2021年5月27日 星期四

DIY大電流鋰鐵電池充電器

 


很多喜歡露營的車友,早已擁有鏻酸鋰鐵電池,對這種電瓶的優異表現瞭然於胸。瘋狂玩一天,滾完兩輪床單,享受了消夜,儲電還是半飽狀態,持久力可見一斑。

一般充電器無法安全充鋰鐵電池,再買一顆嘛,不同電池都要獨立的充電器,頗佔位子又過於麻煩,所以萌生了自製多用途充電器的念頭。心動轉換成行動後,便忙著規劃、找材料,目標是解決多數直流供電需求,既是方便的可調電源,也能為手邊各種電池充電。

要提醒的是,惟有鏻酸鋰鐵電池,才速配大電流充電,其他種類電瓶,請參考本文最後面的參數,設定小電流回充才正確。當然了,設計中的充電器要可大可小,符合各種需求。


可調電源控制器的規格是輸出電壓0~50V,電流0~20A(安培)無段調整,電源供應器是系統心臟,千萬別為了省一點錢用雜牌,我選擇350W功率的優質明緯電源,超額供應推力。

要能安全長壽的使用,主動散熱設計與功率餘裕必不可少,很多充電器為節省成本,容量配得過於剛好,在額定功率上限附近運作,導致充電溫度頗高,在安全性與使用壽命方面都有隱憂。

兩件式分體機設計上均為全時散熱,風扇噪音也控制在不擾人的範疇內,風流設計由前檔板進入,經過機板、晶片,廢熱由上方及後方排出。電源線材分別採用2mm平方及12 AWG混搭,配合大型電源端子銜接,確保大電流的耐受度。

即使設定8~16安培這種大電流,充電過程中無論線材或金屬部分都挺涼快,運作溫度離室溫不遠,充分保障人與設備的安全。


由於選料上留有充分餘裕,加上主動風流設計成效甚佳,若急著充飽電池,用20安培輸出也不會有任何問題。


鉛酸或AGM電瓶,最好用4~6安培的電流慢慢充,電流過大反而充不飽足,虛胖且容易掉電,更可能傷害到電瓶。上述兩款電瓶在實際經驗中,4安培10小時充得最飽,大家不妨試試。

AGM電瓶的充電機制最糟糕,遠較鉛酸電瓶更需要定期自行充電,原廠的充電模式超級見鬼,只為應付歐洲的環保法規,實務上完全靠不住。一顆永遠吃不飽的電瓶,愛車空有300匹馬力,油門飽足感也爽不到哪裡去,這點相信原配AGM的歐洲車車主都深有體會。

路途跑得越遠,腳下油門越虛,回充時間永遠不夠。AGM始終吃不飽的腎虛現象,是車主心中的梗,只能自行勤於充電,才能有滿意的操控。


由於可以自訂參數,這套分體式大電流充電器幾乎適用所有電池,從鎳氫、單顆/多串18650、鉛酸、AGM、各種型態/電壓的鋰電池,以及磷酸鋰鐵電瓶等都不挑吃,具備一個打十個的適應力,除了分體式體積大了一點外,別無其他缺點了。

由於開了外掛,任何USB裝置(手機、PAD、隨身電源)也都可以隨插即充,玩4P也不過勞。

BENZ  C300 AGM電瓶 80  mAh:


TOYOTA CAMRY 鉛酸電瓶 (多少容量忘了):


鏻酸鋰鐵電池100 mAh:

今晚不僅驗證這套高功率充電器的性能,也體驗鏻酸鋰鐵電池的快速回血能力。

電流設定16安培,8點鐘上夾,CC燈亮(恆流充電模式),電壓從12.9V開始,迅速向上爬升。

雖然設備輸出是20安培的規格,實際充電時我比較保守,將電流上限設定在16安培,避免過度催逼操勞。你不會一路持續280KM飆到台南吧?

沒過多久,便超過14V。


很快的充電電壓已經到達預先設定的14.7V,此時電池約已充飽九成,恆流充電模式(CC)結束,安培數從16A開始往下漸減,開始恆壓充電模式(CV)。大電流的充電節奏真是爽快啊~~

鋰鐵一旦滿了,充電電流掉得很快,恆壓充電安培數一直落,大約經過半小時就完全充滿了,電流數值變成0,代表可以收工了~


令人相當開心,大功率萬能充電器完成~~ 

餵飽車上電瓶,油門飽足感完全值回票價!




各式電瓶適用的充電參數

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鉛酸電瓶:充電電壓14.4V,充電電流上限為容量的10%

AGM電瓶:充電電壓14.7V ,充電電流≤I20 

(I20為電池的額定容量除以20的值,例如AGM70Ah電池,I20=3.5A)

鋰鐵電瓶:充電電壓14.6V ,充電電流可達額定容量的30%

18650鋰電池單顆:充電電壓4.2V ,充電電流上限容量的10%



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