Пока все апгрейдят свою жизнь на всяких онлайн-школах, я решил заняться даунгрейдом. Опыт разработки более 10 лет. Сразу к делу: в какой-то момент мне понравилось держать в руках паяльник. Случилось это в преклонном для электрика возрасте. Примерно тогда же по стечению обстоятельств я решил собрать свой первый АКБ для своего электроскутера и Остапа понесло! Пошли сборки АКБ для электровелосипеда, электросамоката, электроскутера и даже инвалидных кресел на электротяге. Затарился литий-ионными (Li-Ion), литий-железо-фосфатными ячейками (Lifepo4) и Li-NMC.
С паяльником и прочим инвентарем я, конечно, разобрался. Но был один жирный минус - общение с заказчиками. Это сильно отличается от того саппорта клиентов, к которому я привык. Я не был готов к такому. Чего не скажешь об электриках, гаражных мастерах. Им поболтать с клиентом как сметанка для котенка.
Решение: разработать веб-сервис, который будет прослойкой между клиентом и сборкой АКБ. В статье пойдет речь о том, как легко и быстро выбрать нужный АКБ, закрыв все волнующие вопросы.
Ссылку на сайт не даю - говорят, это реклама.
Очень странная ситуация - ссылку на сайт не могу дать из-за карающего меча модератора. За сим все скриншоты обрезаны, чтобы ссылки не попали. Статью пришлось сильно порезать, если увидели пробелы и нестыковки - отвечу на любые вопросы. Вот так хотел чем-то полезным поделиться, над чем трудился лично, а оказывается надо рассуждать о чем-то высоком обезличенно.
Прим. мод.: правила едины для всех, даже если статья ну очень классная :-)
Для тех кто любит глазами и не любит много букв, можно просто посмотреть ролик:
Но если вы готовы осилить много букв, то дальше собственно сама статья. :)
Проблематика
Задача поиска АКБ тривиальная, но отнимает много времени у всех участников процесса. Не каждый понимает, какие характеристики АКБ важны, а начитавшись советов "бывалых" из различных источников, начинают хаотично забрасывать инженеров по сборке АКБ различными предложениями и запросами:
А Вы сможете на 36В собрать? Емкость? Не знаю емкость. А сделайте с BMS на 48В, чтобы точно выдержало. BMS на 150А. Мотор? Ну 250Вт, а что? Какая разница? А он не сгорит? А вы точно с BMS платой делаете? С балансиром? Пайка или сварка? А какие никеливые ленты? Марка ячеек? BMS герметичный? Какой ресурс ячеек? А если не 15Ач, а 14Ач - сколько будет стоить? А 13Ач? А размер какой получится у 15Ач и у 13Ач? Как доставляете? Стоимость доставки?
К сожалению, подобная поддержка становится лишней финансовой нагрузкой для самих же клиентов. Время = деньги. Я вот свое время дорожу. Ведь можно как-то автоматизировать решение рутинных задач? Что если сделать сайт?
Простота интерфейса пользователя
Первые вопросы к клиенту: какое номинальное напряжение, емкость требуются? И какова мощность мотора? Что ж, транслировать эти вопросы в форму сайта не составляет труда:
Для самых искушенных есть дополнительные настройки:
Здесь уже можно выбрать определенный тип ячеек, BMS платы, топологию (прямоугольная, зигзаги, трапеция) и тип крепления (холдер или клей). В будущем планируется ввести возможность задавать максимальные габариты АКБ. Но если ограничений нет, просто игнорирую дополнительные настройки. Эти параметры важны, так как отталкиваясь от них можно вычислить финальные размеры АКБ, а у клиента зачастую эти ограничения стоят на кону. Если в велосипед можно запихнуть Lifepo4 с низкой млонтостью энергии, то в самокат приходится плотно упаковывать Li-Ion порой без холдера, а просто на клей.
Важно давать выбор из нескольких вариантов АКБ
Введя данные кастомной АКБ, можно просто нажать "Рассчитать" и мы получаем список АКБ. Важно: предложенные АКБ - это опции из имеющихся в наличии комплектующих либо из уже заказанных комплектующих. Как это выглядит:
Как видно из скриншота, пользователю предложено 5 решений, 3 из которых на основе литий-железо-фосфатных аккумуляторов, а 2 из литий-ионных. Сайт на запрос об АКБ на 48В 22Ач отвечает списком релевантных кастомных АКБ. Емкость у предложенных АКБ равна или близка к запрошенному. Есть и 20Ач, и 21Ач и 24Ач. Кто знает, на какой внутренний компромисс готов пойти заказчик? Это сильно экономит мое время, так как привычный сценарий общения с клиентом сводится к расмотрению вариантов и компромиссов, которые я могу предложить или выслушать. Вот тебе список всех вариантов, ни больше, ни меньше. Все с актуальными ценами. Никакого восточного базара. Никаких "напишите нам сообщение", "оставьте номер, мы вам перезвоним", "ответил в личку", "зарегистрируйтесь, чтобы узнать цену".
Сервер-душнила вычисляет точную цену АКБ
Вычислению стоимости АКБ уделенно особое внимание. Вы могли заметить, что в предложенном списке АКБ нет подозрительно круглых цен а-ля "30000 рублей р-р-р-ровно!" или в стиле Эльдарадо "всего каких-то 29999 рублей". Нет, цифры на сайте сложно предугадать, а все потому, что учитывается множество реальных факторов без огульных округлений в пользу сборщика. Вот финальная часть кода по вычислению окончательной стоимости АКБ:
totalCost = cellsCost + bmsCost + heatshrinkCost + plusProtectCost + nickelCost + tapeCost + work + packing + isolationCost + boxCost + wireCost + connector;
Цена АКБ складывается из 12 слагаемых! Для вычисления каждой слагаемой проведена большая работа. Параметры АКБ программно расчитываются исходя из топологии, типа креплений, мощности мотора и т.д. Под мотор подбирается BMS плата для той же химии, что и ячейки, с запасом 30%. Рассмотрим, на сколько глубоко пришлось окунуться на примере одной слагаемой - стоимость холдера. Чтобы рассчитать стоимость холдера, нам необходимо знать ее вес. А это задача не из простых, ведь размер ячеек может меняться (18650, 32700, 21700 и т.д.), холдер литой, а не сборный. Чтобы решить эту задачу, пришлось воспользоваться методом степенной аппроксимации на основе кубической регрессии! Только вышка, только хардкор!
А чтобы посчитать стоимость провода, сервер рассчитывает площадь сечения провода на основе токоотдачи АКБ и потребления мотора (конечно же, с запасом), затем по длине провода с вычисленным сечением определяется цена. И так в каждой компоненте. Зачем, ведь можно было просто плюсануть 500 рублей на все случаи жизни по каждому пункту? Потому что могу.
3D-моделирование
А вот приятный сюрприз и для самодельщиков! Для всех начинающих, для всех чайников, для всех "да я сам с усами" - ни в чем себе не отказывайте, специально для вас 3D моделирование! Вы могли заметить, что напротив каждого предложенного АКБ есть 2 кнопки, одна из которых обозначена как "3D". Нажимаем и видим данную АКБ в 3D, рассматривайте ее со всех сторон, крутите, скролльте, зумьте, наслаждайтесь! В 3D вы увидите не просто схематичное расположение неких цилиндров. Нет, это 3D модели ячеек, вы легко отличите плюсовые контакты от минусовых визуально. Кроме того, плюсовые контакты отмечены зелеными изоляциями. Ниже серия скриншотов с 3D-моделями.
Вернемся к "дополнительным настройкам" и выберем в качестве крепления "Холдер", а топологию сделаем "Компактной". И вот, что получится:
В окне видны три галочки, которые управляют видимостью некоторых комплектующих: Холдер, BMS, Сварка (Никеливые ленты). Можно изучать АКБ вдоль и поперек "под лупой".
Как видно на последнем рисунке, ячейки, действительно, располагаются компактно зигзагами. И да, провода от BMS платы также детально отображены. Можете увидеть, куда подходит минусовой провод, а куда плюсовые - все соответствует тому, как это будет выглядеть в реальности. Размеры BMS платы также соответствуют действительности, т.к. вся информация о комплектующих, включая габариты, берется из базы. Зачем детально показывать распайку проводов BMS платы? Потому что могу. Если у кого-то появилось желание собрать самому АКБ, пусть заходит и смотрит компоновку с распайкой. Делать из этого коммерческий секрет фирмы просто смешно. Но при этом я ставлю заслонку от бесплатных консультаций для самодельщиков под видом "любопытных клиентов".
А сколько стоит доставка?
Итак, определившись с АКБ и нажав напротив АКБ кнопку "Заказать", появится окошко, в котором видны параметры АКБ с детализацией по весу и т.д. Все, что нужно - ввести имя, телефон и город доставки. При вводе названия города, сайт вам услужливо подскажет нужную опцию по первым буквам.
Поясню за город доставки. АКБ заказывают из разных городов, надо как-то доставлять. Большая часть клиентов просит высылать CDEK-ом (не реклама). А значит, подключаем API от CDEK и через общение с их сервером вычисляем стоимость доставки автоматически на основе размера и веса АКБ. Ну и что? - спросят некоторые. Ведь можно же просто зайти на их сайт, перейти в калькулятор для посылок, выбрать исходящий город, выбрать принимающий город, ввести вес посылки (предварительно спрося у сборщика), ввести габариты посылки и узнать стоимость. Потому что могу. Мне мое время жалко. Более того, случаются кейсы, когда клиент узнав стоимость пересылки, отказывается. Пусть отказываются до того, как потратят мое время.
Есть еще богатый функционал для администратора и инженеров по управлению складами, комплектующими, инженерами в штате, заказами и т.д. Но это все остаётся под капотом.
Сайт еще развивается. Каждый день добавляю новые фичи, устраняю ошибки, работаю над интерфейсом. Например, есть моделирование АКБ на основе призматических Li-NMC:
В планах есть несколько концептуальных фич:
Платформа для сборщиков АКБ. Как это будет выглядеть: инженер входит в свою учетку, задает локацию, список имеющихся в наличии комплектующих и готово! Теперь он может принимать заказы, сформированные на сайте. Система автоматически определяет, кому уйдет заказ на основе комплектующих, из которых составлен выбранный АКБ.
Внедрение ИИ для определения оптимальной компоновки ячеек в сложных формах. Например, АКБ, повторяющий форму рамы велосипеда.
Планирую в следующей статье рассказать, как могут быть связаны сборка АКБ, САПР, графы и генетические алгоритмы. Если кому-то интересны приключения программиста в электрике.
Комментарии (28)
Chelidonium
28.09.2022 16:16+1перемена рода деятельности предполагает его стабильность во времени, но пока
эта долговременность слабо подкреплена нормативами электротранспорта внутри
пешеходной среды и отсутствием выделенных повсеместно полос на автодорогах,
в перспективе видится укрепление прав пешеходов на тротуарах, а не эл-ездоков.
SdrRos
28.09.2022 16:58+4С правами пешеходов всё и так в норме - приоритет за пешеходами на тротуарах. Проблема в том что те кто должен им этот приоритет предоставить не знают об этом и считают что они на равных или даже имеют приоритет т.к. ПДД никогда не читали. По факту проблема только с самокатами т.к. у них колёса не приспособлены к неровностям проезжей части а скоростные характеристики минимум как у велосипеда. Велики с моторами - тут проблема в том что мощности в 250ватт не хватит для езды в гору, а с большей мощностью нет смысла ограничивать в местах проезда т.к. привод от ног никуда не делся и можно ехать без мотора вообще (вроде самый популярный вариант это редукторный 350ватный мотор, но сейчас на нём нельзя ездить по тротуарам и автобусным полосам, как и во вторую полосу заезжать - т.е. в городе проехать становится крайне сложно ничего не нарушив).
Rsa97
28.09.2022 21:48+2Велики с моторами — тут проблема в том что мощности в 250ватт не хватит для езды в гору
А как же тогда велосипедисты без мотора заезжают в гору? Мощность непрофессионального велосипедиста — 100-200 ватт.
К тому же, никто не мешает велосипедисту крутить педали одновременно с работой мотора. А в некоторых странах для электровелосипеда (pedelec) кроме лимитов мощности и скорости ещё есть и требование, чтобы двигатель останавливался, если велосипедист перестал крутить педали.
Areso
28.09.2022 23:47+2А как же тогда велосипедисты без мотора заезжают в гору? Мощность непрофессионального велосипедиста — 100-200 ватт.
Это на расслабоне. Пиковая мощность там минимум в два раза выше. 300-400 Ватт даже у нетренированных. Больше пятисот у спорстменов, но их хватает минуты на 3-4.
SdrRos
29.09.2022 05:21+3Можно и в гору без мотора если использовать велосипед как спортивный снаряд, или при неспешной прогулке. Однако если использовать велосипед именно как средство передвижения, да ещё и с грузом + наши немаленькие расстояния, то возникает куча проблем если крутить педали. Как самая очевидная это то что устанешь и вспотеешь. А с общедоступными душевыми у нас как то не очень, и работодателям не нужны уставшие и дурно пахнущие работники. После полугода поездок на работу (40 км в день) на вели могу сказать что ещё в наших реалиях велосипеду не хватает закрытого корпуса т.к. грязи у нас на дорогах просто неимоверное количество, даже если аккуратно ехать в дождь - обольют обгоняющие машины. И решить эту проблему без увеличения веса велосипеда вряд ли получится...
А насчёт некоторых стран, я слыхал что в некоторых северных странах на парковках, в т.ч. бесплатных стоят столбики с розетками чтобы можно было машину прогревать электричеством, а не работой мотора (для снижения выбросов, экономии денег и времени на прогрев салона перед началом езды). По мне так весьма актуальная для России практика однако почему-то наблюдаю только превращение бесплатных парковок в платные ("полезная" практика взятая так же из-за границы). А самим поставить розетку даже на придомовой территории это тот ещё геморрой, поэтому регулярно наблюдаю брошенные с окон провода до машин...
FireHawk
30.09.2022 21:48Про 250Вт в гору - это, конечно, смешно. Во-первых, как вам уже писали, мощность среднестатического велосипедиста - 100-200Вт (долговременная мощность, а не вкручивать 10с или топить обливаясь потом). Во-вторых, именно поэтому у большинства велосипедов есть регулируемая передача, которая позволяет заезжать куда угодно. Да, с 32t/48t и мотором 250Вт ехать довольно уныло, но при этом можно хоть под углом 45 градусов ползти.
SdrRos
01.10.2022 11:25Забываете что КПД у мотора зависит от оборотов, на низких фактическая мощность гораздо ниже номинальной. У меня в велосипеде мотор 350ватт (редукторный) на многих подъёмах в городе не может с места тронуться. В самокате мотор с такой же мощностью но уже без редуктора и не может тронуться даже на довольно пологих пандусах. К тому же со временем батарея деградирует и не может отдавать заявленный ток. Есть конечно кареточные моторы, но тогда не выйдет полноприводный велосипед сделать, зимой на полном приводе ехать гораздо проще и безопаснее чем только на заднем.
halted
28.09.2022 16:26+11Как программист решил электриком стать
Решение: разработать веб-сервис, который будет прослойкой между клиентом и сборкой АКБ.мне всегда казалось, что электрики это не про аккумуляторы.
tormozedison
28.09.2022 19:16Автоэлектрики же так называются.
hw_store
29.09.2022 01:02+1Автоэлектриг - это который
ремонтирует электрооборудованиевыявляет и устраняет неисправности по электрической части автомобиля (в моём случае - бульдозера или экскаватора). Ещё у нас в электроцеху был человек, который только ремонтировал стартеры и генераторы, работа чисто слесарная, но по специальности назывался тоже автоэлектрик. А который занимался ремонтом аккумуляторных батарей (они тогда были ремонтопригодные), тот звался аккумуляторщиком.halted
29.09.2022 10:15+2Видимо это из серии, что для бухгалтерии эникей = программист. Так и тут, для программистов аккумуляторщик = электрик.
tormozedison
29.09.2022 13:49+1Аккумуляторщик — это больше про поддержание в исправном состоянии обслуживаемых аккумуляторов. А собрать батарею из необслуживаемых аккумуляторов — задача как раз для электрика.
kilobait3
30.09.2022 15:23Проверка узлов генераторов и стартеров требует не просто сноровки, а конкретных знаний в принципах работы полупроводников и обмоток роторов и статоров. Возможно изменение устройства.
hw_store
30.09.2022 15:38На практике узлы проверяются на наличие/отсутствие КЗ и пробоя на корпус, а также межвиткового замыкания в обмотках.(Это не считая механического износа). Но есть ещё множество нюансов чисто механического свойства (зазоры, материалы....) Для проверки электрических харакретистик есть испытательные стенды и простейшие измерительные приборы.
Я это говорю как человек, который получил специальность "автоэлектрик" в армии и потом ещё два года работал в автохозяйстве.
Только причём тут полупроводники?
kilobait3
30.09.2022 15:21Не просто. Это ремонт любых узлов, замена любых чипов, редактирование любого фирмсофта, написание своего под все ходовые контроллеры. Знание радиолокационной и навигационной техники, проектирование сетей, электросетей, радиотрансляционной аппаратуры и многое, многое другое.
sshikov
28.09.2022 19:32+4я решил заняться даунгрейдом
Ну вообще-то, даунгрейдом в строгом смысле это будет тогда, когда вы убедитесь, что не можете зарабатывать столько же. А вот этого я что-то не увидел (возможно смотрел не очень внимательно).
И потом, как уже выше высказались, электрик — это совсем не то, что вы описываете. У вас какой-то инженерный вид деятельности, который в общем-то ценится достаточно высоко. Ну, может не у нас — но ценится. Человек, который может не просто придумать, но и сделать руками то что придумал — он целился всегда и везде.
3epka
28.09.2022 22:06+3Хочу написать как человек, собравший аккумулятор для своего электровелосипеда: отличный сайт и проект достойный. Правда нашел нюанс - почему-то габариты батареи рассчитываются не так как ожидается (по крайней мере у меня так). Для примера вбиваю напряжение 48, емкость 20, мощность 500, и если топологию переключать с прямоугольной на компактную или трапецию, то габарит парадоксально увеличивается (с 495х105х95 прыгает на 501х105х99), хотя по 3д модели видно, что действительно уменьшается размер... А так все очень здорово, надеюсь генерацию 3д модели батареи по заданным параметром не уберете со временем только для зарегистрированных покупателей - очень радует и расположение никелевых пластин показываете.
Areso
28.09.2022 23:53Не знаю, что-то не очевидно.
Предположим, я бы хотел себе некую батарею. Натыкал Кугу М5 (от балды), сам указал ЛиЖелезоФосфат )как негорючий), размеры он поставил за меня, топологию и крепление как ни выбирал, программа проглатывает. Но потом:
"Не удалось подобрать АКБ". Все галочки зеленые, но что-то не считает...
ЗЫ: опытным путём выяснил, что именно то, что я сам указал себе тип ячейки - любой из лифеполек - ломает калькулятор.
EvgeniyNuAfanasievich
29.09.2022 13:56Здравствуйте! Электротранспортом увлекаюсь, но не очень то понял вашу "модель развития" ну т.е. для кого этот сервис. С точки зрения потребителя конечного обязательно всплывает неучтенка какая-нито вроде SMART-BMS или места вывода провода из корпуса, акб в кейсе готовом влагозищитном и т.д.
Акб для моноколеса, где форм фактор в виде огромного "круасана" (гуглить акб inmotion)
АКБ с проприетарной BMS (xiaomi m365). Далее датчики температуры? какая отсечка по напряжению у BMS? предохранители?
Готовый шаблон акб под %модель самоката% для блондинок :-)Ну и со стороны продавца: это типа аферта будет когда сайт подсчитает цену? А что если нет у поставщиков того, что выбрал клиент. Или цены поменялись. Условно наличие на складе условно 20 18650 не означает, что из них можно собрать норм АКБ, т.к. всегда брак попадается и чего в итоге? из другой партии ставить 1-2 элемента? а как по внутреннему сопротивлению то соблюсти паритет в таком случае...
Fistingman
30.09.2022 12:44+1Я как инженер-электрик оскорбился от слова «даунгрейд» в заголовке
kilobait3
30.09.2022 15:24Он просто незнаком с тем что должен знать инженер-электрик, или электронщик.
ValeriaFatekhova
30.09.2022 12:46+1Можно вставлю свои пять коппек? Идея отличная, но добавьте пожалуйста форму для чайников:) Что то типа: акум на самокат, хочу скорость 50, или акум на самокат, муж 150 кило будет ребенка в сад отвозить. Ну и выдавать на подобные запросы несколько вариантов нормальной конфигурации в разных ценовых сегментах и разных размеров, но не сшилком много, чтоб чайник не запутался))) Потому что кто то вроде меня заказать что либо на вашем сайте не сможет, поскольку не шарит вообще в том, что надо выставить в формочках, форма для чайников должна расширить диапахон клиентов.
kilobait3
30.09.2022 15:25Стоит начать с теории, а ещё лучше электротехники. Метрологии, электронной техники и базовым навыкам в любой профессии по РЭА. Через год сотрете все границы. Возможно вы одарен и вам хватит месяца.
ValeriaFatekhova
30.09.2022 20:38а если я хочу чайник вскипятить, начинать с термодинамики? Иногда хочется просто купить аккумулятор, без теории :)
Tomasina
30.09.2022 19:03Таких лучше даже не допускать до сайта, ибо они практически всегда отказываются, узнав цену АКБ.
SuperTEHb
Это что-то типа франшизы или каждый может использовать свои комплектующие и методы сборки? Расскажите, пожалуйста, поподробнее о условиях такого сотрудничества.