DIY 4S ლითიუმის ბატარეის პაკეტი BMS– ით: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

მე მაქვს ნანახი და წაკითხული ერთზე მეტი სახელმძღვანელო თუ როგორ უნდა ვიხელმძღვანელო ლითიუმ-იონური ბატარეების და ბატარეების პაკეტებზე, მაგრამ მე ნამდვილად არ მინახავს ისეთი, რომელიც ბევრ დეტალს მოგცემს. როგორც ახალბედს, მიჭირდა კარგი პასუხების პოვნა, ამიტომ ბევრი ეს იყო ცდა და შეცდომა (და ნაპერწკლები).

როდესაც გადავწყვიტე 18650 ლითიუმის იონური უჯრედიდან ავაშენო ბატარეის პაკეტი, მე გამოვიღე ჩემი ძველი ლეპტოპის ბატარეა, ამოვიღე ბატარეები, ჩავამალე ისინი ლითონის ზოლებთან ერთად ბატარეის პაკეტში. თუმცა, პირველი მცდელობისას გავიგე, რომ ეს არც ისე ადვილი იყო. ლითიუმის იონური ბატარეები არ ჰგავს ნიკელის ლითონის ჰიდრიდს, ტყვიის მჟავას ან ნიკელის კადმიუმის ბატარეებს. ისინი მგრძნობიარენი არიან ზედმეტი დატვირთვის, დატენვისა და მოკლე ჩართვის მიმართ და განსაკუთრებულ ზრუნვას საჭიროებენ, რათა არ მოხდეს მათი გადახურება, დნობა და აფეთქება.

რატომ იყენებენ მათ? ისინი მართლაც შესანიშნავია პროექტებისთვის, რადგან მათ აქვთ უფრო მაღალი ძაბვა ვიდრე სხვა ქიმიკატები და შეიცავს ბევრ ენერგიას, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათზე ნაკლები შეგიძლიათ გამოიყენოთ ვიდრე ნიკელის ლითონის ჰიდრიდის ან ნიკელის კადმიუმის უჯრედებს (მხოლოდ 1.2 ვოლტი). ელექტრული ინსტრუმენტის ბატარეები და ელექტრო მანქანის ბატარეები დამზადებულია ლითიუმის იონური უჯრედებისგან. ისინი მოდის ყველა ფორმისა და ზომისა და შესაძლებლობების. მაღალი ხარისხის უჯრედებს შეუძლიათ გაუძლონ მაღალი გამტარიანობის სიჩქარე 20 ამპერიდან და კარგად იმუშაონ მრავალჯერადი უჯრედის კონფიგურაციაში. თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეიძინოთ ისინი უფასოდ ან უფასოდ, თუ მიმოიხედავთ, რადგან თითქმის ყველა ლეპტოპს აქვს ლითიუმის იონური ბატარეა, რომელსაც ადამიანები ზოგჯერ აგდებენ იმის გამო, რომ ის "მკვდარია", მაგრამ შეიძლება ბევრი სიცოცხლე დარჩეს მასში.

მე ვაშენებ 4S2P პაკეტს, რომელსაც აქვს 4 უჯრედი, ხოლო 2 პარალელურად 8 უჯრედისთვის. ეს მოგცემთ დატენვის სრულ ძაბვას 16,8 ვოლტს, ნომინალურ 14,8 ვოლტს და განმუხტვის მაჩვენებელს 12 ვოლტს და გაორმაგდება სერიის უჯრედების სიმძლავრე. მას ასევე აქვს ბატარეის მართვის სისტემა, რომელიც აუცილებელია უჯრედების დასაცავად და მისი გამართული მუშაობისთვის. მე შევძელი ამ პროექტის დასრულება დაახლოებით 20 აშშ დოლარად. გარდა ამისა, მე მოვახერხე!

მაშ, დავიწყოთ! ბმულები იმ მასალებზე, რომლებიც მე გამოვიყენე, იქნება ჩართული.

ნაბიჯი 1: მასალები, ინსტრუმენტები და უსაფრთხოება

ლითიუმის იონური უჯრედები საკმაოდ უვნებელია, მაგრამ თქვენ უნდა მიიღოთ გარკვეული ზომები. თავიდან აიცილეთ მათი ამოკვეთა და ფრთხილად იყავით გასაყიდი რკინისა და ხელსაწყოების მიმართ.

ინსტრუმენტებისთვის, თქვენ გჭირდებათ გამაგრილებელი უთო, რომელიც არის მინიმუმ 30 ვატი, ციფრული მულტიმეტრი, დანა ან მავთულის სტრიპტიზატორები, გვერდითი საჭრელები ან გამრეცხი საჭრელები.

შემდეგი, რამდენიმე კარგი ხარისხის შედუღება, როგორიცაა:

სხვა აუცილებელი ნივთები, რა თქმა უნდა, არის 18650 ლითიუმის იონური ბატარეა, ან ძველი ლეპტოპის პაკეტი, ან ზოგიერთი მსგავსი:

სუფთა ნიკელის მსგავსი ზოლები:

ბატარეის მართვის სისტემა/დაფა:

4S ბალანსის შესაერთებელი კონექტორები:

Deans T ტიპის კონექტორები (ან XT60 კონექტორები):

ბატარეის პაკეტის დასატენად ბალანსის დამტენი:

სხვა სხვადასხვა ნივთები იყო 18 ლიანდაგი (1.02 მმ დიამეტრი), 26 ლიანდაგი (.40 მმ დიამეტრი) 24 გრადუსამდე.

ნაბიჯი 2: ბატარეები

პირველ რიგში, დაგჭირდებათ 18650 ზომის ლითიუმის იონური ბატარეა. იმის გამო, რომ მე ამას იაფად ვაკეთებ, ვეძებ ლეპტოპის ძველ ბატარეებს და აღმოვაჩინე 9-საკნიანი Dell პაკეტი მეურნეობის საწყობში 3 დოლარზე ნაკლები. ეს პაკეტი შედგებოდა კარგი ხარისხის წითელი Sanyo ბრენდის უჯრედებისგან. მე შევამოწმე მონაცემთა ფურცელი და ისინი საკმაოდ სტანდარტული 2200 mAh ტევადობაა და შეფასებულია 4 ამპერიანი გამონადენის დენით. Ცუდი არაა. დიახ, ისინი საკმაოდ მკვდარი იყვნენ (თითოეული უჯრედის 2 ვოლტზე ნაკლები), მაგრამ მე შევძელი მათი გაცოცხლება. მე ვაკეთებ სხვა ინსტრუქციას, რომელიც გეუბნებათ როგორ გააკეთოთ ეს. თქვენ შეგიძლიათ შეიძინოთ ახალი უჯრედები eBay ან Amazon– ზე, მაგრამ ისინი შეიძლება ძვირი ღირდეს კარგი ბრენდებისთვის. თავი შეიკავეთ იმათგან, ვინც რეკლამას უწევს 5000 ან 9800 mAh სიმძლავრეს. ისინი ალბათ იმ ბრენდის უჯრედებს წარმოადგენენ, რომლებმაც ვერ შეძლეს ხარისხის კონტროლის ტესტირება ქარხანაში და შეიძლება ჰქონდეთ 1000 ან თუნდაც 900 mAh ტევადობა. ისინი ხელახლა ბრენდირდება და ხელახლა იყიდება ფასდაკლებით. თუ თქვენ იყენებთ ძველი ლეპტოპის ბატარეას, თქვენ უნდა ამოიღოთ ძველი კონექტორები ტერმინალებიდან. ამისათვის გამოიყენეთ გვერდითი საჭრელები.

ნაბიჯი 3: უჯრედების დაკავშირება

შემდეგ თქვენ გჭირდებათ უჯრედების ერთმანეთთან გამყარების გზა. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ფოლადის შედუღების ჩანართები ან ნიკელის ზოლები. მე ვიყენებ სუფთა ნიკელის ზოლებს, არა ნიკელის მოოქროვებულ ფოლადს, რადგან მაღალი დენის გათამაშებისას ფოლადს აქვს უფრო მაღალი წინააღმდეგობა ვიდრე ნიკელი, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სითბოს დაგროვება. მე ვასხამ მათ უჯრედებს. ეს არ არის რეკომენდებული გზა, რადგან თუკი საკინძს გააჩერებთ უჯრედზე ძალიან დიდხანს, ის დააზიანებს უჯრედს და გამოიწვევს მისი სიმძლავრის დაკარგვას. საუკეთესო გზაა მიზანმიმართულად შემდუღებელი შემდუღებლის გამოყენება:

თუმცა, თუ თქვენ არ გააკეთებთ უამრავ ბატარეას და ვერ გაამართლებთ ერთზე 200 დოლარის და მეტის დახარჯვას, შედუღება კარგია. Ფრთხილად იყავი.

იყიდება soldering რკინის, მე გირჩევთ მინიმუმ 30 ვატიანი რკინის და კარგი solder. კარგი შედუღება კრიტიკულია. ამისათვის არ გამოიყენოთ ტყვიის შემცველი გამაგრება, რადგან მას აქვს დნობის უფრო მაღალი ტემპერატურა. ასევე, სუსტი გამდნარი რკინა არ გაცხელდება ისე, რომ უჯრედები სწორად შეაერთოს ნიკელის ზოლებს.

ბატარეის პაკეტის შესაქმნელად, ჩვენ ვიღებთ 4 უჯრედს სერიაში და ვამატებთ პარალელურ უჯრედს, ასე რომ ჩვენ გვაქვს ორმაგი ძაბვა და სიმძლავრე თითო უჯრედზე. იხილეთ დიაგრამა ზემოთ, თუ როგორ უნდა დაიწყოთ უჯრედების დაკავშირება. ერთადერთი შემზღუდველი ფაქტორი ის არის, რომ ყველა უჯრედი უნდა იყოს იდენტური. BMS– ის შემთხვევაშიც კი, არათანაბარი შესაძლებლობები გამოიწვევს ერთი უჯრედის არათანაბარ დატენვას და განმუხტვას და ამან შეიძლება გამოიწვიოს ის და სხვა უჯრედები უფრო სწრაფად. ამიტომ კარგია ლეპტოპის ბატარეების გამოყენება, რადგან ისინი ყოველთვის ერთად იყენებდნენ.

უჯრედების გასაჯანსაღებლად, გახეხეთ უჯრედების დადებითი და უარყოფითი ტერმინალები და წაისვით მცირე რაოდენობით შესადუღებელი. შემდეგი, დაალაგეთ უჯრედები სერიის/პარალელური კავშირის სათანადო თანმიმდევრობით, როგორც ეს ნაჩვენებია დიაგრამაში. მე დავამატე უჯრედები ნიღბის ფირზე, მაგრამ თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ ბატარეის შუალედები.

გაჭერით ნიკელის ზოლები სწორ სიგრძეზე, რათა უჯრედები ერთმანეთთან დააკავშიროთ. მე გამოვიყენე რამდენიმე გვერდითი საჭრელი ამისათვის, მაგრამ თუნუქის საჭრელები ან ლითონის საჭრელები ასევე მუშაობენ. წაისვით გამწოვი ზოლის თითოეულ ბოლოზე და მიამაგრეთ იგი ბატარეის ტერმინალებზე. ნუ გააჩერებთ გამაგრილებელ რკინას ძალიან დიდხანს, საკმარისია იმისათვის, რომ გამდნარი დნება. მე დავამაგრე უჯრედები ერთმანეთთან ბოლო კავშირების შედუღებამდე, რათა ისინი სწორად განლაგებულიყო.

ნაბიჯი 4: BMS დაფა და ბალანსის კავშირი

იმისათვის, რომ მიიღოთ მაქსიმუმი ბატარეის პაკეტიდან და ნაადრევი ჩავარდნისგან, ჩვენ უნდა დავამატოთ გზა, რათა დავრწმუნდეთ, რომ ისინი დაცული და სწორად დამუხტულია. ლითიუმის იონური ან პოლიმერული უჯრედები დაცული უნდა იყოს დაბინძურებისგან ან ზედმეტი გამონადენისგან, რაც შეიძლება მართლაც ცუდი იყოს. ეს კეთდება ბატარეის მართვის სისტემის/დაფის, ან BMS- ის საშუალებით. ეს არის მოწყობილობა, რომელიც აერთიანებს ბატარეის დაცვას მრავალი უჯრედის ბატარეისთვის, როგორც ჩვენ ვაშენებთ. მას უწოდებენ ბატარეის მართვის სისტემას ან მოკლედ BMS. ეს არის მოწყობილობა, რომელიც იცავს უჯრედებს ზედმეტი გამონადენისგან, მიმდინარე ვარდნისა და მოკლე ჩართვისგან. არსებობს BMS დაფების მრავალი განსხვავებული ტიპი და კონფიგურაცია უჯრედის სხვადასხვა მოწყობისა და პროგრამებისთვის. მე ვიყენებ 4S BMS დაფას, რომელიც შეფასებულია 10 ამპერიანი სამუშაო დენისთვის, რაც კარგია ჩემი აპლიკაციისთვის (100 ვატიანი LED ფანარი).

მისი დაკავშირება ადვილია. მას შემდეგ, რაც ჩვენი ბატარეა გაერთიანდება, ჩვენ უნდა გავზომოთ ძაბვები სერიის უჯრედებზე მულტიმეტრით. თქვენ უნდა გქონდეთ 14.8 ვოლტი ბატარეის დადებითად, 3.7 ვოლტი, 7.4 ვოლტი და 11.1 ვოლტი. არსებობს 5 კავშირი 4S ბალანსის დანამატისთვის: ერთი ბატარეისთვის დადებითი ან უჯრედი #4, ერთი უარყოფითი, უჯრედი #1, უჯრედი #2 და უჯრედი #3. გაზომეთ ისინი უარყოფითი ზონდის შეფუთვის უარყოფით მხარეს და გაზომეთ კავშირების გასწვრივ. მას შემდეგ რაც ისინი ყველა ემთხვევა, შეგიძლიათ შეაერთოთ ბალანსის მავთულები თითოეული კავშირიდან BMS– ის სწორ ბალიშებზე.

მე გამოვიყენე 26 ლიანდაგიანი მავთული (.40 მმ დიამეტრი) ბალანსის კავშირებისთვის, ხოლო 18 ლიანდაგი (1.02 მმ დიამეტრი) ბატარეისთვის +/- და დატვირთვის გამომუშავება, რადგან ისინი ამუშავებენ თითქმის 10 ამპერი დენს. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ უფრო პატარა მავთული ბალანსის კავშირებისთვის, რადგან ისინი ძნელად ახორციელებენ არანაირ დენს, მხოლოდ შესაბამის ძაბვას კავშირებიდან. მე არ წავიდოდა ქვეშ 26 ლიანდაგი თუმცა ამ. მას შემდეგ რაც პაკეტი დაუკავშირდება, შეგიძლიათ დააკავშიროთ ბალანსის დანამატი, რომელიც მიაწვდის ბატარეის შესაბამის გამოსავალს.

ნაბიჯი 5: ბალანსის დატენვა

ახლა, როდესაც ჩვენ გვაქვს ყველაფერი დაკავშირებული, ჩვენ შეგვიძლია დავუკავშიროთ ჩვენი პაკეტი დამტენს და დავრწმუნდეთ, რომ ის იტენება. ეს არის ის, რაც თქვენ იცით, თუ თქვენი კავშირი არასწორია, რადგან თქვენი დამტენი არ დატენავს და გაგაფრთხილებთ არასწორი ძაბვის კავშირებისთვის.

დასაწყებად, ჩვენ გვჭირდება ბალანსის დამტენი ლითიუმის ბატარეებისთვის. არცერთი სხვა დამტენი არ იმუშავებს ამისათვის, რადგან მას უნდა ჰქონდეს ბალანსის რეჟიმი! მე ვიყენებ SkyRC iMax B6– ის ჩინურ კლონს. არა, ეს არ არის რეალური გარიგება, მაგრამ აღმოვაჩინე, რომ ასლი მშვენივრად მუშაობს. დააკავშირეთ ბატარეა პოზიტიური და უარყოფითი დამტენი დამტენთან. ჩემს დამტენს აქვს ბანანის სანთლები Deans T ტიპის კონექტორით, რომელიც აკავშირებს სხვადასხვა კონექტორებს. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ალიგატორის სამაგრები ან მავთულები დამტენის დანამატში, როგორიცაა Deans ან XT60. მე ვიყენებ Deans კონექტორს და ვუკავშირებ მას ბალანსის დაფაზე. დარწმუნდით, რომ ეს არის ადგილი, სადაც თქვენ აკავშირებთ დამტენს, რადგან BMS- ს სჭირდება 12.6 ვოლტიანი სიგნალი თავის გასააქტიურებლად. თუ თქვენ აპირებთ, რომ ეს იყოს მოსახსნელი ბატარეა, მაშინ მიამაგრეთ გამომავალი ნებისმიერ კონექტორზე, რომელსაც გამოიყენებს თქვენი მოწყობილობა. მე ვასაქმებ ნაღმს ყვავიანი კონექტორებითა და დინების დანამატით, რადგან ის ძირითადად მუდმივად იქნება დამონტაჟებული ჩემს პროექტზე.

თქვენი დამტენი შეიძლება განსხვავებული იყოს, მაგრამ ასე მუშაობს SkyRC iMax B6 დამტენის თითქმის ყველა კლონზე. შეაერთეთ ბალანსის დამტენი დამტენის 4S სოკეტში. ის მხოლოდ ერთი გზით მიდის და აღინიშნება ბატარეის დადებითი და უარყოფითი მხარეებისთვის. შეაერთეთ დამტენის კაბელი და დააყენეთ დატენვის რეჟიმი "ბალანსი". დარწმუნდით, რომ დამტენი ასევე დაყენებულია "4S" რეჟიმში. იმის გამო, რომ ეს არის 4400 mAh პაკეტი, მე მომწონს დატენვის დენის დაყენება მაქსიმალური მიმდინარეობის 1/2 ან ნაკლები, ასე რომ 2 -დან 2.2 ამპერამდე. მე ვიყენებ 1.5 -ს, რადგან ეს არის ტესტი. ეს ბატარეები საკმაოდ სრულად არის დამუხტული, ამიტომ ძაბვები მაღალია. როდესაც ის მუშაობს, თქვენ უნდა ნახოთ 4 სერიის უჯრედები თანაბრად იტენება, ერთმანეთისგან 0.1 -დან 0.2 ვოლტამდე. როდესაც დატენვა დასრულდება, ყველა უჯრედი უნდა იყოს იმავე ძაბვაზე, რაც არის 4.2 ვოლტი. პაკეტმა უნდა წაიკითხოს სრული დატენვის ძაბვა 16.8 ვოლტი. როდესაც ის ნომინალური ძაბვისაა, ეს არის 14.8 ვოლტი (3.7 ვოლტი უჯრედში). თუ თქვენ მას პირველად დატენავთ, დაიწყეთ დაბალი დენის პარამეტრით პირველი დატენვისთვის, შემდეგ გააფართოვეთ როდესაც ისევ დატენავთ.

ნაბიჯი 6: დასკვნა

Ის არის! თქვენ გააკეთეთ ფუნქციონალური და საიმედო ლითიუმის იონური ბატარეა, რომელიც მსგავსია 4S 5000 mAh LiPo პაკეტის ღირებულების ნაწილად! დიახ, თქვენ გჭირდებათ დამტენი, მაგრამ თუ თქვენ გაქვთ ძველი ლეპტოპის ბატარეა, მავთული, დამტენი და შესაკრავი ჩანართები, მაშინ ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ არის BMS– ის გასაშვებად, რომელიც ღირს $ 10 აშშ დოლარი ან ნაკლები თუ იყიდით მას ჩინეთი. ეს დამიჯდა დაახლოებით $ 24 აშშ დოლარი. კიდევ უფრო იაფი იქნება, თუკი ეს ყველაფერი ჩინეთიდან მივიღე, მაგრამ არ მინდოდა ერთი თვის განმავლობაში დაველოდე ნაწილების აქ მოსვლას! მე უკვე მქონდა დამტენი, გამაგრილებელი რკინა, მულტიმეტრი, შედუღება, ხელსაწყოები და მავთულები, ასე რომ ყველაფერი რაც უნდა მეყიდა იყო:

ლეპტოპის ბატარეა

BMS დაფა

ბალანსის სანთლები

ნიკელის ზოლები

ეს იყო იაფი ვიდრე LiPo პაკეტის ყიდვა და უფრო პრაქტიკული იყო, რადგან მე მჭირდებოდა რაღაც, რაც ჩემს პროექტში ჯდებოდა. ამის გარდა, ეს სახალისოა და მე ბევრი ვისწავლე ამის კეთებით!

ვიმედოვნებ, რომ მოგეწონებათ ეს სახელმძღვანელო და ყველაზე მეტად, ვიმედოვნებ, რომ თქვენ იმაზე მეტი იცით, ვიდრე წაიკითხავდით. ეს არის ჩემი პირველი მცდელობა, ასე რომ, გთხოვთ გამოხატოთ კომენტარი და გამაგებინეთ როგორ მოვიქეცი, ან შეიძლება უკეთესი იყოს მომავლისთვის! Მადლობა წაკითხვისთვის!