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.
Комментарии (81)
AWRDev
16.08.2023 11:01-9Мне кажется эта тема давно обсосана и данная статья ничего нового не привносит. Может быть сегодня неактуально уже, но ноуты раньше кушали только свои напряжения, и неплохо было бы добавить ее регулировку, да и выводов побольше, ведь действительно, одним ноутбуком не ограничишься
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01+9Раньше так и было, универсальный блок питания для ноутбука должен был подавать от 9 до 24 вольт и обладал расческой из кучи разных разъемов. Сейчас у меня все ноутбуки питаются по USB-C PD.
Dynasaur
16.08.2023 11:01Обычно LiFePo4 батареи могут работать с постоянной нагрузкой до 1C
Что за 1С?
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01+6C - это capacity. Это значит, что LiFePo4 батарея емкостью 10Ач может постоянно отдавать 10А, а емкостью 120Ач – 120А.
VT100
16.08.2023 11:01Не совсем. У неё должен быть индекс, показывающий длительность разряда. Например — С10. И тогда получится, что номинальный разрядный ток меньше в 10 раз.
При нагрузке повышенным током, отдача по ёмкости — падает.
Valtigra
16.08.2023 11:01+1Для аккумуляторов показателем xC указывают его номинальную токоотдачу, где C - емкость аккумулятора
Abobcum
16.08.2023 11:01+2Что-то я не до конца понял, почему бы просто на взять в лес дизельный генератор. Вроде, и по объёму и по весу тоже самое, только дешевле.
iig
16.08.2023 11:01+6Вроде, и по объёму и по весу тоже самое
Совершенно нет. Генератор требует топлива, требует правильной установки, регулярного обслуживания. Шумит и воняет.
hogstaberg
16.08.2023 11:01+1Для дизеля нужно таскать топливо, больше возни, нужно ещё удлинитель с зарядником таскать, имеет больше шансов сломаться ибо куча движущихся деталей. Это только навскидку самое очевидное накидал.
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01+5Даже если опустить недостатки типа "шумит/воняет", гонять генератор ради 65Вт – не дешевле. Плюс на холостом ходу он за день сожрет несколько баков, это ж еще бегать заправлять. И в машине займет много места. Ну его, чесслово.
iig
16.08.2023 11:01+6Если робинзонить планируется долго - тогда генератор + аккумулятор = хороший выбор. Заводим генератор, за час заряжаем аккумулятор (1л бензина), день можем спокойно играться с ноутбуком.
Astroscope
16.08.2023 11:01+1Что-то я не до конца понял, почему бы просто на взять в лес дизельный генератор. Вроде, и по объёму и по весу тоже самое, только дешевле.
У меня встречный вопрос: а вы видели в продаже достаточно маленькие, легкие и дешевые дизельные генераторы? Я не видел ни разу, хотя вроде бы целенаправленно искал. Дело не в том, что существуют какие-то технические ограничения - нет, не существуют, но практически самые маленькие генераторы - бензиновые. Самые массовые из маленьких - двухтактные бензиновые с 63-кубовым двигателем и мощностью в зависимости от фантазии продавца (что-то в районе 0.6kW), а весят они приблизительно по 20кг. Меньше ничего не видел ни бензинового, ни тем более дизельного. Может быть я что-то пропускаю?
mmMike
16.08.2023 11:01+3Может быть я что-то пропускаю?
Например такой PATRIOT 1000i.
Инверторный генератор. Могу оценить, поскольку у меня есть.
заводится очень легко и экономичен (4-х тактный). Не воняет бензином (если не проливать при заправке).
Весьма тихий. В 10 шагах звук уже практически сливается с фоном (шум ветра и пр.)Не знаю как насчет 0.7 Квт (не было необходимости). Но 250-300Вт выдает и выдает долго.
Не карманный, но 9 кг веса - это ни о чем (у меня гантели по 12)
Astroscope
16.08.2023 11:01Инверторный генератор. Могу оценить, поскольку у меня есть.
У знакомых приблизительно такой же видел в работе - их все радует. Но это не дизель, это важно в контексте нашей ветки каментов.
Abobcum
16.08.2023 11:01+1Да, вы правы. Дизельные обычно являются промышленным. А вот бензиновые - самое то.
Но это не дизель, это важно в контексте нашей ветки каментов.
Контекст, как раз в том, что генератор лучше батареек в качестве источника энергии. Тем более, что батарейки надо часто менять.
Astroscope
16.08.2023 11:01Контекст, как раз в том, что генератор лучше батареек в качестве источника энергии.
Если так, то согласен.
PsihXMak
16.08.2023 11:01Тоже искал компактный дизельный генератор, но ничего не нашёл. Неужели китайцы ничего такого не придумали? Мне кажется, это был бы мастхэв во время вылазок на природу.
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01Нишу компактных генераторов занимают бензиновые.
enamchuk
16.08.2023 11:01+1Бензиновый powerbank мощностью около сотни ватт - было бы крутое устройство :-)
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01И чтобы чистый синус!
Astroscope
16.08.2023 11:01И чтобы чистый синус!
Легко. Берете готовый (более вероятно: делаете из двух разных электромоторов) умформер - вот вам чистый синус, никакой аппроксимации.
Astroscope
16.08.2023 11:01+1Интересно, что там с фабричными моторчиками для авто- и авиамоделистов? Наверное есть совсем микроскопические, но совершенно полноценные ДВС, к которым можно пристыковать соответствующий генератор с обвязкой. Единственный нюанс, с которым придется что-то думать, это регулировка оборотов, но и там найдутся решения на Ардуино и шаговых моторах.
SuperTEHb
16.08.2023 11:01Как правило, у них ещё ресурс весьма невеликий. Иногда единицы моточасов.
Astroscope
16.08.2023 11:01Тогда не годится. Минимальные известные мне фабричные моторы с приемлемым ресурсом, удобные для самоделок - от триммеров для газона, их целое семейство очень похожих, но разного объема и мощности. Также несложно переделать меленькую бензопилу, но триммер для переделки все же значительно удобнее. Это, тем не менее, получится совсем не карманное решение, а что-то подобное фабричным бензиновым генераторам, которые всяко проще купить готовыми.
sim31r
16.08.2023 11:01На еще более мелкие мощности должны уже быть топливные элементы, которые напрямую в электричество топливо преобразуют )
slyder
16.08.2023 11:01Какая примерно стоимость выходит для девайса?
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01+3Я зашел сейчас на Алишечку и получилось примерно следующее: 4 аккумулятора по 20Ah – 8к руб, BMS – 0,5к руб, зарядное для LiFePo4 – 1,5к руб, зарядное из 12 в PD – 1к руб, итого примерно 11к руб.
slyder
16.08.2023 11:01+1спасибо!
вполне неплохая цена за такую ёмкость )
Irgen
16.08.2023 11:01+1Сейчас из-за курса Али невыгоден, дешевле и быстрее купить в РФ. Можно взять аккумы на 15 Ah, но формфактора 32140, например. Емкость будет меньше на четверть, но по цене ровно в 2 раза меньше, плюс намного компактнее по габаритам.
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01Я посмотрел, удельная емкость в Ач на килограмм у призматических и озоновских сходится, так что в массе выиграть точно не получится. А так хоть на Авито у продавцов с рейтингом можно брать.
Didimus
16.08.2023 11:01Можно купить несколько ушатанных аккумуляторов от авто и бэушный ups. Выйдет ещё дешевле, но гораздо тяжелее
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01+2Я проходил по молодости такой сценарий, в лаборатории стоял хроматограф и его категорически нельзя было вырубать по питанию без подготовительных действий. А свет могли рубануть и на полдня. Взял инвертор Штиль, две батарейки от Камаза. Надо же проверить! Погонял нагрузку - держит, поставил заряжаться в розетку. Сижу в кабинете, работаю и такой "Секундочку, а почему у меня все симптомы отравления парами серной кислоты?"
В общем, не надо в помещении автомобильный аккумулятор заряжать.
13werwolf13
16.08.2023 11:01не то чтобы мне нравилась идея с инвертором и автомобильными акб.. но справедливости ради тут ошибкой было держать их в непроветриваемом помещении где есть/могутбыть люди а не их использование в целом.
AndronNSK
16.08.2023 11:01В VW T5 и T6х такой повербанк с завода предусмотрен.
Называется второй аккумулятор на 85А*ч. Находится под водительским сидением.
Astroscope
16.08.2023 11:01В VW T5 и T6х
Вы так говорите, как будто это что-то особенное - на самом деле это почти у всех так, в том числе и на панельных, то есть не только пассажирских или комби, но и на чисто грузовых. Ну и голые платформы на их основе, соответственно, наследуют устройство исходного фургона. На панельный вариант, конечно, вторую батарею могут и зажать, но производителю часто проще включить ее в стоимость. На некоторых пикапах - аналогично две батареи.
AndronNSK
16.08.2023 11:01На джипах, пикапах и грузовых 2 аккумулятора подключены параллельно, в этом ключевая разница.
Astroscope
16.08.2023 11:01У меня
такая же ноганикак не параллельно и никогда не слышал про параллельные батареи, ведь проще взять единую одну батарею большей емкости. Общего у двух батарей - только масса. Мощность от генератора балансируется зарядным устройством: сначала приоритет отдается стартерной батарее, потом заряд отдается на развлекатетельную. Потребители развлекательной батареи не имеют доступа к емкости стартерной. Трудно придумать что-то более простое и логичное, разница лишь в реализации распределителя мощности. В конце концов можно заряжать и вовсе параллельно, без какой-либо балансировки, а при потере питания от источника заряда разъединять временно запараллеленные батареи просто на одном реле.Большие грузовики с 24V сетью - понятно, отдельная тема.
nixtonixto
16.08.2023 11:01+1Похоже, китайцы не пожадничали и честно положили заявленные 65W, больше 40° устройство не нагрелось.
Внутри нагрев выше 100 градусов, когда ноутбук берёт все 65 Вт. У меня есть внешне такое же, и боюсь использовать для ноутбука — только телефон заряжаю.
Firz
16.08.2023 11:01+26S22P (132 ячейки) Samsung INR18650-35E, 22.2 V (18-25,2 V), 70.76 Ah, 1560 Wh, 8кг в кейсеячейки
кейс Pelican Vault V100
6S22P = 6 последовательных групп по 22 параллельно соединенных ячейки в каждой
лист бумаги A4 рядом для понимания габаритов
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01А из 22.2V куда дальше?
Firz
16.08.2023 11:01+1По разному, инвертор, USB PD 100W адаптер, напрямую питаются фонари или просто как доп аккумулятор для другого девайса.
strvv
16.08.2023 11:01+1Я думаю, что лучше взять старую сьемную батарею с такого бука, поставить вместо родных данные аккумуляторы, скорректировать в епром контроллера напряжения одной ячейки и количество элементов (многие платы видел с выходом под 4 элемента), а так, большая часть чипов поддерживает 6 элементов. И бмс с контроллем будет штатный, и сможет работать, без заряда, в буфферном режиме и от 12 вольт выключенного двигателя, а заряжаться при включенном.
Т.к. 3х ЛиОН 3.6..4.2 = 10.8..12.6 и система будет знать о уровне заряда.
Я, давно правда, еее пс и компак 10ый на атомах пересадил варварски вместо сдохших литиев на 12вольт свинца с ибп и получился авто бук. Правда без контроля уровня. Но позже прорабатывал вопрос задействовать батарейные контроллеры с литием, но лион пожароопасен в отличии от свинца. А тот спокойно садится на клеммы питания и не нужен бмс — автосеть для него дом родной
zatim
16.08.2023 11:01То же самое хотел написать, ибо именно так я уже и решал подобную проблему. Я брал старые аккумы от электрической рохли. Рохлю они уже не тянули, но ноут питать - за глаза. Ничего в епром не корректировал, все заряжалось и работало так. Единственное, остаток заряда в винде отображался некрректно.
strvv
16.08.2023 11:01+1Если батареи совместимые по уровню напряжения, то, действительно — кроме уровня заряда остальное работоспособно.
Я к тому что можно поставить вместо ионок ферумфосфатные и их уже включать, контроллер это позволит и в большинстве случаев реально могут большая часть буков работать от 12-14 вольт авто.
Другое дело, есть 4s батареи буков, там уже сложнее — под них и установили по дефолту 19 вольт блоки питания.
Didimus
16.08.2023 11:01Рохля это вилочный погрузчик?
zatim
16.08.2023 11:01-1Ну, не совсем, но из той же оперы. Погрузчик обычно сам ездит. Рохлю надо возить мускульной силой человека.
Didimus
16.08.2023 11:01Просто вес аккумулятора в погрузчике запросто может доходить до тонны. А зачем нужна электрификация рохли, если она сама не ездит?
zatim
16.08.2023 11:01Совершенно верно, в погрузчиках именно так. А в рохлях электрифицируют гидравлику и переднее колесо. Она хоть сама и не ездит, но всячески этому способствует. В рохлях чуть побольше (штабелерах) электрифицируют еще и руль.
uuger
16.08.2023 11:01+1это торговая марка, ставшая на просторах бывшего СССР именем нарицательным для гидравлических тележек. Как xerox, flowmaster и т.д.
Hidden text
SuperTEHb
16.08.2023 11:01Можете отослать куда-нибудь по поводу взаимодействия с ноутбучными контроллерами батарей? Что-то у меня самостоятельно не получилось овладеть эти вопросом.
HardWrMan
16.08.2023 11:01А я как раз хочу избавиться от UPS для своего шлюза. Для телефона, точки доступа WiFi через PoE и корневого свича у меня уже стоит низковольтный онлайн UPS на 18650 с алика. А вот шлюз сердитый, i72600S в mITX. И корпус с дисками SFP стандарта. Уже купил 300W низковольтный блок питания: входное 16в-24в делает в ATX. Осталось собрать как раз подобный повербанк с функцией автоматической подзарядки и прощай большая жужжащая коробка, требующая 2 кислотных аккумулятора каждые 2-3 года.
strvv
16.08.2023 11:01О, привет начало 2000х, carpc.ru pccar.ru и прочие — было время, когда пс втыкали в автомобили. Все уже украдено до нас :) (с)приключения шурика.
Не помню серию блоков/плат питания, которые чайна до сих пор продает — там достаточно от хороших 12 вольт, если они с малым уровнем помех. Тогда лепили с обычными hdd, т.к. ссд, андроидов и мощных процессоров, кроме х86 не было легко доступно. Арм, мипс и прочие sh8 с pdp11 влачили существование в микроконтроллерном образе.jaroslau Автор
16.08.2023 11:01+1Я, кстати, пообщался с представителем Beelink на предмет питания U59 напрямую от аккумулятора, он отговорил и я DC-DC 5-32в в 12в заказал.
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01Что-то типа ATX Pico PSU? Интересно, я не видел раньше моделей с питанием 16-24.
HardWrMan
16.08.2023 11:01+1У Pico PSU другая задача: использовать БП с одним напряжением. Поэтому, они практически все с 12В на входе, т.к. это самое большое напряжение в АТХ. Т.е., 12В Pico PSU просто коммутирует мосфетом, а вот 5 и 3.3 вырабатывает с помощью типового степдауна. Но для работы с онлайн ИБП это не годиться, т.к. напряжение на батарее будет проседать до 10,5в а это уже сильная просадка для АТХ 12в. Поэтому, я начал искать Pico-like PSU но чтобы входное было выше 12в, чтобы линия по этим 12в тоже была стабилизирована. И нашёл. Тот, который купил я - достаточно дорогой, заявлено 300Вт. Вот его фото:
Существуют модели подешевле. Я выбрал готовое решение потому что не хотел возиться с этими степдаунами, безусловно можно сделать своё эффективнее и определённо дешевле. А напряжение в 24в выбрал чтобы можно было просто составить батарею из двух 12в аккумуляторов и в то же время понизить ток. Ну и просадка в пару вольт вообще никак не будет решать. Основная идея именно в отказе от мощного повышающего инвертора, его трансформатора и прочих аттрибутов, которые его сопровождают.
Что касается низковольтного ИБП, то я выбрал вот такой:
Только я PoE доработал до 48в ибо точка доступа требовала именно такое напряжение. Кишочки:
Shklo
16.08.2023 11:01+3Убитая до состояния "еще крутит стартрер, но уже не заводит" акб с машины, питала ноут от маломощьного инвертора целый рабочий день и еще оставалось. После чего заряжалась автозарядкой за пару часов.
И так половину осени и всю зиму.
Поэтому "повербанк для ноута" явно может быть проще и дешевле.
Ближе к зиме соберу все в кучу и сделаю по человечески, а то мало ли, - может опят придется без света сутками сидеть...jaroslau Автор
16.08.2023 11:01+2Я там выше написал, дело в том, что обычный автомобильный кислотный аккум в процессе зарядки выделяет кучу всяких токсичных газов и парит электролитом. Так что я бы не стал у себя в комнате его ставить.
Shklo
16.08.2023 11:01ну скажем так: я ничего такого не заметил да и выбора особого у нас не было. Хотя если есть место и возможность, то конечно лучше вынести из жилого помещения
SuperTEHb
16.08.2023 11:01При правильном заряде не должен ничего выделять. Но в комнате лучше не держать, тут полностью согласен.
ritorichesky_echpochmak
16.08.2023 11:01Интересно, можно ли как источник резервного питания использовать аккум, например, самоката, без полного разбора и тотальной переделки всего и вся
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01+1Зарядное для ноутбука, которое я купил, имеет на вход диапазон от 12 до 24В. Если аккум самоката 36В, то напрямую его подключить не получится, только через DC-DC преобразователь.
Astroscope
16.08.2023 11:01Зарядное для ноутбука, которое я купил, имеет на вход диапазон от 12 до 24В. Если аккум самоката 36В, то напрямую его подключить не получится, только через DC-DC преобразователь.
Это частности. Важно, что есть (в смысле можно относительно легко сделать) простой доступ к батарее. А дальше, смотря какая батарея и смотря что нужно, можно делать или докупать готовый инвертор и/или DC/DC преобразователь.
jaroslau Автор
16.08.2023 11:01+1Главное при этом не разбалансировать батарею. Например, у нас есть 10S баратея для самоката на 36В. Нам много, подпаиваемся к 4S и вроде бы получаем 14,4В. Но заряжаться такая батарея потом будет вечность, потому что встроенный BMS подаст ток на все батареи, увидит, что банки 5-10 достигли напряжения заряда, отключит ток, шунтами начнет разряжать банки 5-10, чуть-чуть разрядит, снова подаст ток итд. Обычно шунты ограничены током 0,1А и это очень мало.
Astroscope
16.08.2023 11:01+2То, о чем вы правильно говорите, делать не нужно - сложно в грамотной реализации и вредно в такой себе. По-хорошему нужно выводить наружу всю батарею после BMS, а желаемое напряжение из имеющегося получать преобразователем той или иной конструкции.
Astroscope
16.08.2023 11:01Интересно, можно ли как источник резервного питания использовать аккум, например, самоката, без полного разбора и тотальной переделки всего и вся
Выведите наружу, например через подходящий разъем, клеммы аккумулятора - вот и все, теперь у вас есть доступ к аккумулятору без необходимости что-либо разбирать или тотально переделывать.
anonimNO
Псс, парень! Здесь не хватает 3д принтера и корпуса!
smoluks4096
С ударопрочнстью всё будет не оч имхо, даже с petg. Аналогов литью особо нет
jaroslau Автор
Мебельный щит и евровинты 7×50 – отличная альтернатива для домика аккумулятору на 90Ач.
Firz
Готовый пластиковый кейс, коих миллионы всяких разных размеров.