Как собрать АКБ из болтовых элементов самостоятельно

• Выбор аккумуляторов
• Важные аспекты сборки
• Выбор проводников
• Сборка и соединение элементов
• Защита контактов

Собрать аккумуляторную батарею самостоятельно очень трудно даже при наличии специального образования и навыков работы с электроникой. Литиевые аккумуляторы нельзя просто спаять, ведь они не переносят воздействие высокими температурами. Нужно иметь в распоряжении дорогостоящий аппарат для контактной сварки. Поэтому лучше поручить эту задачу профессионалам.

Единственный доступный способ выполнить задачу самому — выбор аккумуляторов с резьбовым соединением. Чтобы собрать батарею из таких элементов, инструмент для контактной сварки не понадобится. Аккумуляторы соединяют, прижимая проводник (обычно это пластина из меди или алюминия) к контактам при помощи болтов с гайками. 

Недостатком такого варианта сборки является ограниченный выбор типоразмеров. Аккумуляторы под резьбовое соединение, как правило, представляют собой ячейки в формате прямоугольных параллелепипедов, либо цилиндрические с емкостью от 10 А*час. Имея в распоряжении только такой набор комплектующих, сложно собрать компактную и эффективную батарею под треугольную раму электрического велосипеда.

Может показаться, что сборка батареи с резьбовыми соединениями — простая задача. Но для того, чтобы АКБ правильно работала и прослужила долгое время, важно соблюдать при её сборке ряд правил, которые мы приводим в этой статье. 

Выбор аккумуляторов 

Для начала необходимо определиться с напряжением и емкостью нужной вам батареи, её размерами, и подобрать качественные аккумуляторы под эти параметры. Максимальный разброс внутреннего сопротивления может быть не более 3-5%, иначе батарея быстро разбалансируется. Если возможности тестировать аккумулятор на емкость и проверить фактическое внутреннее сопротивление у вас нет, то покупать элементы нужно у проверенных поставщиков и отбирать их из одной партии. Такое решение снизит риски получить низкую ёмкость и большую разницу сопротивления элементов.

Важные аспекты сборки

Прежде чем соединять элементы, необходимо убедиться в качественной изоляции. Между корпусом аккумулятора и контактами +/— многих болтовых элементов есть напряжение — вы можете замерить его убедиться в этом. При повреждении изоляции металлические корпуса соседних элементов в уже собранной батарее соприкоснутся, что может привести к короткому замыканию. У элементов изоляция довольно тонкая, её не помешает усилить каким-либо изоляционным материалом (к примеру, электроизоляционным картоном).

Убедитесь, что аккумуляторы соединены между собой максимально плотно. В ином случае будет большой риск повредить резьбовое соединение и ухудшить контакт в месте повреждения.

Выбор проводников 

Определившись с нагрузкой, подберите материал и сечение проводников для соединения элементов в АКБ. Отталкивайтесь от величины нагрузки. Обычно оптимальным выбором становятся пластины из меди или алюминия: эти материалы способны выдерживать высокие величины токов, а ещё с ними легко работать и обрабатывать поверхность. Чтобы подобрать подходящее сечение проводника, пользуйтесь специальными таблицами.

Сборка и соединение элементов 

Главный и самый ответственный шаг — соединение аккумуляторов в сборке. Важно выполнить его правильно: ошибки, допущенные на этом шаге, могут впоследствии привести к аварийности батареи и выходу из строя. 

В роли материала контактов в аккумуляторах с соединением-резьбой обычно выступает медь или алюминий. Эти металлы относительно мягкие, поэтому чем больше у резьбы сечение, тем лучше для соединения — меньше риск сорвать резьбу при установке. Сечение М6, М8 на болтах позволяет вкручивать их, прилагая большее усилие, и добиваться лучшего контакта между проводником и контактами аккумулятора. Но переусердствовать с затягиванием болтов тоже не стоит. При сборке АКБ удобно применять динамометрический ключ, позволяющий затянуть все болты с равнозначным усилием.

Проще крепить аккумуляторы со шпильками из латуни или стали. Это достаточно твердые материалы, и сорвать резьбу значительно сложнее.

Защита контактов

Позаботьтесь о защите закрученных болтов и гаек от самопроизвольного раскручивания. Это важно, поскольку при использовании батарея для электровелосипеда, самоката или другого транспорта неизбежно подвергается вибрации. Даже в самых незначительных и мелких масштабах тряска и вибрация может ослабить болты, что приводит к ухудшению и потере контакта, а далее — и к поломке аккумуляторной батареи. Желательно не ограничиваться единственной степенью защиты, оптимально применять сразу несколько устройств — например, гроверы и фиксаторы резьбы.

Для АКБ подходят фиксаторы синего или красного цвета (красный — самый сильный по действию).

Гроверы бывают разных видов:

• Простая пружинная шайба — самый популярный тип гроверов. Она препятствует раскручиванию, оказывая при деформации определенную нагрузку на крепеж. Но так как в аккумуляторах под болты материал резьбы достаточно мягкий, гроверы этого типа применять не желательно. Они даже противопоказаны при малом сечении резьбы (М4, М5), так как из-за гровера-шайбы крепеж подвергается дополнительной нагрузке и может просто не выдержать.
• Зубчатые гроверы практически не оказывают нагрузки на крепеж, а эффективность их не уступает шайбам. 

Наконец, не забывайте о понятии гальванической пары — недопустимого совмещения металлов, которые негативно воздействуют друг на друга при непосредственной близости и приводят к планомерной коррозии и разрушению. Вариантов гальванических пар существует множество, яркий пример — медь и алюминий. Защитить сборку от коррозии поможет применение специальной токопроводящей смазки в местах, где несовместимые металлы контактируют друг с другом.