18650 litium - ioncelle og DIY batteripakke

Deler påkrevd:

1. 18650 batteri (Gearbest / Amazon )

2. BMS (Banggood / Amazon)

3. ni strips (Banggood / Amazon )

4. Batterinivåindikator (Banggood )

5. Rockerbryter (Aliexpress / Banggood )

6. DC Jack (Banggood /Aliexpress )

7. 18650 batteriholder (Banggood )

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

Verktøy brukt

1. Spot sveiser (Banggood /Amazon)

2. 3 d -skriver (Creality CR10s )

2. Wire Stripper/ Cutter (Amazon )

3. Varm luftblåser (Gearbest )

3. Multimeter (Amazon)

5. Li ionelader (Gearbest )

Sikkerhetsutstyr:

1. Sikkerhetsgoogler (Amazon )

2. Elektriske hansker (Amazon)

Du finner mange typer av 18650 celler i markedet i prisklassen $ 1 til $ 10, men hvilke er de beste? Jeg vil anbefale å kjøpe 18650 celler fra merkevareselskaper somPanasonic , Samsung, SanyoogLG. Disse cellene som har godt dokumentert ytelsesegenskaper og utmerket kvalitetskontroll. Det anerkjente merket 18650 celler er generelt kostbare, men hvis du vurderer for lang tid, er de verdt å ha det.

Ikke kjøp noen celler med ordet ild i navnet som Ultrafire, Surefire og TrustFire. I virkeligheten er disse cellene bare fabrikkavvisninger, kjøpt av selskaper som Ultrafire og pakket om i sitt eget merkevare. Mange brukte batterier blir pakket inn som nye og hvite - merket. De selger batteriet ved å merke kapasitet opp til 5000 mAh, men faktisk er deres kapasitet mellom 1000 til 2000 mAH. Et annet stort problem med disse billige 18650 -cellene er den høye risikoen for eksplosjon når de overopphetes under ladingen eller utskrivningen.

I dette prosjektet har jeg brukt Green Panasonic 18650B Cells of Capacity 3400 mAh fraGearbest.

For å lage batteripakken, må du koble sammen 18650 -cellene sammen ved hjelp av nikkelstrimler eller tykk ledning. Generelt nikkelstrimler er mye brukt til dette. Generelt er to typer nikkelstrimler tilgjengelige i markedet: nikkel - belagte stålstrimler og rene nikkelstrimler. Jeg vil foreslå å kjøpe det rene nikkel. Det er litt kostnadsført enn det nikkelbelagte stålet, men det har mye lavere motstand. Lav motstand betyr, mindre varmeproduksjon under lading og utslipp, noe som fører til lengre nyttig batterilevetid.

Nikkelstrimler kommer med forskjellig dimensjon og lengde. Velg stripene i henhold til gjeldende vurdering.

Du har to alternativer To kobler sammen 18650 -cellene sammen: 1. Lodding 2. Spot -sveising

Det beste valget er alltid spot sveising, men spot sveiser er mye mer kostbarere enn et lodding av god kvalitet.

Lodde:

Du bør vite hvorfor flekksveising er å foretrekke fremfor lodding, problemet med lodding er at du bruker mye varme på cellen, og det forsvinner ikke veldig raskt. Dette forbedrer den kjemiske reaksjonen i cellen som skader cellens ytelse. Til syvende og sist vil du miste litt kapasitet og liv cellene.

Men hvis du ikke er interessert i å kjøpe en kostbar spot sveiser, kan du lodde nikkel -fanene til cellen ved å følge noen forholdsregler og triks:

1. For å minimere kontakttiden til loddejernet ditt på cellen, må du sørge for at overflaten er skåret opp tilstrekkelig og at du bruker rikelig med fluks for å gi rask loddestrøm.

2. Det er bedre å ha en høy kvalitet med god kvalitet (min 80W) jern med god termisk kapasitet, slik at det kan levere varmen til leddet raskt, slik at du ikke trenger å holde jernet på batteriet i aldre og la varmen sive inn i det, og forårsake skade på batteriet.

Spotsveising:

Årsaken til at vi oppdager sveis, fordi det er sikkert sammen med cellene sammen uten å legge mye varme til dem. Det er to karakterer av spot sveisere som for tiden er tilgjengelige i markedet: hobbygrad og profesjonell karakter. En anstendig sveiser i hobby karakter koster rundt $ 200 til $ 300, der som en god profesjonell karakter kan koste rundt ti ganger mer. Så jeg vil foreslå å kjøpe en hobby -karakter sveiser fra en hvilkenSunkko 709a 1.9kw spot sveiserFra Banggood.

Før du kobler sammen cellene parallelt, må du først sjekke de individuelle cellespenningene. For parallellering av cellene, skal spenningen til hver celler være nær hverandre, ellers vil en høy mengde strøm strømme fra cellen med høyere spenning til cellen med lavere spenning. Dette kan skade cellene og til og med resultere i brann i sjeldne anledninger.

Hvis du bruker helt nye celler, er cellespenningen nær 3,5 V til 3,7 V, kan du slå dem sammen uten å bekymre deg mye. Men hvis du skal bruke gammelt bærbar batteri, må du være sikker på at cellespenningen er nesten den samme, og andre kloke lad cellene til samme spenningsnivå ved å bruke en god liion -batterilader. Jeg brukte minNitecore SC4 -laderå lade alle 18650 -cellene før de slo dem sammen.

For å lage batteripakken, må du først avslutte den nominelle spenningen og kapasiteten til pakken. Enten vil den være i volt, mah/ ah eller wh. Du må koble cellene parallelt for å nå ønsket kapasitet (MAH) og koble en slik parallell gruppe i serie for å oppnå den nominelle spenningen (Volt).

For dette prosjektet la kravet:11.1 V og 17 AH -batteripakke

Spesifikasjon av 18650 celler brukt:3.7V og 3400 mAh

Kapasitet (mAh):

Ønsket kapasitet på batteripakken=17 ah eller 17000 mAh.

Kapasitet til hver celle=3400 mAh

Ingen av celler som kreves for parallell tilkobling=17000 / 3400=5 nos

Vanligvis er celler parallelt forkortet i løpet av 'P', så denne pakken vil bli kjent som en "5p -pakke". Når 5 celler er koblet parallelt, laget du en enkelt celle med høyere kapasitet (dvs. 4,2V, 17000 mAh)

Spenning (volt):

Den ønskede nominelle spenningen til batteripakken er 11,1V.

Nominell spenning for hver celle=3.7 V

Ingen av celler som kreves for serieforbindelse=11.1 /3.7=3 nos

Vanligvis er celler i serie forkortet i løpet av 'S', så denne pakken vil bli kjent som en "3S -pakke".

Så vi må koble de 3 parallelle gruppene (5 celler i hver gruppe) i serie for å lage batteripakken.

Den endelige pakkekonfigurasjonen er betegnet som "3S5P Pack" med en endelig spesifikasjon på 11.1V, 17AH.

Fra forrige trinn er det klart at batteripakken vår består av 3 parallelle grupper koblet i serie (3 x 3,7V=11.1 V) og hver parallell gruppe har 5 celler (3400 mAh x 5=17000 mAh). Nå må vi ordne de 15 cellene som er riktig for å lage den elektriske forbindelsen mellom dem og med BMS.

Plasser den første parallelle gruppen av celler (5 NOS) positive side opp, og legg deretter den andre parallelle gruppen negativ side opp og deretter til slutt den siste parallelle gruppen positive siden opp. For bedre under stående kan du se bildet ovenfor.

Du kan sette sammen cellene for å lage pakken ved å bruke varmt lim eller ved å bruke plast 18650 batteriholder. Jeg brukte plast 18650 celleholdere/avstandsstykker for å sette sammen de 15 cellene. De viktigste fordelene ved å bruke disse celleholderne er

1. Du kan lage den tilpassede pakken av alle størrelser i henhold til kravet ditt. Det er som et å løse et puslespill.

2. Det gir plass mellom cellene, som lar frisk luft passere og batteriet blir avkjølt lett.

3. Det gjør batteripakken din solid og pålitelig.

4. Det gir sikkerhetsantibrasjon til batteripakken din

Nå er det på tide å vite prosedyren for å bruke stedet sveiser (jeg snakker omSpot sveisersom jeg har brukt i dette prosjektet). The Spot Welder har tre sveisevalg: fast sveisehode, fast sveisehode med fotbryter, bevegelig spot sveisepenn med fotbryter. Jeg foretrekker å bruke det andre alternativet. Før sveising må du forberede nikkelstrimlene og sveiseren.

Klipp nikkelstrimlene:

Legg nikkelstripen din på toppen av de 5 cellene (parallelt), og sørg for at den dekker alle cellerterminaler, la 10 mm overflødig strimler for å koble den til BMS og deretter kutt den. For serien tilkobling kutt små nikkelstrimler som vist på figuren. Du trenger fire lange strimler for parallellkobling og 10 små striper for seriekoblinger.

Koble den første parallelle gruppen negativ terminal til den positive terminalen i den andre gruppen og deretter negativ terminal i den andre gruppen til den positive terminalen i den tredje gruppen.

Sveis batteristrimlene:

Dette stedet sveiser kan brukes til å sveise den rene nikkel så vel som nikkelbelagte stålstrimler. Du må justere sveiserpulsen og strømknappen i henhold til tykkelsen på nikkelstrimlene.

For 0,15 mm nikkelstrimler, trykk på pulsknappen 4p og strømknappen til 4-5. På samme måte for 0,2 mm nikkelstripe, trykk pulsknappen 4p, 6p og strømknappen til 7-8. Forsikre deg om at sveisen er komprimert med nikkelstripen og batteriteterminalen på en gang.

Vellykket sveising:

Du kan sjekke sveisekvaliteten ved å trekke på nikkelstripen. Hvis det ikke kommer med håndtrykk, eller krever mye styrke, er det en god sveis. Hvis du enkelt kan skrelle den av, må du øke strømmen.

Sikkerhet:Bruk alltid sikkerhetsbriller før du starter spotsveisingen.

Et batteriledelsessystem (BMS) er ethvert elektronisk system som administrerer AA litiumbatteripakke og de viktigste funksjonalitetene er

1. Overvåker alle parallelle gruppene i batteripakken og kobler den fra inngangsstrømkilden når den er fulladet (nær 4.2V)

2. Balanser alle cellespenningen likt

3. Tillater ikke pakken fra over - utskrevet.

De to viktige parameteren som kreves for å kjøpe et BM -er er: i) Antall celler i serie - som 2s / 3s / 4s

ii). Maksimal utladningsstrøm - som 10A /20A /25A /30A

For dette prosjektet har jeg brukt en3S og 25A BMS -styre. Dette er spesifikasjonene for den BMS:

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

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

Maksimal driftsstrøm: 0 ~ 25a

Arbeidstemperatur: -40 grader ~ +50 grad

Hvordan koble til?

Koble BMS som vist i ledningsdiagrammet. BMS har fire loddeputer: B -, B1, B2 og B +. Du må koble den første parallelle gruppen negativ terminalbuss til B - og positiv terminalbuss til B1. Tilsvarende den tredje parallelle gruppen Negative Terminal Bus til B2 og Positive Terminal Bus til B +.

Du kan se sveise nikkelstrimlene til BMS eller lodde den til PCB -puten. Jeg foretrakk å lodde nikkelstrimlene til PCB for solid tilkobling. Først påfør lodding av fluks på PCB -pads og enden av nikkestripene. Etter at du tinn alle putene ved å bruke liten mengde lodd og soldater sammen.

Kreditt:Kablingsskjemaet er hentet fra Banggood produktsiden.

Batteripakken har rundt eksponerte nikkelstrimler, for å unngå tilfeldig kortslutning, jeg designet en kabinett for den. Jeg brukte Autodesk Fusion 360 for å designe kabinettet til batteripakken min. Kabinettet har to deler: hovedkropp og topp lokk. Du kan laste ned .stl -filene fraTingiverse.

Jeg brukte minCreality CR-10s3D -skriver og 1,75 mm grønn PLA -filament for å skrive ut delene. Det tok meg omtrent 6,5 timer å trykke hovedkroppen og rundt 1,2 timer å skrive ut topplokket.

Innstillingene mine er:

Utskriftshastighet: 70 mm/s lag

Høyde: 0,3

Fylltetthet: 100%

Ekstrudertemperatur: 205 DEGC

Sengetemp: 65 DEGC

Normalt har et standardbatteri bare to terminal for tilkobling av lasten og for å lade batteriet. Avkobling fra dette har jeg lagt til en batterinivåindikator, for å se batterinivået når det er nødvendig. Jeg har brukt en 5mm DC -knekt (12V/3A) for inngang/utgang, 3S -batterinivåindikatormodulen for å se batteristatus og en rockerbryter til ON/OFF -indikatoren.

La oss nå gå videre til ledningene til komponentene. Jeg har utarbeidet dette enkle ledningsdiagrammet for alle komponentene. Det er ganske enkelt! Å isolere de ledende delene, brukte jeg varmekrymping.

Merk:Ikke lodd ledningene (P+ og P -) til BMS før du installerer komponentene i kabinettet.

Installer først komponentene i de respektive sporene i det 3D -trykte kabinettet. Du kan se bildet ovenfor.

Lodde den positive (rød ledningen) fra DC -jekken og vippebryteren til P+ til BMS, negative ledninger fra DC Jack og batterinivåindikatoren til P - til BMS.

Påfør deretter varmt lim ved foten av batterirommet, og fest deretter batteripakken. Så det vil sitte fast og forhindre at du mister trådtilkoblinger.

Til slutt, skru topplokkene på plass! Jeg brukte 3m x 10 skruer for å sikre lokket. Nå er batteripakken klar til bruk.

Lade batteripakken:

Du kan lade batteripakken med en 12,6V DC -adapter somdette. Håper du likte å lese om prosjektet mitt så mye som jeg har hatt glede av å bygge det. Hvis du tenker på å lage ditt eget, vil jeg oppmuntre deg til å gjøre det, vil du lære mye. Hvis du har noen forslag til forbedringer, kan du kommentere det nedenfor.