18650 Lithium - cella ionica e pacco batteria fai -da -te

Parti richieste:

1. 18650 batteria (Gearbest / Amazon )

2. BMS (Banggood / Amazon)

3. Ni StrIPS (Banggood / Amazon )

4. Indicatore del livello della batteria (Banggood )

5. Switch rocker (Aliexpress / Banggood )

6. DC Jack (Banggood /Aliexpress )

7. 18650 supporto batteria (Banggood )

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

Strumenti utilizzati

1. Spot Welder (Banggood /Amazon)

2. 3 d stampante (Crealità CR10S )

2. Stripper/ taglierinaAmazon )

3. Blower per aria calda (Gearbest )

3. Multimetro (Amazon)

5. Li ion Caricatore (Gearbest )

Equipaggiamento di sicurezza:

1. Google di sicurezza (Amazon )

2. Guanti elettrici (Amazon)

Troverai molti tipi di 18650 celle sul mercato nella fascia di prezzo da $ 1 a $ 10, ma quali sono i migliori? Consiglio vivamente di acquistare 18650 celle da aziende di marca comePanasonic , SAMSUNG, SanyoELg. Queste celle che hanno caratteristiche prestazionali ben documentate e un eccellente controllo di qualità. Le celle del marchio 18650 di fama sono generalmente costose, ma se si considera per un uso da molto tempo, vale la pena averlo.

Non comprare alcuna cella con la parola fuoco nel nome come Ultrafire, Surefire e Trustfire. In realtà, queste celle sono solo rifiuti di fabbrica, acquistati da aziende come Ultrafire e riconfezionate nella propria copertura marcata. Le batterie usate usate vengono avvolte come nuove e bianche - etichettate. Vende la batteria segnando la capacità fino a 5000 mAh, ma in realtà la loro capacità è compresa tra 1000 e 2000 mah. Un altro grosso problema con queste cellule 18650 economiche è quell'alto rischio di esplosione quando si surriscalda durante la ricarica o lo scarico.

In questo progetto, ho usato le celle di capacità Green Panasonic 18650B 3400 mAh daGearbest.

Per creare il pacco batteria, è necessario collegare insieme le celle 18650 mediante strisce di nichel o filo spesso. Le strisce di nichel generalmente sono ampiamente utilizzate per questo. In generale, sono disponibili due tipi di strisce di nichel: nichel - strisce di acciaio placcate e strisce di nichel pure. Suggerirerò di acquistare il puro nichel. È un po 'più costoso dell'acciaio nichelato, ma ha una resistenza molto più bassa. Una bassa resistenza significa, meno generazione di calore durante la ricarica e lo scarico, il che porta a una durata della batteria più lunga.

Le strisce di nichel sono dotate di diverse dimensioni e lunghezza. Scopri le strisce in base alla valutazione corrente.

Hai due opzioni due collegano insieme le celle 18650: 1. Saldatura 2. Saldatura a punti

La scelta migliore è sempre la saldatura a punti, ma Spot Welder è molto più costoso di un saldatore di buona qualità.

Saldatura:

Dovresti sapere perché la saldatura a punti è preferita rispetto alla saldatura, il problema con la saldatura è che si applica molto calore alla cella e non si dissipa molto rapidamente. Ciò migliora la reazione chimica nella cellula che danneggia le prestazioni della cellula. Alla fine perderai una certa capacità e la vita delle cellule.

Ma se non sei interessato ad acquistare un saldatore a punti costosi, puoi saldare le linguette di nichel alla cella seguendo alcune precauzioni e trucchi:

1. Per ridurre al minimo il tempo di contatto del saldatore sulla cella, assicurarsi che la superficie sia sufficientemente sfregiata e si utilizza un sacco di flusso per consentire un flusso di saldatura rapido.

2.

Saldatura a punti:

Il motivo per cui individuiamo la saldatura, perché si unisce in modo sicuro alle celle insieme senza aggiungere molto calore. Ci sono due gradi di saldatori spot attualmente disponibili sul mercato: grado di hobby e grado professionale. Un saldatore a spot per hobby decente costa da $ 200 a $ 300, dove come un buon grado professionale potrebbe costa circa dieci volte di più. Quindi suggerirò di acquistare un saldatore a punti per hobby da qualsiasi negozio online come: Banggood, Aliexpress o eBay. Sto usando ilSunkko 709A Welder a punti 1.9kwda Banggood.

Prima di collegare le celle in parallelo, controllare prima le singole tensioni delle cellule. Per parallelamente alle celle, la tensione di ciascuna cella dovrebbe essere vicina l'una all'altra, altrimenti un'alta quantità di corrente scorrerà dalla cella con una tensione più elevata alla cella con una tensione inferiore. Questo può danneggiare le celle e persino provocare incendi in rare occasioni.

Se si utilizzano celle nuove di zecca, la tensione cellulare è vicina a 3,5 V a 3,7 V, puoi unirti a loro senza preoccuparti molto. Ma se hai intenzione di utilizzare una vecchia batteria per laptop, assicurati che la tensione delle celle sia quasi uguali, altre sagge carica le celle allo stesso livello di tensione usando un buon caricabatterie a la batteria a litio. Ho usato il mioCaricatore Nitecore SC4caricare tutte le celle del 18650 prima di unirle insieme.

Per creare il pacco batteria, è necessario prima finalizzare la tensione e la capacità nominali del pacchetto. Sarà in termini di volt, mah/ ah o wh. È necessario collegare le celle in parallelo per raggiungere la capacità desiderata (MAH) e collegare tale gruppo parallelo in serie per raggiungere la tensione nominale (Volt).

Per questo progetto consente al requisito:11,1 V e 17 AH Pacco batteria

Specifiche di 18650 cellule utilizzate:3,7 V e 3400 mAh

Capacità (MAH):

Capacità desiderata del pacco batteria=17 AH o 17000 mah.

Capacità di ogni cella=3400 mah

NO delle celle richieste per la connessione parallela=17000 / 3400=5 n.

Comunemente le cellule in parallelo sono abbreviate in termini di "p", quindi questo pacchetto sarà noto come "pacchetto da 5p". Quando 5 celle sono collegate in parallelo, altimatamente hai fatto una singola cella con una capacità più elevata (cioè 4.2v, 17000 MAH)

Tensione (volt):

La tensione nominale desiderata del pacco batteria è di 11,1 V.

Tensione nominale di ogni cella=3.7 v

NO delle celle richieste per la connessione serie=11.1 /3.7=3 n.

Comunemente le celle in serie sono abbreviate in termini di "s", quindi questo pacchetto sarà noto come "pacchetto 3s".

Quindi dobbiamo collegare i 3 gruppi paralleli (5 celle in ciascun gruppo) in serie per creare il pacco batteria.

La configurazione del pacchetto finale è designata come "3s5p pack" con una specifica finale di 11.1 V, 17Ah.

Dal passaggio precedente, è chiaro che il nostro pacco batteria è costituito da 3 gruppi paralleli collegati in serie (3 x 3,7v=11.1 V) e ogni gruppo parallelo ha 5 celle (3400 mAh x 5=17000 mah). Ora dobbiamo organizzare correttamente le 15 celle per stabilire la connessione elettrica tra loro e con la scheda BM.

Posiziona il primo gruppo parallelo di celle (5 NOS) positivo verso l'alto, quindi posiziona il secondo gruppo parallelo sul lato negativo verso l'alto e infine l'ultimo lato parallelo del gruppo positivo verso l'alto. Per meglio in piedi puoi vedere l'immagine sopra.

È possibile assemblare le celle per creare il pacchetto utilizzando la colla a caldo o utilizzando il supporto per batteria in plastica 18650. Ho usato supporti/distanziatori di cellule di plastica 18650 per assemblare le 15 celle. I principali vantaggi dell'uso di questo porta cellulare sono

1. Puoi creare il pacchetto personalizzato di qualsiasi dimensione in base alle tue esigenze. È come una risoluzione di un puzzle.

2. Fornisce spazio tra le celle, che consentono di passare l'aria fresca e la batteria si raffredda facilmente.

3. Rende la tua batteria solida e affidabile.

4. Fornisce anti -vibrazione di sicurezza al pacco batteria

Ora è tempo di conoscere la procedura per l'utilizzo del saldatore di punti (sto parlando delSaldatore a puntiche ho usato in questo progetto). Il saldatore spot ha tre scelte di saldatura: testa di saldatura fissa, testa di saldatura fissa con interruttore del piede, penna di saldatura a punto mobile con interruttore del piede. Preferisco utilizzare la seconda opzione. Prima di saldatura è necessario preparare le strisce di nichel e il saldatore.

Taglia le strisce di nichel:

Posare la striscia di nichel sopra le 5 celle (parallele), garantendo che copra tutte le celle dei terminali, lasciano strisce in eccesso da 10 mm per collegarla al BMS e taglio. Per una connessione serie taglia piccole strisce di nichel come mostrato nella figura. Avrà bisogno di quattro strisce lunghe per la connessione parallela e 10 piccole strisce per le connessioni in serie.

Collegare il primo terminal negativo del gruppo parallelo al terminale positivo del secondo gruppo e quindi terminale negativo del secondo gruppo al terminale positivo del terzo gruppo.

Saldare le strisce di batteria:

Questo saldatore a punti può essere utilizzato per saldare le strisce di acciaio a nichel puro e nichelato. Devi regolare l'impulso del saldatore e la manopola di corrente in base allo spessore delle strisce di nichel.

Per strisce di nichel da 0,15 mm, premere la manopola dell'impulso 4p e la manopola di corrente a 4-5. Similevamente per una striscia di nichel 0,2 mm, premere la manopola a impulsi 4p, 6p e manopola di corrente a 7-8. Sicuro che la penna di saldatura sia compressa con la striscia di nichel e il terminazione della batteria, quindi premere l'interruttore del piede. Noteranno una piccola scintilla e due punti di cavo.

Saldatura di successo:

Puoi controllare la qualità della saldatura tirando la striscia di nichel. Se non viene fuori dalla pressione della mano o richiede molta forza, allora è una buona saldatura. Se riesci a staccarlo facilmente, devi aumentare la corrente.

Sicurezza :Prima di iniziare la saldatura a punti, indossa sempre gli occhiali di sicurezza.

Un sistema di gestione delle batterie (BMS) è qualsiasi sistema elettronico che gestisce un pacco batteria al litio e le funzionalità principali sono

1. Monitora tutti i gruppi paralleli nel pacco batteria e disconnetterlo dalla fonte di alimentazione di ingresso quando è completamente carico (vicino a 4.2V)

2. Equilibrare tutte le celle di tensione allo stesso modo

3. Non consente il pacchetto da oltre - dimesso.

I due parametri importanti richiesti per acquistare un BMS sono: i) Numero di celle nella serie - come 2S / 3S / 4S

ii). Corrente di scarica massima - come 10a /20a /25a /30a

Per questo progetto, ho usato a3s e 25a bms board. Queste sono le specifiche di quel BMS:

Intervallo di tensione: 4,25 ~ 4,35 V ± 0,05 V

Intervallo di tensione di scarico: 2,3 ~ 3,0 V ± 0,05 V.

Corrente operativa massima: 0 ~ 25a

Temperatura di lavoro: -40 gradi ~ +50 gradi

Come connettersi?

Collegare il BMS come mostrato nel diagramma di cablaggio. I BM hanno quattro cuscinetti di saldatura: B -, B1, B2 e B +. È necessario collegare il primo gruppo terminale negativo del gruppo parallelo al B - e Bus terminale positivo per B1. Allo stesso modo il terzo bus negativo del gruppo parallelo per il bus b2 e terminale positivo per il b +.

È possibile individuare la saldatura delle strisce di nichel al BMS o saldare il pad PCB. Preferivo saldare le strisce di nichel al PCB per una connessione robusta.

Merito:Lo schema elettrico è tratto dalla pagina del prodotto BangGood.

Il pacco batteria ha le strisce di nichel esposte, per evitare qualsiasi cortocircuito accidentale, ho progettato un recinto per questo. Ho usato Autodesk Fusion 360 per progettare il contenitore per il mio pacco batteria. Il recinto ha due parti: corpo principale e coperchio superiore. Puoi scaricare i file .stl daThingiverse.

Ho usato il mioCrealità CR-10sStampante 3D e filamento PLA verde da 1,75 mm per stampare le parti. Mi ci sono volute circa 6,5 ​​ore per stampare il corpo principale e circa 1,2 ore per stampare il coperchio superiore.

Le mie impostazioni sono:

Velocità di stampa: livello 70 mm/s

Altezza: 0,3

Riempie densità: 100%

Temperatura dell'estrusore: 205 degc

Temp: 65 gradi

Normalmente una batteria standard ha solo due terminali per collegare il carico e per caricare la batteria. APART DA QUESTO, ho aggiunto un indicatore del livello della batteria, per vedere il livello della batteria quando mai richiesto. Ho usato un jack da 5 mm dc (12V/3A) per ingresso/uscita, 3S Modulo indicatore del livello della batteria per vedere il modulo di indicatore della batteria per vedere il modulo della batteria e un interruttore a bilanciere a/off l'indicatore del livello della batteria.

Ora passiamo al cablaggio dei componenti. Ho preparato questo semplice diagramma di cablaggio per tutti i componenti. È piuttosto semplice! Per isolare le parti conduttive, ho usato il tubo di restringimento del calore.

Nota:Non saldare i fili (p+ e p -) al BMS prima di installare i componenti nel recinto.

Installa prima i componenti nei rispettivi slot nel recinto stampato in 3D. Puoi vedere l'immagine sopra.

Saldare il positivo (filo rosso) dal jack e il bilanciere CC al P+ del BMS, fili negativi dal jack DC e indicatore a livello della batteria al p - di BMS.

Quindi applicare la colla a caldo alla base del vano batteria, quindi fissare il pacco batteria. In modo che si sieda saldamente e impedisca qualsiasi perdita di collegamenti a filo.

Infine, avvita i coperchi superiori in posizione! Ho usato viti 3m x 10 per fissare il coperchio. Ora il pacco batteria è pronto per l'uso.

Carica il pacco batteria:

È possibile caricare il pacco batteria con un adattatore da 12,6 V comeQuesto. Spero che ti sia piaciuto leggere il mio progetto tanto quanto mi è piaciuto costruirlo. Se stai pensando di crearne uno tuo ti incoraggerei a farlo, imparerai molto. Se hai qualche suggerimento per i miglioramenti, commentalo di seguito.