18650 ליתיום - תאי יון וחבילת סוללות DIY

חלקים נדרשים:

1. 18650 סוללה (Gearbest / אֲמָזוֹנָה )

2. BMS (בנגגוד / אֲמָזוֹנָה)

3. Ni Striss (בנגגוד / אֲמָזוֹנָה )

4. מחוון מפלס סוללה (בנגגוד )

5. מתג נדנדה (Aliexpress / בנגגוד )

6. DC Jack (בנגגוד /Aliexpress )

7. 18650 מחזיק סוללה (בנגגוד )

8. 3 M x 10 מ"מ ברגים (בנגגוד / Aliexpress )

כלים המשמשים

1. רתך ספוט (בנגגוד /אֲמָזוֹנָה)

2. 3 מדפסת D (CREALITY CR10S )

2. חשפנית/ חותך תיל (אֲמָזוֹנָה )

3. מפוח אוויר חם (Gearbest )

3. מולטימטר (אֲמָזוֹנָה)

5. מטען ליון (Gearbest )

ציוד בטיחות:

1. Googles בטיחותיים (אֲמָזוֹנָה )

2. כפפות חשמליות (אֲמָזוֹנָה)

תוכלו למצוא סוגים רבים של 18650 תאים בשוק בטווח המחירים 1 עד 10 $, אך מהם הטובים ביותר? אמליץ מאוד לקנות 18650 תאים מחברות ממותגות כמופנסוניק , סמסונג, סאניווכןLGו תאים אלה בעלי מאפייני ביצועים מתועדים היטב ובקרת איכות מעולה. תאים של המותג 18650 נחשב הם בדרך כלל יקרים, אך אם אתה מחשיב לשימוש זמן רב אז הם שווים לקבל את זה.

אל תקנו תאים עם המילה אש בשם כמו Ultrafire, Surfire ו- Trustfire. במציאות, תאים אלה הם רק דחיית מפעל, שנרכשו על ידי חברות כמו Ultrafire ונארזות מחדש בכיסוי המותג שלהם. סוללות משומשות רבות עטופות מחדש כ- {}}}}} מתויגים. בעיה עיקרית נוספת בתאים זולים אלה 18650 היא סיכון גבוה לפיצוץ כאשר הוא מחומם יתר על המידה במהלך הטעינה או השחרור.

בפרויקט זה השתמשתי בתאים ירוקים של פנסוניק 18650b של קיבולת 3400 מיליאמפרטורה מGearbest.

כדי להכין את חבילת הסוללה, עליכם לחבר בין תאי 18650 יחד באמצעות רצועות ניקל או חוט עבה. רצועות ניקל באופן כללי נמצאות בשימוש נרחב לכך. באופן כללי שני סוגים של רצועות ניקל זמינים בשוק: ניקל - רצועות פלדה מצופה ורצועות ניקל טהורות. אני אציע לקנות את הניקל הטהור. זה מעט יותר יקר מהפלדה המצופה ניקל, אבל יש לו התנגדות נמוכה בהרבה. פירושו של התנגדות נמוכה, פחות ייצור חום במהלך הטעינה והפרקה, מה שמוביל לחיי סוללה שימושיים ארוכים יותר.

רצועות ניקל מגיעות עם ממד ואורך שונה. בחר את הרצועות לפי הדירוג הנוכחי.

יש לך שתי אפשרויות שתיים מחברות בין תאים 18650 יחד: 1. הלחמה 2. ריתוך נקודה

הבחירה הטובה ביותר היא תמיד ריתוך ספוט, אך רתך ספוט הוא הרבה יותר יקר מאשר ברזל הלחמה באיכות טובה.

הלחמה:

עליכם לדעת מדוע עדיף ריתוך ספוט על פני הלחמה, הבעיה עם הלחמה היא שאתה מפעיל הרבה חום על התא וזה לא מתפוגג מהר מאוד. זה משפר את התגובה הכימית בתא הפוגע בביצועי התא. בסופו של דבר תוכלו לאבד יכולת מסוימת ולחיים את התאים.

אבל אם אינך מעוניין לקנות רתך ספוט יקר, אתה יכול להלחם את כרטיסיות הניקל לתא על ידי ביצוע כמה אמצעי זהירות וטריקים:

1. כדי למזער את זמן המגע של הברזל ההלחמה שלך על התא, וודא שהמשטח משולב מספיק ואתה משתמש בשפע של שטף כדי לאפשר זרימת הלחמה מהירה.

2. עדיף שיהיה ברזל עם וואט -וואט גבוה באיכות טובה (דקה 80 וולט) עם קיבולת תרמית טובה כך שהוא יכול לספק את החום למפרק במהירות כדי שלא תצטרך להחזיק את הברזל לסוללה במשך עידנים ולתת לחום לחלחל לתוכו, ולגרום נזק לסוללה.

ריתוך ספוט:

הסיבה שאנו מגלים ריתוך, מכיוון שהיא מצטרפת היטב לתאים יחד מבלי להוסיף להם חום רב. יש שתי כיתות של רתכים ספוטים הקיימים כיום בשוק: ציון תחביב וכיתה מקצועית. רתך נקודת תחביב הגון עולה כ -200 עד 300 $, כאשר כציון מקצועי טוב עשוי לעלות בערך פי עשרה יותר. אז אני אציע לקנות רתך נקודת תחביב מכל חנות מקוונת כמו: Banggood, Aliexpress או eBay. אני משתמש ב-Sunkko 709a 1.9KW רתך ספוטמבנגגוד.

לפני שתחבר בין התאים במקביל, בדוק תחילה את מתחי התאים האישיים. למקביל לתאים, המתח של כל תאים צריך להיות קרוב זה לזה, אחרת כמות גבוהה של זרם תזרום מהתא עם מתח גבוה יותר לתא עם מתח נמוך יותר. זה יכול לפגוע בתאים ואף יגרמו לאש במקרים נדירים.

אם אתה משתמש בתאים חדשים לגמרי, מתח התא קרוב ל -3.5 וולט עד 3.7 וולט, אתה יכול להצטרף אליהם יחד מבלי לדאוג הרבה. אבל אם אתה מתכוון להשתמש בסוללת מחשב נייד ישן, וודא שמתח התאים כמעט זהה, חכם אחר טען את התאים לאותה רמת מתח על ידי שימוש במטען סוללות ליון טוב. השתמשתי שלימטען SC4 Nitecoreלהטעין את כל התאים 18650 לפני שהם מצטרפים אליהם יחד.

כדי להכין את חבילת הסוללה, עליכם לסיים תחילה את המתח הנומינלי ואת הקיבולת של החבילה. עליכם לחבר את התאים במקביל כדי להגיע לקיבולת הרצויה (MAH) ולחבר קבוצה מקבילה כזו בסדרה כדי להשיג את המתח הנומינלי (וולט).

לפרויקט זה תן לדרישה היא:11.1 V ו- 17 AH חבילת סוללה

מפרט של 18650 תאים המשמשים:3.7V ו- 3400 MAH

קיבולת (mah):

הקיבולת הרצויה של חבילת הסוללה=17 AH או 17000 MAH.

קיבולת של כל תא=3400 mah

אין תאים הנדרשים לחיבור מקביל=17000 / 3400=5 nos

בדרך כלל תאים במקביל מקצים במונח של 'P', כך שאריזה זו תכונה "חבילת 5p". כאשר 5 תאים מחוברים במקביל, בסופו של דבר עשית תא בודד עם קיבולת גבוהה יותר (כלומר 4.2V, 17000 mAh)

מתח (וולט):

המתח הנומינלי הרצוי של חבילת הסוללה הוא 11.1 וולט.

מתח נומינלי של כל תא=3.7 v

אין תאים הנדרשים לחיבור סדרה=11.1 /3.7=3 nos

בדרך כלל תאים בסדרה מקוצרים במונח של 'S', ולכן חבילה זו תהיה ידועה כ"חבילת 3S ".

אז עלינו לחבר את שלוש הקבוצות המקבילות (5 תאים בכל קבוצה) בסדרה כדי להפוך את חבילת הסוללה.

תצורת החבילה הסופית מוגדרת כ- "3S5P Pack" עם מפרט סופי של 11.1V, 17AH.

מהשלב הקודם, ברור כי חבילת הסוללות שלנו מורכבת משלוש קבוצות מקבילות המחוברות בסדרה (3 x 3.7V=11.1 V) ולכל קבוצה מקבילה יש 5 תאים (3400 מיליאמפר / שעה x {}}} MAH). עכשיו עלינו לסדר את 15 התאים כראוי לצורך יצירת החיבור החשמלי בין אותם ועם לוח ה- BMS.

מקם את הקבוצה המקבילה הראשונה של התאים (5 NOS) הצד החיובי כלפי מעלה, ואז הניחו את הקבוצה המקבילה השנייה שלילית כלפי מעלה ואז לבסוף את הצד החיובי האחרון של הקבוצה המקבילה. לטוב יותר תחת עמידה תוכלו לראות את התמונה לעיל.

אתה יכול להרכיב את התאים לייצור החבילה באמצעות דבק חם או באמצעות מחזיק סוללה מפלסטיק 18650. השתמשתי בפלסטיק 18650 מחזיקי תאים/מרווחים כדי להרכיב את 15 התא. היתרונות העיקריים של השימוש בבעלי תאים אלה הם

1. אתה יכול להכין את החבילה המותאמת אישית בכל גודל בהתאם לדרישה שלך. זה כמו פתרון חידה.

2. זה מספק מקום בין התאים, המאפשרים לעבור אוויר צח והסוללה מתקררת בקלות.

3. זה הופך את חבילת הסוללה שלך למוצקת ואמינה.

4. זה מספק רטט אנטי בטיחותי לחבילת הסוללה שלך

עכשיו הגיע הזמן לדעת את הנוהל לשימוש ברתך הספוט (אני מדבר עלרתך ספוטבהן השתמשתי בפרויקט זה). לרתך Spot יש שלוש אפשרויות ריתוך: ראש ריתוך קבוע, ראש ריתוך קבוע עם מתג כף הרגל, עט ריתוך ספוט הניתן למטלטל עם מתג כף הרגל. אני מעדיף להשתמש באפשרות השנייה. לפני ריתוך אתה צריך להכין את רצועות הניקל והריתך.

חתוך את רצועות הניקל:

הניחו את רצועת הניקל שלכם על גבי 5 התאים (מקבילים), והבטיחו שהיא מכסה את כל מסופי התאים, השאירו רצועות עודפות של 10 מ"מ לחיבורו ל- BMS ואז לחתוך אותה. עבור סדרות חיבור חתוך רצועות ניקל קטנות כמוצג באיור. תזדקקו לארבע רצועות ארוכות לחיבור מקביל ו -10 רצועות קטנות לחיבורי סדרה.

חבר את הקבוצה המקבילה הראשונה של הטרמינל השלילי לטרמינל החיובי של הקבוצה השנייה ואז הטרמינל השלילי של הקבוצה השנייה לטרמינל החיובי של הקבוצה השלישית.

ריתוך את רצועות הסוללה:

ניתן להשתמש ברך נקודה זה לרתך את הניקל הטהור כמו גם רצועות פלדה מצופות ניקל. אתה צריך להתאים את דופק הריתוך ואת ידית הנוכחית לפי עובי רצועות הניקל.

עבור רצועות ניקל של 0.15 מ"מ, לחץ על כפתור הדופק 4p וידית הנוכחית ל -4-5. באופן דומה לרצועת ניקל של 0.2 מ"מ, לחץ על ידית הדופק 4p, 6p וכפתור זרם עד 7-8. וודא שעט הריתוך דחוס עם רצועת הניקל וטרמינל הסוללה, ואז לחץ על מתג כף הרגל.

ריתוך מוצלח:

אתה יכול לבדוק את איכות הריתוך על ידי משיכת רצועת הניקל. אם זה לא יורד בלחץ יד, או דורש כוח רב, אז זה ריתוך טוב. אם אתה יכול לקלף אותו בקלות, אתה צריך להגדיל את הזרם.

בטיחות:לפני שמתחילים את ריתוך הנקודה, תמיד ללבוש משקפי בטיחות.

מערכת לניהול סוללות (BMS) היא כל מערכת אלקטרונית שמנהלת את חבילת הסוללה של AA ליתיום והפונקציונליות העיקרית היא

1. עוקב אחר כל הקבוצות המקבילות באריזת הסוללה ולנתק אותה ממקור כוח הקלט כאשר הוא טעון במלואו (ליד 4.2 וולט)

2. איזנו את כל המתח התאים באופן שווה

3. לא מאפשרת לחבילה מ- Over - משוחררת.

שני הפרמטר החשוב הנדרש לרכישת BMS הם: i) מספר התאים בסדרה - כמו 2S / 3S / 4S

ii). זרם פריקה מקסימאלי - כמו 10a /20a /25a /30a

לפרויקט זה השתמשתילוח BMS 3S ו- 25Aאלה המפרט של אותו BMS:

טווח מתח מעל: 4.25 ~ 4.35V ± 0.05V

טווח מתח פריקה: 2.3 ~ 3.0V ± 0.05V

זרם הפעלה מקסימלי: 0 ~ 25 א

טמפרטורת עבודה: -40 מעלות ~ +50 תואר

איך להתחבר?

חבר את ה- BMS כפי שמוצג בתרשים החיווט. ל- BMS יש ארבע רפידות הלחמה: B -, B1, B2 ו- B +. עליכם לחבר את האוטובוס המסוף השלילי המקביל הראשון לקבוצה השלילית ל- B - ואוטובוס טרמינלי חיובי לאוטובוס B1. באופן דומה הקבוצה השלישית המקבילה אוטובוס מסוף שלילי לאוטובוס ה- B2 ואוטובוס המסוף החיובי ל- B +.

אתה יכול להבחין ברתך את רצועות הניקל אל ה- BMS או להלחם אותו לכרית ה- PCB. העדיף להלחם את רצועות הניקל על ה- PCB לחיבור יציב. ראשית למרוח שטף הלחמה על רפידות ה- PCB ולסופו של רצועות הניקל. לאחר שהפחתה את כל הרפידות על ידי יישום כמות קטנה של הלחמה ואז הלחמה אותן יחד.

קרדיט:תרשים החיווט נלקח מדף המוצר של Banggood.

חבילת הסוללה כוללת רצועות ניקל חשופות, כדי להימנע מכל קיצור מקרי, עיצבתי מארז עבורו. השתמשתי ב- Autodesk Fusion 360 כדי לתכנן את המארז לחבילת הסוללות שלי. במארז יש שני חלקים: גוף ראשי ומכסה עליון. אתה יכול להוריד את קבצי ה- .stl מThingiverse.

השתמשתי שליCreality CR-10sמדפסת תלת מימד ו -1.75 מ"מ נימה ירוקה PLA להדפסת החלקים. לקח לי בערך 6.5 שעות להדפיס את הגוף הראשי וסביבות 1.2 שעות להדפיס את המכסה העליון.

ההגדרות שלי הן:

מהירות הדפסה: 70 מ"מ/ש 'שכבה

גובה: 0.3

צפיפות מילוי: 100%

טמפרטורת המרחבת: 205 מעלות

טמפ 'מיטה: 65 מעלות

בדרך כלל לסוללה סטנדרטית יש רק שני מסוף לחיבור העומס וכדי לטעון את הסוללה. מהדק מכך, הוספתי מחוון ברמת הסוללה, כדי לראות את רמת הסוללה כאשר אי פעם נדרשת. השתמשתי בשקע DC של 5 מ"מ (12V/3A) עבור קלט/פלט, מודול מחוון סוללה 3S כדי לראות את מצב הסוללה ומתג נדנדה ל/כבה את מחוון רמת הסוללה.

עכשיו נעבור לחיווט הרכיבים. הכנתי את תרשים החיווט הפשוט הזה לכל הרכיבים. זה די פשוט! כדי לבודד את החלקים המוליכים, השתמשתי בצינורות חום.

הערה:אל תלחם את החוטים (p+ ו- p -) ל- BMS לפני התקנת הרכיבים למתחם.

תחילה התקן את הרכיבים לחריצים המתאימים במארז המודפס התלת -ממדי. אתה יכול לראות את התמונה לעיל.

הלחם את החיובי (חוט אדום) משקע DC והמתג הנדנדה ל- P+ של ה- BMS, חוטים שליליים מהמחוון של שקע DC ומחוון רמת הסוללה ל- P - של BMS.

לאחר מכן החל דבק חם בבסיס תא הסוללה, ואז אבטח את חבילת הסוללה. אז הוא יושב בחוזקה וימנע כל איבוד חיבורי תיל.

לבסוף, הברג את המכסים העליונים במקום! השתמשתי בברגים של 3M x 10 לאבטחת המכסה. עכשיו חבילת הסוללה מוכנה לשימוש.

טעינה של חבילת הסוללה:

אתה יכול לטעון את חבילת הסוללה על ידי מתאם DC 12.6 וולט כמוזֶה. מקווה שנהניתם לקרוא על הפרויקט שלי ככל שנהניתי לבנות אותו. אם אתם חושבים להכין משלכם, הייתי ממליץ לכם לעשות זאת, תלמדו המון. אם יש לך הצעות לשיפורים, אנא הגיב לכך להלן.