18650 ลิเธียม - เซลล์ไอออนและแบตเตอรี่ DIY

ชิ้นส่วนที่ต้องการ:

1. 18650 แบตเตอรี่ (เกียร์ที่ดีที่สุด / อเมซอน )

2. BMS (Banggood / อเมซอน)

3. แถบ Ni (Banggood / อเมซอน )

4. ตัวบ่งชี้ระดับแบตเตอรี่ (Banggood )

5. สวิตช์โยก (Alixpress / Banggood )

6. DC Jack (Banggood /Alixpress )

7. 18650 ตัวยึดแบตเตอรี่ (Banggood )

8. 3 m x 10 มม. สกรู (Banggood / Alixpress )

เครื่องมือที่ใช้

1. จุดเชื่อม (Banggood /อเมซอน)

2. 3 d เครื่องพิมพ์ (CREALITY CR10S )

2. สายไฟพุ่ง/ คัตเตอร์ (อเมซอน )

3. เครื่องเป่าลมร้อน (เกียร์ที่ดีที่สุด )

3. มัลติมิเตอร์ (อเมซอน)

5. Li Ion Charger (เกียร์ที่ดีที่สุด )

อุปกรณ์ความปลอดภัย:

1. ความปลอดภัย googles (อเมซอน )

2. ถุงมือไฟฟ้า (อเมซอน)

คุณจะพบเซลล์ 18650 ชนิดในตลาดในช่วงราคา $ 1 ถึง $ 10 แต่ดีที่สุด? ฉันขอแนะนำให้ซื้อเซลล์ 18650 เซลล์จาก บริษัท ที่มีตราสินค้าเช่นประเทศพานาโซนิค , ซัมซุง, SanyoและLG- เซลล์เหล่านี้ที่มีคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่บันทึกไว้เป็นอย่างดีและการควบคุมคุณภาพที่ยอดเยี่ยม โดยทั่วไปแล้วแบรนด์แบรนด์ 18650 เซลล์นั้นมีค่าใช้จ่ายสูง แต่ถ้าคุณพิจารณาเป็นเวลานานแล้วพวกเขาก็คุ้มค่าที่จะมี

อย่าซื้อเซลล์ใด ๆ ที่มีคำว่าไฟในชื่อเช่น Ultrafire, Surefire และ Trustfire ในความเป็นจริงเซลล์เหล่านี้เป็นเพียงการปฏิเสธจากโรงงานที่ซื้อโดย บริษัท อย่าง Ultrafire และบรรจุใหม่ในฝาครอบตราสินค้าของตัวเองจำนวนมากที่ใช้แบตเตอรี่ใหม่ถูกห่อหุ้มใหม่เป็นใหม่และสีขาว - ติดป้ายกำกับแบตเตอรี่โดยการทำเครื่องหมายความจุสูงสุด 5,000mAh ปัญหาสำคัญอีกประการหนึ่งของเซลล์ราคาถูก 18650 เหล่านี้คือความเสี่ยงสูงต่อการระเบิดเมื่อร้อนเกินไปในระหว่างการชาร์จหรือการปลดปล่อย

ในโครงการนี้ฉันได้ใช้เซลล์สีเขียว Panasonic 18650B ที่มีความจุ 3400 mAh จากเกียร์ที่ดีที่สุด.

ในการทำชุดแบตเตอรี่คุณต้องเชื่อมต่อเซลล์ 18650 เข้าด้วยกันด้วยแถบนิกเกิลหรือลวดหนาแถบนิกเกิลโดยทั่วไปจะใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับสิ่งนี้ ในแถบนิกเกิลสองประเภทมีอยู่ในตลาด: นิกเกิล - แถบเหล็กชุบและแถบนิกเกิลบริสุทธิ์ ฉันจะแนะนำให้ซื้อนิกเกิลบริสุทธิ์ มันมีค่าใช้จ่ายเล็กน้อยกว่าเหล็กชุบนิกเกิล แต่มีความต้านทานต่ำกว่ามาก ความต้านทานต่ำหมายถึงการสร้างความร้อนน้อยลงในระหว่างการชาร์จและการปลดปล่อยซึ่งนำไปสู่การใช้งานแบตเตอรี่ที่มีประโยชน์นานขึ้น

แถบนิกเกิลมาพร้อมกับมิติและความยาวที่แตกต่างกันเลือกแถบตามคะแนนปัจจุบัน

คุณมีสองตัวเลือกสองตัวเชื่อมต่อเซลล์ 18650 เข้าด้วยกัน: 1. การบัดกรี 2. การเชื่อมแบบสปอต

ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือการเชื่อมจุดอยู่เสมอ แต่จุดเชื่อม Spot นั้นมีค่าใช้จ่ายมากกว่าการบัดกรีคุณภาพดี

บัดกรี:

คุณควรรู้ว่าทำไมการเชื่อมแบบสปอตจึงเป็นที่ต้องการมากกว่าการบัดกรีปัญหาของการบัดกรีคือคุณใช้ความร้อนมากกับเซลล์และมันก็ไม่กระจายอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ช่วยเพิ่มปฏิกิริยาทางเคมีในเซลล์ซึ่งทำลายประสิทธิภาพของเซลล์ ในที่สุดคุณจะสูญเสียความสามารถและชีวิตของเซลล์

แต่ถ้าคุณไม่สนใจที่จะซื้อช่างเชื่อมที่มีราคาแพงคุณสามารถประสานแท็บนิกเกิลไปยังเซลล์ได้โดยทำตามข้อควรระวังและกลเม็ด:

1. เพื่อลดเวลาสัมผัสของการบัดกรีของคุณในเซลล์ให้แน่ใจว่าพื้นผิวนั้นได้รับการตรวจสอบอย่างเพียงพอและคุณใช้ฟลักซ์มากมายเพื่อให้การไหลของการบัดกรีเร็ว

2. เป็นการดีกว่าที่จะมีเหล็กวัตต์สูง (ขั้นต่ำ 80W) ที่มีความสามารถในการระบายความร้อนที่ดีดังนั้นจึงสามารถส่งความร้อนไปยังข้อต่อได้อย่างรวดเร็วดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องถือเหล็กเข้ากับแบตเตอรี่สำหรับอายุและปล่อยให้ความร้อนซึมเข้าไปทำให้เกิดความเสียหายต่อแบตเตอรี่

จุดเชื่อม:

เหตุผลที่เรามองเห็นการเชื่อมเพราะมันเข้าร่วมอย่างปลอดภัยเข้าร่วมเซลล์เข้าด้วยกันโดยไม่เพิ่มความร้อนให้กับพวกเขามากมีสองเกรดของช่างเชื่อม Spot ที่มีอยู่ในตลาด: เกรดงานอดิเรกและเกรดมืออาชีพ เครื่องเชื่อมเกรดงานอดิเรกที่ดีมีค่าใช้จ่ายประมาณ $ 200 ถึง $ 300 ซึ่งเป็นเกรดมืออาชีพที่ดีอาจมีค่าใช้จ่ายมากกว่าสิบเท่าดังนั้นฉันจะแนะนำให้ซื้อช่างเชื่อมจุดงานอดิเรกจากร้านค้าออนไลน์ใด ๆ เช่น: Banggood, Alixpress หรือ eBay.i กำลังใช้Sunkko 709a 1.9kW จุดเชื่อมจุดจาก Banggood

ก่อนที่จะเชื่อมต่อเซลล์ในแบบคู่ขนานก่อนอื่นให้ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์สำหรับการขนานเซลล์แรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์ควรอยู่ใกล้กันมิฉะนั้นปริมาณของกระแสสูงจะไหลจากเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นไปยังเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า

หากคุณใช้เซลล์ใหม่เอี่ยมแรงดันไฟฟ้าของเซลล์อยู่ใกล้ 3.5 V ถึง 3.7 V คุณสามารถเข้าร่วมด้วยกันได้โดยไม่ต้องกังวลมาก แต่ถ้าคุณจะใช้แบตเตอรี่แล็ปท็อปเก่าให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์เกือบจะเหมือนกันการชาร์จเซลล์อย่างชาญฉลาดอื่น ๆ ในระดับแรงดันไฟฟ้าเท่ากันโดยใช้เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ Li ion ที่ดีฉันใช้ของฉันเครื่องชาร์จ Nitecore SC4เพื่อชาร์จเซลล์ 18650 ทั้งหมดก่อนที่จะรวมเข้าด้วยกัน

ในการทำชุดแบตเตอรี่คุณจะต้องสรุปแรงดันไฟฟ้าและความจุของแพ็คก่อนจะเสร็จสิ้นก่อนจะอยู่ในช่วงของโวลต์, mah/ ah หรือ wh คุณต้องเชื่อมต่อเซลล์ในแบบขนานเพื่อไปถึงความสามารถที่ต้องการ (MAH) และเชื่อมต่อกลุ่มคู่ขนานดังกล่าวในซีรีย์เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย (โวลต์)

สำหรับโครงการนี้ให้ข้อกำหนดคือ:11.1 V และ 17 AH แบตเตอรี่แพ็ค

ข้อมูลจำเพาะของเซลล์ 18650 ที่ใช้:3.7V และ 3400 mAh

ความจุ (mah):

ความจุที่ต้องการของชุดแบตเตอรี่=17 ah หรือ 17000 mAh

ความจุของแต่ละเซลล์=3400 mah

ไม่จำเป็นต้องใช้เซลล์สำหรับการเชื่อมต่อแบบขนาน=17000 / {3400=5 nos

เซลล์ทั่วไปในแบบคู่ขนานจะย่อในแง่ของ 'p' ดังนั้นแพ็คนี้จะเรียกว่า "5p pack" เมื่อ 5 เซลล์เชื่อมต่อแบบขนานคุณทำเซลล์เดียวที่มีความจุสูงกว่า (เช่น 4.2V, 17000 mAh)

แรงดันไฟฟ้า (โวลต์):

แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการของชุดแบตเตอรี่คือ 11.1V

แรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยของแต่ละเซลล์=3.7 v

ไม่จำเป็นต้องใช้เซลล์สำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรม=11.1 /{3.7=3 nos

เซลล์ทั่วไปในอนุกรมจะย่อในแง่ของ 's' ดังนั้นแพ็คนี้จะเรียกว่า "3s pack"

ดังนั้นเราต้องเชื่อมต่อกลุ่มคู่ขนาน 3 กลุ่ม (5 เซลล์ในแต่ละกลุ่ม) ในซีรีส์เพื่อทำแบตเตอรี่

การกำหนดค่าแพ็คสุดท้ายถูกกำหนดให้เป็น "3S5P Pack" พร้อมข้อกำหนดสุดท้ายที่ 11.1V, 17AH

จากขั้นตอนก่อนหน้าเป็นที่ชัดเจนว่าแบตเตอรี่ของเราประกอบด้วยกลุ่มคู่ขนาน 3 กลุ่มที่เชื่อมต่อในซีรีย์ (3 x 3.7v=11.1 V) และแต่ละกลุ่มคู่ขนานมี 5 เซลล์ (3400 mAh x 5=17000 mah) เราต้องจัดเรียง 15 เซลล์อย่างถูกต้องสำหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้า

วางกลุ่มคู่ขนานแรกของเซลล์ (5 nos) ด้านบวกขึ้นจากนั้นวางด้านลบกลุ่มคู่ขนานที่สองขึ้นมาจากนั้นในที่สุดกลุ่มคู่ขนานสุดท้ายก็จะดีขึ้นเพื่อให้ดีขึ้นภายใต้การยืนคุณสามารถเห็นภาพด้านบน

คุณสามารถรวบรวมเซลล์เพื่อทำแพ็คโดยใช้กาวร้อนหรือโดยใช้ที่ยึดแบตเตอรี่พลาสติก 18650 ฉันใช้พลาสติก 18650 เซลล์/สเปเซอร์เพื่อประกอบเซลล์ 15 เซลล์ข้อดีหลักของการใช้ตัวยึดเซลล์นี้คือ

1. คุณสามารถสร้างแพ็คที่กำหนดเองได้ทุกขนาดตามความต้องการของคุณเช่นการแก้ปริศนา

2. ให้ช่องว่างระหว่างเซลล์ซึ่งทำให้อากาศบริสุทธิ์ผ่านและแบตเตอรี่จะเย็นลงได้อย่างง่ายดาย

3. ทำให้แบตเตอรี่ของคุณแข็งและเชื่อถือได้

4. ให้การสั่นสะเทือนอย่างปลอดภัยกับชุดแบตเตอรี่ของคุณ

ตอนนี้ถึงเวลาแล้วที่จะรู้ขั้นตอนการใช้ช่างเชื่อมจุด (ฉันกำลังพูดถึงช่างเชื่อมสปอตที่ฉันใช้ในโครงการนี้) จุดเชื่อมสปอตมีตัวเลือกการเชื่อมสามตัวเลือก: หัวเชื่อมคงที่หัวเชื่อมคงที่พร้อมสวิตช์เท้าปากกาเชื่อมจุดเชื่อมต่อกับสวิตช์เท้าฉันชอบที่จะใช้ตัวเลือกที่สองก่อนการเชื่อมคุณต้องเตรียมแถบนิกเกิลและการเชื่อม

ตัดแถบนิกเกิล:

วางแถบนิกเกิลของคุณที่ด้านบนของเซลล์ 5 (ขนาน) เพื่อให้แน่ใจว่ามันครอบคลุมขั้วของเซลล์ทั้งหมดทิ้งแถบส่วนเกิน 10 มม. สำหรับการเชื่อมต่อกับ BMS แล้วตัดมันสำหรับชุดการเชื่อมต่อแบบตัดแถบนิกเกิลขนาดเล็กดังแสดงในรูปคุณจะต้องใช้แถบยาวสี่แถบสำหรับการเชื่อมต่อแบบขนาน

เชื่อมต่อเทอร์มินัลเชิงลบกลุ่มคู่ขนานแรกเข้ากับขั้วบวกของกลุ่มที่สองจากนั้นขั้วลบของกลุ่มที่สองไปยังขั้วบวกของกลุ่มที่สาม

เชื่อมแถบแบตเตอรี่:

ช่างเชื่อมจุดนี้สามารถใช้ในการเชื่อมนิกเกิลบริสุทธิ์เช่นเดียวกับแถบเหล็กชุบนิกเกิลคุณต้องปรับจังหวะเชื่อมและลูกบิดปัจจุบันตามความหนาของแถบนิกเกิล

สำหรับแถบนิกเกิล 0.15 มม. กดปุ่มลูกบิดพัลส์ 4p และลูกบิดปัจจุบันไปที่ 4-5. มีความคล้ายคลึงกันสำหรับแถบนิกเกิล 0.2 มม. กดปุ่มชีพจร 4p, 6p และลูกบิดปัจจุบันถึง 7-8 ทำให้แน่ใจว่าปากกาเชื่อมจะถูกบีบอัดด้วยแถบนิกเกิล

การเชื่อมที่ประสบความสำเร็จ:

คุณสามารถตรวจสอบคุณภาพการเชื่อมได้โดยการดึงแถบนิกเกิล หากไม่ได้รับแรงกดดันจากมือหรือต้องใช้ความแข็งแรงมากมันก็เป็นการเชื่อมที่ดี หากคุณสามารถลอกออกได้อย่างง่ายดายคุณต้องเพิ่มกระแส

ความปลอดภัย :ก่อนที่จะเริ่มการเชื่อมจุดให้สวมแว่นตานิรภัยเสมอ

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ ที่จัดการชุดแบตเตอรี่ลิเธียม AA และฟังก์ชั่นหลักคือ

1. ตรวจสอบกลุ่มขนานทั้งหมดในชุดแบตเตอรี่และตัดการเชื่อมต่อออกจากแหล่งพลังงานอินพุตเมื่อชาร์จเต็ม (ใกล้ 4.2V)

2. ปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดของเซลล์อย่างเท่าเทียมกัน

3. ไม่อนุญาตให้แพ็คจาก - ปล่อยออกมา

พารามิเตอร์สำคัญสองประการที่จำเป็นในการซื้อ BMS คือ: i) จำนวนเซลล์ในซีรีส์ - เช่น 2S / 3S / 4S

ii) กระแสสูงสุดปล่อย - เช่น 10a /20a /25a /30a

สำหรับโครงการนี้ฉันได้ใช้ไฟล์บอร์ด 3S และ 25A BMS. นี่คือข้อกำหนดของ BMS นั้น:

ช่วงแรงดันไฟฟ้าเกิน: 4.25 ~ 4.35V ± 0.05V

ช่วงแรงดันไฟฟ้าเกิน: 2.3 ~ 3.0V ± 0.05V

กระแสการทำงานสูงสุด: 0 ~ 25a

อุณหภูมิการทำงาน: -40 องศา ~ +50 องศา

วิธีการเชื่อมต่อ?

เชื่อมต่อ BMS ดังที่แสดงในแผนภาพการเดินสาย BMS มีแผ่นบัดกรีสี่แผ่น: B -, B1, B2 และ B +. คุณต้องเชื่อมต่อบัสเทอร์มินัลเชิงลบกลุ่มแรกกับ B - และบัสเทอร์มินัลบวกกับ B1 ในทำนองเดียวกันบัสเทอร์มินัลเชิงลบกลุ่มที่สามไปยัง B2 และบัสเทอร์มินัลบวกไปยัง B +.

คุณสามารถมองเห็นแถบนิกเกิลไปยัง BMS หรือประสานกับแผ่น PCB ฉันชอบที่จะประสานแถบนิกเกิลกับ PCB เพื่อการเชื่อมต่อที่ทนทานก่อนใช้ฟลักซ์บัดกรีกับแผ่น PCB และปลายนิกเกิล

เครดิต :แผนภาพการเดินสายนำมาจากหน้าผลิตภัณฑ์ Banggood

ชุดแบตเตอรี่มีแถบนิกเกิลที่เปิดอยู่รอบ ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรโดยไม่ตั้งใจฉันออกแบบสิ่งที่แนบมาสำหรับมันฉันใช้ Autodesk Fusion 360 เพื่อออกแบบสิ่งที่แนบมาสำหรับชุดแบตเตอรี่ของฉัน สิ่งที่แนบมามีสองส่วน: ร่างกายหลักและฝาด้านบนคุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์. Stl ได้จากสิ่งที่หลากหลาย.

ฉันใช้ไฟล์CREALITY CR-10Sเครื่องพิมพ์ 3D และเส้นใย PLA สีเขียว 1.75 มม. เพื่อพิมพ์ชิ้นส่วน ฉันใช้เวลาประมาณ 6.5 ชั่วโมงในการพิมพ์ร่างหลักและประมาณ 1.2 ชั่วโมงในการพิมพ์ฝาด้านบน

การตั้งค่าของฉันคือ:

ความเร็วในการพิมพ์: ชั้น 70 มม./วินาที

ความสูง: 0.3

เติมความหนาแน่น: 100%

อุณหภูมิเครื่องอัดรีด: 205 Degc

อุณหภูมิเตียง: 65 Degc

โดยปกติแล้วแบตเตอรี่มาตรฐานจะมีเพียงสองขั้วสำหรับการเชื่อมต่อโหลดและชาร์จแบตเตอรี่จากนี้ฉันได้เพิ่มตัวบ่งชี้ระดับแบตเตอรี่เพื่อดูระดับแบตเตอรี่เมื่อต้องการฉันได้ใช้แจ็ค 5 มม. DC (12V/3A) สำหรับอินพุต/เอาต์พุตโมดูลตัวบ่งชี้ระดับแบตเตอรี่ 3S เพื่อดูสถานะแบตเตอรี่

ตอนนี้เราไปที่การเดินสายของส่วนประกอบกันเถอะ ฉันได้เตรียมแผนภาพการเดินสายแบบง่าย ๆ นี้สำหรับส่วนประกอบทั้งหมด มันค่อนข้างง่าย! เพื่อป้องกันชิ้นส่วนนำไฟฟ้าฉันใช้ท่อหดความร้อน

บันทึก :อย่าประสานสายไฟ (P+ และ P -) ไปยัง BMS ก่อนที่จะติดตั้งส่วนประกอบในตู้

ก่อนอื่นติดตั้งส่วนประกอบในช่องที่เกี่ยวข้องในตู้พิมพ์ 3 มิติคุณสามารถเห็นภาพด้านบน

บัดกรีบวก (ลวดสีแดง) จากแจ็ค DC และสวิตช์โยกไปที่ P+ ของ BMS สายลบจากแจ็ค DC และตัวบ่งชี้ระดับแบตเตอรี่ไปยัง P - ของ BMS

จากนั้นใช้กาวร้อนที่ฐานของช่องใส่แบตเตอรี่จากนั้นยึดแบตเตอรี่ไว้อย่างปลอดภัยดังนั้นจะมีที่นั่งอย่างแน่นหนาและป้องกันไม่ให้การเชื่อมต่อลวดสูญเสีย

ในที่สุดสกรูฝาด้านบนเข้าที่! ฉันใช้สกรู 3M x 10 เพื่อยึดฝาตอนนี้ชุดแบตเตอรี่พร้อมใช้งาน

การชาร์จแบตเตอรี่:

คุณสามารถชาร์จชุดแบตเตอรี่ได้ด้วยอะแดปเตอร์ 12.6V DC เช่นนี้. หวังว่าคุณจะสนุกกับการอ่านเกี่ยวกับโครงการของฉันมากเท่าที่ฉันสนุกกับการสร้างมันถ้าคุณกำลังคิดที่จะทำของคุณเองฉันจะสนับสนุนให้คุณทำเช่นนั้นคุณจะได้เรียนรู้มากมาย หากคุณมีคำแนะนำสำหรับการปรับปรุงโปรดแสดงความคิดเห็นด้านล่าง