小牛电动车 篇二:DIY改造小牛 双电仓

2019-11-23 16:04:24 123点赞 452收藏 180评论


改造原因

我的小牛N1都市版是2015年10月在官网购买,12月初到货,目前行驶了差不多1.85万公里。相关的故障以及最近的控制器维修经历见上一篇文章

 

小牛电动车 篇一:小牛N1都市版控制器修复用车背景总所周知,小牛第一代N1电动车以性价比高,故障率高的双高属性驰名海内外。我的小牛N1都市版是2015年10月在官网购买,12月初到货,目前行驶了差不多1.8万公里。各种大大小小的故障也经历了不少,包括但不仅限于:1、磨碟、2、前刹油管和避震干涉磨损、3、仪表进水、4、臭名昭著的中控00、5、虚化主体| 21 评论99 收藏87查看详情

 

我在2016年又收了一块原装电池,于是两块原装电池替换使用,有时候一天需要跑的路程比较长就换一块电池。就这样4年下来,特别是最近入冬了,感觉现在单块电池里程有点缩,只能跑30多公里就一档保护了,而我上下班就30公里了,所以想起来并一下。

其实从2016年入手第二块原装电池以来,就一直在考虑并双电的方案。但是再怎么想,也只是想,只有实际动手了才会发现各种问题。本篇不是STEP BY STEP教大家N1并双电的步骤,而是把我考虑的双电方案的一些问题和大家做一些分享。  

双电并联方案

先说一下除了并联方案,还有一种方案是两块电池轮流使用,需要安装一个二选一切换开关。考虑到并联方案不需要切换动作,而且并联可以降低单块电池的负荷,所以没有选择双电切换方案。

小牛N1的双电并联方案经过各路大神的多年研究已经比较成熟了,说实话我也没有研究得很清楚,以下只是从我自己的理解简单讨论一下。

1、直接并联

直接并联的主要问题是存在两块电池之间的互充现象。在小牛电动车上,当出现主电(就是直接和中控通信的电池)处于被充状态的时候,有些型号会限制在低速档,有些型号会直接不能启动。

一般来说,两块电芯相同、内阻相近、保护板相同的电池一般来说在电压相同的情况下可以直接并联,即便出现互充现象也很轻微,影响很小。因此如果可以买到两块同一批次,相同电芯的小牛原厂电池,可以试着直接并联,这样最简单,问题也最少。

而我虽然有两块原厂60V20AH电池,但一块是LG电芯(型号LGABB41865),一块是松下三洋大红袍电芯(型号UR18650ZY),这两种电芯的特性存在较大的差异。大红袍的放电平台比LG平均高0.1V左右,对应整组电池17串在使用过程中的平均电压有1.7V左右的差异。因此这两块电池如果充满之后直接并联,开始阶段将主要使用大红袍的电量,停车之后大红袍还会给LG充电,而后期当大红袍电量不足的时候则主要用LG的电量,停车之后LG会给大红袍充电(这段描述不够精确,实际情况更为复杂,大致是这么个意思)。

2、二极管单向防充电

为了避免主电池被副电池充电导致无法启动或强制降一档运行,可以在主、副电池之间增加一个二极管,只允许电流单向流动(主电向副电流),这样就避免了副电给主电充电的问题了。但主电仍然可以给副电充电,因此要确保并联时两块电池的电压基本一样(压差<1V)。另外把放电平台高的电池放在副电位置可以尽量避免放电初期主电给副电充电,导致主电电量下降过快。

至于二极管的选择也有很多种:

  • 普通的二极管压降比较大,一般说是0.7V,但当电流增大到20A甚至以上时,压差能到1V,会消耗较多的电量,并产生很大的热量。

  • 肖特基二极管的压降小一些,但电流增大时压差也会达到0.6V以上,热量也不小。

  • 理想二极管是通过MOS开关来实现导通和关断的,它的压降最小。理想二极管是MOS电路,需要同时接正负极。

3、专用防互冲模块

很多商家设计了各种专用的防互冲模块,原理各不相同,有的拆开里面甚至就是二极管,有的号称双向防互冲。因为本人见识有限,而且商家对商业秘密进行保护,无法评判,大家可以向使用过具体模块的用户了解实际使用效果再做决策。

我选择了理想二极管方案。

双电并联电路

没找到合适的60V20AH电池图片,以下用60V35AH电池图片替代:

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并联电路的改装其实很简单,一共两步:

1、副电直接接控制器正负极。

2、理想二极管并联在原空气开关旁边,一根负极线接控制器负极。

 电池安装方式

N1和N1S的副电安装主要有两大类:一类是安装在坐桶里,另一类是装在踏板下原装电池后面。坐桶方案的优点是简单,缺点是占用坐桶空间,同时车辆的重心变高。踏板方案的优点是不占坐桶空间,车辆的重心变得更低,感觉更稳定。我选择踏板方案。

坐桶安装的话,N1S的坐桶可以直接安放第二块原厂电池,而N1的坐桶尺寸并不支持摆放第二块原厂电池,但是可以用热风枪或电吹风把坐桶吹软之后就可以放进去了。

踏板电池安装有两种方案:

一种是保留原电池仓,把副电通过不锈钢扎带或者其他方式固定在原电池仓的后面。这种方案的好处是不破坏原电池仓,弊端是副电一旦安装,想再取下就很麻烦。

另一种是商家专门设计的双电仓,需要拆除原有的电池仓,并对原有的电池托盘、踏板部分塑料外壳进行局部改造。这种方案的好处是可以随意取出两块电池,问题是破坏了原电池仓,一旦改装就无法回到原始状态了。

 我选择了双电仓方案。  

采购方案 

方案确定后,就开始买买买

 1、双电仓和副电连线

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 2、理想二极管

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 3、铜鼻子,用来接控制器

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 4、自喷漆,用来给小牛车架和托板上漆

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5、钢刷,用来给小牛车架和托板除锈

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安装过程和遇到的问题 

安装过程大致分为两个步骤:理想二极管的电路改装、双电仓的安装

1、理想二极管的安装

因为理想二极管买来之后是一个裸板,直接使用存在风险,还是要进行一些优化。

理想二极管虽然发热比较小,但据说散热还是要做的,于是弄了个AMD锐龙的原装CPU散热器装上了。就是上次的文章

 

AMD Ryzen 2600原盒风扇改装本文简单介绍了AMDRyzen2600原盒风扇和超频3红海mini散热器的嫁接改装。当然这种低(la)端(ji)配低(la)端(ji)的玩法肯定会为广大电脑DIY高手所不齿,但对于我这种摸电脑31年,DIY装机24年的老人来说还是有点乐趣的。独乐乐不如众乐乐,分享给感兴趣的朋友。改造原因最近老妈过生虚化主体| 25 评论37 收藏26查看详情

 

当中剩下来的铝制散热器,用来给理想二极管这点发热用是绰绰有余了。

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先打孔,再攻丝,背面正好用上原厂散热器自带的CPU硅脂DIY改造小牛 双电仓 ,螺丝上紧。

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电路板暴露在外不安全,有短路风险,用3D打印一个盖子罩住:


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3D打印的其他一些东西见:

3D打印机入手开箱购买理由其实种草3D打印机已经很久了,原因是之前听说太空站里的航天员现在都不用备件了,直接带3D打印机上去,缺什么打什么,听得我那个羡慕啊!再者,我能用到的常用工具基本上都有了。除了木工的工具目前家里还没有条件上,等将来退休后看吧。自己也DIY搞了点焊机什么的,有点小发烧。前几年也研究了一下3D打印虚化主体| 1 评论4 收藏22查看详情3D打印机买回家究竟有没用?看完我做的这几个玩具你就知道今天来简单说说家庭买3D打印机来做什么。看网上大部分3D打印机的文章,主要都是开箱,打印一两个下载的模型,评价一下精度,赞叹一下科技发展,然后就over了。本人是3D打印的新手,机器到手才72小时,只能谈谈粗浅的看法。一、下载打印玩法例如动漫爱好者可以加一些3D打印的网站或者QQ群,有很多爱好者交流虚化主体| 101 评论78 收藏213查看详情3D打印 篇一:大有5728电池在工匠19.2V电钻上使用一、背景5月底的时候碰巧386元入手了大有5728电动扳手4.0双电池套装大有(Devon)20V电动扳手57284.0双电电池充电扳手木工架子工脚手架冲击扳手五金电动工具大有(Devon)20V电动扳手57284.0双电电池充电扳手木工架子工脚手架冲......虚化主体| 14 评论12 收藏24查看详情

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压线钳换成6号钳口

DIY改造小牛 双电仓

铜鼻子压好线再用焊锡补一下,可以降低电阻。

DIY改造小牛 双电仓

上完锡以后,电阻小了0.5mR左右

DIY改造小牛 双电仓

理想二极管安装完毕,绿色的灯光表示目前是接通状态。

DIY改造小牛 双电仓

2、双电仓的安装

因为购买双电仓时卖家就有详细的教程,我在这里就不写了。把我遇到的一些问题简单说一下。

DIY改造小牛 双电仓

按照卖家说明,要用角磨机把挡板切除,但原电池仓底下那块铁板太厚了。我用角磨机磨了10分钟以后放弃,改成把两边耳朵磨断,然后用大力钳把竖直的部分扳成水平方向。

DIY改造小牛 双电仓

另一个问题是两边的固定孔座之间的距离比电池仓小2mm,需要用角磨机磨掉。这里我偷懒只磨了一边,电池仓放进去以后偏在一边,导致最后安装锁扣的时候歪掉了DIY改造小牛 双电仓 

DIY改造小牛 双电仓

电池仓的边缘比较锋利,很容易把电源线磨坏,我的电源线没插几次就磨损了。这里一是要用砂轮把边缘稍微打磨一下,另外最好用特氟龙胶带把电源线和电池仓都包裹一下,降低摩擦。

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两块电池都装上了

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日常使用要点

DIY改造小牛 双电仓

再回头看一下电路图日常工作状态描述:
1、原空气开关日常置于断开状态,理想二极管防止副电给主电充电。
2、日常充电直接从车身原充电口可同时给两块电池充电。
3、电池取出充电后,重新并联之前需要确认电压,确保副电电压等于或高于主电(我因为是两块原厂电池,所以只需要把电压低的电池放在主电位置即可),如果主电电压高于副电1V以上则不可并联。
4、如果需要将副电取出由主电单独工作,则须将空气开关闭合,此时和原厂电路完全相同。如果空气开关忘记闭合,刹车反冲电会导致控制器爆管!!!

另外如果充满电不骑,停一段时间之后因为主电一直在给中控和BMS供电,会导致主电电压低于副电。停放两天以上主电就可能到90%以下,而副电仍然接近满电,从而导致爆管风险。因此充满电之后如果暂时不骑,还是要把空气开关闭合,让两块电池共同给中控供电。 

使用效果总结

目前还没有把电用完进行测试,总体来说双电并联以后电量下降的斜率明显变小了。

改装前单电效果

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改装后双电效果(最左边的水平直线是把车子架起来后轮离地跑的)

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