2023/4/27

東芝Toshiba SCiB鈦酸鋰電池DIY壽命超長的機車電瓶(2)機車安裝電壓表

上回提到鈦酸鋰電池只怕過充,所以不加保護板的話,監控機車的充電電壓是必要的,就來裝個電壓表。

首先機車騎到陰涼的公園:

拆殼,用三用電錶尋找合適的接線點:

網路上的教學大部份是從電門鎖去接線,但三葉這台的電門鎖竟然是開鎖沒電,上鎖送電,搞不清楚原理,最後決定從儀表板上的油量表接電,因為油量表是開電門就有電。

公園小黑蚊太多,直接把儀表板拆回家:

儀表板是防水的,電壓表內裝較好,但之前在淘寶買的太大顆,塞不進去,只好上露天重買...

等待貨到之前,先找出油量表電源接點,正負極有分,再用電話線剝出來的單芯線焊上去:

0.28寸電壓表到貨,先用三用電錶校正一下。確實很小,不防水:

起子機在面板上鑽孔後穿線:

果凍雙面膠固定:

wago接線,因為是在機車上,wago接頭也用雙面膠固定好,以防長期震動脫落:

儀表板復原:

裝回機車,電門一開,馬上顯示電壓:


因為不知道電壓表準不準,所以比較了三用電錶直接量電瓶樁的測量值與電壓表的顯示值:

由此可知,在不開燈的情況下,電壓表的讀數會高0.1~0.2V,這應該是當初校正電壓表時,故意調高0.2V的關係。如果有開燈,電壓表的讀數會明顯較低,原因不清楚。

另外, 由上試驗得知機車電瓶的充電電壓高達14.6V,那麼此電壓會不會導致鈦酸鋰電池過充?要回答此問題就要先查出東芝SCiB 2.9Ah 電芯的充電截止電壓,但原廠資料竟然完全沒提:

只好慢慢google...

大陸網友用2.63V充電。
https://www.bilibili.com/video/BV1DT4y1r78g/

較真的外國網友eq1寫信去問東芝,結果「他們什麼也沒給」,網友只好自己繪製充電曲線,並推薦2.7V作為充電截止電壓。請留意下圖中,充電電壓超過2.65V即開始陡升:

https://www.insightcentral.net/threads/lto-lithium-battery-conversion-thread.112370/page-6#post-1333474

依據以上資料,採用2.7V作為充電的電壓上限,雖然超過一些應該也ok但「小心駛得萬年船」。如果鈦酸鋰電芯用5串,耐壓上限是5 x 2.7= 13.5V,用6串上限是6 x 2.7=16.2V,我的機車充電電壓是14.6V,用5串可能超充,用6串較安全,除非整流器壞掉,不可能發生過充(超過16.2V)。

不過...6串的工作電壓較高,6x2.4=14.4V,應該還在機車BMS的可接受範圍(假設機車內建電池管理系統)。

6串比較大的問題會是「充不飽」。機車充電電壓14.6V,平均每顆電芯只分到2.43V,假設整流器充電電流6A,每串分到1A,依據eq1的充電曲線外插,大概只能充到35%,6串容量只剩3Ah x 6 x 0.35 = 6.3 Ah,只有5串滿電狀態的42%。

但作為啟動電瓶,如果沒有要熄火用電,容量小問題不大,過充導致發熱、電芯膨脹才是無法接受的風險。因此最後決定使用6串14.4V來組電瓶,不能用的話再拿掉一串變5串12V。

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