18650 Lithium - ioncelle og DIY batteripakke

Dele kræves:

1. 18650 batteri (Gearbest / Amazon )

2. bms (Banggood / Amazon)

3. ni strips (Banggood / Amazon )

4. Indikator for batteriniveau (Banggood )

5. Rocker Switch (Aliexpress / Banggood )

6. DC Jack (Banggood /Aliexpress )

7. 18650 batteriholder (Banggood )

8. 3 m x 10 mm skruer (Banggood / Aliexpress )

Brugt værktøjer

1. Spot Welder (Banggood /Amazon)

2. 3 d printer (Creality CR10s )

2. trådstripper/ cutter (Amazon )

3. varmluftsblæser (Gearbest )

3. multimeter (Amazon)

5. Li ionoplader (Gearbest )

Sikkerhedsudstyr:

1. Sikkerhed Googles (Amazon )

2. elektriske handsker (Amazon)

Du vil finde mange typer af 18650 -celler på markedet i prisklassen $ 1 til $ 10, men hvilke er de bedste? Jeg vil meget anbefale at købe 18650 celler fra brandede virksomheder somPanasonic , Samsung, SanyoogLG. Disse celler, der har veldokumenterede præstationsegenskaber og fremragende kvalitetskontrol. De ansete brand 18650 celler er generelt dyre, men hvis du overvejer i lang tid, er de værd at have det.

Køb ikke nogen celler med ordet ild i navnet som Ultrafire, Surefire og Trustfire. I virkeligheden er disse celler bare fabriksafvisninger, købt af virksomheder som Ultrafire og ompakket i deres eget brandede cover. Mange brugte batterier er pakket ind som nye og hvide - mærket. De sælger batteriet ved at markere kapacitet op til 5000 mAh, men i faktisk er deres kapacitet mellem 1000 til 2000 mAh. Et andet stort problem med disse billige 18650 -celler er den høje risiko for eksplosion, når de overophedes under opladningen eller udledningen.

I dette projekt har jeg brugt Green Panasonic 18650b -celler med kapacitet 3400 mAh fraGearbest.

For at fremstille batteripakken skal du forbinde cellerne fra 18650 ved hjælp af nikkelstrimler eller tyk tråd. Generelt er nikkelstrimler vidt brugt til dette. Generelt fås to typer nikkelstrimler på markedet: nikkel - plated stålstrimler og rene nikkelstrimler. Jeg vil foreslå at købe det rene nikkel. Det er lidt dyrere end det nikkelbelagte stål, men det har meget lavere modstand. Lav modstand betyder mindre varmeproduktion under opladningen og udledningen, hvilket fører til længere nyttig batterilevetid.

Nikkelstrimler leveres med forskellig dimension og længde. Vælg strimlerne i henhold til den aktuelle bedømmelse.

Du har to indstillinger To forbinder cellerne fra 18650 sammen: 1. Lodning 2. Spot -svejsning

Det bedste valg er altid plet svejsning, men Spot Welder er meget mere dyrere end et loddejern af god kvalitet.

Lodning:

Du skal vide, hvorfor spot -svejsning foretrækkes frem for lodning, problemet med lodning er, at du anvender en masse varme på cellen, og det spreder sig ikke meget hurtigt. Dette forbedrer den kemiske reaktion i cellen, der skader cellens ydeevne. I sidste ende mister du en vis kapacitet og liv cellerne.

Men hvis du ikke er interesseret i at købe en kostbar plet svejser, kan du lodde nikkelfligene til cellen ved at følge nogle forholdsregler og tricks:

1. For at minimere kontakttidspunktet for dit loddejern på cellen skal du sørge for, at overfladen skrubbe op tilstrækkeligt, og at du bruger masser af flux til at give mulighed for hurtig loddestrøm.

2. Det er bedre at have en høj kvalitet af høj kvalitet (min 80W) jern med god termisk kapacitet, så det kan levere varmen til leddet hurtigt, så du ikke behøver at holde jernet til batteriet i aldre og lade varmen sive ind i det, hvilket forårsager skade på batteriet.

Spot svejsning:

Årsagen til, at vi ser svejsning, fordi det er sikkert sammen med cellerne sammen uden at tilføje meget varme til dem. Der er to kvaliteter af spot -svejsere, der i øjeblikket er tilgængelige på markedet: hobbyklasse og professionel karakter. En anstændig hobby -kvalitetsspot svejser koster omkring $ 200 til $ 300, hvor som en god professionel karakter kan koster omkring ti gange mere. Så vil jeg foreslå at købe en hobby -plads -svejser fra enhver online butik som: Banggood, Aliexpress eller eBay. Jeg brugerSunkko 709a 1,9 kW spot svejserfra Banggood.

Før du tilslutter cellerne parallelt, skal du først kontrollere de individuelle cellespændinger. For paralleling af cellerne skal spændingen på hver celler være tæt på hinanden, ellers vil en høj mængde strøm flyde fra cellen med højere spænding til cellen med lavere spænding. Dette kan skade cellerne og endda resultere i ild på sjældne lejligheder.

Hvis du bruger splinternye celler, er cellespændingen næsten 3,5 V til 3,7 V, kan du slutte dig til dem uden at bekymre dig meget. Men hvis du vil bruge det gamle bærbare batteri, skal du sørge for, at cellernes spænding er næsten den samme, andre kloge oplader cellerne til det samme spændingsniveau ved hjælp af en god li ionbatterioplader. Jeg brugte minNitecore SC4 opladerAt oplade alle 18650 -cellerne, før de samles sammen.

For at fremstille batteripakken skal du først afslutte den nominelle spænding og kapacitet på pakken. Enten vil det være i Volt, MAH/ AH eller WH. Du skal forbinde cellerne parallelt for at nå den ønskede kapacitet (MAH) og forbinde en sådan parallel gruppe i serie for at opnå den nominelle spænding (VOLT).

For dette projekt er kravet:11.1 V og 17 Ah batteripakke

Specifikation af anvendte 18650 celler:3,7v og 3400 mAh

Kapacitet (MAH):

Ønsket kapacitet på batteripakken=17 Ah eller 17000 mAh.

Kapacitet på hver celle=3400 mah

Ingen af ​​celler, der kræves til parallel forbindelse=17000 / 3400=5 NOS

Almindelige celler i parallelt er forkortet med hensyn til 'P', så denne pakke vil blive kendt som en "5p -pakke". Når 5 celler er forbundet parallelt, lavede du alt sammen en enkelt celle med højere kapacitet (dvs. 4,2V, 17000 mAh)

Spænding (volt):

Den ønskede nominelle spænding på batteripakken er 11,1V.

Nominel spænding for hver celle=3.7 V

Ingen af ​​celler, der kræves til serieforbindelse=11.1 /3.7=3 NOS

Almindelige celler i serie forkortes med hensyn til 'S', så denne pakke vil blive kendt som en "3S -pakke".

Så vi er nødt til at forbinde de 3 parallelle grupper (5 celler i hver gruppe) i serie for at fremstille batteripakken.

Den endelige pakkekonfiguration betegnes som "3S5P Pack" med en endelig specifikation på 11.1V, 17Ah.

Fra det foregående trin er det tydeligt, at vores batteripakke består af 3 parallelle grupper, der er forbundet i serie (3 x 3,7V=11.1 V), og hver parallelle gruppe har 5 celler (3400 mAh x 5=17000 mah). Nu skal vi arrangere de 15 celler korrekt til at fremstille den elektriske forbindelse blandt dem og med BMS -bestyrelsen.

Placer den første parallelle gruppe af celler (5 nos) positiv side op, og placer derefter den anden parallelle gruppe negative side op og derefter til sidst den sidste parallelle gruppe positive side op. For bedre under stående kan du se ovenstående billede.

Du kan samle cellerne for at fremstille pakken ved at bruge varm lim eller ved at bruge plast 18650 batteriholder.Jeg brugte plast 18650 celleholdere/afstandsstykker til at samle de 15 celler. De vigtigste fordele ved at bruge denne celleholdere er

1. du kan lave den brugerdefinerede pakke i enhver størrelse i henhold til dit krav. Det er som et løsning af et puslespil.

2. Det giver plads mellem cellerne, som tillader frisk luft at passere, og batteriet afkøles let.

3. det gør din batteripakke solid og pålidelig.

4. Det giver sikkerhed anti -vibrationer til din batteripakke

Nu er det tid til at kende proceduren for at bruge Spot Welder (jeg taler omSpot svejserat jeg har brugt i dette projekt). Spot -svejseren har tre svejsevalg: fast svejseleder, fast svejsningshoved med fodafbryder, bevægelig plet svejsning pen med fodafbryder. Jeg foretrækker at bruge den anden mulighed. Før svejsning skal du forberede nikkelstrimlerne og svejseren.

Klip nikkelstrimlerne:

Læg din nikkelstrimmel oven på de 5 celler (parallel), og sikrer, at den dækker alle celler terminaler, lad 10 mm overskydende strimler til at forbinde den til BMS og derefter skære den. For serieforbindelsesskåret små nikkelstrimler som vist på figuren. Du har brug for fire lange strimler til parallel forbindelse og 10 små strimler til serieforbindelser.

Tilslut den første parallelle gruppe negativ terminal til den positive terminal for den anden gruppe og derefter negativ terminal af den anden gruppe til den positive terminal for den tredje gruppe.

Svejs batteridrimlerne:

Denne plet svejser kan bruges til at svejse det rene nikkel såvel som nikkelbelagte stålstrimler. Du skal justere svejserpulsen og den aktuelle knap i henhold til tykkelsen af ​​nikkelstrimlerne.

For 0,15 mm nikkelstrimler, tryk på pulsknappen 4p og aktuelle knappen til 4-5. Ligende for 0,2 mm nikkelstrimmel, tryk på pulsknappen 4p, 6p og strømknappen til 7-8.

Vellykket svejsning:

Du kan kontrollere svejsekvaliteten ved at trække på nikkelstrimlen. Hvis det ikke kommer ud med håndtryk eller kræver en masse styrke, er det en god svejsning. Hvis du nemt kan skrælle det af, skal du øge strømmen.

Sikkerhed:Før du starter stedet svejsning, skal du altid bære beskyttelsesbriller.

Et batteristyringssystem (BMS) er ethvert elektronisk system, der administrerer AA Lithium Battery Pack og de vigtigste funktionaliteter er

1. overvåger alle de parallelle grupper i batteripakken og afbryder den fra inputkraftkilden, når den er fuldt opladet (nær 4,2V)

2. Balance alle cellers spænding lige

3. tillader ikke pakken fra over - udskrevet.

De to vigtige parameter, der kræves for at købe en BMS, er: i) Antal celler i serie - som 2s / 3s / 4s

ii). Maksimal udladningsstrøm - Ligesom 10a /20a /25a /30a

Til dette projekt har jeg brugt en3S og 25A BMS Board. Disse er specifikationerne for denne BMS:

Over spændingsområde: 4,25 ~ 4,35V ± 0,05V

Over udladningsspændingsområde: 2,3 ~ 3,0V ± 0,05V

Maksimal driftsstrøm: 0 ~ 25a

Arbejdstemperatur: -40 grad ~ +50 grad

Hvordan man opretter forbindelse?

Tilslut BMS som vist i ledningsdiagrammet. BMS har fire lodningspuder: B -, B1, B2 og B +. Du skal forbinde den første parallelle gruppe -negative terminalbus til B {{5} og positiv terminalbus til B1. Tilsvarende den tredje parallelle gruppe negative terminalbus til B2 og positiv terminalbus til B +.

Du kan se svejsede nikkelstrimlerne til BMS eller lodde den til PCB -pad. Jeg foretrækkede at lodde nikkelstrimlerne til PCB for robust forbindelse. Først påfør lodningsflux på PCB -puderne og enden af ​​nikkelstrimlerne. Efter at det tin alle puderne ved at påføre lidt mængde lodde og derefter solde dem sammen.

Kredit:Ledningsdiagrammet er hentet fra Banggood -produktsiden.

Batteripakken har alt omkring udsatte nikkelstrimler, for at undgå utilsigtet kortslutning, jeg designet en indhegning til det. Jeg brugte Autodesk Fusion 360 til at designe indkapslingen til min batteripakke. Indkapslingen har to dele: hovedkrop og top låg. Du kan downloade .stl -filerne fraTingiverse.

Jeg brugte minCreality CR-10s3D -printer og 1,75 mm grønt pla -filament for at udskrive delene. Det tog mig cirka 6,5 ​​timer at udskrive hovedkroppen og omkring 1,2 timer at udskrive det øverste låg.

Mine indstillinger er:

Udskriv hastighed: 70 mm/s lag

Højde: 0,3

Udfyld densitet: 100%

Ekstrudertemperatur: 205 DEGC

Bed temp: 65 DEGC

Normalt har et standardbatteri kun to terminal til at tilslutte belastningen og for at oplade batteriet. Apart fra dette, jeg har tilføjet en batteriniveauindikator for at se batteriniveauet, når det nogensinde kræves. Jeg har brugt en 5 mm DC Jack (12V/3A) til input/output, 3S batteriniveauindikatormodul for at se batteriets status og en rocker switch to on/off battery niveau indicator.

Lad os nu gå videre til ledningen af ​​komponenterne. Jeg har forberedt dette enkle ledningsdiagram til alle komponenterne. Det er temmelig enkelt! For at isolere de ledende dele brugte jeg varmekrympende rør.

Bemærk:Lod ikke ledningerne (p+ og p -) til BMS, før du installerer komponenterne i kabinettet.

Installer først komponenterne i de respektive slots i det 3D -trykte kabinet. Du kan se ovenstående billede.

Lodning af den positive (røde ledning) fra DC Jack og Rocker -skiftet til P+ af BMS, negative ledninger fra DC Jack og batteriniveauindikator til P - for BMS.

Påfør derefter varmt lim ved bunden af ​​batterirummet, fastgør derefter batteripakken. Så det vil sæde fast og forhindre enhver tab af trådforbindelser.

Endelig skru de øverste låg på plads! Jeg brugte 3 m x 10 skruer til at fastgøre låg. Nu er batteripakken klar til brug.

Opladning af batteripakken:

Du kan oplade batteripakken med en 12,6V DC -adapter somdenne. Håber du nød at læse om mit projekt så meget som jeg har haft glæde af at bygge det. Hvis du overvejer at lave din egen, vil jeg opfordre dig til at gøre det, vil du lære meget. Hvis du har nogle forslag til forbedringer, skal du kommentere det nedenfor.