Вообще не про коленвал "Поршень". Самопальная аккумуляторная батарея.

Проблема
Как уже писал ранее, в 7 части эпической саги про КВ 88:

PCDeath:

обнаружил ещё одну неприятную особенность.
Из-за того, что в городе начал раньше переключаться и дольше ездить на высшей передаче, ибо тянет, средние обороты двигателя снизились. А лампы накаливания в фаре и габаритах (включены постоянно, суммарно 7А), поворотниках (не постоянно, конечно, но поворотники чаще всего включены, когда двигатель работает на ХХ, суммарно 4А) и зажигание (до 5А) - они никуда не делись.
И появился недозаряд, ибо баланс заряда-разряда сместился в сторону разряда.
Надо будет с этим что-то сделать... А пока примерно раз в месяц дозаряжаю аккумулятор, когда замечаю, что свет начинает притухать при включении аварийки.

Аккумулятор постоянно был недозаряжен и стал требовать заряда каждые две недели. А после зимовки к весне и вовсе сказал, что нам с ним больше не по пути. Стартерный ток не выдаёт, заряд не берёт, напряжение не держит. Вздулась левая банка.
На-до-е-ло! Сколько можно воевать с кислотниками, когда есть более другая химия?
Решил разработать и внедрить в Вояжа ультрамегасовременный литиевый аккумулятор.
Померил вояжью аккумуляторную площадку с поправкой на возможную в будущем установку днепроКПП, и пошёл читать про литий.

Выбор химии
Li-ion / Li-Pol кобальтовые и марганцевые банки , которые в большинстве случаев подразумеваются, когда используется словосочетание "Литиевый аккумулятор", отмёл практически сразу.
Таким элементам обязательно нужна BMS - Battery Management System, система управления батареей. Она будет ограничивать токи заряда-разряда, обеспечивать правильный режим зарядки и всячески продлевать жизнь аккумулятору.
Но наличие BMS, которая отрежет аккумулятор от бортсети, если ей что-то не понравится, для мотоцикла неприемлемо. Потому что это будет равносильно отключению массы на работающем моторе со всеми вытекающими оттуда весёлыми плясками напряжения, никак не сглаживаемыми аккумулятором.
При этом без BMS их ставить нельзя, ибо помним про эпическую пожароопасность таких элементов при превышении допустимого тока заряда/разряда. А причитать про у пiчку jeбену матерiну я не хочу. Так что смотрим в сторону другой химии.

Есть банки LiFePO₄, или "Железофосфат", "Лифер" и т.д. Вполне себе прогрессивная химия, условно пожаробезопасная, номенклатура типоразмеров банок довольно широкая, и даже самые хилые экземпляры, по заверениям производителей, уверенно держат токи заряда до 1С, а разряда - до 5С, что при ёмкости 40 А*ч даёт ток заряда 40А, а разряда - до 200А, и этого более чем достаточно для работы в бортсети.
Плюс напряжение заряда 4 банок по 3,6В вполне себе соответствует нашей бортсети (14,4В)
Казалось бы, бери и ставь. Но у них тоже есть одно существенное ограничение - способность брать заряд сильно падает с понижением температуры. И зарядный ток при температуре ниже нуля падает до 0,1С (4А для вышеприведённого примера), что может привести к ситуации, описанной выше - аккумулятор, не берущий заряд, никак не компенсирует броски напряжения в бортсети, пока не прогреется.
Для мотоцикла, наверное, это не очень критично, ибо эксплуатация в основном происходит при плюсовой температуре. Но всё же захотелось не ограничивать себя только тёплым сезоном (да, в Новый Год иногда тоже хочется покататься!)

И, наконец, наиболее прогрессивная на сегодняшний день химия - LTO, она же "титанат".
Максимально пожаробезопасная, с дикими токами заряда (до 10С) и разряда (до 20С), но тоже не лишённая недостатков. Во-первых, низкая плотность энергии требует больший объём аккумулятора для достижения той же ёмкости. Во-вторых, не очень удобное напряжение заряда банки - 2,65В, и в-третьих, высокая цена.

Тем не менее, именно они и были выбраны как подопытные кролики в виде элементов Toshiba SCiB 20А*ч, т.к. эти элементы чуть ли не единственные из существующих для такой химии имеют прямоугольную форму, приемлемую ёмкость, и могут быть засунуты в прямоугольный же корпус без потери полезного объёма. А ещё они есть на всем известных площадках в продаже, и стоят не то чтоб сильно космических денег (потому что б/у).

Выбор схемы
Нарезал деревянных кубиков, соответствующих по размеру элементам SCiB 20А*ч, взял моток скотча и поиграл в Тетрис прямо в вояжьей раме.
Выяснил, что 10 банок влезают прекрасно, 6 - тем более, а 12 - еле-еле и впритык, не оставляя места для манёвра. Поэтому доступные схемы:
5serial 2parallel (40 А*ч, 11,5 В),
6s1p (20 А*ч 13,8 В).

Схема 6s2p тоже теоретически осуществима, но не прямо "в лоб", придётся посидеть и поразмыслить, как всё это утоптать в кучку. А весна - вот она, уже вполне себе веснеет, и скоро уже надо ехать на ДРОп, поэтому нет времени мудрствовать лукаво, надо делать!

И есть некоторая загвоздка, связанная как раз с неудобством напряжения заряда. Напомню, что оно составляет 2,65 В.
Соответственно, 5 последовательно соединённых элементов надо заряжать напряжением 13,2...13.3 В. Это ниже, чем напряжение регулировки, на которое настроены наши реле-регуляторы (14+ В), поэтому банки постоянно будут перезаряжены, что может привести к их скорой деградации.
А 6 элементов требуют уже 15,9 В. И во-первых, если даже воткнуть РР с максимальным известным мне напряжением (14,8 В), банки всё равно будут недозаряжены (2,46 В на банку), а во-вторых, на 50% (!) вырастет мощность всех потребителей. Ибо мощность потребителя зависит от квадрата напряжения.
Простой расчёт показывает, что лампа головного света 12 В 60 Вт (60 Вт / 12 В = 5 А номинального тока), имеющая сопротивление (12 В / 5 А = 2,4 Ом) при напряжении 14,8 В начнёт пропускать через себя ток (14,8 В / 2,4 Ом = 6,17А) и рассеивать мощность (14,8 В * 6,17 А = 91,3 Вт), что непрогнозируемо уменьшит срок её службы.

Лампы поворотников 21 Вт превратятся в (21/12²*14²) 32 Вт, а габаритов - в (10/12²*14²) 15 Вт. Поэтому, хотя и станет больше света, чаще будут перегорать лампы, да и зажигание с прочими приборами неизвестно как себя поведут...
Так что мой выбор - схема 5s2p, 11,5 В 40 А*ч.
А с зарядкой что-нибудь придумаю.

Алгоритм заряда
Все аккумуляторы традиционно требуют схемы заряда CC-CV (Constant Current - Constant Voltage) - в начале и середине заряда требуется ограничивать зарядный ток, чтобы он был не выше максимального, установленного производителем для конкретной модели банок. А в конце заряда требуется ограничивать напряжение, чтобы оно, опять же, не поднималось выше максимального, установленного производителем.
Исходя из рекомендуемого производителем зарядного тока (3С для 40 А*ч - это 120 А) и сопоставляя его с возможностями генератора (КилоВась - это 80 А), приходим к выводу, что даже если генератор будет отдавать ток на все деньги, он не сможет приблизиться к пределу, обозначенному производителем банок. Поэтому фазой заряда СС можно смело пренебречь - ток будет ограничен параметрами генератора. Осталось организовать CV нужного номинала.

Реле-регулятор
Родное реле-регулятор К1216ЕН1, стоящий на КилоВасе, имеет заявленное напряжение регулировки 14 В. Фактически же разброс напряжений регулировки у разных экземпляров - от 13,7 до 14,2 В.
А реле-регуляторов на 13,3 В в природе не существует... Вообще!
Самый минимум, который смог найти, - это 13,6 В на РР 67.3702-02 от КЗАТЭ в "летнем" режиме. Ну, будет не 2,65 В на ячейку, а 2,72. Надеюсь, не сильно критично... Но посмотрим.

Прочая электронная начинка
Делать аккумулятор из б/у банок без балансировки - так себе идея. Банки гарантированно будут отличаться по внутреннему сопротивлению и остаточной ёмкости, что снизит общую ёмкость батареи, если не балансировать банки и не выравнивать их напряжения при заряде и разряде. Поэтому приобрёл активный конденсаторный балансировщик для схемы 5s химии LTO и немного его усовершенствовал.

Во-первых, по умолчанию он постоянно включен, и какой-то ток во включенном состоянии он всё же потребляет, понемногу разряжая аккумулятор. Поэтому надо иметь возможность отключать балансировщик, когда аккумулятор не используется. Решил поставить реле, которое будет включать балансировку, когда включен выключатель массы на мотоцикле.
Во-вторых, надо иметь возможность контролировать состояние балансировщика и напряжение аккумулятора, поэтому прилепил ко второй секции реле вольтметр, который показывает напряжение сборки при включенной балансировке.
И в-третьих, решил встроить в аккумулятор выключатель массы, который отключит аккумулятор от потребителей при длительном превышении тока в 150А. На всякий случай. :-)

И остальная требуха
Перемычки вырезал из листовой меди и залудил припоем ПОС-40.

Силовые выводы решил сделать сам - залил в свинец медные болты М6. А для вывода включения балансировки взял обычный нержавеющий болт.

Корпус напечатал на 3d-принтере, который был любезно одолжен мне Доктором3lo
https://oppozit.ru/forums/оппозитные-услуги/3d-шторм

Крышку вырезал на фрезерном станке из листа поликарбоната 15мм. Перед этим сделав деревянный макет из куска старой лавки, чтобы убедиться, что аккумулятор точно влезет на своё место в Вояже.

А дальше - дело за малым. Собрал, зарядил, убедился, что балансировщик работает, как запланировано, и померил стартерный ток.
247А ураловскому стартеру выдаёт в пике, при этом предохранитель не выбивает. :-)