Paketa e baterisë litium pa saldim: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Nëse merreni me elektronikë, atëherë një sfidë e zakonshme për të kapërcyer do të jetë gjetja e një burimi të përshtatshëm energjie. Kjo është veçanërisht e vërtetë për të gjitha pajisjet/projektet portative që mund të dëshironi të ndërtoni, dhe atje, një bateri ka shumë të ngjarë të jetë basti juaj më i mirë për atë burim energjie. Nëse jeni duke ndërtuar një pajisje me fuqi të ulët atëherë keni mundësi të shumta për të zgjedhur, por nëse projekti juaj është një prishës i vogël i etur për energji, atëherë mund të kufizoheni në bateri litiumi. Në shumë mënyra bateritë litium janë një dhuratë e mrekullueshme për njerëzimin nga njerëzit e zgjuar të shkencëtarëve të baterisë dhe djali jam mirënjohës për këto dhurata.

Pakot e baterisë janë të nevojshme për një gamë të tërë produktesh me kërkesa të larta të energjisë. Këto mund të jenë altoparlantë portativë, biçikleta elektronike, skateboard elektrik, bankat e energjisë, elektrik dore, pajisje RC dhe shumë, shumë më tepër.

Problemi i vetëm me këto bateri (duke injoruar tërësisht zgjedhjen e tyre të ngarkimit/shkarkimit dhe tendencën për t'u ndezur në flakë kur keqtrajtohen) janë se ato janë mjaft të shtrenjta në krahasim me teknologjitë e tjera inferiore të baterive. Pra, të qenit në gjendje të krijoni paketat tuaja të baterive me çmim të ulët është një mundësi e madhe për projekte serioze.

Për fat të mirë për ne, bateritë litium janë aq të njohura saqë janë rreth nesh. Pra, në këtë udhëzues unë do t'ju udhëheq përmes procesit të krijimit të paketës tuaj të baterive nga 18650 bateri litiumi, të pastruara nga laptopët e vjetër që mund t'i përdorni për të fuqizuar projektet tuaja të etura për energji.

Hapi 1: Pse është i udhëzueshëm?

Pra, çfarë e veçon këtë udhëzues nga shumë udhëzime të tjera në lidhje me ndërtimin e një baterie? Epo, kam vënë re se kur kërkoni një mënyrë për të ndërtuar një paketë baterie, zakonisht jepen dy mundësi. Këto janë për të bashkuar qelizat së bashku me një saldator në vend ose për t'i bashkuar qelizat së bashku. Pa hyrë në shumë detaje, sigurisht që ka disa të mira dhe të këqija me këto opsione. Pro me saldim në vend është se i jep një lidhje të besueshme me pak dëmtime baterisë. E kundërta është se kërkon një saldator vendor i cili mund të jetë mjaft i kushtueshëm. Lidhja është shumë më e lirë dhe do të krijojë një lidhje më të mirë, por me koston e dëmtimit të baterisë për shkak të transferimit të nxehtësisë në qelizë. Një pengesë tjetër nga të cilat vuajnë të dyja këto metoda është se ato janë mjaft të përhershme, që kërkojnë shkrirjen ose prerjen e skedave për të lejuar ndryshimet në konfigurimin e baterisë. Kështu që unë jam duke zgjedhur një opsion të tretë i cili është një paketë baterie pa saldim dhe potencialisht pa saldim.

Kam projektuar këto mbajtëse qelizore modulare që lejojnë ndërtimin e çdo pakete të baterisë me madhësi rrjeti pa përdorimin e saldatorëve të shtrenjtë, pa dëmtime të baterive dhe me lirinë për të rikonfiguruar paketën e baterisë ose për të zëvendësuar qelizat e vetme në çdo kohë me lehtësi.

Hapi 2: Mohimi i përgjegjësisë

Para se të fillojmë megjithatë unë duhet t'ju informoj se bateritë e litiumit, sado të mrekullueshme që mund të jenë, janë mjaft të rrezikshme nëse nuk trajtohen siç duhet. Këto janë flokët e borës të baterive dhe do të shpërthejnë/shpërthejnë në flakë djallëzore nëse keqtrajtohen, duke hequr projektin, makinën, shtëpinë tuaj ose çfarëdo që mund të jetë e ndezshme në arritjen e tij. Përmbajtja e lartë e energjisë e këtyre baterive gjithashtu mund të krijojë ndonjë dëm serioz nëse shkurtohet. Unë nuk marr asnjë përgjegjësi për ndonjë pronë të dëmtuar, krijesë të gjallë ose entitet shpirtëror/mendor si rezultat i diçkaje që shkon keq pas këtij udhëzimi. Ju duhet ta bëni këtë vetëm nëse keni njohuri të mjaftueshme për bateritë litium dhe keni marrë masat paraprake të nevojshme.

Shkurtimisht ju e bëni këtë me rrezikun tuaj dhe unë nuk marr asnjë përgjegjësi për asgjë që mund të shkojë keq me këtë. Nëse nuk doni të rrezikoni asgjë atëherë ju sugjeroj që të blini një paketë të përfunduar të bërë nga profesionistë.

Kufizimet:

Udhëzimet këtu do të përqëndrohen kryesisht në krijimin e një pakete baterie të pambrojtur, prandaj nuk do të merret parasysh asnjë lloj BMS ose matje të tjera të sigurisë që do të na lejonin të përdorim paketën e baterisë në një mënyrë të sigurt. Kjo i lihet kujt të dojë ta ndërtojë këtë për ta zgjidhur.

Hapi 3: Burimi i 18650 qelizave të baterisë

Nëse tashmë keni 18650 bateri dhe thjesht jeni të interesuar në procesin e krijimit të një pakete baterie, atëherë mund të kaloni në hapin "Ndërtimi i paketës".

Një nga llojet më të zakonshme të baterive me të cilat do të hasni do të jetë qeliza e baterisë 18650 (e quajtur tani si qelizë) e cila është lloji i baterisë që përdoret më së shpeshti në laptopë. (Fakti, 18650 në të vërtetë përshkruan madhësinë e qelizës e cila është 18 mm në diametër dhe 65.0 mm në gjatësi). Sigurisht që ka qeliza të tjera si 21700 dhe 26650, por për shkak të popullaritetit të tyre kjo e udhëzueshme do të përqëndrohet vetëm në llojin e qelizës 18650.

Burimi kryesor për të shënuar falas 18650 janë pa dyshim laptopët e vjetër. Këto zakonisht mbajnë 6-9 qeliza në varësi të llojit të laptopit. Edhe nga bateritë e këqija të laptopit shanset janë që vetëm disa nga qelizat të jenë të këqija ndërsa pjesa tjetër mund të jetë akoma e përdorshme. Vende të tjera për të marrë qeliza janë nga paketat e baterive të biçikletave elektronike, bankat e energjisë dhe gjithashtu dyqanet online si eBay dhe amazon, edhe pse këto natyrisht nuk do të jenë falas.

Pasi të keni mbajtur një bateri të laptopit, është koha ta hapni atë. KUJDES megjithatë pasi nuk doni të shponi ose shkurtoni asnjë nga bateritë. Rekomandimi im është që të përdorni një mjet plastik për pjesën dredharake. Nëse përdorni akoma një objekt metalik, si një kaçavidë, atëherë sigurohuni që ta bëni me butësi në mënyrë që të mos shkaktoni ndonjë fatkeqësi.

Pasi të keni qelizat tuaja është koha për të testuar kapacitetin e tyre. Për këtë unë rekomandoj përdorimin e një karikuesi/testuesi të baterisë si OPUS BT-C3100 (lidhja e lidhjes). Këto pajisje të vogla të dobishme do të ngarkojnë/shkarkojnë, testojnë dhe mirëmbajnë qelizat tuaja të litiumit për ju, gjë që është e mrekullueshme nëse planifikoni të përdorni qeliza litiumi për projekte.

Hapi 4: Paketat e baterisë

Pakot e baterive janë ndërtuar për dy arsye kryesore: për të rritur tensionin ose/dhe për të rritur kapacitetin. Një qelizë është një bateri individuale në një paketë dhe kur qelizat lidhen në seri tensioni shtohet. Kur qelizat lidhen paralelisht, kapaciteti i qelizave shtohet në vend që të imitojë një bateri me kapacitet më të lartë. Konfigurimi i një pakete baterie zakonisht përshkruhet si XsYp ku X tregon numrin e qelizave në seri dhe Y, numrin e qelizave paralelisht. Duke shumëzuar këto ne marrim numrin e përgjithshëm të qelizave të nevojshme për paketën tonë.

Gama e tensionit të një 18650 tipik është midis 4.2V dhe ~ 2.5V dhe kështu që nëse dëshironi një paketë baterie 12V që lidh tre qeliza në serinë 3s1p do të japë 12.6V plotësisht të ngarkuar dhe deri në 7.5V plotësisht të zbrazët (Edhe pse nuk rekomandohet qelizat e shkarkimit nën 3V).

Kapaciteti në qeliza ndryshon shumë midis modelit dhe prodhuesit. Por nga sasia e madhe e baterive që kam testuar, kapaciteti i pritshëm për bateritë e përdorura të laptopit varion nga 2000mAh në 3000mAh. Sigurisht që do të gjeni bateri me kapacitet më të ulët se ky dhe ato që në përgjithësi i hedh.

Pra, le të themi se doni të krijoni një bankë energjie me një kapacitet 10000mAh dhe keni një mori qelizash 2000mAh … atëherë, e keni menduar, do t'ju duhet të lidhni pesë prej tyre paralelisht me konfigurimin 1s5p për të marrë atë 10000mAh dhe natyrisht një Rregullatori DC-DC për ta çuar atë në 5V.

Nëse ju, për shembull, dëshironi 12V dhe të paktën 10000mAh, atëherë konfigurimi do të jetë 3s5p dhe kjo do të thotë se sasia e kërkuar e qelizave do të jetë 15 për të krijuar atë paketë.

Krijimi i paketës tuaj të baterisë është me të vërtetë shumë i dobishëm dhe ka shumë materiale leximi atje, në interweb. Pra, nëse jeni i ri në krijimin e paketave, ju sugjeroj të bëni një hulumtim në të, pasi ky udhëzues nuk do të sigurojë të gjitha detajet në lidhje me paketat e baterive dhe kufizimet e tyre. Këshilla për disa gjëra për të kërkuar janë tërheqja aktuale dhe ndarja aktuale, BMS, ngarkesa e bilancit, ulja e tensionit, rezistenca e brendshme e baterisë, madhësitë e skedave, kimia e baterisë dhe arratisja termike.

Hapi 5: Ndërtimi i Pakos

Ka disa gjëra që do të na kërkohen për të ndërtuar këtë paketë baterie.

Hapi i parë i ndërtimit të paketës së baterisë është të vendosni se çfarë konfigurimi dëshironi/keni nevojë. Kjo vendoset nga tensioni, kapaciteti dhe kërkesat aktuale. Në këtë udhëzues ne do të krijojmë një paketë baterie 3s2p që duhet të rezultojë në një bateri 12V 4-5000mAh.

Meqenëse ne do të shtypim mbajtësit e qelizave tona, një printer 3D do të jetë tepër i dobishëm. Pra, kjo është pjesa ku supozohet të nxirrni një printer 3D nga xhepi juaj i pasmë ose të kërkoni një mik miqësor me një printer për t'ju ndihmuar. Këto mbajtëse qelizash janë mjaft të vogla, kështu që për të marrë tolerancën e duhur për t'i kapur ato së bashku, unë do të rekomandoja përdorimin e një hunde 0.4 mm ose më të vogël. Skedarët STL dhe modeli mund të gjenden në lidhjen më poshtë ku do të gjeni edhe udhëzimet e printimit.

Një stërvitje gjithashtu mund të jetë e nevojshme në varësi të metodës së zgjedhur të montimit (më shumë për këtë në rrëshqitjet e mëvonshme)

Siç u përmend më parë, asnjë saldim nuk do të jetë i nevojshëm dhe saldimi do të jetë opsional. Përdorimi kryesor për një hekur bashkues do të ishte lidhja e prizave në paketën e baterisë. Sidoqoftë, kjo mund të shmanget duke përdorur terminalet unazorë në tela ose thjesht bëni që skedat të veprojnë si drejtues dhe duke injoruar lidhjet individuale të qelizave (balancimi i prizave).

Lidhja me skedarët stl: skedarët STL

Hapi 6: Pjesët e nevojshme

Shtypni sa më shumë mbajtëse për paketën tuaj dhe filloni të blini pjesët e tjera të nevojshme. Për këtë ndërtim do të na duhet të printojmë gjithsej gjashtë mbajtës qelizash. Shtypni gjithashtu mbylljen, kapakun dhe opsionin e montimit pasi mbyllja do ta bëjë baterinë shumë më të qëndrueshme dhe të besueshme.

Lista e pjesëve:

• Skeda e nikelit (gjerësia maksimale 7, 5 mm)
• 2 vida M5 (të paktën 100 mm të gjata)
• 2x arra krahësh M5
• 12x vida dhe arra M3*
• Çelësa terminalë (Kuq e Zi)
• Balancimi i drejtimeve*

*Pjesë fakultative

Hapi 7: Mblidhni Pakon

Pasi të keni të gjitha pjesët është koha për të mbledhur paketën dhe kjo është mjaft e drejtpërdrejtë pasi mbajtësit e qelizave të shtypura mund të futen në njëri -tjetrin për të krijuar madhësinë e kërkuar të paketës.

Mbajtësit e qelizave janë të dizajnuara në atë mënyrë që ka mënyra të shumta për t'i përdorur ato për të ndërtuar një paketë baterie.

1. Opsioni i parë është të kaloni skedat përmes mbajtësit të qelizës për të lidhur qeliza të shumta. Mbajtësit janë të dizajnuar me një qëndrueshmëri që duhet të sigurojë kontaktin e duhur me qelizën e baterisë.
2. Opsioni i dytë është përdorimi i vidhave M3 si kontakte terminale dhe shtrëngimi i vidhave në vida duke përdorur arra. Për këtë mund të jetë e dobishme të shponi vrima në skedat për të lejuar që vidhat M3 të kalojnë. Unë kam siguruar një kompresë që do të ndihmojë në ndarjen kur shponi këto vrima. Mund të jetë e mençur të përdorni arra najloni ose loctite për të parandaluar heqjen e arrave nëse bateria do të durojë dridhjet.

Çdo bashkim i prizave dhe telave (si drejtimi i balancimit) dhe skedave lidhëse (për të krijuar lidhje seri) duhet të bëhet në këtë fazë, duke u siguruar që skedat e duhura janë të lidhura.

Pasi të ketë përfunduar pjesa e parë (le ta quajmë pjesa e poshtme) dhe telat e duhur të plumbit janë ngjitur/ngjitur, mund të vendoset në pjesën e poshtme të rrethimit. Do të jetë një përshtatje e ngushtë. Kjo është bërë me qëllim për të krijuar një paketë të fortë dhe për të zvogëluar çdo gjëmim të panevojshëm brenda paketës.

Futni bateritë, duke u siguruar që të gjitha çiftet paralele të jenë në të njëjtin nivel tensioni dhe që qelizat të kenë kapacitet të ngjashëm. Për të krijuar lidhje serike, çifti qelizor duhet të jetë i drejtuar nga drejtimi alternativ, që do të thotë se çifti i mesëm duhet të jetë i kundërt me dy çiftet e tjerë.

Futni mbajtëset e qelizave të sipërme në paketë. Ky hap mund të kërkojë lëvizje dhe ngatërrime për t'i bërë të gjitha qelizat të përafrohen siç duhet në mbajtësen e sipërme.

E RORTNDSISHME!

• Sigurohuni që të keni polaritetin dhe orientimin e qelizave, përndryshe rrezikoni të shkurtoni qelizat dhe me këtë, të çlironi potencialin e tyre të plotë, gjë që rrallë është një gjë e mirë.
• Nëse përdorni qeliza të pastruara nga bateritë e vjetra të laptopit ose pajisje të tjera elektronike, sigurohuni që të hiqni të gjitha ngjitësit, mbetjet e zamit ose çdo gjë tjetër që mund të jetë në qelizë, duke pasur kujdes që të mos hiqni mbështjellësin e tkurrjes. Ju dëshironi që qeliza të lëvizë lirshëm në mbajtësen e qelizës për të lejuar kontakt të mirë të terminaleve.

Hapi 8: Provoni Paketën

Vidhoseni kapakun me butësi dhe voila! ju me shpresë keni një paketë baterie që punon. Sigurisht tani është koha për të nxjerrë multimetrin tuaj dhe për të testuar paketën për të parë nëse ai jep tensionin e pritur.

Siç mund të shihet në fotografi, unë kam krijuar disa pako me këto bateri dhe duhet të them që ato janë vërtet të shkëlqyera. Tani është e mundur të ndërtoni pako ku mund të ndërroni qelizat e këqija me lehtësi, të ndryshoni konfigurimin dhe të ngarkoni qelizat individualisht.

Sidoqoftë, ka disa gjëra që vlen të përmenden në lidhje me këtë mënyrë të ndërtimit të paketave. Meqenëse lidhja nuk është e lidhur me qelizat, duhet bërë kujdes i shtuar për të siguruar që çdo qelizë të ketë kontakt të duhur. Nëse qelizat nuk po bëjnë kontaktin e duhur, mund të krijohen shkëndija pasi bateritë shkarkohen në mënyrë të pabarabartë. Një gjë tjetër që duhet mbajtur parasysh është se kjo zgjidhje do të rezultojë në një paketë baterie më pak kompakte në krahasim me saldimin për shembull. Pengesa e tretë është se megjithëse struktura modulare e bën atë fleksibël, ju jeni ende të kufizuar në konfigurimin e modelit të rrjetit dhe kështu personalizimi i formës së paketës së baterisë bëhet më i vështirë.

Por nëse asnjë nga të metat e lartpërmendura nuk ju shqetëson, atëherë ju përgëzoj për arritjen e udhëzimeve dhe mund të jeni në gjendje të zgjidhni të gjitha sfidat tuaja të ardhshme të fuqisë.

Mos harroni se përdorimi i baterive të litiumit pa asnjë mbrojtje është mjaft i rrezikshëm, kështu që një rekomandim është të përdorni një BMS të përshtatshëm (sistemi i monitorimit të baterisë) për të mbrojtur paketën nga ngarkimi/shkarkimi i tepërt dhe gjithashtu nëse përfshihet një veçori balancimi, atëherë mund të përdoret gjithashtu për të karikuar pakoja Shihni lidhjet më poshtë të BMS -it tim të sugjeruar për t'u përdorur për pako të vogla.

12V BMS (paketim 3 s)

16V BMS (pako 4s)