自制电动车锂电池电池组从材料到成品全攻略
自制电动车锂电池电池组从材料到成品全攻略
随着环保出行理念的普及，电动车已成为越来越多人的出行选择。而作为电动车的核心部件之一，电池的选择和配置直接影响着车辆的性能和使用体验。对于有一定电子技术基础的用户来说，自制电动车锂电池组不仅能够实现个性化配置，还能节省成本，同时还能深入了解电池的工作原理。本文将从材料准备到成品组装，为您详细介绍自制电动车锂电池组的全过程。
自制电动车锂电池组的准备工作
确定需求
在自制电动车锂电池组之前，首先要明确电动车的电压、功率等参数，以便确定所需电池组的规格。这一步至关重要，因为不同的电动车对电池组的要求各不相同。如果电池组的规格与电动车不匹配，不仅可能无法正常使用，还可能对电动车的电机和控制器等部件造成损坏。
一般来说，我们需要知道电动车的电机功率。电机瞬间功率较大，超过电芯的输出能力或者超过保护板的上限保护，会直接搞坏保护板。因此，根据电动车的电机功率来选择合适的电芯至关重要。此外，还需要确定电动车的电压要求。充电器并非通用设备，而是与电池组相配套的。若电压不匹配或电流过大，可能会直接导致电池损坏或保护板失效。
确认电池组空间
检查电动车的电池仓空间也是自制锂电池组的重要步骤。确保能够容纳自制的锂电池组是关键，因为如果空间不足，可能无法安装电池组，或者会导致电池组在安装过程中受到挤压，从而影响电池的性能和安全性。
在确认电池组空间时，要考虑到电池组的尺寸、形状以及安装方式等因素。同时，还需预留足够的空间用于散热和布线，以确保电池组在使用过程中能够维持良好的运行状态。如果发现电池仓空间不足，可以考虑对电动车进行一些改装，或者选择尺寸更小的电池单体和保护板等部件。
自制电动车锂电池组的材料准备
电芯
目前市面上的电芯主要有圆柱、方形和软包三种类型。每种类型都有其独特的特点，但对于自制电动车锂电池组来说，推荐使用磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池具有安全性高的显著优势，在发生安全隐患的情况下，相比其他类型的电池，其风险相对较低。同时，磷酸铁锂电池的循环次数多，寿命长，能够为用户提供更长久的使用体验。
在选择电芯时，一定要购买全新的电芯，这样可以确保电池的性能和安全性。并且，最好让卖家做好分容配组，以保证电芯之间的一致性，提高电池组的整体性能和使用寿命。
均衡板
均衡板在电动车锂电池组中起着至关重要的作用。它能够平衡各个电芯之间的电量，防止出现部分电芯过充或过放的情况，从而延长电池组的使用寿命。
目前市场上主要有被动均衡和主动均衡两种类型的均衡板。被动均衡一般是通过电阻放电，成本低、电路设计简单，但是以最低电池残余量为基准进行均衡，无法增加残量少的电池的容量，且均衡电量 100％以热量形式被浪费。主动平衡是基于功率传递的方式，效率高，损耗低，但市场上许多有源均衡技术还不成熟，可能会导致电池过放电并有时会加速电池衰减。而且主动均衡需要昂贵的芯片和外围组件，成本较高。
对于自制电动车锂电池组而言，若电池组容量较小、串联电芯数量较低，可选择被动均衡的均衡板；若电池组容量较大、串联电芯数量较高，如高串数、大容量的动力型锂电池组，则更适合选择主动均衡的均衡板。同时，对均衡板的选择还要考虑其背后的均衡策略，一个好的均衡策略能够更好地发挥均衡板的作用。
其他材料
不锈钢电池盒：不锈钢电池盒具有坚固耐用、耐腐蚀的特点。它能够为电池组提供良好的保护，防止电池受到外界的碰撞和挤压。在选择不锈钢电池盒时，需确保其尺寸能够容纳自制的锂电池组，并充分考虑到散热和布线所需的空间。
充电器：充电器是与电池组配套使用的，不同规格的电池组需要不同的充电器。在选择充电器时，需确保其电压和电流与电池组相匹配，否则可能会导致电池损坏或保护板失效。
导线：导线用于连接电池组的各个部分，要选择质量好、导电性能强的导线，以确保电流的稳定传输。
热缩膜：热缩膜可以将串焊好的锂电池包裹起来，起到绝缘的作用，防止短路。在使用热缩膜时，要确保包裹紧密，不留缝隙。
隔板：隔板用于分隔电池组中的各个电芯，起到绝缘和固定的作用。选择隔板时，要确保其材质安全、绝缘性能好。
胶布：胶布可以用于固定电池组的各个部分，同时也可以起到绝缘的作用。选择胶布时，要选择粘性好、绝缘性能强的胶布。
自制电动车锂电池组的制作步骤
锂电芯的制造（可选）
如果有条件，可以自行制造锂电芯。锂电芯的制造步骤较为复杂，主要包括以下环节：
原材料搅拌混合：将电极活性材料、粘结剂、溶剂等混合在一起，充分搅拌分散，调制成符合粘度及固含量要求的浆料，正极、负极需分别独立配料。
正负极片涂布：通过涂布机，按照技术要求，将浆料均匀涂布在导流体金属箔材正反面，使得正极浆料涂覆于铝箔，负极浆料涂覆于铜箔。
冷压：通过对极片卷料进行高压力滚动挤压，实现正极、负极活性材料分别与铝箔、铜箔压实，达到符合技术要求的厚度。
裁片分条：将辊压后的极片卷料按照实际需求，分切成下一道冲片工序所需宽度的卷料。
堆叠：通过叠片机，将多层正极、负极极片和隔膜叠成电芯。
入壳点焊：将叠片后的电芯进行极耳焊接，然后进行铝塑膜包装。
真空烘干：通过高温去除电芯中的水分，其中烘烤温度、时间、真空度需要把控。
注液：将电解液从预留的注液口注入封装好的电芯，形成半成品电芯。
化成：将半成品电芯按照设定的充放电条件进行首次充放电活化。
分容和成型：对锂离子电池进行分容测试，选出优质电池。然后将电芯进行成型，制成所需形状。
电芯串联并联
根据所需电压和容量，确定电芯的串联和并联方式。例如，若要组装一个 48V 的电池组，以三元锂作为计算标准，标称电压单支为 3.7V，则需要 13 个电芯串联，133.7=48.1V，满足 48V 的要求。若还需要一定的容量，如 20A，则需要 10 个这样的 48V 在并联，102=20A。可以获得 20A。这样刚好就是 48V20A 的电池。
在进行电芯的串联和并联操作时，需特别注意绝缘和固定的处理。可以先将锂电池按照所需的串并联方式排列整齐，然后使用隔板和胶布进行绝缘处理。在焊接过程中，要确保焊接牢固，并严格防止虚焊、假焊等不良现象的发生。同时，还需串联焊接保护线，以确保电池组的安全性。
焊接保护线是为了确保电池组的安全性。保护线能够在电池出现异常状况时，及时切断电路，从而有效防止事故的发生。
包裹绝缘
用热缩膜把串焊好的锂电池包裹绝缘，接保护板，防止短路。热缩膜能够起到良好的绝缘作用，在包裹时要确保包裹紧密，不留缝隙。保护板可以监控串联的每个电池的状态，防止过充过放等情况的发生。
自制电动车锂电池组的注意事项
检查连线质量
在自制电动车锂电池组的过程中，检查连线质量至关重要。在拆卸和安装电池时，要仔细检查所有连线，确保其接触正常可靠。对于出现松动、老化或损坏的连接件，应及时采取相应的措施进行紧固或更换，以确保其正常运行。同时，需要重点评估连线的可靠性，因为不可靠的连线可能会导致电池性能下降，甚至可能引发严重的安全事故。
正确安装
安装锂电池组时，务必按照电池包装箱内的说明书要求进行操作。在安装过程中，首要任务是确保正负极的正确对应，以防止因接反而导致的故障。在安装过程中，使用截面积不小于1平方毫米的铜线，通过烙铁焊接的方式将每块电池串联起来，并最终将输出端子的正极和负极焊接在输出插座上，务必确保与充电器的正负极正确对应，否则将可能引发严重后果。
试用检测
安装好锂电池组后，应使用万用表测量电池输出端口电压。一般来说，通常情况下，电池的实际输出电压应略高于其标称电压，范围在2至5伏特之间，被视为正常现象。只有在确保电压正常后，方可投入使用。如果发现电压异常，应及时检查电池组的连接情况和各个部件的工作状态，找出问题并进行修复。
自制电动车锂电池组总结
自制过程回顾
准备工作阶段，我们明确了电动车的参数需求，确定了电池组的规格，并检查了电动车的电池仓空间，为后续的制作做好了充分准备。
在材料准备阶段，我们选择了适合的电芯、均衡板以及其他材料，如不锈钢电池盒、充电器、导线、热缩膜、隔板和胶布等。
制作步骤中，我们可以选择自行制造锂电芯，但这一过程较为复杂，需要严格把控各个环节。对于大多数人来说，也可以选择购买成品电芯进行串联并联操作，注意做好绝缘和固定，焊接保护线确保安全，最后用热缩膜包裹绝缘并连接保护板。
在注意事项方面，我们强调了检查连线质量、正确安装以及试用检测的重要性，以确保电池组的安全可靠。
注意事项强调
安全第一始终是自制电动车锂电池组的核心原则。在整个制作过程中，要严格遵守安全规程，避免因操作不当而引发安全事故。
选择质量可靠的材料至关重要。电芯应购买全新的，并让卖家做好分容配组，以保证电芯之间的一致性。均衡板要根据电池组的容量和串数选择合适的类型，同时要考虑其均衡策略。其他材料如不锈钢电池盒、充电器、导线等也要选择质量好、性能稳定的产品。
在制作过程中，要注意细节。焊接时要确保牢固，防止虚焊、假焊等现象。绝缘措施要做到位，热缩膜要包裹紧密，不留缝隙。保护板的连接要正确，以发挥其应有的保护作用。
安装完成后，要进行严格的试用检测。用万用表测量电池输出端口电压，确保电压正常后再投入使用。如果发现问题，要及时排查并修复。
风险与建议
虽然自制电动车锂电池组有很多好处，但也存在一定的风险。如操作不当可能会导致电池过热、爆炸等安全问题；如果选择的材料质量不过关，可能会影响电池的性能和寿命。
因此，建议没有一定电子技术基础和动手能力的用户不要轻易尝试自制电动车锂电池组。如果一定要自制，要充分了解相关的知识和技术，严格按照安全规程进行操作，并在制作过程中保持谨慎和细心。同时，也可以参考一些成功的案例和经验分享，以提高自制的成功率和安全性。
自制电动车锂电池组需要我们在安全、质量和细节方面下功夫，只有这样，才能制作出性能稳定、安全可靠的电池组，为我们的电动车提供强大的动力支持。