Чего уж греха таить, многие летом работают с дачи, а некоторые даже находят уединенные уголки в лесу с доступом к 4G. И все бы хорошо, но на даче иногда «пропадает свет», а в лесу его и вовсе нет. Я решил сделать на скорую руку power bank для ноутбука, который обеспечит дни, а при желании и недели свободы от розетки.
Спецификация материалов получилась следующая:
-
Четыре призматических LiFePo4 аккумулятора емкостью по 20Ah;
-
LiFePo4 4S BMS;
-
Зарядное устройство для LiFePo4 4S на 14,4V 4А;
-
Автомобильное зарядное устройство для ноутбука в форм-факторе «прикуриватель» мощностью 65W.
Аккумуляторы LiFePo4 хороши тем, что бывают разных размеров, имеют широкий диапазон емкости, не подвержены самовозгоранию и весьма сносно работают в температурном диапазоне от –20° до +60°С.
Чтобы сравнивать апельсины с апельсинами, посчитаем емкость в Ватт-часах. Номинальное напряжение у LiFePo4 батарей составляет 3,2V, получается 20Ah × 12,8V – это 256Wh. У меня в Thinkpad T480 стоит встроенная батарея на 24Wh плюс съемная на 48Wh, и этих суммарных 72Wh хватает примерно на 6-8 часов. Так что, если грубо предположить, что КПД преобразователя 80%, мы получим дополнительно 17-22 часов, чего нам не даст ни один бытовой UPS.
На всякий случай проверим, что не случится перегрузки по току на батарее и BMS. 65W на 12В - это 5А с хвостиком. Обычно LiFePo4 батареи могут работать с постоянной нагрузкой до 1C, так что до 20А мы имеем очень хороший запас.
Соединяем банки последовательно и подключаем плату battery management system. При заряде нашей сборки она будет балансировать банки и остановит заряд по достижению нужного напряжения, а при разряде отключит нагрузку при превышении допустимого тока или переразряде. Обычно подключение начинается с «–» и дальше банки подключаются по одной – обязательно посмотрите инструкцию к вашей плате! Для нагрузки припаиваем разъем XT60 female, а для зарядки соответствующий ответный разъем зарядного устройства.
Для защиты от короткого замыкания и мусора батарея в дальнейшем была обмотана широким серым скотчем.
Из имевшихся вариантов зарядных устройств для ноутбука я выбрал форм-фактор прикуривателя, он ищется по словам “Laptop Car Charger Socket 12V USB 65W PD”. Причин было две: во-первых, если захочу собрать более-менее цивильный бокс, то сделать под него отверстие 30мм будет очень просто. Во-вторых, если устройство хорошо себя покажет, то один из прикуривателей в машине можно будет заменить на зарядное.
Припаиваем XT60 male, не забываем про термоусадочные трубки для изоляции и получаем следующее:
Ну что же, подключаем XT60, USB-C шнур и попробуем зарядить ноутбуки. И Huawei, и ThinkPad начали бодро заряжаться.
Дадим поработать и измерим температуру. Похоже, китайцы не пожадничали и честно положили заявленные 65W, больше 40° устройство не нагрелось.
Псс, парень! А как же на счет недельной свободы, о которой говорилось в начале? На этот случай в закромах лежит сборка 90Ah. Весит она 9кг, емкость 90Ah – а это 1152Wh или по 16 штук встроенных плюс расширенных батарей ThinkPad.
BMS там уже посерьезнее, на 100А. Ну и заряжать ее устройством на 4А было бы слишком долго, поэтому на такой случай куплено зарядно-предпусковое устройство Вымпел-57 с током до 20А.
Вот такой получился повербанк-конструктор - на любой вкус, вес и емкость. Что можно добавить?
Постарайтесь подбирать BMS под мощность и емкость аккумуляторов. Не то чтобы 20A BMS не заработал с 90Ah батареями, да и на ноутбук 20А точно хватит, но будет обидно иметь повербанк, к которому можно подключить инвертор на 1 кВт и который будет «вышибать» на четверти этой мощности.
В планах есть идея проложить в машине кабель от основного аккумулятора к багажнику и использовать устройство, применяемое кемперами. Оно позволит заряжать 90Ah на ходу и отключит цепь от основного аккумулятора на стоянке. Но это уже в следующем сезоне.
Автор: Ярослав
