種情況的發(fā)生,但是讓“亞健康”的蓄電池馬上下崗顯然不能充分發(fā)揮它的余熱。于是筆者決定自制汽車應急啟動電源。就在最近的一次寒潮來襲,本已衰老的蓄電池在低溫下進一步衰減,以致汽車無法發(fā)動,夾上筆者自制的汽車應急啟動電源后可以順利發(fā)動。于是筆者懷著成功后的喜悅心情將制作過程寫下來,與讀者們一同學習,共同提高。
典型的汽車應急啟動電源由電池、電池保護板、導線、連接器、電池夾和外殼組成,附件為充電器、收納袋等。也有一些汽車應急啟動電源增加了電量顯示功能,方便用戶掌握電池電量。
我們知道發(fā)動汽車是一瞬間的事情,通常也就2秒左右。而一般轎車起動機的功率1千瓦到3千瓦之間,也就是說起動電流在100A到300A之間,排量越大,起動電流越大。因為起動時間短,而且汽車一旦成功發(fā)動,應急啟動電源就可以功成身退,所以對應急啟動電源的容量要求不高。但因為啟動時瞬時電流很大,所以要求電池能夠耐受高倍率放電。所謂放電倍率,就是放電電流與電池容量的比值。例如某電池的放電電流是50A,它的容量是5AH,那么我們就說它的放電倍率是10C。筆者出于組裝工藝和成本考慮,選用物美價廉而又帶螺紋接口的32650磷酸鐵鋰電池。這種電池使用紫銅電極,它的正極是M3公螺紋,負極是M3母螺紋。這樣即使沒有點焊機也能直接通過螺紋首尾相接把它們串聯(lián)起來。四節(jié)串聯(lián)起來的額定電壓是14.4V(3.6V/節(jié)×4節(jié)),剛好和鉛酸電池的電壓相仿。當然也可以選擇其他封裝規(guī)格或者材料的電池。如果選用鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池或者三元鋰電池,因為它們的額定電壓較高,只要使用3節(jié)/組電池串聯(lián)起來就可以了。如果電池的放電電流較小,不足以起動汽車,就可以通過先并聯(lián),再串聯(lián)的方式來加大放電電流。為降低整個電池組的內阻,電池組的導線或者鎳帶要足夠粗,使用鎳帶點焊連接的,焊點也要足夠多和緊密。
用于組裝電池組的電池一定要匹配好,電池的容量、內阻越接近越好,不要把不同規(guī)格的電池混合一起使用。正因為電池有一定的彌散性,每節(jié)電池的參數(shù)不可能完全一樣,如果串聯(lián)成電池組后直接使用或充電,就會造成各個電池放電/充電不均衡(部分電池過充/過放,部分電池欠充),輕則加速電池組老化,重則引起危險事故。所以鋰電池必須配合保護板使用。筆者在電商平臺上購買成品的3串/4串12v鋰電池100A保護板QS-B305ABL-50A。該保護板針對使用磷酸鋰、三元鋰電、鈷酸鋰、錳酸鋰組裝12V電池組設計。采用成熟保護電路,使用大電流超低內阻MOS,具有完善穩(wěn)定的充電和放電各種保護功能,電芯硬件平衡處理,平衡電流適當,均衡發(fā)熱合理,不影響電池組性能。保護板的設計有同口和分口兩種模式,同口模式支持放電電流60A,充電電流60A,分口模式放電電流80A,充電電流60A。接線方法見圖1、圖2,其中B-、C- 、P-線要用粗線連接,選用其他方案的保護板亦然。但無論選擇什么成品板,它的放電電流一定要夠大,從MOS管數(shù)量和MOS管的內阻,銅箔的厚度、寬度基本可以判斷保護板是否為大電流設計。如果保護板的放電電流不足以起動汽車,我們可以只使用保護板的充電保護功能,電池組直接輸出。目前市售的成品汽車應急啟動電源,基本都采用電池組直接輸出的方案。這樣的好處是使用較小容量的電池組,也可以順利起動汽車,將成本控制在一個較低的水平。
導線的選擇,建議使用10AWG硅膠線(等效2.5mm銅質電線)。連接器可以使用EC5、XT60等大功率連接器,母頭用在電池端,公頭用在電池夾端。
雖然T型插頭也能承受大電流,但是不耐拔插,不建議使用。當然,也可以使用帶絕緣護套的銅芯接線柱做輸出連接器,而且護套要以不同顏色來區(qū)分正負極。插頭、電池夾的貓膩很多,注意要用銅芯的,雖然有些插頭、電池夾表面看上去銅光閃閃,但本質還是鐵的,這個用磁鐵試一下就一目了然。
本來焊接是各位電子愛好者的基本技能了,但筆者認為還是有必要說一下EC5、XT60等模型插頭的焊接機巧:焊接前先將公、母插頭對接插上,這樣插著插頭焊接的好處是能夠有效的給插頭散熱,避免烙鐵(尤其是小功率電烙鐵)長時間的焊接帶來的高溫熔化插頭塑料,還有一個作用就是如果出現(xiàn)了塑料軟化或者熔化,另一半插頭還可以給被焊接的插頭起到固定的作用,內部的金屬接件不會因為塑料熔化而偏移原來的位置。焊接電線前記得先套上熱縮管,否則又要焊下來返工。
所有材料準好后,選擇一個適合大小的盒子就可以總裝了?,F(xiàn)在電商平臺上各種規(guī)格的儀表盒、工具箱都有,根據自己的電池組以及保護板大小,選擇適合大小的儀表盒或者塑料手提工具箱都可以。電池組需要用熱熔膠或強力雙面膠固定,最好還以一定的海綿加壓填充空隙,避免日后電池組松脫晃動。如果想了解電池電量,也可以加裝一個電池電量顯示表(圖5),價錢也相當便宜,4元左右就能買一個。電量顯示表通過輕觸開關連接電池組兩端,按下輕觸開關就可以直觀地了解電池的大致余量。當然,也可以加裝微型數(shù)字顯示電壓表頭,安裝方法和電池電量顯示表一樣。
另外,由于自制鋰電池充電器并不能降低整體成本,如果手頭沒有現(xiàn)成的充電器,建議在淘寶等電商平臺上采購。筆者在網上以13元包郵的價格就能買到一個14.6V2A磷酸鐵鋰電池充電器。至于5V USB輸出、照明等附加功能不在本文討論范疇,在此不再贅述。
汽車應急啟動電源實用性強,制作成本也不高,有興趣的讀者不妨一試。
汽車應急啟動電源實用性強,制作成本也不高,有興趣的讀者不妨一試。
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