18650 lítio - célula de íons e bateria de bricolage

Peças necessárias:

1. 18650 bateria (Gearbest / Amazon )

2. BMS (Banggood / Amazon)

3. Ni tiras (Banggood / Amazon )

4. Indicador de nível de bateria (Banggood )

5. Rocker Switch (Aliexpress / Banggood )

6. Jack DC (Banggood /Aliexpress )

7. 18650 suporte da bateria (Banggood )

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

Ferramentas usadas

1. Soldador de ponto (Banggood /Amazon)

2. 3 D impressora (CR10S CR10S )

2. Stripper/ cortador de arame (Amazon )

3. So soprador de ar quente (Gearbest )

3. Multímetro (Amazon)

5. Carregador de íons li (Gearbest )

Equipamento de segurança:

1. Google de segurança (Amazon )

2. Luvas elétricas (Amazon)

Você encontrará muitos tipos de células 18650 no mercado na faixa de preço de US $ 1 a US $ 10, mas quais são as melhores? Eu recomendo comprar 18650 células de empresas de marca comoPanasonic , Samsung, SanyoeLG. Essas células que têm características de desempenho bem documentadas e excelente controle de qualidade. As células da marca de renome 18650 geralmente são caras, mas se você considera o uso de longa data, vale a pena tê -lo.

Não compre células com a palavra fogo no nome como Ultrafire, Surefire e Trustfire. Na realidade, essas células são apenas rejeições de fábrica, adquiridas por empresas como Ultrafire e reembaladas em sua própria capa de marca. Muitas baterias usadas são envolvidas como novas e brancas - rotuladas. Eles vendem a bateria marcando a capacidade de até 5000mAh, mas, na verdade, sua capacidade está entre 1000 a 2000 MAH. Outro grande problema com essas células baratas de 18650 é o alto risco de explosão quando superaquecido durante o carregamento ou descarga.

Neste projeto, usei células verdes de 18650b de capacidade de 3400 mAh deGearbest.

Para fazer a bateria, você deve conectar as células 18650 por meio de tiras de níquel ou arame grosso. As tiras generalmente níquel são amplamente utilizadas para isso. Em geral, dois tipos de tiras de níquel estão disponíveis no mercado: níquel - tiras de aço banhadas e tiras de níquel puras. Vou sugerir comprar o níquel puro. É um pouco mais caro do que o aço níquel, mas tem muito menor resistência. Baixa resistência significa, menos geração de calor durante o carregamento e descarga, o que leva a uma maior duração útil da bateria.

As tiras de níquel vêm com diferentes dimensões e comprimentos. Escolha as tiras de acordo com a classificação atual.

Você tem duas opções dois conectam as células 18650: 1. Solda 2. Soldagem por ponto

A melhor escolha é sempre a soldagem à vista, mas o soldador de ponto é muito mais caro do que um ferro de solda de boa qualidade.

Solda:

Você deve saber por que a soldagem spot é preferida em vez de solda, o problema com a solda é que você aplica muito calor na célula e ela não se dissipa muito rapidamente. Isso aprimora a reação química na célula que danifica o desempenho da célula. Em última análise, você perderá alguma capacidade e vida das células.

Mas se você não estiver interessado em comprar um soldador de ponto caro, poderá soldar as guias de níquel na célula seguindo algumas precauções e truques:

1. Para minimizar o tempo de contato do seu ferro de solda na célula, verifique se a superfície está arranhada o suficiente e você usa bastante fluxo para permitir o fluxo de solda rápida.

2. É melhor ter um ferro de boa qualidade (min 80W) com boa capacidade térmica para que ele possa entregar o calor rapidamente para a junta, para que você não precise manter o ferro na bateria por muito tempo e deixar o calor penetrar nela, causando danos à bateria.

Soldagem à vista:

A razão pela qual encontramos soldas, porque está juntando -se com segurança às células sem adicionar muito calor a elas. Há dois graus de soldadores à vista atualmente disponíveis no mercado: grau de hobby e grau profissional. Um soldador decente de Hobby Grade Spot custa entre US $ 200 e US $ 300, onde, como uma boa qualidade profissional, pode custar cerca de dez vezes mais. Então, sugiro comprar um soldador de spot de classe de hobby em qualquer loja on -line como: Banggood, Aliexpress ou eBay.Sunkko 709a 1,9kW soldador de pontode Banggood.

Antes de conectar as células em paralelo, primeiro verifique as tensões celulares individuais.

Se você estiver usando células novas, a tensão da célula está próxima de 3,5 V a 3,7 V, você pode se juntar a elas sem se preocupar muito. Mas se você vai usar a bateria antiga do laptop, verifique se a tensão das células é quase a mesma, outras células no mesmo nível de tensão usando um bom carregador de bateria de íons li.Eu usei meuCarregador Nitecore SC4Carregar todas as células de 18650 antes de se juntar a elas.

Para fazer a bateria, você deve finalmente finalizar a tensão e a capacidade nominal do pacote. São estar em termo de volt, mah/ ah ou wh. Você deve conectar as células em paralelo para atingir a capacidade desejada (MAH) e conectar esse grupo paralelo em série para atingir a tensão nominal (VOLT).

Para este projeto, deixe o requisito é:11,1 v e 17 ah bateria

Especificação de células 18650 usadas:3,7V e 3400 mAh

Capacidade (MAH):

Capacidade desejada da bateria=17 ah ou 17000 mAh.

Capacidade de cada célula=3400 mah

Não das células necessárias para a conexão paralela=17000 / 3400=5 nos NOS

Geralmente, as células em paralelo são abreviadas no termo de 'P', então este pacote será conhecido como um "pacote 5p". Quando 5 células estão conectadas em paralelo, você fez uma única célula com maior capacidade (ou seja, 4.2V, 17000 Mah)

Tensão (volt):

A tensão nominal desejada da bateria é 11.1V.

Tensão nominal de cada célula=3.7 v

Não das células necessárias para a conexão em série=11.1 /3.7=3 nOS

Geralmente, as células em série são abreviadas no termo de 's', portanto, este pacote será conhecido como um "pacote 3s".

Portanto, temos que conectar os 3 grupos paralelos (5 células em cada grupo) em série para fazer a bateria.

A configuração final do pacote é designada como "pacote 3S5p" com uma especificação final de 11.1V, 17ah.

A partir da etapa anterior, fica claro que nossa bateria é composta por 3 grupos paralelos conectados em série (3 x 3,7V=11.1 v) e cada grupo paralelo possui 5 células (3400 mAh x 5=17000 MAH) .Não temos que organizar as 15 células corretamente para fazer a conexão elétrica entre elas e com o BMS.

Coloque o primeiro grupo paralelo de células (5 NOS) positivo para cima e depois coloque o segundo grupo paralelo negativo para cima e, finalmente, o último grupo paralelo positivo para cima. Para melhor em pé, você pode ver a figura acima.

Você pode montar as células para criar o pacote usando cola quente ou usando o suporte de bateria de plástico 18650.

1. Você pode fazer o pacote personalizado de qualquer tamanho de acordo com seus requisitos. É como uma solução de um quebra -cabeça.

2. Ele fornece espaço entre as células, que permitem que o ar fresco passe e a bateria seja resfriada facilmente.

3. Isso torna a bateria sólida e confiável.

4. Fornece anti -vibração de segurança à sua bateria

Agora é hora de saber o procedimento para usar o soldador de ponto (estou falando sobre oSoldador de pontoque eu usei neste projeto). O soldador de manchas tem três opções de soldagem: cabeça de soldagem fixa, cabeça de soldagem fixa com interruptor de pé, caneta móvel de soldagem com o interruptor do pé. Prefiro usar a segunda opção. Antes de soldagem você deve preparar as tiras de níquel e o soldador.

Corte as tiras de níquel:

Coloque a tira de níquel na parte superior das 5 células (paralelas), garantindo que ela cubra todos os terminais de todas as células, deixe as tiras de excesso de 10 mm para conectá -la ao BMS e depois cortá -lo. Para que a conexão em série corte as tiras de níquel, como mostrado na figura.

Conecte o primeiro terminal negativo do grupo paralelo ao terminal positivo do segundo grupo e, em seguida, terminal negativo do segundo grupo ao terminal positivo do terceiro grupo.

Solde as tiras da bateria:

Este soldador de ponto pode ser usado para soldar o níquel puro, bem como as tiras de aço revestidas de níquel. Você precisa ajustar o pulso do soldador e o botão de corrente de acordo com a espessura das tiras de níquel.

Para tiras de níquel de 0,15 mm, pressione o botão de pulso 4p e a maçaneta de corrente para 4-5.

Soldagem bem -sucedida:

Você pode verificar a qualidade da solda puxando a tira de níquel. Se não sair com pressão da mão ou exigir muita força, é uma boa solda. Se você puder descascar facilmente, precisará aumentar a corrente.

Segurança :Antes de iniciar a soldagem do local, sempre use óculos de segurança.

Um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) é qualquer sistema eletrônico que gerencia a bateria de lítio AA e as principais funcionalidades são

1. Monitora todos os grupos paralelos na bateria e desconecte -a da fonte de energia de entrada quando totalmente carregada (perto de 4.2V)

2. Balance toda a tensão das células igualmente

3. Não permite que o pacote de mais de - descarregado.

Os dois parâmetros importantes necessários para comprar um BMS são: i) Número de células em série - como 2s / 3s / 4s

ii). Corrente de descarga máxima - como 10a /20a /25a /30a

Para este projeto, eu usei umPlaca 3s e 25A BMS. Essas são as especificações desse BMS:

Faixa de tensão: 4,25 ~ 4,35V ± 0,05V

Faixa de tensão de descarga: 2,3 ~ 3,0V ± 0,05V

Corrente operacional máxima: 0 ~ 25a

Temperatura de trabalho: -40 grau ~ +50 grau

Como se conectar?

Conecte o BMS conforme mostrado no diagrama de fiação. Os BMs têm quatro almofadas de solda: B -, B1, B2 e B +. Você precisa conectar o primeiro barramento de terminal do grupo paralelo ao BUS TERMINAL REMATIVADO ao B - e o barramento termo positivo ao B1. Da mesma forma, o terceiro barramento de terminal negativo do grupo paralelo para o B2 e o barramento do terminal positivo para o B +.

Você pode identificar as tiras de níquel no BMS ou soldá -lo ao bloco de PCB.Eu preferia soldar as tiras de níquel no PCB para conexão robusta. First Aplicar o fluxo de soldagem às almofadas de PCB e final das tiras de níquel.

Crédito:O diagrama de fiação é retirado da página do produto Banggood.

A bateria possui tiras de níquel expostas, para evitar qualquer curto -escreção acidental, projetei um gabinete para ele. Eu usei o Autodesk Fusion 360 para projetar o gabinete para a minha bateria. O gabinete tem duas partes: o corpo principal e a tampa superior. Você pode baixar os arquivos .stl deThingiverse.

Eu usei meuCreality CR-10sImpressora 3D e filamento verde de 1,75 mm para imprimir as peças. Levei cerca de 6,5 horas para imprimir o corpo principal e cerca de 1,2 horas para imprimir a tampa superior.

Minhas configurações são:

Velocidade de impressão: camada de 70 mm/s

Altura: 0.3

Densidade de preenchimento: 100%

Temperatura da extrusora: 205 degc

TEMP: 65 degc

Normalmente, uma bateria padrão possui apenas dois terminais para conectar a carga e carregar a bateria. Aparte a partir disso, adicionei um indicador de nível de bateria, para ver o nível da bateria sempre que necessário. Eu usei um conector DC de 5 mm (12V/3A) para entrada/saída, o módulo do nível da bateria 3S para ver o status da bateria e uma troca de rocha para/desativar o indicador de bateria.

Agora vamos passar para a fiação dos componentes. Eu preparei este diagrama de fiação simples para todos os componentes. É bem simples! Isolar as peças condutivas, usei tubos de encolhimento de calor.

Observação :Não solda os fios (P+ e P -) ao BMS antes de instalar os componentes no gabinete.

Primeiro, instale os componentes nos respectivos slots no gabinete impresso em 3D. Você pode ver a figura acima.

Solde o positivo (fio vermelho) do conector DC e do balancim para o P+ do BMS, fios negativos do conector DC e indicador de nível de bateria para o P - do BMS.

Em seguida, aplique cola quente na base do compartimento da bateria e prenda a bateria. Então, ela os acomodará firmemente e impedirá qualquer perda de conexões de arame.

Finalmente, estrague as tampas superiores no lugar! Eu usei 3m x 10 parafusos para proteger a tampa. Agora a bateria está pronta para uso.

Carregando a bateria:

Você pode carregar a bateria por um adaptador de 12,6V DC comoesse. Espero que você tenha gostado de ler sobre meu projeto tanto quanto eu gostei de construí -lo. Se você está pensando em fazer o seu próprio, eu o encorajo a fazê -lo, você aprenderá muito. Se você tiver alguma sugestão de melhorias, comente abaixo.