DIY 4S litiumbatterypak met BMS: 6 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Ek het meer as een handleiding of handleiding oor litiumioonbatterye en batterye gekyk en gelees, maar ek het nie regtig een gesien wat u baie besonderhede gee nie. As 'n nuweling het ek gesukkel om goeie antwoorde te vind, en baie hiervan was proef en fout (en vonke).

Toe ek besluit om 'n battery uit 18650 litiumioonselle vir 'n projek te bou, het ek my ou skootrekenaarbattery uitmekaar gehaal, die batterye uitgehaal, saam met metaalstroke in 'n battery gesoldeer. Ek het egter met my eerste poging geleer dat dit nie so maklik was nie. Litiumioonbatterye is nie soos nikkelmetaalhidried-, loodsuur- of nikkelkadmiumbatterye nie. Hulle is sensitief vir oorlading, oorlaai en kortsluitings, en het spesiale sorg nodig om te voorkom dat hulle oorverhit, smelt of ontplof.

Waarom dit gebruik? Hulle is baie goed vir projekte omdat hulle 'n hoër spanning as ander chemikalieë het en baie energie bevat, wat beteken dat u minder daarvan kan gebruik as as u nikkelmetaalhidried of nikkelkadmiumselle gebruik (slegs 1,2 volt). Om hierdie rede word batterybatterye en elektriese voertuigbatterye uit litiumioonselle gemaak. Hulle kom in alle vorms en groottes en hoedanighede. Selle van hoë gehalte kan hoë ontladingsyfers van meer as 20 ampère weerstaan, en werk goed in verskeie selkonfigurasies. U kan dit ook goedkoop of gratis kry as u rondkyk, want byna elke skootrekenaar bevat 'n litiumioonbattery wat mense soms weggooi omdat dit 'dood' is, maar daar kan nog baie lewens oorbly.

Ek bou 'n 4S2P -pak met 4 selle in serie en 2 parallel vir 8 selle. Dit gee u 'n vollaaispanning van 16,8 volt, 'n nominale 14,8 volt en 'n ontlading van 12 volt, en die kapasiteit van die serieselle verdubbel. Dit het ook 'n batterybestuurstelsel wat nodig is om die selle te beskerm en te laat werk. Ek kon hierdie projek voltooi vir ongeveer $ 20 dollar. Boonop het ek dit reggekry!

So, laat ons begin! Skakels na die materiaal wat ek gebruik het, sal ingesluit word.

Stap 1: Materiaal, gereedskap en veiligheid

Litiumioonselle is redelik onskadelik, maar u moet 'n paar voorsorgmaatreëls tref. Vermy dit om hulle te kort, en wees versigtig met die soldeerbout en die gereedskap.

Vir die gereedskap benodig u 'n soldeerbout van ten minste 30 watt, 'n digitale multimeter, mes- of draadstroppers, sysnyers of spoelsnyers.

Vervolgens 'n soldeer van goeie gehalte soos hierdie: https://www.ebay.com/itm/Kester-44-Rosin-Core-Sold… Dit is een van die beste wat u kan kry vir elektronika.

Die ander nodige items is natuurlik 'n paar 18650 litiumionbatterye, 'n ou skootrekenaarpakket, of 'n paar soos hierdie:

Suiwer nikkelstroke soos hierdie:

'N Batterybestuurstelsel/-bord:

4S-balansproppe:

Dekane T-tipe verbindings (of XT60-verbindings):

Balanseer laaier om die battery te laai:

Ander items was 18 gauge (1,02 mm deursnee), 26 gauge (.40 mm deursnee) tot 24 gauge (.51 mm) draad, maskeerband en of elektriese band of krimpfolie.

Stap 2: Die batterye

Eerstens benodig u 'n aantal litiumioonbatterye van 18650. Omdat ek dit goedkoop doen, het ek na ou skootrekenaarbatterye gesoek en 'n 9-sel Dell-pak by die tweedehandse depot gekry vir minder as $ 3. Hierdie pakket bestaan uit 'n paar goeie kwaliteit rooi Sanyo -handelsmerke. Ek het die gegewens nagegaan, en hulle is redelik standaard met 'n kapasiteit van 2200 mAh en is geskik vir 'n ontlaadstroom van 4 ampère. Nie sleg nie. Ja, hulle was redelik dood (minder as 2 volt elke sel), maar ek kon hulle laat herleef. Ek maak nog 'n instruksies wat u vertel hoe u dit moet doen. U kan splinternuwe selle op eBay of Amazon koop, maar dit kan duur wees vir die goeie handelsmerke. Bly weg van diegene met 'n kapasiteit van 5000 of 9800 mAh. Dit is waarskynlik naammerke wat nie kwaliteitsbeheertoetse in die fabriek gedruip het nie en moontlik 1000 of selfs 900 mAh kapasiteit het. Hulle word hermerk en teen 'n afslag herverkoop. As u 'n ou skootrekenaarbattery gebruik het, moet u die ou verbindings van die terminale verwyder. Gebruik die sysnyers om dit te doen.

Stap 3: Verbind die selle

Vervolgens het u 'n manier nodig om die selle bymekaar te hou. U kan staal soldeerboute of nikkelstroke gebruik. Ek gebruik suiwer nikkelstroke, nie staal wat vernikkeld is nie, want by hoë stroomaftrekkings het staal 'n hoër weerstand as nikkel, wat hitte kan opbou. Ek soldeer dit aan die selle. Dit is nie die aanbevole manier nie, want as u die soldeerbout te lank op die sel hou, sal dit die sel beskadig en die kapasiteit daarvan verloor. Die beste manier is om 'n doelgemaakte spotlasser soos hierdie te gebruik:

Terselfdertyd is soldeer goed, tensy u baie batterye maak en dit kan regverdig om $ 200 of meer te bestee. Wees net versigtig.

Vir die soldeerbout beveel ek ten minste 'n yster van 30 watt en 'n goeie soldeer aan. Goeie soldeer is van kritieke belang. Moenie loodvrye soldeersel hiervoor gebruik nie, want dit het 'n hoër smelttemperatuur. 'N Swakker soldeerbout word ook nie warm genoeg om die selle behoorlik aan die nikkelstroke te heg nie.

Om die battery te bou, neem ons 4 selle in serie en voeg 'n parallelle sel by, dus het ons die dubbele spanning en kapasiteit per sel. Sien die diagram hierbo om te sien hoe u die selle kan verbind. Die enigste beperkende faktor is dat alle selle identies moet wees. Selfs met die BMS sou ongelyke kapasiteite veroorsaak dat een sel ongelyk laai en ontlaai, en dit kan veroorsaak dat die sel en die ander vinniger misluk. Daarom is dit goed om skootrekenaarbatterye te gebruik, aangesien dit altyd saam gebruik is.

Om die selle te soldeer, versterk die positiewe en negatiewe terminale van die selle en dien 'n klein hoeveelheid soldeer toe. Rangskik dan die selle in die regte volgorde vir die reeks/parallelle verbinding, soos in die diagramme getoon. Hiervoor het ek die selle met maskeerband vasgeplak, maar u kan ook afstandhouers van die battery gebruik.

Sny die nikkelstroke op die regte lengte om die selle aan mekaar te verbind. Ek het 'n paar sysnyers hiervoor gebruik, maar bliksnitte of plaatmetaalknipsels werk ook. Smeer soldeer aan elke kant van die strook en soldeer die strook aan die batteryklemme. Moenie die soldeerbout te lank hou nie, net genoeg om die soldeer te smelt. Ek het die selle vasgeplak voordat ek die finale verbindings gesoldeer het om dit reguit te hou.

Stap 4: BMS Board en Balance Connections

Om die meeste uit die battery te haal en te voorkom dat dit voortydig misluk, moet u 'n manier byvoeg om seker te maak dat dit goed beskerm en gelaai is. Litiumioon- of polimeer selle moet beskerm word teen onder- of oorontlading, wat baie erg kan wees. Dit word gedoen deur 'n batterybestuurstelsel/-bord, of BMS. Dit is 'n toestel wat batterybeskerming kombineer vir veelvuldige selbatterye, soos ons bou. Dit word kortliks 'n batterybestuurstelsel of BMS genoem. Dit is 'n toestel wat die selle beskerm teen oor- en onderontlading, stroompieke en kortsluitings. Daar is baie verskillende soorte en konfigurasies van BMS -borde vir verskillende selreëlings en toepassings. Ek gebruik 'n 4S BMS -bord met 'n werkstroom van 10 ampère, wat goed is vir my toepassing (100 watt LED -flitslig).

Dit is maklik om dit aan te sluit. Sodra ons battery aanmekaar gesoldeer is, moet ons die spanning oor die serieselle met 'n multimeter meet. U moet 14,8 volt vir batterypositief, 3,7 volt, 7,4 volt en 11,1 volt hê. Daar is 5 verbindings vir 'n 4S -balansprop: een vir batterypositief of sel #4, een vir negatief, sel #1, sel #2 en sel #3. Meet dit deur die negatiewe sonde aan die negatiewe kant van die verpakking te plaas en oor die verbindings te meet. Sodra hulle almal ooreenstem, kan u die balansdrade van elke verbinding aan die korrekte pads op die BMS soldeer.

Ek het 26 maatdraad (0,40 mm deursnee) vir die balansverbindings gebruik, en 18 gauge (1,02 mm deursnee) vir die battery +/- en laai-uitsette, aangesien dit amper 10 ampère stroom sal hanteer. U kan kleiner draad gebruik vir die balansverbindings, aangesien dit amper geen stroom hanteer nie, net die onderskeie spanning van die verbindings. Ek sou egter nie onder die 26 -meter gaan nie. Sodra u die pakkie gekoppel het, kan u die balansstekker aan die korrekte battery -uitsette koppel.

Stap 5: Saldo laai

Noudat ons alles verbind het, kan ons ons pak aan die laaier koppel en seker maak dat dit laai. Dit is hoe u sal weet of u verbindings verkeerd is, want u laaier laai nie en waarsku u vir verkeerde spanningsaansluitings nie.

Om mee te begin, benodig ons 'n balanslaaier vir litiumbatterye. Geen ander laaier werk hiervoor nie, want dit moet 'n balansmodus hê! Ek gebruik 'n Chinese kloon van die SkyRC iMax B6. Nee, dit is nie die regte saak nie, maar ek het gevind dat die kopie goed werk. Koppel die battery positief en negatief aan die laaier. My laaier het piesangproppe met 'n Deans T-tipe aansluiting wat met verskillende verbindings verbind kan word. U kan krokodilleklemme of draad in 'n laaiprop gebruik, soos 'n Deans of XT60. Ek gebruik 'n Deans -aansluiting en verbind dit met die uitsette op die balansbord. Maak seker dat u die laaier hier aansluit, want die BMS benodig 'n 12,6 volt sein om homself te aktiveer. As u van plan is om 'n verwyderbare battery te wees, moet u die uitvoer na die aansluiting van u toestel koppel. Ek bedrieg myne met graafverbindings en 'n Deans -prop, want dit sal meestal permanent op my projek gemonteer word.

Jou laaier kan anders wees, maar dit is hoe dit werk vir byna elke kloon van die SkyRC iMax B6 -laaier. Steek die balanskabel in die 4S -aansluiting op die laaier. Dit gaan slegs op een manier en word gekenmerk deur die positiewe en negatiewe sye van die battery. Koppel die laaierkabel en stel die laaimodus op "Balans". Maak seker dat die laaier ook in die modus "4S" is. Omdat dit 'n 4400 mAh -pak is, wil ek die laadstroom op 1/2 of minder van die maksimum stroomwaarde stel, dus 2 tot 2,2 ampère. Ek gebruik 1.5 omdat dit 'n toets is. Hierdie batterye is amper vol gelaai, so die spanning is hoog. As dit werk, moet u die 4 -reeks selle ewe veel laai, binne 0,1 tot 0,2 volt van mekaar. As die laai klaar is, moet al die selle op dieselfde spanning wees, wat 4,2 volt is. Die pak moet 'n vollaaispanning van 16,8 volt lees. As dit by die nominale spanning is, is dit 14,8 volt (3,7 volt per sel). As u dit vir die eerste keer laai, begin dan met 'n lae stroominstelling vir die eerste lading en verhoog dit dan wanneer u dit weer laai.

Stap 6: Gevolgtrekking

Dis dit! U het 'n funksionele en betroubare litiumioonbattery gemaak wat soortgelyk is aan 'n 4S 5000 mAh LiPo -pak vir 'n fraksie van die koste! Ja, u benodig 'n laaier, maar as u 'n ou skootrekenaarbattery het, 'n draad, laaiproppie en soldeerboute, hoef u net die BMS aan die gang te kry, wat ongeveer $ 10 dollar of minder kos as u dit koop Sjina. Dit het my ongeveer $ 24 dollar gekos. Dit sou selfs goedkoper wees as ek dit alles uit China kry, maar ek wou nie 'n maand wag vir die onderdele om hier te kom nie! Ek het al die laaier, soldeerbout, multimeter, soldeer, gereedskap en drade gehad, so al wat ek moes koop was:

Laptop battery

BMS bord

Balansproppe

Nikkel stroke

Dit was goedkoper as om 'n LiPo -pak te koop en was meer prakties omdat ek iets nodig gehad het om in my projek te pas. Boonop is dit lekker en ek het baie geleer om dit te doen!

Ek hoop dat u van hierdie gids hou en bowenal dat ek meer weet as wat u gedoen het voordat u dit gelees het. Dit is my eerste poging, so lewer kommentaar en laat weet hoe ek dit gedoen het, of dit kan beter wees vir die toekoms! Dankie vir die lees!