18650 litium - ion cell och DIY -batteripaket

Delar krävs:

1. 18650 batteri (Växellåda / Amason )

2. BMS (Bangood / Amason)

3. Ni -remsor (Bangood / Amason )

4. Batterinivåindikator (Bangood )

5. vippbrytare (Aliexpress / Bangood )

6. DC Jack (Bangood /Aliexpress )

7. 18650 Batterilhållare (Bangood )

8. 3 m x 10 mm skruvar (Bangood / Aliexpress )

Verktyg som används

1. Spot Welder (Bangood /Amason)

2. 3 D -skrivare (Crealisity CR10S )

2. Wire Stripper/ Cutter (Amason )

3. Varmluftsblåsare (Växellåda )

3. Multimeter (Amason)

5. Li jonladdare (Växellåda )

Säkerhetsutrustning:

1. Säkerhet googlar (Amason )

2. Elektriska handskar (Amason)

Du hittar många typer av 18650 -celler på marknaden i prisintervallet $ 1 till $ 10, men vilka är bäst? Jag kommer starkt att rekommendera att köpa 18650 celler från märkesföretag somPanasonisk , Samsung, SanyoochLg. Dessa celler som har väl dokumenterade prestandaegenskaper och utmärkt kvalitetskontroll. Om kända varumärkesceller är i allmänhet kostsamma, men om du tänker på lång tid är de värda att ha det.

Köp inte några celler med ordet eld i namnet som UltraFire, Surefire och Trustfire. I verkligheten är dessa celler bara fabriksavvisningar, köpta av företag som UltraFire och ompaketerade i sitt eget märkesöverdrag. Många begagnade batterier lindas igen som nya och vita - märkt. De säljer batteriet genom att markera kapacitet upp till 5000 mAh, men i själva verket är deras kapacitet mellan 1000 och 2000 mAh. Ett annat stort problem med dessa billiga 18650 -celler är den hög risken för explosion när de överhettades under laddningen eller urladdningen.

I det här projektet har jag använt Green Panasonic 18650B -celler av kapacitet 3400 mAh frånVäxellåda.

För att göra batteripaketet måste du ansluta 18650 -cellerna tillsammans med nickelremsor eller tjock tråd. Generellt nickelremsor används ofta för detta. I allmänhet finns två typer av nickelremsor tillgängliga på marknaden: nickel - pläterade stålremsor och rena nickelremsor. Jag föreslår att köpa det rena nickelet. Det är lite dyrare än nickelpläterad stål, men det har mycket lägre motstånd. Låg motstånd betyder, mindre värmeproduktion under laddningen och urladdningen, vilket leder till längre användbar batteritid.

Nickelremsor levereras med olika dimension och längd. Väl remsorna enligt den nuvarande klassificeringen.

Du har två alternativ Två ansluter 18650 -cellerna tillsammans: 1. Lödning 2. Spotsvetsning

Det bästa valet är alltid spotsvetsning, men Spot Welder är mycket mer dyrare än ett godkonst med god kvalitet.

Lödning:

Du bör veta varför spotsvetsning föredras framför lödning, problemet med lödning är att du applicerar mycket värme på cellen och det sprids inte så snabbt. Detta förbättrar den kemiska reaktionen i cellen som skadar cellens prestanda. I slutändan kommer du att förlora viss kapacitet och livet cellerna.

Men om du inte är intresserad av att köpa en kostsam platssvetsare kan du löda nickelflikarna till cellen genom att följa viss försiktighetsåtgärd och tricks:

1. För att minimera kontakttiden för lödkolken på cellen, se till att ytan är skrapad tillräckligt och du använder massor av flöde för att möjliggöra snabbt lödflöde.

2. Det är bättre att ha en hög kvalitet med hög watt (min 80W) järn med god termisk kapacitet så att den kan leverera värmen till fogen snabbt så att du inte behöver hålla järnet i batteriet i åldrar och låta värmen sippra in i det och orsaka skador på batteriet.

Spot Welding:

Anledningen till att vi upptäcker Weld, eftersom det är säkert att gå med i cellerna utan att lägga till mycket värme till dem. Det finns två betyg av spotsvetsare som för närvarande finns på marknaden: hobbyklass och professionell klass. En anständig hobbyklass -svetsare kostar cirka $ 200 till $ 300, där som en bra professionell klass kan kosta cirka tio gånger mer. Så jag kommer att föreslå att köpa en hobbyklass.Sunkko 709a 1,9 kW Spot Welderfrån Banggood.

Innan cellerna ansluter parallellt, kontrollera först de enskilda cellspänningarna. För parallellt med cellerna bör spänningen för varje celler vara nära varandra, annars kommer en hög mängd ström att strömma från cellen med högre spänning till cellen med lägre spänning. Detta kan skada cellerna och till och med resultera i eld vid sällsynta tillfällen.

Om du använder helt nya celler är cellspänningen nära 3,5 V till 3,7 V, kan du gå med dem tillsammans utan att oroa dig mycket. Men om du kommer att använda gamla bärbara batteri, se till att cellerna är nästan samma, andra kloka laddar cellerna till samma spänningsnivå genom att använda en bra lijonbatteriladdare. Jag använde minNitecore SC4 -laddareatt ladda alla 18650 -cellerna innan de gick ihop.

För att göra batteripaketet måste du först slutföra den nominella spänningen och kapaciteten för förpackningen. Det kommer inte att vara i termin av Volt, Mah/ AH eller WH. Du måste ansluta cellerna parallellt för att nå önskad kapacitet (MAH) och ansluta en sådan parallellgrupp i serie för att uppnå den nominella spänningen (Volt).

För detta projekt låt kravet:11.1 V och 17 AH -batteripaket

Specifikation av 18650 celler som används:3.7V och 3400 mAh

Kapacitet (MAH):

Önskad kapacitet för batteripaketet=17 AH eller 17000 mAh.

Kapacitet för varje cell=3400 mah

Nej av celler som krävs för parallell anslutning=17000 / 3400=5 NOS

Vanligtvis förkortas celler i parallellt i termin av 'P', så detta paket kommer att kallas ett "5p -paket". När 5 celler är anslutna parallellt, gjorde du i slutändan en enda cell med högre kapacitet (dvs. 4.2V, 17000 mAh)

Spänning (volt):

Den önskade nominella spänningen för batteripaketet är 11,1 V.

Nominell spänning för varje cell=3.7 v

Nej av celler som krävs för serieanslutning=11.1 /3.7=3 NOS

Vanligtvis förkortas celler i serie i termin av 'S', så detta paket kommer att kallas ett "3S -paket".

Så vi måste ansluta de tre parallella grupperna (5 celler i varje grupp) i serie för att göra batteriet.

Den slutliga paketkonfigurationen betecknas som "3S5P -paket" med en slutlig specifikation på 11.1V, 17Ah.

Från föregående steg är det tydligt att vårt batteripaket består av 3 parallella grupper anslutna i serie (3 x 3,7V=11.1 V) och varje parallellgrupp har 5 celler (3400 mAh x 5=17000 mah). Nu måste vi ordna de 15 cellerna ordentligt för att göra den elektriska anslutningen bland dem och med BMS -kortet.

Placera den första parallella gruppen av celler (5 nr) positiv sida upp, placera sedan den andra parallella gruppens negativa sida upp och sedan slutligen den sista parallella gruppen positiva sidan uppåt. För bättre under stående kan du se bilden ovan.

Du kan montera cellerna för att göra förpackningen genom att använda varmt lim eller genom att använda plast 18650 batterihållare.

1. Du kan göra det anpassade paketet med valfri storlek enligt ditt krav. Det som ett lösning av ett pussel.

2. Det ger utrymme mellan cellerna, som gör att frisk luft kan passera och batteriet lätt kyls.

3. Det gör ditt batteripaket fast och pålitligt.

4. Det ger säkerheten mot vibrationer i ditt batteripaket

Nu är det dags att känna till proceduren för att använda spot -svetsaren (jag pratar omSpotvetsaresom jag har använt i det här projektet). Platssvetsaren har tre svetsval: Fixat svetshuvud, fast svetshuvud med fotomkopplare, rörlig spotsvetspenna med fotomkopplare. Jag föredrar att använda det andra alternativet. Innan svetsning måste du förbereda nickelremsorna och svetsaren.

Klipp nickelremsorna:

Lägg din nickelremsa ovanpå de 5 cellerna (parallella) och se till att den täcker alla cellerterminaler, lämna 10 mm överskott av remsor för att ansluta den till BMS och sedan klippa den. För serianslutning Skär små nickelremsor som visas i figuren. Du kommer att behöva fyra långa remsor för parallella anslutningar och 10 små remsor för serianslutningar.

Anslut den första parallella gruppens negativa terminal till den positiva terminalen i den andra gruppen och sedan negativ terminal för den andra gruppen till den positiva terminalen i den tredje gruppen.

Svetsar batteriremsorna:

Denna platssvetsare kan användas för att svetsa det rena nickelet såväl som nickelpläterade stålremsor. Du måste justera svetspulsen och den aktuella knoppen enligt tjockleken på nickelremsorna.

For 0.15 mm nickel strips, press the pulse knob 4P and current knob to 4-5.Similarly for 0.2 mm nickel strip , press the pulse knob 4P,6P and current knob to 7-8.Make sure the welding pen is compressed with the nickel strip and battery terminal, then press the foot switch.You will notice a small spark, and two dot mark on the strip.

Framgångsrik svetsning:

Du kan kontrollera svetskvaliteten genom att dra på nickelremsan. Om det inte kommer av med handtrycket eller kräver mycket styrka, är det en bra svets. Om du enkelt kan skala bort den måste du öka strömmen.

Säkerhet:Innan du startar spotsvetsningen ska du alltid ha säkerhetsglasögon.

Ett batterihanteringssystem (BMS) är alla elektroniska system som hanterar AA litiumbatteri och de viktigaste funktionerna är

1. Övervakar alla parallella grupper i batteripaketet och kopplar bort det från ingångsströmkällan när den är fulladdad (nära 4.2V)

2. Balansera alla cellers spänningar lika

3. Tillåter inte förpackningen från över - urladdad.

De två viktiga parametern som krävs för att köpa en BMS är: i) Antal celler i serie - som 2s / 3s / 4s

ii). Maximal urladdningsström - som 10a /20a /25a /30a

För detta projekt har jag använt en3S och 25A BMS -styrelse. Dessa är specifikationerna för den BMS:

Över spänningsområdet: 4,25 ~ 4,35V ± 0,05V

Över urladdningsspänningsområde: 2.3 ~ 3.0V ± 0,05V

Maximal driftsström: 0 ~ 25a

Arbetstemperatur: -40 grader ~ +50 grad

Hur ansluter man?

Anslut BMS som visas i kopplingsdiagrammet. BMS har fyra lödkuddar: B -, B1, B2 och B +. Du måste ansluta den första parallella gruppens negativa terminalbuss till B - och positiv terminalbuss till B1. På liknande sätt den tredje parallella gruppens negativa terminalbuss till B2 och positiv terminalbuss till B +.

Du kan upptäcka svetsa nickelremsorna till BMS eller löd den till PCB -dynan. Jag föredrog att löd nickelremsorna till PCB för robust anslutning. Först. Applicera lödningsflödet på PCB -kuddarna och slutet av nickelremsorna. Efter att alla kuddar applicerar liten mängd löd och löd dem tillsammans.

Kredit:Kopplingsdiagrammet är hämtat från Banggood produktsida.

Batteripaketet har runt omkring exponerade nickelremsor, för att undvika oavsiktlig kortslutning, jag designade en kapsling för det. Jag använde Autodesk Fusion 360 för att designa kapslingen för mitt batteripaket. Höljet har två delar: huvudkroppen och topplocket. Du kan ladda ner .stl -filerna frånSaknas.

Jag använde minCreativity CR-10S3D -skrivare och 1,75 mm grön PLA -filament för att skriva ut delarna. Det tog mig cirka 6,5 ​​timmar att skriva ut huvudkroppen och cirka 1,2 timmar att skriva ut det övre locket.

Mina inställningar är:

Tryckhastighet: 70 mm/s skikt

Höjd: 0,3

Fylltäthet: 100%

Extruder Temperatur: 205 DEGC

Sängtemp: 65 degc

Normalt har ett standardbatteri endast två terminal för att ansluta lasten och för att ladda batteriet. Till följd av detta har jag lagt till en batterinivåindikator, för att se batterinivån när det krävs.

Låt oss nu gå vidare till ledningarna av komponenterna. Jag har förberett detta enkla kopplingsschema för alla komponenter. Det är ganska enkelt! För att isolera de ledande delarna använde jag värmekrimprör.

Obs:Löd inte ledningarna (p+ och p -) till BMS innan du installerar komponenterna i höljet.

Installera först komponenterna i respektive spår i den 3D -tryckta höljet. Du kan se bilden ovan.

Löd den positiva (röda tråden) från DC -jacket och vippbrytaren till P+ för BMS, negativa ledningar från DC -jack- och batterinivåindikatorn till P - av BMS.

Applicera sedan varmt lim vid basen på batterifacket och säkra sedan batteripaketet. Så att det kommer att placera sig ordentligt och förhindra att ledning av trådanslutningar.

Slutligen, skruva de övre locken på plats! Jag använde 3M x 10 -skruvar för att säkra locket. Nu är batteripaketet klart att använda.

Laddar batteripaketet:

Du kan ladda batteripaketet med en 12,6V DC -adapter somdetta. Hoppas att du gillade att läsa om mitt projekt så mycket som jag har haft det att bygga det. Om du funderar på att göra din egen skulle jag uppmuntra dig att göra det, kommer du att lära dig mycket. Om du har några förslag på förbättringar, kommentera det nedan.