Paketë baterie litium DIY 4S me BMS: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Unë kam parë dhe lexuar më shumë se një mësimdhënie ose udhëzime se si të punoni në bateritë litium jon dhe paketat e baterive, por nuk kam parë me të vërtetë një që ju jep shumë detaje. Si i sapoardhur, kisha vështirësi në gjetjen e përgjigjeve të mira, kështu që shumë nga këto ishin prova dhe gabime (dhe shkëndija).

Kur vendosa të ndërtoj një paketë baterie nga 18650 qeliza litium -jon për një projekt, mora baterinë time të vjetër të laptopit, i nxora bateritë, i bashkova së bashku me shirita metalikë në një paketë baterie. Sidoqoftë, mësova në përpjekjen time të parë se nuk ishte aq e lehtë. Bateritë litium -jon nuk janë si hidridi i nikelit metalik, acidi i plumbit ose bateritë e kadmiumit nikel. Ata janë të ndjeshëm ndaj shkarkimit të tepërt, ngarkimit dhe qarqeve të shkurtra, dhe kanë nevojë për kujdes të veçantë për t'i mbajtur ata nga mbinxehja, shkrirja ose shpërthimi.

Pse i përdorni ato? Ato janë vërtet të shkëlqyera për projekte sepse kanë një tension më të lartë se kimikatet e tjera dhe mbajnë shumë energji, që do të thotë se mund të përdorni më pak prej tyre sesa nëse do të ishit duke përdorur hidride metalike nikel ose qeliza nikel kadmiumi (vetëm 1.2 volt). Bateritë e mjeteve elektrike dhe bateritë e automjeteve elektrike janë bërë nga qeliza joni litiumi për këtë arsye. Ato vijnë në të gjitha format dhe madhësitë dhe kapacitetet. Qelizat me cilësi të lartë mund t'i rezistojnë shkallës së lartë të shkarkimit prej mbi 20 amper, dhe punojnë mirë në konfigurime të shumëfishta qelizash. Ju gjithashtu mund t'i merrni ato falas ose falas nëse shikoni përreth sepse pothuajse çdo laptop ka një bateri litium -jon në të që njerëzit ndonjëherë e hedhin sepse është "e vdekur", por mund të ketë shumë jetë në të.

Unë jam duke ndërtuar një paketë 4S2P që ka 4 qeliza në seri, dhe 2 paralelisht për 8 qeliza. Kjo do t'ju japë një tension të plotë ngarkimi prej 16.8 volt, një nominal 14.8 volt, dhe një vlerësim të shkarkuar prej 12 volt, dhe dyfishin e kapacitetit të qelizave të serisë. Ai gjithashtu ka një sistem të menaxhimit të baterisë, i cili është i nevojshëm për të mbrojtur qelizat dhe për ta mbajtur atë të funksionojë siç duhet. Unë kam qenë në gjendje ta përfundoj këtë projekt për rreth 20 dollarë. Plus, ia arrita!

Pra, le të fillojmë! Lidhjet me materialet që kam përdorur do të përfshihen.

Hapi 1: Materialet, Mjetet dhe Siguria

Qelizat e joneve të litiumit janë mjaft të padëmshme, por ju duhet të merrni disa masa paraprake. Shmangni shkurtimin e tyre dhe kini kujdes me hekurin e saldimit dhe veglat.

Për mjetet, keni nevojë për një hekur bashkues që është të paktën 30 vat, një multimetër dixhital, shirita thikë ose tela, prerës anësorë ose hapëse shpëlarëse.

Tjetra, disa saldime me cilësi të mirë si kjo: https://www.ebay.com/itm/Kester-44-Rosin-Core-Sold… Kjo është disa nga më të mirat që mund të merrni për elektronikë.

Artikujt e tjerë të nevojshëm janë, natyrisht, disa bateri litium-jon 18650, ose një paketë e vjetër laptopi, ose disa si këto:

Shirita nikeli të pastër si këto:

Një sistem/bord bordi i menaxhimit:

Lidhëset e prizës së bilancit 4S:

Lidhëset e tipit T (ose lidhësit XT60):

Ngarkuesi i bilancit për të ngarkuar paketën e baterisë:

Artikujt e tjerë të ndryshëm ishin tela 18 matës (diametër 1.02 mm), tela 26 matës (diametër. 40 mm) deri në 24 matës (.51 mm), shirit maskues dhe ose shirit elektrik, ose film për tkurrje të nxehtësisë.

Hapi 2: Bateritë

Së pari, do t'ju duhen disa bateri litium-jon me madhësi 18650. Për shkak se po e bëj këtë lirë, kërkova bateri të vjetra të laptopit dhe gjeta një paketë Dell me 9 qeliza në depon e kursimit për më pak se 3 dollarë. Kjo paketë ishte e përbërë nga disa qeliza të cilësisë së mirë të markës Sanyo. Kam kontrolluar fletën e të dhënave dhe ato janë mjaft standarde me kapacitet 2200 mAh dhe të vlerësuara për rrymë shkarkimi 4 amper. Jo keq. Po, ata ishin shumë të vdekur (nën 2 volt secila qelizë), por unë isha në gjendje t'i ringjallja. Unë jam duke bërë një Udhëzues tjetër që ju tregon se si ta bëni këtë. Mund të blini qeliza të reja në eBay ose Amazon, por ato mund të jenë të shtrenjta për markat e mira. Qëndroni larg atyre që reklamojnë kapacitet 5000 ose 9800 mAh. Ato janë me siguri qeliza të markës që dështuan testet e kontrollit të cilësisë në fabrikë dhe mund të kenë kapacitet 1000 ose 900 mAh. Ato ri-markohen dhe shiten përsëri me zbritje. Nëse keni përdorur një bateri të vjetër të laptopit, duhet të hiqni lidhësit e vjetër nga terminalet. Përdorni prerëset anësore për ta bërë këtë.

Hapi 3: Lidhja e qelizave

Tjetra ju nevojitet një mënyrë për t'i bashkuar qelizat së bashku. Ju mund të përdorni skeda bashkimi çeliku ose shirita nikeli. Unë jam duke përdorur shirita të pastër nikeli, jo çelik të veshur me nikel sepse në tërheqjet e larta të rrymës, çeliku ka rezistencë më të lartë se nikeli, i cili mund të shkaktojë grumbullim të nxehtësisë. Unë po i bashkoj ato në qeliza. Kjo nuk është mënyra e rekomanduar sepse nëse e mbani hekurin bashkues në qelizë për një kohë të gjatë, ai do të dëmtojë qelizën dhe do ta bëjë atë të humbasë kapacitetin. Mënyra më e mirë është të përdorni një saldator të bërë me qëllim si ky:

Sidoqoftë, nëse nuk bëni shumë bateri dhe nuk mund të justifikoni shpenzimin e 200 dollarëve ose më shumë për një, saldimi është mirë. Vetëm ki kujdes.

Për hekurin bashkues, unë rekomandoj të paktën një hekur 30 vat dhe saldim të mirë. Saldimi i mirë është kritik. Mos përdorni saldim pa plumb për këtë sepse ka një temperaturë më të lartë të shkrirjes. Gjithashtu, një hekur bashkues më i dobët nuk do të nxehet aq sa duhet për t'i lidhur qelizat në shiritat e nikelit.

Për të ndërtuar baterinë, ne marrim 4 qeliza në seri dhe shtojmë një qelizë paralele, kështu që kemi dyfishin e tensionit dhe kapacitetit për qelizë. Shihni diagramin e mësipërm se si të veproni për lidhjen e qelizave. Faktori i vetëm kufizues është se të gjitha qelizat duhet të jenë identike. Edhe me BMS, kapacitetet e pabarabarta do të bënin që një qelizë të karikohet dhe shkarkohet në mënyrë të pabarabartë dhe kjo mund të bëjë që ajo qelizë dhe të tjerat të dështojnë më shpejt. Kjo është arsyeja pse është mirë të përdorni bateri laptopi, pasi ato janë përdorur gjithmonë së bashku.

Për të bashkuar qelizat, prishni terminalet pozitive dhe negative të qelizave dhe aplikoni një sasi të vogël të saldimit. Tjetra, rregulloni qelizat në rendin e duhur për serinë/lidhjen paralele siç tregohet në diagrame. Kam ngjitur qelizat së bashku me shirit maskues për këtë, por gjithashtu mund të përdorni ndarës të baterisë.

Pritini shiritat e nikelit në gjatësinë e duhur për të lidhur qelizat së bashku. Kam përdorur disa prerës anësorë për këtë, por gërshetat e kallajit ose hapësit e fletëve punojnë gjithashtu. Aplikoni saldim në çdo skaj të shiritit dhe ngjiteni shiritin në terminalet e baterisë. Mos e mbani hekurin për saldim shumë gjatë, aq sa të shkrijë saldimin. I bashkova qelizat së bashku para se të bashkoja lidhjet përfundimtare për t'i mbajtur ato të rreshtuara në mënyrë korrekte.

Hapi 4: Bordi i BMS dhe Lidhjet e Bilancit

Për të përfituar sa më shumë nga paketa e baterisë dhe për ta mbajtur atë të mos dështojë para kohe, ne duhet të shtojmë një mënyrë për t'u siguruar që ato janë të mbrojtura dhe të ngarkuara siç duhet. Jonet e litiumit ose qelizat polimer duhet të mbrohen nga shkarkimi nën ose mbi, gjë që mund të jetë vërtet e keqe. Kjo bëhet nga një sistem/bord i menaxhimit të baterisë, ose BMS. Ashtë një pajisje që kombinon mbrojtjen e baterisë për bateri me shumë qeliza siç po ndërtojmë. Quhet një sistem i menaxhimit të baterisë ose shkurt BMS. Shtë një pajisje që mbron qelizat nga shkarkimi i tepërt dhe i ulët, goditjet aktuale dhe qarqet e shkurtra. Ekzistojnë shumë lloje dhe konfigurime të ndryshme të bordeve BMS për aranzhime dhe aplikime të ndryshme të qelizave. Unë jam duke përdorur një bord 4S BMS të vlerësuar për një rrymë pune 10 amp, e cila është e mirë për aplikimin tim (elektrik dore LED 100 vat).

Lidhja është e lehtë. Pasi bateria jonë është ngjitur së bashku, ne duhet të masim tensionet nëpër qelizat e serisë me një multimetër. Duhet të keni 14.8 volt për bateri pozitive, 3.7V volt, 7.4V volt dhe 11.1 volt. Ekzistojnë 5 lidhje për një prizë të bilancit 4S: një për baterinë pozitive ose qelizën #4, një për negative, qelizën #1, qelizën #2 dhe qelizën #3. Matni këto duke vendosur sondën negative në anën negative të paketës dhe duke matur lidhjet. Pasi të gjitha përputhen, ju mund të lidhni telat e bilancit nga secila lidhje në jastëkët e duhur në BMS.

Kam përdorur tela 26 matës (diametër. 40 mm) për lidhjet e ekuilibrit, dhe 18 matës (diametër 1.02 mm) për baterinë +/- dhe daljet e ngarkesës pasi ato do të trajtojnë pothuajse 10 amps rrymë. Ju mund të përdorni tela më të vegjël për lidhjet e bilancit pasi ato nuk po përdorin pothuajse asnjë rrymë, vetëm tensionin përkatës nga lidhjet. Unë nuk do të shkoj nën 26 matës edhe pse për këtë. Pasi ta keni lidhur paketën, mund të lidhni prizat e bilancit në daljet e duhura të baterisë.

Hapi 5: Tarifimi i Bilancit

Tani që kemi gjithçka të lidhur, mund ta lidhim paketën tonë me karikuesin dhe të sigurohemi që të ngarkohet. Kështu do ta dini nëse lidhjet tuaja janë të gabuara, sepse ngarkuesi juaj nuk do të ngarkojë dhe paralajmërojë për lidhje të gabuara të tensionit.

Për të filluar, ne kemi nevojë për një karikues balancues për bateritë litium. Asnjë karikues tjetër nuk do të funksionojë për këtë sepse duhet të ketë një mënyrë balancimi! Unë jam duke përdorur një klon kinez të SkyRC iMax B6. Jo, nuk është marrëveshja e vërtetë, por e gjeta kopjen të funksionojë mirë. Lidhni bateritë pozitive dhe negative të baterisë me ngarkuesin. Ngarkuesi im ka priza bananeje me një lidhës të tipit Deans T që lidhet me lidhës të ndryshëm. Ju mund të përdorni kapësa aligatorësh ose tela në një prizë ngarkimi si një Deans ose XT60. Unë jam duke përdorur një lidhës Deans, dhe e lidha atë me daljet në tabelën e bilancit. Sigurohuni që ky është vendi ku lidhni ngarkuesin sepse BMS ka nevojë për një sinjal 12.6 volt për t'u aktivizuar. Nëse keni ndërmend që kjo të jetë një bateri e lëvizshme, atëherë lidhni daljen në çfarëdo lidhje që pajisja juaj do të përdorë. Unë jam duke instaluar telin tim me lidhësa lopate dhe një prizë Deans sepse do të montohet kryesisht përgjithmonë në projektin tim.

Ngarkuesi juaj mund të jetë i ndryshëm, por kështu funksionon për pothuajse çdo klon të ngarkuesit SkyRC iMax B6. Lidheni prizën e bilancit në prizën 4S në ngarkuesin. Shkon vetëm në një mënyrë, dhe shënohet për anët pozitive dhe negative të baterisë. Lidhni prizën e ngarkuesit dhe vendosni modalitetin e ngarkimit në "Balance". Sigurohuni që ngarkuesi të jetë vendosur edhe në modalitetin "4S". Meqenëse kjo është një paketë 4400 mAh, më pëlqen të vendos rrymën e ngarkimit në 1/2 ose më pak të vlerës maksimale të rrymës, kështu 2 deri në 2.2 amper. Unë jam duke përdorur 1.5 sepse ky është një test. Këto bateri janë mjaft të ngarkuara plotësisht, kështu që tensionet janë të larta. Kur funksionon, duhet të shihni që qelizat e serisë 4 të ngarkohen në mënyrë të barabartë, brenda 0.1 deri 0.2 volt njëra -tjetrës. Kur karikimi të përfundojë, të gjitha qelizat duhet të jenë në të njëjtin tension, i cili është 4.2 volt. Paketa duhet të lexojë një tension të plotë ngarkimi prej 16.8 volt. Kur është në tensionin nominal, është 14.8 volt (3.7 volt për qelizë). Nëse e ngarkoni për herë të parë, filloni me një cilësim të ulët aktual për karikimin e parë, pastaj ngriteni kur ta ngarkoni përsëri.

Hapi 6: Përfundimi

Kjo eshte! Ju keni bërë një bateri funksionale dhe të besueshme litium -jon të ngjashme me një paketë LiPo 4S 5000 mAh për një pjesë të kostos! Po, keni nevojë për një karikues, por nëse keni një bateri të vjetër të laptopit të shtrirë përreth, disa tela, prizë karikimi dhe skedarë lidhës, atëherë gjithçka që ju nevojitet është BMS të fillojë, e cila kushton rreth 10 dollarë ose më pak nëse e blini nga Kina. Kjo më kushtoi rreth 24 dollarë. Do të ishte edhe më lirë nëse i merrja të gjitha nga Kina, por nuk doja të prisja një muaj që pjesët të arrinin këtu! Unë kisha ngarkuesin, hekurin e saldimit, multimetrin, saldimin, veglat dhe telat tashmë, kështu që gjithçka që kisha për të blerë ishte:

Bateri laptop

Bordi BMS

Prizat e bilancit

Shirita nikeli

Ishte më e lirë se blerja e një pakete LiPo dhe ishte më praktike sepse kisha nevojë për diçka që të përshtatej në projektin tim. Për më tepër, është argëtuese dhe mësova shumë duke e bërë atë!

Shpresoj që t’ju pëlqejë ky udhëzues dhe mbi të gjitha, shpresoj që të dini më shumë sesa keni ditur para se ta lexoni. Attemptshtë përpjekja ime e parë, kështu që ju lutemi komentoni dhe më tregoni se si kam vepruar, ose mund të jetë më mirë për të ardhmen! Faleminderit per leximin!