შედუღებული ლითიუმის ბატარეის პაკეტი: 8 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

თუ ელექტრონიკაში ხართ დაკავებული, საერთო გამოწვევა, რომლის გადალახვა იქნება, არის შესაბამისი ენერგიის წყაროს პოვნა. ეს განსაკუთრებით ეხება ყველა პორტატულ მოწყობილობას/პროექტს, რომლის აშენებაც გსურთ და იქ, სავარაუდოდ, ბატარეა იქნება თქვენი საუკეთესო ფსონი იმ ენერგიის წყაროსთვის. თუ თქვენ აშენებთ დაბალი სიმძლავრის მოწყობილობას, მაშინ არჩევანის უამრავი ვარიანტი გაქვთ, მაგრამ თუ თქვენი პროექტი ენერგიის მშიერი პატარა ხარვეზია, მაშინ შესაძლოა ლითიუმის ბატარეებით შემოიფარგლოთ. მრავალი თვალსაზრისით ლითიუმის ბატარეები მშვენიერი საჩუქარია კაცობრიობისთვის ჭკვიანი ბატარეის მეცნიერი ხალხისგან და მე მადლობელი ვარ ამ საჩუქრებისთვის.

ბატარეის პაკეტები საჭიროა პროდუქციის მთელ ასორტიმენტზე მაღალი სიმძლავრის მოთხოვნებით. ეს შეიძლება იყოს პორტატული დინამიკები, ელექტრონული ველოსიპედები, ელექტრო სკეიტბორდები, დენის ბანკები, ფანრები, RC მოწყობილობები და მრავალი სხვა.

ამ ბატარეების ერთადერთი პრობლემა (მთლიანად იგნორირება მათი დატენვის/გამონადენის სიმძიმეზე და მიდრეკილება ცეცხლში ადიდდეს არასწორი მოპყრობისას) არის ის, რომ ისინი საკმაოდ ძვირია ბატარეების სხვა დაბალი ტექნოლოგიების შედარებით. ასე რომ, თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ თქვენი საკუთარი ბატარეის პაკეტები იაფად, არის დიდი ხელშემწყობი სერიოზული პროექტებისთვის.

საბედნიეროდ ჩვენთვის ლითიუმის ბატარეები იმდენად პოპულარულია, რომ ისინი ჩვენს გარშემო არიან. ამ ინსტრუქციაში მე გაგიმხელთ 18650 ლითიუმის ბატარეებიდან თქვენი საკუთარი ბატარეის შექმნის პროცესში, ძველი ლაპტოპებიდან ამოღებული, რომლითაც შეგიძლიათ გამოიყენოთ თქვენი ენერგიის მშიერი პროექტები.

ნაბიჯი 1: რატომ არის ეს ინსტრუქციული?

რა განასხვავებს ამ ინსტრუქციას ბატარეის პაკეტის მშენებლობის მრავალი სხვა ინსტრუქციისგან? კარგად, მე შევამჩნიე, რომ როდესაც ვეძებ ბატარეის პაკეტის შექმნის გზას, ჩვეულებრივ მოცემულია ორი ვარიანტი. ეს არის უჯრედების შედუღება ლაქების შემდუღებელთან ერთად ან უჯრედების ერთმანეთთან შესაკრავად. ზედმეტი დეტალების შესწავლის გარეშე, რა თქმა უნდა, არსებობს ამ ვარიანტების დადებითი და უარყოფითი მხარეები. ადგილზე შედუღების პროფესიონალი ის არის, რომ ის იძლევა საიმედო კავშირს ბატარეის მცირე დაზიანებით. ამასთან, წინააღმდეგობა ის არის, რომ ის მოითხოვს ადგილზე შემდუღებელს, რაც შეიძლება საკმაოდ ძვირი იყოს. შედუღება გაცილებით იაფია და შექმნის უკეთეს კავშირს, მაგრამ ბატარეის დაზიანების ფასად უჯრედში სითბოს გადაცემის გამო. ორივე ამ მეთოდის კიდევ ერთი ნაკლი არის ის, რომ ისინი საკმაოდ მუდმივია და მოითხოვს ბატარეების კონფიგურაციის ცვლილებების შესატანად ჩანართების ჩამოსხმას ან მოჭრას. ასე რომ, მე ვარჩევ მესამე ვარიანტს, რომელიც არის შედუღებული და პოტენციურად გამყიდველი ბატარეის პაკეტი.

მე დავამუშავე ეს მოდულის უჯრედის დამჭერები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ნებისმიერი ქსელის ზომის ბატარეის პაკეტი ძვირადღირებული შემდუღებლების გამოყენების გარეშე, ბატარეების დაზიანების გარეშე და ბატარეის პაკეტის ხელახალი კონფიგურაციის ან თავისუფლად შეცვლის თავისუფლებით ნებისმიერ დროს.

ნაბიჯი 2: პასუხისმგებლობის უარყოფა

სანამ დავიწყებთ, უნდა გაცნობოთ, რომ ლითიუმის ბატარეები, რაც არ უნდა მშვენიერი იყოს ისინი, საკმაოდ საშიშია, თუ მათ სწორად არ იყენებთ. ეს არის ბატარეების ფიფქები და აფეთქდება/ააფეთქებს ჯოჯოხეთურ ცეცხლს, თუ ცუდად ექცევით, ჩამოაგდებთ თქვენს პროექტს, მანქანას, სახლს ან რაც შეიძლება აალებადი იყოს მის ხელთ. ამ ბატარეების მაღალი ენერგეტიკული შემცველობა ასევე შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული ზიანი, თუ მოკლედ მოხდება. მე არ ვიღებ პასუხისმგებლობას რაიმე დაზიანებულ ქონებაზე, ცოცხალ არსებაზე ან სულიერ/ფსიქიკურ ერთეულზე, იმის გამო, რომ რაღაც არასწორია ამ ინსტრუქციის შესაბამისად. თქვენ უნდა გააკეთოთ ეს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ გაქვთ ლითიუმის ბატარეების ადექვატური ცოდნა და მიიღეთ აუცილებელი ზომები.

მოკლედ, თქვენ აკეთებთ ამას თქვენივე რისკით და მე არ ვიღებ პასუხისმგებლობას არაფერში, რამაც შეიძლება ხელი შეუშალოს ამას. თუ არაფრის გარისკვა არ გინდათ, მე გირჩევთ შეიძინოთ პროფესიონალების მიერ დამზადებული მზა პაკეტი.

შეზღუდვები:

ინსტრუქცია აქ ძირითადად ფოკუსირდება დაუცველი ბატარეის შეფუთვის შექმნაზე, შესაბამისად არ იქნება გათვალისწინებული რაიმე სახის BMS ან უსაფრთხოების სხვა ზომები, რაც მოგვცემს საშუალებას გამოვიყენოთ ბატარეის უსაფრთხოება უსაფრთხოდ. ეს დარჩა ვისაც უნდა, რომ ააშენოს ეს მოსაგვარებლად.

ნაბიჯი 3: 18650 ბატარეის უჯრედების წყარო

თუ თქვენ უკვე გაქვთ 18650 ბატარეა და თქვენ უბრალოდ დაინტერესებული ხართ ბატარეის პაკეტის შექმნის პროცესით, მაშინ შეგიძლიათ გადახვიდეთ "პაკეტის მშენებლობის" საფეხურზე.

ერთ -ერთი ყველაზე გავრცელებული ტიპის ბატარეა, რომელსაც თქვენ შეხვდებით იქნება 18650 ბატარეა (ამიერიდან უჯრედი), რომელიც არის ლეპტოპებში ყველაზე ხშირად გამოყენებული ბატარეის ტიპი. (ფაქტი, 18650 რეალურად აღწერს უჯრედის ზომას, რომელიც არის 18 მმ დიამეტრი და 65.0 მმ სიგრძე). რა თქმა უნდა, არსებობს სხვა უჯრედები, როგორიცაა 21700 და 26650, მაგრამ მათი პოპულარობის გამო ეს ინსტრუქცია მხოლოდ 18650 უჯრედის ტიპზე იქნება ორიენტირებული.

უფასო 18650 – ის მოგების მთავარი წყარო უდავოდ ძველი ლეპტოპებია. ეს ჩვეულებრივ იკავებს 6-9 უჯრედს, რაც დამოკიდებულია ლეპტოპის ტიპზე. ლეპტოპის ცუდი ბატარეების შემთხვევაშიც კი არის შანსი, რომ ზოგიერთი უჯრედი ცუდი იყოს, დანარჩენი კი გამოსაყენებელი. უჯრედების მისაღებად სხვა ადგილებია ელექტრონული ველოსიპედის ბატარეის პაკეტებიდან, დენის ბანკებიდან და ასევე ონლაინ მაღაზიებიდან, როგორიცაა eBay და amazon, თუმცა ეს რა თქმა უნდა უფასო არ იქნება.

ლეპტოპის ბატარეის ხელში ჩაგდების დროა მისი გახსნა. სიფრთხილე, რადგან თქვენ არ გსურთ რომელიმე ბატარეის გაფუჭება ან გათიშვა. ჩემი რეკომენდაციაა გამოიყენო პლასტიკური ინსტრუმენტი მომაჯადოებელი ნაწილისთვის. თუ თქვენ კვლავ იყენებთ ლითონის საგანს, როგორც ხრახნიანი, დარწმუნდით, რომ ამას აკეთებთ ნაზად, რათა არ გამოიწვიოს რაიმე უბედური შემთხვევა.

როდესაც თქვენ გაქვთ თქვენი უჯრედები, დროა შეამოწმოთ მათი სიმძლავრე. ამისათვის მე გირჩევთ გამოიყენოთ ბატარეის დამტენი/ტესტერი, როგორიცაა OPUS BT-C3100 (შვილობილი ბმული). ეს მოსახერხებელი პატარა მოწყობილობები დაგიტენავთ/გადმოტვირთავთ, შეამოწმებენ და შეინარჩუნებენ თქვენს ლითიუმის უჯრედებს თქვენთვის, რაც შესანიშნავია თუ თქვენ გეგმავთ ლითიუმის უჯრედების გამოყენებას პროექტებისთვის.

ნაბიჯი 4: ბატარეის პაკეტები

ბატარეის პაკეტები აგებულია ორი ძირითადი მიზეზის გამო: ძაბვის გაზრდა ან/და ტევადობის გაზრდა. უჯრედი არის ინდივიდუალური ბატარეა პაკეტში და როდესაც უჯრედები სერიულად არის დაკავშირებული, ძაბვა ემატება. როდესაც უჯრედები პარალელურად მავთულხლართდება, უჯრედების ტევადობა ემატება სამაგიეროდ უფრო მაღალი სიმძლავრის ბატარეის იმიტაციას. ბატარეის პაკეტის კონფიგურაცია ჩვეულებრივ აღწერილია როგორც XsYp, სადაც X მიუთითებს სერიის უჯრედების რაოდენობაზე და Y, პარალელურად უჯრედების რაოდენობაზე. მათი გამრავლებით ჩვენ ვიღებთ ჩვენი პაკეტისთვის საჭირო უჯრედების საერთო რაოდენობას.

ტიპიური 18650 ძაბვის დიაპაზონი 4.2 ვ -დან V 2.5 ვ -მდეა და ასე რომ, თუ თქვენ გინდათ 12 ვ ბატარეის პაკეტი, რომელიც აკავშირებს 3 უჯრედის სერიას 3s1p, მისცემს 12.6 ვ სრულად დამუხტვას და 7.5 ვ -მდე სრულიად ცარიელს (თუმცა არ არის რეკომენდებული განთავისუფლდეს უჯრედები 3V ქვემოთ).

უჯრედებში მოცულობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება მოდელსა და მწარმოებელს შორის. მაგრამ მე გამოვცადე დიდი რაოდენობით ბატარეები, ლეპტოპის გამოყენებული ბატარეების სავარაუდო სიმძლავრე მერყეობს 2000mAh– დან 3000mAh– მდე. რა თქმა უნდა, თქვენ ნახავთ ბატარეებს იმაზე დაბალი ტევადობით ვიდრე ეს და ის, რასაც მე საერთოდ ვყრი.

დავუშვათ, რომ გსურთ შექმნათ 10000 mAh სიმძლავრის დენის ბანკი და თქვენ გაქვთ 2000 mAh უჯრედი… მაშინ, თქვენ მიხვდით, რომ თქვენ დაგჭირდებათ ხუთი მათგანის დაკავშირება პარალელურად 1s5p კონფიგურაციით, რომ მიიღოთ 10000 mAh და რა თქმა უნდა DC-DC რეგულატორი 5V- მდე მისასვლელად.

თუ თქვენ, მაგალითად, გინდოდათ 12V და მინიმუმ 10000mAh, მაშინ კონფიგურაცია იქნება 3s5p და ეს ნიშნავს, რომ უჯრედების საჭირო რაოდენობა იქნება 15 ამ პაკეტის შესაქმნელად.

ბატარეის საკუთარი პაკეტის შექმნა მართლაც ძალიან სასარგებლოა და ინტერნეტში ინტერნეტში უამრავი ტონა საკითხავი მასალაა. ასე რომ, თუ თქვენ ახალი ხართ პაკეტების შექმნისას, გირჩევთ ჩაატაროთ კვლევა, რადგან ეს ინსტრუქცია არ მოგაწვდით ყველა დეტალს ბატარეის პაკეტებისა და მათი შეზღუდვების შესახებ. მინიშნებები რამდენიმე საკითხის მოსაძებნად არის მიმდინარე გათამაშება და მიმდინარე გაყოფა, BMS, ბალანსის დატენვა, ძაბვის ვარდნა, ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა, ჩანართების ზომები, ბატარეის ქიმია და თერმული გაქცევა.

ნაბიჯი 5: შექმენით პაკეტი

არსებობს რამდენიმე რამ, რაც დაგვჭირდება ამ ბატარეის შესაქმნელად.

ბატარეის პაკეტის შექმნის პირველი ნაბიჯი არის გადაწყვიტოთ რა კონფიგურაცია გსურთ/გჭირდებათ. ამას წყვეტს ძაბვა, სიმძლავრე და მიმდინარე მოთხოვნები. ამ ინსტრუქციურად ჩვენ შევქმნით 3s2p ბატარეის პაკეტს, რომელიც უნდა გამოიწვიოს 12V 4-5000mAh ბატარეა.

ვინაიდან ჩვენ დავბეჭდავთ ჩვენი უჯრედის მფლობელებს, 3D პრინტერი წარმოუდგენლად სასარგებლო იქნება. ასე რომ, ეს ის ნაწილია, სადაც თქვენ უნდა ამოიღოთ 3D პრინტერი თქვენი უკანა ჯიბიდან ან სთხოვოთ მეგობარს პრინტერთან ერთად, რომელიც დაგეხმარებათ. ეს უჯრედის დამჭერები საკმაოდ მცირეა, ამიტომ მათი ტოლერანტობის სათანადო ტოლერანტობის მისაღებად მე გირჩევთ გამოიყენოთ 0.4 მმ ან ნაკლები ზომის საქშენები. STL და მოდელის ფაილები შეგიძლიათ იხილოთ ქვემოთ მოცემულ ბმულზე, სადაც ასევე ნახავთ ბეჭდვის ინსტრუქციას.

საბურღი შეიძლება ასევე დაგჭირდეთ შეკრების მეთოდის არჩევის მიხედვით (მეტი ამის შესახებ მოგვიანებით სლაიდებში)

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, შედუღება არ იქნება საჭირო და შედუღება იქნება სურვილისამებრ. გამაგრილებელი რკინის ძირითადი გამოყენება იქნება ბატარეის ნაკრებთან მიერთება. თუმცა ამის თავიდან აცილება შესაძლებელია მავთულხლართებზე ბეჭდის ტერმინალების გამოყენებით ან უბრალოდ ჩანართებით იმოქმედოს როგორც წამყვანი და იგნორირება მოახდინოს უჯრედების ცალკეულმა ლიდერებმა (დაბალანსებული ლიდერები).

ბმული stl ფაილებთან: STL ფაილები

ნაბიჯი 6: საჭირო ნაწილები

დაბეჭდეთ იმდენი დამჭერი, რამდენიც საჭიროა თქვენი პაკეტისთვის და დაიწყეთ საჭირო სხვა ნაწილების მოპოვება. ამ შესაქმნელად ჩვენ დაგვჭირდება დაბეჭდვა სულ ექვსი უჯრედის დამჭერი. ასევე დაბეჭდეთ დანართი, სახურავი და სურვილისამებრ საყრდენი, როგორც დანართი გახდის ბატარეის პაკეტს ბევრად გამძლე და საიმედო.

ნაწილების სია:

• ნიკელის ჩანართი (მაქსიმალური სიგანე 7, 5 მმ)
• 2x M5 ხრახნი (სიგრძე მინიმუმ 100 მმ)
• 2x M5 ფრთები
• 12x M3 ხრახნები და თხილი*
• ტერმინალური ლიდერი (წითელი და შავი)
• ლიდერების დაბალანსება*

*არჩევითი ნაწილი

ნაბიჯი 7: შეაგროვეთ პაკეტი

როდესაც თქვენ გაქვთ ყველა ნაწილი, დროა შეაგროვოთ პაკეტი და ეს საკმაოდ მარტივია, რადგან დაბეჭდილი უჯრედის დამჭერები შეიძლება ერთმანეთზე შემოიჭრას საჭირო პაკეტის ზომის შესაქმნელად.

უჯრედის დამჭერები შექმნილია ისე, რომ მათი გამოყენების მრავალი გზა არსებობს ბატარეის პაკეტის შესაქმნელად.

1. პირველი ვარიანტი არის უჯრედების დამჭერის მეშვეობით ჩანართების გადატანა მრავალ უჯრედის დასაკავშირებლად. დამჭერები შექმნილია გარკვეული გამჭვირვალეობით, რამაც უნდა უზრუნველყოს ბატარეის უჯრედთან სათანადო კონტაქტი.
2. მეორე ვარიანტი არის M3 ხრახნების გამოყენება როგორც ტერმინალის კონტაქტები და გამკაცრდეს ჩანართები ხრახნებზე თხილით. ამისათვის შეიძლება სასარგებლო იყოს ჩანართებში ხვრელების გაბურღვა, რათა მოხდეს M3 ხრახნების გავლა. მე მოვიყვანე ჟიგი, რომელიც ხელს შეუწყობს ინტერვალით ამ ხვრელების ბურღვისას. გონივრული იქნება ნეილონის თხილი ან ლოქტიტის გამოყენება, რათა თავიდან აიცილოთ თხილი, თუ ბატარეა გაუძლებს ვიბრაციებს.

ლიდერებისა და მავთულის ნებისმიერი შედუღება (მაგ. ლიდების დაბალანსება) და ჩანართების დამაკავშირებელი (სერიული კავშირების შესაქმნელად) უნდა გაკეთდეს ამ ეტაპზე, დარწმუნდით, რომ სწორი ჩანართები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული.

მას შემდეგ, რაც პირველი ნაწილი (დავარქვათ მას ქვედა ნაწილი) დასრულდა და სათანადო ტყვიის მავთულები შეკრული/დამაგრებულია, ის შეიძლება განთავსდეს შიგთავსის ბოლოში. ეს იქნება მჭიდრო მორგება. ეს მიზნად ისახავს შექმნას ძლიერი პაკეტი და შეამციროს ყოველგვარი ზედმეტი ხმაური პაკეტში.

ჩადეთ ბატარეები, დარწმუნდით, რომ ყველა პარალელური წყვილი ერთნაირი ძაბვის დონეზეა და რომ უჯრედებს აქვთ მსგავსი ტევადობა. სერიული კავშირის შესაქმნელად უჯრედის წყვილი უნდა იყოს მიმართული ალტერნატიული მიმართულებით, რაც იმას ნიშნავს, რომ შუა წყვილი სხვა ორი წყვილის საპირისპიროდ უნდა იყოს მიმართული.

ჩადეთ უჯრედის ზედა დამჭერები პაკეტში. ამ ნაბიჯს შეიძლება დასჭირდეს ჭიკჭიკი და ჩხუბი, რათა ყველა უჯრედი სწორად იყოს მორგებული ზედა საყრდენზე.

ᲛᲜᲘᲨᲕᲜᲔᲚᲝᲕᲐᲜᲘ!

• აბსოლუტურად დარწმუნდით, რომ თქვენ სწორად პოულობთ უჯრედების პოლარობას და ორიენტაციას, წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ რისკავთ უჯრედების შემცირებას და ამით მათი სრული პოტენციალის გამოვლენას, რაც იშვიათად კარგია.
• ძველი ლეპტოპის ბატარეებიდან ან სხვა ელექტრონული მოწყობილობებიდან ამოღებული უჯრედების გამოყენებისას, დარწმუნდით, რომ ამოიღეთ ყველა სტიკერი, წებოს ნარჩენები ან სხვა ყველაფერი, რაც შეიძლება იყოს უჯრედზე, ფრთხილად იყავით, რომ არ ამოიღოთ შეკუმშვის გარსი. თქვენ გნებავთ, რომ უჯრედი თავისუფლად მოძრაობდეს უჯრედის მფლობელში ტერმინალების კარგი კონტაქტის უზრუნველსაყოფად.

ნაბიჯი 8: შეამოწმეთ პაკეტი

ხრახნიანი სახურავი ნაზად და voila! თქვენ იმედია გაქვთ სამუშაო ბატარეის პაკეტი. რა თქმა უნდა, ახლა დროა ამოიღოთ თქვენი მულტიმეტრი და შეამოწმოთ პაკეტი, რომ ის აწვდის მოსალოდნელ ძაბვას.

როგორც სურათებზე ჩანს მე შევქმენი რამდენიმე ბატარეა ამ დამჭერებით და უნდა ვთქვა, რომ ისინი მართლაც შესანიშნავია. ახლა უკვე შესაძლებელია პაკეტების შექმნა, სადაც შეგიძლიათ მარტივად გაცვალოთ ცუდი უჯრედები, შეცვალოთ კონფიგურაცია და დატენოთ უჯრედები ინდივიდუალურად.

თუმცა არის რაღაცეები, რაც აღსანიშნავია პაკეტების მშენებლობის ამ ხერხის შესახებ. ვინაიდან კავშირი არ არის დაკავშირებული უჯრედებთან, განსაკუთრებული სიფრთხილეა საჭირო იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ყველა უჯრედი ახორციელებს სათანადო კონტაქტს. თუ უჯრედები არ აკეთებენ სათანადო კონტაქტს, ნაპერწკლები შეიძლება წარმოიშვას, რადგან ბატარეები არათანაბრად იშლება. კიდევ ერთი რამ უნდა გვახსოვდეს, რომ ეს გამოსავალი გამოიწვევს ნაკლებად კომპაქტურ ბატარეას, ვიდრე შედუღებასთან ერთად. მესამე ნაკლი ის არის, რომ მიუხედავად იმისა, რომ მოდულური კონსტრუქცია მას მოქნილს ხდის, თქვენ მაინც შემოიფარგლებით ქსელის შაბლონის კონფიგურაციით და ბატარეის პაკეტის ფორმის მორგება უფრო რთულდება.

მაგრამ თუ ზემოთ ჩამოთვლილი არცერთი ნაკლი არ შეგაწუხებთ, გილოცავთ ინსტრუქტაჟების გავლისთვის და გექნებათ შესაძლებლობა, გადაჭრათ თქვენი მომავალი ძალაუფლების ყველა გამოწვევა.

დაიმახსოვრეთ, რომ ლითიუმის ბატარეების გამოყენება ყოველგვარი დაცვის გარეშე საკმაოდ სარისკოა, ამიტომ რეკომენდაციაა გამოიყენოთ შესაბამისი BMS (ბატარეის მონიტორინგის სისტემა), რომ დაიცვათ პაკეტი ზედმეტი დატენვისა და გამონადენისგან და ასევე თუ ბალანსირების ფუნქცია შედის, ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას დასატენად პაკეტი იხილეთ ქვემოთ მოცემული ბმულები ჩემი შემოთავაზებული BMS მცირე პაკეტებისთვის გამოსაყენებლად.

12V BMS (3s პაკეტი)

16V BMS (4s პაკეტი)