DIY 18650 litium-ion batteripakke

Deler kreves:

1. 18650 Batteri (GearBest/Amazon)

2. BMS (Banggood/Amazon)

3. Ni Strimler (Banggood/Amazon)

4. Indikator for batterinivå (Banggood)

5. Vippebryter (Aliexpress/Banggood)

6. DC Jack (Banggood/Aliexpress)

7. 18650 Batteriholder (Banggood)

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

Verktøy som brukes

1. Spot Sveiser (Banggood/Amazon)

2. 3D-skriver (Creality CR10S)

2. Wire Stripper / Cutter (Amazon)

3. Varmluftsblåser (GearBest)

3. Multimeter (Amazon)

5. Li Ion lader (GearBest)

Sikkerhetsutstyr:

1. Sikkerhet Googles (Amazon)

2. Elektriske hansker (Amazon)

Du vil finne mange typer 18650 celler i markedet i prisklassen $ 1 til $ 10, men som er best? Jeg vil sterkt anbefale å kjøpe 18650 celler fra merkede selskaper somPanasonic,Samsung,SanyoOgLg. Disse cellene som har godt dokumenterte ytelsesegenskaper og utmerket kvalitetskontroll. Kjent merke 18650 celler er generelt kostbart, men hvis du vurderer for lang tid bruk så de er verdt å ha det.

Ikke kjøp noen celler med ordet FIRE i navnet som Ultrafire, Surefire og Trustfire. I virkeligheten er disse cellene bare fabrikk avviser, kjøpt av selskaper som Ultrafire og pakket om i sin egen merkevare cover . Mange brukte batterier er pakket inn som nye og hvitmerkede. De selger batteriet ved å markere kapasitet opp til 5000mAh, men i virkeligheten er deres kapasitet i mellom 1000 til 2000 mAh. Et annet stort problem med disse billige 18650 cellene er at høy risiko for eksplosjon når overopphetet under lading eller lossing.

I dette prosjektet har jeg brukt grønne Panasonic 18650B-celler med kapasitet 3400 mAh fraGearBest.

For å lage batteripakken må du koble de 18650 cellene sammen ved hjelp av nikkelstrimler eller tykk ledning. Vanligvis Nikkel strimler er mye brukt for dette. Generelt to typer nikkel strimler er tilgjengelig i markedet: nikkelbelagt stål strimler og rene nikkel strimler. Jeg vil foreslå å kjøpe den rene nikkel. Det er litt dyrere enn nikkelbelagt stål, men det har mye lavere motstand. Lav motstand betyr mindre varmegenerering under lading og utlading, noe som fører til lengre levetid for batteriet.

Nikkel strimler kommer med forskjellig dimensjon og lengde. Velg strimlene i henhold til gjeldende vurdering.

Du har to alternativer to koble 18650 cellene sammen: 1. Lodde 2. Flekksveising

Det beste valget er alltid Spot sveising, men Spot Welder er mye dyrere enn en god kvalitet loddejern.

Lodding:

Du bør vite hvorfor Spot sveising er foretrukket fremfor lodde, problemet med lodde er at du bruker mye varme til cellen, og det forsvinner ikke veldig raskt. Dette forbedrer den kjemiske reaksjonen i cellen som skader cellens ytelse. Til slutt vil du miste litt kapasitet og livet cellene.

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

1. For å minimere kontakttiden til loddejernet på cellen, sørg for at overflaten er scuffed opp tilstrekkelig og du bruker rikelig med flux for å tillate rask loddestrøm.

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

Flekksveising :

Grunnen til at vi oppdager sveis, fordi det er sikkert sammenføyning cellene sammen uten å legge mye varme til dem. Det er to karakterer av spot sveisere for tiden tilgjengelig i markedet: hobby klasse og profesjonell karakter. En anstendig hobby klasse Spot sveiser koster rundt $ 200 til $ 300, hvor som en god profesjonell klasse kan koste rundt ti ganger mer. Så jeg vil foreslå å kjøpe en hobby klasse spot sveiser fra en hvilken som helst nettbutikk som : Banggood, Aliexpress eller eBay.I brukerSUNKKO 709A 1.9kw Spot Sveiserfra Banggood.

Før du kobler cellene parallelt, må du først kontrollere de enkelte cellespenningene. For parallelling cellene,spenningen av hver celler bør være nær hverandre, ellers en høy mengde strøm vil strømme fra cellen med høyere spenning til cellen med lavere spenning. Dette kan skade cellene og til og med føre til brann i sjeldne tilfeller.

Hvis du bruker helt nye celler, er cellespenningen nær 3,5 V til 3,7 V, du kan bli med dem sammen uten å bekymre deg mye. Men hvis du skal bruke gamle laptop batteri, være sikker på at cellene spenningen er nesten samme, andre klok lade cellene til samme spenningsnivå ved hjelp av en god Li Ion Battery Charger.I brukte minNitecore SC4 laderå lade alle 18650-cellene før de kobles sammen.

For å lage batteripakken må du først fullføre den nominelle spenningen og kapasiteten til pakken. Enten vil det være i løpet av 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 nominell spenning (Volt ).

For dette prosjektet la kravet er: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 for hver celle = 3400 mAh

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

Vanligvis celler parallelt er forkortet i begrepet "P", så denne pakken vil bli kjent som en "5P pakke". Når 5 celler er koblet parallelt, altimately du laget en enkelt celle med høyere kapasitet (det vil vil at 4.2V, 17000 mAh)

Spenning (Volt) :

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

Nominell spenning for hver celle = 3,7 V

Antall celler som kreves for serietilkobling = 11,1 /3,7 = 3 nos

Vanligvis celler i serien er forkortet i begrepet '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 angitt som "3S5P pack" med en endelig spesifikasjon på 11.1V, 17AH.

Fra forrige trinn er det klart at vår batteripakke består av 3 parallelle grupper som er koblet i serie ( 3 x 3,7 V = 11.1V ) og hver parallellgruppe har 5 celler ( 3400 mAh x 5 = 17000 mAh). Nå må vi ordne de 15 cellene riktig for å gjøre den elektriske tilkoblingen blant dem og med BMS-brettet.

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

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

1. Du kan lage den egendefinerte pakken av alle størrelser i henhold til dine krav. Det er som en løse et puslespill.

2. Det gir plass mellom cellene, som gjør at frisk luft kan passere og batteriet blir avkjølt enkelt.

3. Det gjør batteripakken solid og pålitelig.

4. Det gir sikkerhet anti vibrasjon til batteripakken

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

Klipp nikkel strimler :

Legg nikkelstripen på toppen av de 5 cellene ( parallelle ), slik at den dekker alle celleterminaler, la 10mm overflødig strimler for å koble den til BMS og deretter kutte den. For serietilkobling kuttet små nikkel strimler som vist i figuren. Du trenger fire lange strimler for parallell tilkobling og 10 små strimler for serietilkoblinger.

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

Sveis batteristripene :

Denne spot sveiseren kan brukes til å sveise den rene nikkel samt nikkelbelagte stålstrimler. Du må justere sveiseren puls og strømknappen i henhold til tykkelsen på nikkelstrimler.

For 0,15 mm nikkelstrimler trykker du på pulsknappen 4P og strømknappen til 4-5.På samme måte for 0,2 mm nikkelstripe, trykk på pulsknappen 4P,6P og strømknappen til 7-8.Kontroller at sveisepennen er komprimert med nikkelstripen og batteriterminalen, og trykk deretter på fotbryteren. Du vil legge merke til en liten gnist, og to prikk merke på stripen.

Vellykket sveising :

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

Sikkerhet:Før du starter spotsveisingen, må du alltid bruke vernebriller.

Et batteristyringssystem (BMS) er ethvert elektronisk system som administrerer en litiumbatteripakke, og de viktigste funksjonene er

1. Overvåker alle parallelle grupper i batteripakken og kobler den fra inngangsstrømkilden når den er fulladet ( nær 4,2 V )

2. Balansere alle cellene spenning likt

3. Tillater ikke at pakningen slippes ut.

De to viktige parameterne som kreves for å kjøpe en BMS er: i) Antall celler i serien - som 2S / 3S / 4S

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

For dette prosjektet har jeg brukt en3S og 25A BMS bord. Dette er spesifikasjonene for at BMS :

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

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

Maksimal driftsstrøm: 0 ~ 25A

Arbeidstemperatur: -40°C ~ +50°C

Hvordan koble til ?

Koble til BMS som vist i koblingsskjemaet. BMS har fire loddeputer: B- , B1, B2 og B +. Du må koble den første parallelle gruppen negativ terminal buss til B- og positiv terminalbuss til B1. Tilsvarende den tredje parallelle gruppen negativ terminal buss til B2 og positiv terminal buss til B +.

Du kan oppdage sveise nikkelstrimler til BMS eller lodde den til PCB pad. Jeg foretrakk å lodde nikkel strimler til PCB for solid tilkobling. Først påfør loddefluks til PCB pads og slutten av nikkel strimler. Etter at tinn alle pads ved å bruke lite mengde lodde og deretter lodde dem sammen.

Kreditt:Koblingsskjemaet er hentet fra Banggood produktside.

Batteripakken har rundt eksponerte nikkelstrimler, for å unngå utilsiktet korting, designet jeg et kabinett for den. Jeg brukte Autodesk Fusion 360 til å designe kabinettet til batteripakken min. Kabinettet har to deler : Hoveddelen og topplokket. Du kan laste ned . STL-filer fraThingiverse.

Jeg brukteCreality CR-10S3D-skriver og 1,75 mm grønn PLA-filament for å skrive ut delene . Det tok meg ca 6,5 timer å skrive ut hoveddelen og rundt 1,2 timer å skrive ut topplokket.

Mine innstillinger er:

Utskriftshastighet : 70 mm/s Lag

Høyde : 0.3

Fyll Tetthet : 100%

Ekstruder Temperatur : 205 graderC

Seng Temp : 65 graderC

Normalt har et standardbatteri bare to terminaler for tilkobling av lasten og for å lade batteriet. Bortsett fra dette har jeg lagt til en batterinivåindikator, for å se batterinivået når det er nødvendig. Jeg har brukt en 5mm DC-kontakt ( 12V / 3A ) for inngang / utgang , 3S batterinivåindikatormodul for å se batteristatus og en vippebryter til PÅ / AV batterinivåindikatoren.

La oss nå gå videre til ledningene til komponentene. Jeg har utarbeidet denne enkle koblingsskjema for alle komponentene . Det er ganske enkelt! For å isolere de ledende delene brukte jeg varmekrymperør.

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 (røde ledningen ) fra DC-kontakten og Rocker-bryteren til P+ på BMS, negative ledninger fra DC-kontakten og batterinivåindikatoren til P- av BMS.

Påfør deretter varmt lim i bunnen av batterirommet, og fest deretter batteripakken. Slik at det vil seter fast og hindre noen loosing av ledningstilkoblinger.

Til slutt skrur du de øverste lokkene på plass! Jeg brukte 3M x 10 skruer for å feste lokket. Nå er batteripakken klar til bruk.

Lading av batteripakken :

Du kan lade batteripakken med en 12,6 V DC-adapter somDette.Håper du likte å lese om prosjektet mitt like mye som jeg har likt å bygge det. Hvis du tenker på å lage din egen jeg vil oppfordre deg til å gjøre det, vil du lære mye. Hvis du har noen forslag til forbedringer, kan du kommentere det nedenfor .