Яндекс.Метрика

Система Orphus

Разбираем аккумуляторный блок Ninebot One S2.

Любой аккумулятор есть расходник, а значит его рано или поздно придется менять. К сожалению, в последнее время чаще всего – рано. Сколько прослужат аккумуляторные блоки на моноколесе Ninebot One S2, где их аж два!? – этим вопросом задавался я еще при покупке моноколеса. Сколько будет стоить заменить их?

С наступлением осеннего похолодания запас хода моноколеса упал почти вдвое – хотя за спиной немногим более 300км. После же «стресс-теста» моноколеса (на нагрузку и выносливость), который аккумуляторные блоки, в отличие от силовых транзисторов и проводки двигателя, пережили вполне удачно (если судить по внешним признакам, программной информации, да и по результатам осмотра «внутренностей» одного из них – о чем речь пойдет ниже) – их способность держать нагрузку, скажем так – нарушилась, хотя общий пробег на то время не превосходил 450км. Проявлялось это в том, что при достижении 20км/ч срабатывало ограничение скорости, происходило это по причине фактически отключения одного из аккумуляторов – т.е. системный контроллер «понимал», что остался лишь один аккумулятор, а скорость в таком режиме ограничивается программно на уровне 18км/ч – собственно это и было причиной «писка» и торможения …

Снимал ли аккумуляторный блок при этом напряжение со своих силовых линий (т.е. отрубилось бы моноколесо, будь установлен лишь один блок) – сказать не берусь. В программе ошибка выглядела следующим образом:

Заскриншотить было не просто – сообщение выскакивало на очень короткое время – т.к. автоматическое торможение возвращало аккумулятор в строй и сообщение (вероятно по этому) исчезало. Так что когда «по мнению» системного контроллера скорость оказывается вдруг превышенной аж на 2км/ч моноколесо тормозит просто сверхэффективно (т.к. легкое торможение и сигнализация об этом начинается еще за 1км/ч до максимального значения). Конечно, кататься так (не превышая 19км/ч) можно, но скучно, т.е. медленно.

...

Принято решение менять аккумуляторные блоки. Устанавливаем новые … Вместе с этим, разумеется, мысль выявления сбойного блока среди «старых» с целью возможного последующего ремонта также не оставляет меня. Кстати «программный» метод не позволил определить отваливающийся блок – даже если их поменять местами: все равно ругалось на «второй». Поэтому тестировал старые блоки по очереди, подключая их с одним из новых. В результате было установлено, что действительно один из блоков отрубается четко сразу после превышения скорости 20км/ч, а другой только после 22км/ч – т.е. тоже уже не отрабатывал полностью свои характеристики.

Наиболее «изношенный» аккумуляторный блок и стал героем настоящего фото-отчета и технических размышлений на предмет возможности и экономической целесообразности его восстановления. Отключение аккумуляторного блока, в соответствии с инструкцией, производится в последовательности: «сначала черный, потом желтый» - в этой же последовательности производится и подключение! Черный разъем содержит в себе информационные линии, также через него производится зарядка аккумуляторного блока (красный/черный – +/- к зарядному устройству; желтый/белый – rx/tx интерфейса, маркировка по BMS). Желтый «силовой» разъем (модель XT60) предназначен для подключения нагрузки, напряжение на нем есть всегда (если не сработала защита, в том числе от глубокого разряда). Черные провода обоих разъемов не имеют между собой прямой связи.

И так (на фотке правая сторона – где кабели от двигателя). Аккумуляторный блок Ninebot One S2 заключен в пластиковый корпус и выглядит весьма цивильно. Внешне винтов нет. Легкие усилия по взаимному смещению половинок корпуса дают намек, что они благо-дело не склеены, значит - защелки. Берем две специализированные пластмассовые лопатки (для открывания гаджетов: «disassembling tools») – ищем крючки-защелки и одновременно пытаемся предугадать механику их защелкивания. Все оказалось достаточно просто – правда одна петля у меня не уцелела.

Не знаю сколько сборок-разборок выдержат эти петельки – радует лишь одно: в любом случае не будет нарушена целостность плотно прилегающих друг к другу краев корпуса (как оно было бы в случае использования клея по периметру), а значит можно будет всегда надежно закрепить обе половинки витком скотча и для уплотнения также периметрально заклеить изолентой шов – который нагрузки нести не будет, т.к. обе половинки фиксируются одна с другой посредством паза.

Что видим внутри?

Набор непосредственно аккумуляторов («банок») форм-фактора 18650 и схему управления работой с ними, называемую условно BMS (Battery Management System). Приглядываемся внимательнее к плате BMS на предмет наличия предусмотренных интерфейсов взаимодействия с пользователем, что мы имеем:

1 – два светодиода (зеленый и красный); 2 – кнопка; 3 – контактные площадки для установки разъема.

Светодиоды имеют следующие режимы индикации:

  • Короткие вспышки зеленого – аккумуляторный блок имеет заряд выше определенного уровня, однако потребление от аккумуляторного блока отсутствует (например, блок извлечен и никуда не подключен)
  • Короткие вспышки красного – аккумуляторный блок имеет заряд ниже определенного уровня, однако потребление от аккумуляторного блока отсутствует (например, блок извлечен и никуда не подключен)
  • Индикация отсутствует – аккумуляторный блок глубоко разряжен (как вариант)
  • Равномерное мигание зеленого (0.5/0.5 сек) – аккумулятор питает нагрузку (колесо включено)
  • Равномерное мигание красного (0.5/0.5 сек) – аккумулятор заряжается (колесо на зарядке)
  • Одновременные вспышки обеих светодиодов – режим калибровки (самотестирования) аккумуляторного блока. Калибровку целесообразно провести глубоко разряженному аккумуляторному блоку (нет активности светодиодов), оставив его в колесе один (второй блок извлечь/отключить), а также отключив силовой разъем (желтый) перед подключением зарядного устройства. Калибровка длится несколько минут, после чего аккумуляторный блок переходит в режим зарядки (мигает красный). Можно отметить также, что будучи в колесе один – аккумуляторный блок заряжается током около 2А, при наличие же двух аккумуляторных блоков зарядный ток каждого не более 1А – разумеется, время зарядки увеличивается
  • Зеленый светится постоянно – зарядка завершена (100%), аккумулятор остается подключенным к зарядному устройству
  • Красный светится постоянно - ??? информирование об ошибке ???

Добраться до кнопки можно не вскрывая аккумуляторного блока и не нарушая наклейки-пломбы. Для этого достаточно аккуратно просверлить отверстие диаметром 1.5мм на указанном месте (см. рисунок ниже). Отверстие располагается на наклонной части стенки, расстояние меряется по проекции без учета наклона, отверстие сверлится перпендикулярно общей плоскости. Нажимать кнопку можно скрепкой или обратной стороной сверла. После использования можно заклеить куском изоленты или скотча (хотя имхо без необходимости).

Вобщем-то функционал данной кнопки (видимо) сводится к ребуту контроллера BMS – чего часто (да и вообще) делать не требуется. Однако может помочь «поставить на зарядку» глубоко разряженную батарею, не подающую признаков жизни даже после подключения к зарядному устройству (после клика блок сразу оживает).

Также аккумуляторный блок содержит выносной термо-датчик:

Усомнюсь в рациональности такого его положения. Конечно, можно сказать что его цель измерение температуры просто внутри корпуса всего аккумуляторного блока (тогда почему бы не расположить его по центру блока?) – хотя если быть более объективным – то на его показания в значительной мере влияют только две соседние банки. Видимо данные с этого датчика мы и наблюдаем в программе как температуру аккумуляторного блока.

Теперь что касается самих банок. Их 15 штук и включены они все последовательно. Т.е. режим суммирования напряжений при равном токе через все банки в рабочем режиме. В режиме зарядки каждая банка заряжается индивидуально.

Маркировка банок состоит из двух строк.

Первая указывает модель LGEBMG11865 – удалось найти документацию по данному аккумулятору («банке»). Номинальная емкость 2850мАч (минимальная – 2750мАч). Номинальное напряжение 3.62В (соответственно напряжение батареи из 15 последовательно включенных банок 54.3В), максимальный ток в режиме использования (разряда) 10А, при рекомендуемом токе разряда 570мА до напряжения не ниже чем 2.5В в условиях температуры окружающей среды +25 С. Кстати, температурный режим от -20 до +60 С в режиме разряда (т.е. как бы вполне себе зимний вариант) и от 0 до 45 С в режиме зарядки. Заряжать банки рекомендуется током в половину от емкости (1425мА) до напряжения не выше чем 4.2В. Количество циклов зарядки-разрядки до 500. Далее нас информируют, что использование при 0 С ведет к снижению емкости до 80%, а при -10 С – до 70% (именно так, оптимальной же является температура +25 С) - и это при условии тока потребления в 1/5 от емкости (т.е. 570мА), таким образом при токе даже в половину (5А) от максимального (10А) – нам производитель ничего не обещает вообще !!!

Вот и получается, что моноколесо эксплуатирует банки аккумуляторного блока в весьма «тяжелом» для них режиме – даже во время неспешной езды ток ниже 2А (~100Вт мощности) не опускается.

Извлечь и/или заменить банки в целом несложно: планки фиксирующие их в панельках закреплены по краям саморезами, головки которых залиты термоклеем. Сами же банки вполне себе классические 18650 (а не какие-нибудь со встроенными контактами под пайку), только с максимальным током 10А (что нужно обязательно учитывать при выборе альтернативных под замену, если конечно есть цель купить именно другие). Купить идентичные тоже можно – ключевая фраза для поиска «INR 18650 MG1» цена за 10шт. таких банок в районе 50 баксов (для полного обновления двух аккумуляторных блоков Ninebot One S2 нужно 30 банок). Контакты прикреплены к банкам микросваркой. Для «правильной» (аналогичной оригинальной) сборки подобным образом батареи аккумуляторов с новыми банками потребуется никелевая лента, нарезаемая на требуемого размера полоски, которые в идеале привариваются точечной микросваркой.

И напоследок немного о "танцах с бубном" или о режиме само-диагностики: если аккумулятор полностью сел, или по иной причине не подает признаков жизни ... Не забываем, что штатное как отключение, так и включение осуществляется в порядке: «сначала черный (4 провода) – затем желтый (силовой)». Тут мы применим иной подход, в результате которого включается внутренний диагностический тест и контроллер BMS «сам решает что нужно дозарядить», за точность формулировки не ручаюсь, но аккумуляторные блоки после этого оживают ;-))

1. Отключить потребление от аккумуляторной батареи (силовой желтый коннектор);
2. Подключить блок питания (зарядное устройство) - в этот момент индикаторы на BMS должны загореться и красным и зеленым одновременно, т.е. BMS вошла в режим диагностики, светодиод на блоке питания начнет мигать поочерёдно зеленым/красным;
3. Дождаться завершения режима диагностики: пока индикаторы перестанут мигать и загорятся красным (и на BMS и на блоке питания) после этого можно подключить желтый (силовой) коннектор аккумуляторного блока и продолжить зарядку штатным образом;

MiGeRA. (сентябрь-октябрь 2016)



Заглавная » Разное » Аккумуляторный блок Ninebot One S2