Перехід з кислотних АКБ на літій-тітанат (LTO)

Тема постійно розряджених АКБ та їх відновлення після розрядки, завжди була темою усіх без виключення автомобілістів.

На любому підприємстві це вічна та болюча тема у механіків та водіїв, які щось провтикали з обладнанням, та висаджували в повний нуль свої АКБ.

Багато хто з нас попадав в ситуацію висадженого в нуль АКБ (який потроху помирає, але все ще трохи їздить), а потім доводилося або купувати нову батарею, або довго та муторно її відновлувати, та у самий незручний момент бігати шукати когось, щоб якось підкурив авто.

Ну і після повного розряду її підняти до параметрів нової практично не можливо. До того ж, кислотні АКБ доволі погано  беруть заряд від штатного генератора вже при мінус 5, а при мінус 12-15 взагалі заряд не бере. Бо її робочі параметри заряда від 0 до +25 градусів 

От у мене постійно сиділа думка в голові, як зібрати вічний АКБ, який не боїться розрядів та морозів, має високі пускові струми. Та щоб був ще один головний параметр - при всьому цьому був пожежобезпечний для використання (на відміну від Літій-іону (Li-ion) та літій-залізо-фосфату (LiFePO4)) . Адже технології не стоять на місці і все постійно вдосконалюється.

Якось в 2017-2018 році (коли ще було інше авто) я дізнався про літій тітанат LTO 66160, який взагалі не боїться морозів (тести при мінус 40 тому яскраве підтвердження). Має доволі великі пускові струми і напруга дуже добре тримається при значних та довгих навантаженнях, а також не боїться розрядів в нуль і може бути відновлений до 100% своєї якості та ємності всього за годину часу навіть від штатного генератора.

Але я вирішив трохи почекати і подивитися як себе покажуть ці комірки через деякий час, бо мав великі сумніви по ним в тому що вони так дійсно добре тримаються в мороз, тому що мороз це основна проблема літію. Бо Літій дуже не любить мороз і на морозі комірки втрачають свої властивості дуже сильно деградують.

Модельний ряд комірок LTO 66160 на 2017 рік були на 30А та 35А, наразі вже є комірки на 40 та 45А

45А трохи рідкісні у нас, та за них у нас заламують добрячу ціну.

      Також розглядався варіант застосування супер-конденсаторів (іоністери) типу Maxxwel на 3000mf. Які мають всі необхідні для мене параметри, но прицьому всеж таки мають один дуже великий недолік. Вони як усі конденсатори не можуть багато тримати енергії в собі як АКБ, але можуть дуже швидко видавати доволі високий пусковий струм. Який необхідний саме для пуска двигунів внутрішнього згоряння. Тож їх використання як найкраще себе показує тільки у зв'язці з іншими ємними АКБ (Типу CATL -гарна технологія але все одно горять яскраво) і може спокіно використовуватися як пускач або прикурювач для доволі важкої тажкої техніки. 

Десь на початку 2023 році в мене знов здох в нуль очередний кислотний АКБ, тому що в той день регістратор вирішив поглючити тому що напруга на АКБ знизиламя до 10,9 вольта і регістратор висадив його в нуль буквально за декілька лічених годин (а я в той час був у відрядженні і нічого зробити не зміг оперативно). І потім довелося довго його та нудно його відновлювати та купити на підміну ще один невеличкий АКБ. Отак і катаюсь навіть зараз, один дома стоїть чекає, а інший в авто ганяє.

Тому знову і згадав про 66160.

По своїм спостереженням бачу, що кислотні АКБ навіть на підприємствах де я працював, живуть максимум 3-4 роки максимум, при умові як що їх не висадять в нуль, а потім починається гра у "Останній герой" та постає питання - дотягне чи ні або до морозів, або коли його знову потрібно підкурювати в морози.

Згадав свої старі думки по поводу заміни АКБ на щось більш пристойне, та все ж таки зробити той вічний АКБ про який думав. Ну і почав моніторити ринок, що змінилося, та які нові технології з'явилися на ринку.

Кислотні та АГМ були відкитнуті одразу, Літій-іон (Li-ion) та літій-залізо-фосфату (LiFePO4) дуже пожежонебезпечні та дуже сильно бояться морозів, який фактично його вбиває. Ще дивився на АКБ від різних Китайських електричек і як завжди параметр підбору, щоб не боявся морозів, та щоб були нормальні пускові токи, щоб крутити стартер.

Також дивився також на нову хімію CATL - непоганий варіант для європейської зими, коли температура не падає нижче -5,  має хороші пускові токи та заряждається доволі швидко (а ніж Li-ion чи LiFePO4).

Але все ж таки у нас як показала ця зима 2025-2026року, треба все ж таки у нас розраховувати на нижчі температури ніж -5.  CATL якщо температура нижче -5 градусів, то його необхідно гріти бо він зараза замерзає і починається деградація комірок.

Ну і знову повернувся до  LTO 66160. Передивився кучу тестів того як він веде себе у користувачів з 2015 року по сьогодні, хто встановлював собі такі комірки. Загальний коментар хто їх має в своємі користуванні, на кислоту та АГМ - категорично не повернемося.

Бо має нормальну стабільну напругу і напруга у внутрішній системі не просідає нижче 13 вольт під навантаженням, що дає значний плюс для всього встановленного обладнання. І відсутні такі дикі просадки до 9-10 вольт, як на кислотних чи АГМ. Але в титанаті теж є нюанс, тітанат по даташиту не любить перегріву і при використанні таких комірок в середовищі вище 60 градусів приводить до зниження їх ресурсу з 25000 циклів до 3000 і можлива деградація до 80%. Тому такі АКБ багато хто прибирає з підкапотного пространства - або в салон, або в багажник, тобто по далі від гарячого мотору. І таким чином вирішується проблема з можливим перегрівом.

В сухому залишку на даний час при всьому виборі маємо такі варіанти АКБ:

• АКБ які не сильно бояться плюсової температури, но не переносять морозів (Li-ion та LiFePO4), температурний режим 0 до +50, пожежонебезпечні
• АКБ які не бояться морозу, но не дуже добре переносять температуру вище 60градусів (LTO), температурний режим від -50 до +65, мають най вищу пожежну безпеку серед усіх АКБ з літію
• Новітні АКБ технологія CATL, мають середні пускові токи для авто (Grade A), не сильно бояться плюсової температури але теж не переносять морозу, температурний режим від 0 до +55, пожежонебезпечні

Всі ці переваги з невеличкою ложкою дьогтю і стали основним тригером у виборі саме на перехід літій-тітанат LTO 66160, то й наважився брати. Бо зниження ресурсу з 25000 циклів до 3000 як на мене не є суттєвою, і все одно вища ніж у Li-ion чи LiFePO4. Та мать на порядок вищій захист в пожежобезпеці.

Але як що брати то краще 45А, бо все ж таки характеристики значно вищі. Хоча для наших авто навіть з тими характеристиками і 30А хватить за очі.

В Україну практично всі комірки що 30, 35, 40, та 45А - постачаються Б/У, з електротранспорту Китаю. І дата їх виробництва може бути з 2014 по 2018 роки це те що я бачив (але скажу наперед на це можна не зважати, головне який внутрішній опір самої комірки).

Datasheets

Для комірок 40А

Основні габарити та характеристики (Yinlong LTO 66160 45Ah) Datasheet:

• Діаметр: 66 мм
• Довжина корпусу: 160-161 мм
• Загальна довжина з клемами: 210 мм
• Номінальна ємність: 45 Аг (45000 мАг)
• Напруга повного заряду: 2.8 В
• Напруга повного розряду: 1.8 В
• Номінальна напруга: 2.3 В
• Струм розряду на комірку: Високий, до 10C (450 А і вище)
• Номінальний зарядний струм: 1-100А
• Максимальний зарядний струм: 450А
• Ресурс: Понад 25 000 циклів (до 80% ємності)

• Термін служби при зарядці 2C та розрядці 2C, 100% глибина нагріву, 25°C - >25 000 до 80% початкової ємності

• Термін служби при зарядці 2C та розрядці 2C, 100% глибина нагріву, 55°C - >3000 до 90% початкової ємності

• Робоча температура: від -50°C до +65°C.
• Термін служби:  25 років
• Внутрішній опір: 0.40–0.50 мОм (фото з яким опором прийши комірки дивитися нижче)
• Внутрішній імпеданс заряду (10-секундний імпульс постійного струму, 50% заряду, 25°C) - 0,52 мОм
• Внутрішній імпеданс розряду (10-секундний імпульс постійного струму, 50% заряду, 25°C) - 0,71 мОм
• Тип контактів: шпилька М12
• Вага: 1,10 - 1,25 кг

Основні Переваги:

• Дуже швидка зарядка: Може бути заряджений за 10-20 хвилин (від штатного генератора)
• Робоча температура: від -50°C до +65°C.
• Безпека: Висока стійкість до займання

Наразі дані комірки 66160 багато хто використовує в автозвуці, кемперстві, системах сонячної енергетики, для зварювання та електромобілях завдяки високій надійності та здатності працювати при негативних температурах.

В до того ж дані комірки фактично будуть працювати між мінімальним значеннями 1,8 вольт і максимальним 2,8 вольт. Фактично бортова мережа авто  працює  в режимі 14,5 вольт до 15 вольт (нормальна работа генератора). Тобто робота комірки тітаната 14,5/6=2,4 вольта до 15/6= 2,5 вольт. Середне значення яке не повинно перезаряджати самі комірки і таким чином вони повинні жити набагато більше.

Ну що ж "Очі бояться - руки роблять" вирішив я, 

І колись потрібно починати щось змінювати.

Моніторив дві площадки де їх можна купити - Аліекспрес та Алібаба

з Алібабою трохи складніше з доставкою, але можна взяти більший об'єм комірок.

З Аліекспресом все простіше, але пропозицій не так багато і є нюанс з доставкою. Бо як виявилося, не всі постачальники можуть відправити такі АКБ в Україну. Замовляв тричі у різних продавців, і тричі посилки навіть не могли виїхати з Китаю по незрозумілим причинам, та були повернуті назад відправнику. Благо Аліекспрес повертав гроші в повному обсязі.

Тільки з четвертого разу вдалося замовити у даного продавця, який має склад в Европі (якого можу рекомендувати)

https://a.aliexpress.com/_ExSRTdO

Замовлення прийшло неочікувано швидко 22 березня сплатив - 28 березня вже отримав.

Відправляють з складу в Європі (посилка їхала з Польщі), отримував на Новій пошті

Вартість замовлення склала 8478,86 грн (але це з знижками та купонами від Алі)

Розтаможка на Новій пошті - додатково сплатив при отриманні ще 375,24 грн

Загальна вартість за 6 шт - 8 854,10 грн

В комплекті продавець бонусом ще додав перемички та нержавіючі гайки М12

Вага цього пакунка була десь 8-8,5 кг

Всі комірки було запаковано дуже добре. Кожна знаходилася в своємоу відсіку вспіненого поліетилену. Так що з ними нічого не трапиться

Коли отримав посилку першим ділом почав з перевірки вольтажу з яким приїхали.

Дата виготовлення 2016 рік (на даний час їм вже 10 років)

Як бачимо номери комірок практично одна за одною, але вольтаж одної був взагалі замалий (шо мене трохи насторожило)

• V0077181 - 2,241 В
• V0077182 - 2,304 В
• V0077183 - 2,232 В
• V0077184 - 2,180 В
• V0077187 - 0,450 В  (ого як просаджена, буде потребувати окремої уваги)
• V0077189 - 2,209 В

То ж під рукою поки не було тестеру опору, вирішив їх переважити на вагах

• V0077181 - 1,205 кг
• V0077182 - 1,204 кг
• V0077183 - 1,209 кг
• V0077184 - 1,203 кг
• V0077187 - 1,211 кг
• V0077189 - 1,199 кг

По вагах все добре

Всі комірки в допусках

та комірка з номером V0077187 - 1,211 кг теж в нормі.

Потім всі комірки поставив на балансування між собою. Просто з'єднав всі плюси з плюсами та мінуси з мінусами

Мінуси всі перемкнув тими перемичками що прийшли від продавця, всі плюси перемикав алюмінієвим дротом. Для першого балансування цього вистачить.

За ніч все відбалансувалися усі аж до тисячної вольта, всі були як один.

На наступний день домовився зі знайомим, в якого є тестер - який міряє опір комірок. Бо мій щось трохи затримався з Алі.

Зробили заміри комірок:

• V0077181 - 0,18 мОм
• V0077182 - 0,17 мОм
• V0077183 - 0,14 мОм
• V0077184 - 0,17 мОм
• V0077187 - 0,19 мОм
• V0077189 - 0,19 мОм

Тож сводна інформація по всім коміркам:

номер комірки |   Вольтаж |        Опір        |  Вага

• V0077181   -    2,241 В    -    0,18 мОм   -  1,205 кг
• V0077182   -    2,304 В    -    0,17 мОм   -  1,204 кг
• V0077183   -    2,232 В    -    0,14 мОм   -  1,209 кг
• V0077184   -    2,180 В    -    0,17 мОм   - 1,203 кг
• V0077187   -    0,450 В   -    0,19 мОм   - 1,211 кг  (опір міряли у зарядженому та збалансованаму стані)
• V0077189   -    2,209 В    -    0,19 мОм   - 1,199 кг

Тож бачимо що всі опори комірок навіть нижче ніж вони прописані по даташиту - Внутрішній опір: 0.4–0.5 мОм

А також наша комірка що чомусь була розряжена з номером V0077187 - 0,19 мОм в повній нормі. (за зря хвилювався)

То ж з усіма комірками все добре, і можна починати збірку та всі необхідні маніпуляції

Для того щоб скласти все до купи додатково нам потрібно:

• Корпус для АКБ (знайшов декілька 3Д-форм в інтернеті щоб надрукувати на принтері, в тому числі і герметичний варіант, який я і зробив. Заодно протестую його підкапотом та поставлю виносний електронний термометр)
• Алюмінієва шина 40х4 (бо ті шини що надав продавець не підходять по розміру для мого корпусу). Довелося купувати шину аж 3м, бо менше не продавали на метало базі, а ціна за 1м на олх та на промі була такою, що різниці брати 3м на базі чи 1м на олх - різниця не суттєва
• Алюмінієві гайки М12 - 10 шт. Замовляв тут на Алі https://a.aliexpress.com/_Exn6MYY для більш правильного поєднання та контакту. Коли надійдуть, то заміню ті нержавіючі гайки на алюмінієві. 
• Алюмінієві шайби - 10 шт. Замовляв тут на Алі  https://a.aliexpress.com/_EJURyA8
• Активний балансір 6S - для підстраховки. Він для цих АКБ не обов'язковий, але щоб все само балансуваловся та не було перекосів то нехай буде. І мені спокійніше буде. Замовляв тут на Алі  https://a.aliexpress.com/_Eweiwey
• Конусні клеми АКБ з внутрішньою різьбою М12. Знайшов тут на Алі  https://a.aliexpress.com/_EICjoTW   Але є нюанс з ними. Як що робити інший корпус ніж я робив, то вони можуть підійти. Для свого герметичного корпусу бажано виточити трохи інші, щоб вони давали герметичність.
• Клеми для під'єднання балансиру з отворм під МЗ. Купляв в Епіку
• Вінти М3 з плоскою головкою. Для фіксування клем балансиру. Купляв в Епіку
• Шпилька М8 нержавійка - 1шт . Купляв в Епіку. Потрібна для стяжки герметичного корпусу ріжиться приблизно по 22 см, та вистачить 1 м на 2 АКБ
• Гайка М8 нержавійка самостопорна - 4 шт. Купляв в Епіку. Потрібна для стяжки герметичного корпусу
• Шайба М8 нержавійка - 4 шт. Купляв в Епіку. Потрібна для стяжки герметичного корпусу
• Шліфувальні круги на 125 болгарку Р40 - 2шт та Р80 - 2 шт. Купляв в Епіку. Потрібні для того щоб закруглити алюмінієві шини, що з'єднують комірки, та підігнати їх по місцю за розміром надрукованого корпусу та посадкових місць.
• Зарядний пристрій 12в на 30А (був вже в мене з регулюванням до 14 вольт) потрібен щоб зарядити комірки хоча б до 14В. Як що у вас з регулюванням, то краще заряджати до 14,5 В, бо правильна напруга бортовій мережі все одно буде не менше 14,5В, як що у вас генератор працює як треба.

  Роздрукували мені корпус на 3Д-принтері з матеріалу PETG - вартість друку у нас зараз просто вбиває.

Як що комусь будуть потрібні 3Д моделі на корпуси для цих комірок, та хто вміє корегувати такі моделі - можете звертатися. 

ось так виглядає корпус по фінішу, для балансира друкували окрему коробочку, бо в моделі корпуса не було її запроєктовано заздалегідь.

По факту даного надрукованого корпусу, зняв вже заміри по шинах, щоб правильно розрахувати відповідні розміри та отвори там де вони саме будуть треба. Відміряв розміри, розпилив алюмінієву полосу на ті сегменти, що потрібні також додатково зробив клеми балансування (коли порібно з'єднувати всі комірки плюси до плюсів мінуси до мінусів). Розмітив шини по отворам та просверлив отвори під шпильки (зробив їх трохи більшим свердлом на 13мм, щоб був зазор для регулювання під гайкою). В самих шинах також додатково зробив отвори свердлом 2,5мм та нарізав різьбу М3 для приєднання клем майбутнього балансиру. Також для шпильки яка з'єднує корпуси зробив відповідний отвір в шині, бо шпилька буде проходити наскрізь, та ізолював ці шпильку в вчастині проходження іі скрізь шину.

Поки ще чекаю коли доїдуть ще Алюмінієві гайки та шайби, зібрав все на нержавіючих гайках, які постачальник надавав бонусом з комірками.

Ось так вийшло без верхньої кришки

Поки прикрутив ті конусні клеми що замовляв на Алі

так вийшло, і довелося робити проставку у вигляді нержавіючої гайки, шоб підняти їх по рівню верхнього корпусу

Але враховуючи модель корпусу і те що його можна зробити герметичним, то думаю на майбутнє може десь знайду токаря, який зможе виточити такі клеми з алюмінію (креслення на всяк випадок додаю). Може в когось є можливість зробити такі клеми, то куплю. Щоб все вже було по феншую.

По ітогу зібрав корпус, але поки не стягував його шпильками (чекаю ще алюмінієві гайки та шайби)

Маємо ось такий вигляд

Накинув на клеми крокодили від блоку живлення, та встановив максимальний поріг який він може видати 14В,  30ампер

Перед зарядкою перевірив тестером що він покаже, нажаль тестер не зміг виміряти пусковий ток, але вольтаж показав близько 12.8 вольта

Після зарядки повторно перевірив показники АКБ тестером

Заряджався ну від сили хвилин 30-40, потім клеми стали холодні, а блок живлення перестав вмикати охолодження

При 14 вольтах маємо 1386А пускового

Тепер будемо пробувати встановлювати його в авто. 

Дуже руки чешуться поганяти цього малюка на більш серйозній техніці.

Загальний бюджет на даний АКБ склав - 13 800 грн

Зовнішний розмір самого АКБ - 225х150х225

Тепер лишилося трохи причесати його:

• встановити якісь гумові ущільнення між клемами та корпусом, поки не знайду можливість виточити нові,
• довстановити балансир, або зробити можливість його періодичного підключення для проведення балансування, бо він не влазить в корпус і для нього довелося робити окремій бокс
• замінити гайки на алюмінієві, та посадити їх на фіксатор, щоб не відкрутилися від вібрації
• І думаю в кінцевій збірці ще спробувати застосувати токопровідну пасту, для зменшення опору та збільшиння токопровідної здатністі між комірками

P.S. дізнався по тітанату ще про такий факт. Якщо розрядити комірку до нуля і не правильно під'єднати клеми зарядки до комірки, то з ним ні чого не станеться і він спокійно зарядиться до 100%, але вже буде мати зворотню полярність.

Тести підключень та запусків з просадками на своєму авто (кислотних АКБ та тітанатного), зроблю та буду викладати трохи пізніше, як доїдуть останні запчастини. 

Реклама

Перевіри оголошення онлайн!