Очередной LiFePO4 UPS своими руками

Собрал себе, наконец, UPS из китайского солнечного инвертера и банок LiFePO4 по 166 А*ч. Публикую мини-обзор.



Во-первых, список использованных материалов:
Сам инвертер PowMR 1600/2500. Куплен за 15192 на Озоне. Ссылка на покупку (там кончился), ссылка на актуальное объявление за 20 тысяч.
Аккумуляторные ячейки из обзора Ammo1. Куплены 4 штуки за 19737 рублей. К сожалению, в продаже закончились.
BMS и балансир с дисплеем JK-B2A8S20P на Али за 3991 рубль. Ради разнообразия, до сих пор в продаже, и цена почти не изменилась.
Автомат постоянного тока на 250А с Озона (сейчас 1291 рубль).
4 метра кабеля ПуГВ сечением 1х25 мм², для него наконечники НШП (надо было брать обычные НШВ, кстати) и ТМЛ в локальном магазине — около 3500 рублей. Для работы с этим кабелем стащил с работы большие пресс-клещи, что-то типа ПКГ-120-КВТ.
Килограмм АБС для 3D принтера, наконечники НКП для BMS, бокс для автомата, термоусадка, двухсторонний скотч, клей, фанера, брусочки, саморезы… Ещё тысячи полторы.
Пару разъёмов Андерсона мне подарили на работе. Вроде, они стоят около 500 рублей.
Итого около 45 тысяч рублей на момент покупки.

По времени на сборку аккумулятора ушёл примерно рабочий день или полтора чистого времени. Ещё день он заряжался-разряжался-тестировался в более-менее автоматическом режиме, под присмотром.

Пробегусь по сборке.
Напечатал коробочку для аккумулятора, вложил в неё ячейки.

На скотче наклеил на коробочку бокс для автомата и корпуса для BMS и экрана с Thingiverse, поставил экранчик, BMS и автомат, обжал кабели, всё подключил.

Из неочевидных моментов с BMS — оказалось, что ненужные кабели измерения напряжения на ячейках оставляют пустыми, ни к чему не подключая.

Включил, увидел ошибку BMS. Оказывается, с завода BMS настроен на 8 ячеек. Залез в настройки, выставил 4 ячейки, тип аккумуляторов LiFePO4. Границы оставил «по умолчанию».
Заодно выяснил ещё один интересный факт: BMS питается от силовых кабелей, если их разорвать автоматом, BMS отключается, несмотря на подключение к аккумулятору измерительного кабеля.

Собранный аккумулятор выглядит примерно так. Кстати, BMS (крайняя коробочка справа) оказался намного выше самих аккумуляторов, пришлось сверху «шапочку» напечатать, чтоб его не сбивать.

Попробовал сдвинуть аккумулятор. Понял, что для такой массы 3мм ABS корпус слишком хлипкий, собрал под него деревянный поддон, приклеил аккумулятор на него.

На этом сборка, в основном, закончилась, начал тестировать.

При первом включении контроллера сразу пошла зарядка. При втором, почему-то, не пошла, наоборот, при включённом в сеть контроллере он снимал с АКБ пол-ампера. Контроллер оклемался после подключения минимальной нагрузку к его выходу.

Продавец говорил, что контроллер — «новая исправленная модель». К сожалению, главный недостаток PowMR сохранился: он всё так же не имеет ШИМ регулятора вентилятора, так что вместо равномерной негромкой работы вентилятор то выключен, то начинает шуметь на полную мощность.
Из прочих замеченных проблем контроллера, мне не удалось настроить скорость зарядки аккумулятора, на него подаётся 30А вне зависимости от выставленного в настройках тока. И кнопочки «Up» и «Down» перепутаны местами, похоже.

Аккумуляторные ячейки пришли почти разряженные, судя по всему. BMS при первом включении показывал 68%, после начала зарядки он быстро дошёл до 99% и застрял в этом состоянии часа на 3-4. Я уж испугался, что аккумуляторы так хитро убиты, но нет, зарядились до 100% в какой-то момент.
Несмотря на то, что аккумуляторы вроде как новые, балансир активно работал при зарядке. Надеюсь, это не означает, что ячейки умирают с первого же цикла.
И, несмотря на небольшой ток зарядки, контроллер был заметно тёплый, и вентилятор регулярно включался на выдув.
Напряжение прекращения заряда на контроллере выставил 13.9В. Точнее, сначала выставил 14 с чем-то, в результате сработала защита BMS, так что чуть снизил.

Если отключить питание контроллера и нагрузку на него, то аккумулятор разряжается током 2.4 А (около 30 Вт). Типичные для китайских контроллеров цифры.

Тестовую разрядку проводил тепловентилятором мощностью где-то 1.1 кВт (по данным внешнего ваттметра) — 1.3 кВт (по данным контроллера). При этом с батарей снималось примерно 120А (1.5 кВт), то есть, КПД под большой нагрузкой где-то около 70-85%. Тоже ожидаемо.

Под нагрузкой система проработала больше часа, измеренная BMS ёмкость аккумулятора составила 169 А*ч, тепловентилятор потребил 1.5 кВт*ч по данным внешнего ваттметра.

Под тестовой нагрузкой система изрядно нагрелась: термометры BMS показывали 53-58 °С, кабели и особенно защитный автомат на ощупь были неприятно горячими (тоже около 50 °С, полагаю). Это, конечно, не очень хорошо, но, наверное, терпимо, тем более что вряд ли мне понадобится гонять UPS на максимальной нагрузке в течение часа с лишним.
Сам BMS, что интересно, почти не нагрелся.
При максимальной нагрузке напряжение на контроллере оказывается примерно на 0.5 В ниже, чем на клеммах батареи, так что отсечку по падению напряжения на контроллере логично поставить где-нибудь в районе 11 В, или чуть ниже.

В ходе разрядки осматривал систему тепловизором, каких-то мест сильно горячее среднего не нашёл. Вот несколько кадров:

Система целиком.

BMS.

Автомат (крышка бокса снята).

Контроллер изнутри.

Вот как-то так. Комментарии, советы и замечания о моей криворукости приветствуются.