BMS ilə DIY 4S Lityum Batareya Paketi: 6 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Lityum ion batareyaları və batareya paketləri haqqında birdən çox təlimat və ya təlimat izlədim və oxudum, amma həqiqətən sizə çox məlumat verən birini görmədim. Yeni başlayan kimi yaxşı cavablar tapmaqda çətinlik çəkirdim, buna görə də bir çoxu sınaq və səhv idi (və qığılcımlar).

Bir layihə üçün 18650 lityum ion hüceyrədən bir batareya paketi hazırlamaq qərarına gəldikdə, köhnə noutbukumun batareyasını çıxarıb, batareyaları çıxarıb metal zolaqlar ilə birlikdə akkumulyatora lehimlədim. Ancaq ilk cəhdimdə öyrəndim ki, o qədər də asan deyil. Lityum ion batareyaları nikel metal hidrit, qurğuşun turşusu və ya nikel kadmiyum batareyalarına bənzəmir. Aşırı boşalma, çox yükləmə və qısa dövrələrə həssasdırlar və həddindən artıq istiləşməməsi, əriməməsi və ya partlamaması üçün xüsusi qayğıya ehtiyacı var.

Niyə onlardan istifadə etməli? Layihələr üçün həqiqətən əladır, çünki digər kimyalardan daha yüksək bir gərginliyə malikdirlər və çox enerji saxlayırlar, yəni nikel metal hidrid və ya nikel kadmiyum hüceyrələrindən (yalnız 1,2 volt) istifadə etdiyinizdən daha az istifadə edə bilərsiniz. Elektrikli alət batareyaları və elektrikli avtomobil akkumulyatorları bu səbəbdən lityum ion hüceyrələrdən hazırlanmışdır. Hər formada, ölçüdə və tutumda gəlirlər. Yüksək keyfiyyətli hüceyrələr 20 amperdən çox yüksək boşalma dərəcələrinə tab gətirə bilər və birdən çox hüceyrə konfiqurasiyasında yaxşı işləyir. Ətrafınıza baxsanız, onları ucuz və ya pulsuz əldə edə bilərsiniz, çünki hər bir noutbukda lityum ion batareyası var, çünki insanlar bəzən "ölü" olduğuna görə atırlar, amma çoxlu ömrü qala bilər.

4 hüceyrədən ibarət olan 4S2P paketi və 8 hüceyrə üçün paralel olaraq 2 hüceyrə qururam. Bu, tam yükləmə gərginliyi 16,8 volt, nominal 14,8 volt və boşaldılmış 12 voltluq bir reytinq verəcək və seriyalı hüceyrələrin tutumunu iki qat artıracaq. Hüceyrələri qorumaq və düzgün işləməsi üçün lazım olan bir batareya idarəetmə sisteminə də malikdir. Bu layihəni 20 dollara başa çatdıra bildim. Üstəlik, bacardım!

Beləliklə, başlayaq! İstifadə etdiyim materiallara bağlantılar daxil ediləcək.

Addım 1: Materiallar, Alətlər və Təhlükəsizlik

Lityum ion hüceyrələri olduqca zərərsizdir, lakin bəzi tədbirlərə ehtiyacınız var. Onları qısaltmaqdan çəkinin və lehimləmə dəmiri və alətləri ilə diqqətli olun.

Alətlər üçün ən azı 30 vat olan bir lehimləmə dəmiri, rəqəmsal multimetr, bıçaq və ya tel sıyırıcılar, yan kəsicilər və ya yuyucular lazımdır.

Sonra, bu kimi keyfiyyətli bir lehim: https://www.ebay.com/itm/Kester-44-Rosin-Core-Sold… Bu, elektronika üçün əldə edə biləcəyiniz ən yaxşısıdır.

Digər zəruri maddələr, əlbəttə ki, ya köhnə bir dizüstü kompüter paketi, ya da bunlara bənzər 18650 lityum ion batareyadır:

Bu kimi saf nikel zolaqları:

Batareya idarəetmə sistemi/lövhə:

4S balans fiş konnektorları:

Deans T tipli bağlayıcılar (və ya XT60 bağlayıcıları):

Batareya paketini doldurmaq üçün şarj cihazı:

Digər müxtəlif əşyalar 18 ölçü (1.02 mm çap), 26 ölçü (.40 mm diametr) - 24 ölçü (.51 mm) tel, maskeləmə lenti və ya elektrik lenti və ya istilik büzücü film idi.

Addım 2: Batareyalar

Birincisi, 18650 ölçülü lityum ion batareyalara ehtiyacınız olacaq. Bunu ucuz etdiyim üçün köhnə noutbuk batareyalarını axtardım və qənaət anbarında 3 dollardan aşağı 9 hüceyrəli Dell paketi tapdım. Bu paket yaxşı keyfiyyətli qırmızı Sanyo markalı hüceyrələrdən ibarət idi. Məlumat vərəqini yoxladım və olduqca standart 2200 mAh tutumlu və 4 amper boşalma cərəyanı üçün qiymətləndirilmişdir. Pis deyil. Bəli, olduqca çox ölü idilər (hər bir hüceyrədə 2 voltdan aşağı), amma mən onları canlandıra bildim. Bunun necə ediləcəyini izah edən başqa bir Təlimat hazırlayıram. EBay və ya Amazonda yeni hüceyrələr ala bilərsiniz, ancaq yaxşı markalar üçün baha ola bilər. 5000 və ya 9800 mAh tutumlu reklam edənlərdən uzaq durun. Yəqin ki, fabrikdə keyfiyyətə nəzarət testlərində uğursuz olan və 1000 və ya hətta 900 mAh tutumlu ola bilən marka hüceyrələridir. Yenidən markalanır və endirimlə yenidən satılır. Köhnə bir laptop batareyasından istifadə etmisinizsə, köhnə bağlayıcıları terminallardan çıxarmalısınız. Bunu etmək üçün yan kəsicilərdən istifadə edin.

Addım 3: Hüceyrələri birləşdirin

Sonra hüceyrələri bir -birinə yapışdırmaq üçün bir yol lazımdır. Polad lehim çubuqlarından və ya nikel zolaqlarından istifadə edə bilərsiniz. Mən nikel örtüklü poladdan deyil, təmiz nikel zolaqlarından istifadə edirəm, çünki yüksək cərəyanlar zamanı polad nikelə nisbətən daha yüksək müqavimət göstərir və bu da istilik yığılmasına səbəb ola bilər. Bu üsul tövsiyə edilmir, çünki lehimləmə dəmirini hüceyrədə çox uzun saxlasanız, hüceyrəyə zərər verər və qabiliyyətini itirər. Ən yaxşı yol, məqsədli hazırlanmış qaynaq qaynağından istifadə etməkdir:

Bununla birlikdə, çoxlu batareya paketi düzəltməsəniz və 200 dollar və ya daha çox xərcləməyinizi əsaslandırmasanız, lehimləmə yaxşıdır. Sadəcə diqqətli olun.

Lehimləmə dəmiri üçün ən azı 30 vatlıq bir dəmir və yaxşı bir lehim məsləhət görürəm. Yaxşı lehim vacibdir. Bunun üçün daha yüksək ərimə temperaturu olduğu üçün qurğuşunsuz lehim istifadə etməyin. Ayrıca, daha zəif bir lehimləmə dəmiri, hüceyrələri nikel şeridlərinə düzgün bağlamaq üçün kifayət qədər istiləşməyəcək.

Batareya paketini qurmaq üçün 4 hüceyrəni ardıcıl olaraq götürürük və paralel bir hüceyrə əlavə edirik, buna görə bir hüceyrə üçün iki dəfə gərginlik və tutuma sahibik. Hüceyrələri necə birləşdirəcəyinizə dair yuxarıdakı diaqrama baxın. Yalnız məhdudlaşdırıcı faktor, bütün hüceyrələrin eyni olmasıdır. BMS -də belə, bərabər olmayan qabiliyyətlər bir hüceyrənin qeyri -bərabər yüklənməsinə və boşalmasına səbəb olardı və bu, o hüceyrənin və digərlərinin daha tez sıradan çıxmasına səbəb ola bilər. Laptop batareyalarını istifadə etmək yaxşıdır, çünki həmişə birlikdə istifadə olunur.

Hüceyrələri lehimləmək üçün hüceyrələrin müsbət və mənfi uclarını kobudlaşdırın və az miqdarda lehim tətbiq edin. Sonra, hüceyrələri diaqramlarda göstərildiyi kimi ardıcıl/paralel əlaqə üçün müvafiq qaydada düzün. Bunun üçün hüceyrələri maskalanan lentlə yapışdırdım, ancaq batareya boşluqlarından da istifadə edə bilərsiniz.

Hüceyrələri bir -birinə bağlamaq üçün nikel zolaqlarını düzgün uzunluğa kəsin. Bunun üçün bəzi yan kəsicilərdən istifadə etdim, amma qalay və ya sac kəsicilər də işləyir. Şeridin hər bir ucuna lehim tətbiq edin və şeridi batareya terminallarına lehimləyin. Lehimləmə dəmirini çox uzun tutmayın, sadəcə lehimi əritmək üçün kifayətdir. Hüceyrələri düzgün hizalamaq üçün son bağlantıları lehimləməzdən əvvəl bir -birinə yapışdırdım.

Addım 4: BMS Board və Balans Əlaqələri

Batareya paketindən maksimum fayda əldə etmək və vaxtından əvvəl uğursuzluğa düçar olmamaq üçün, onların düzgün şəkildə qorunmasını və doldurulmasını təmin etmək üçün bir yol əlavə etməlisiniz. Lityum ionu və ya polimer hüceyrələri çox pis ola biləcək boşalmanın altından və ya həddindən artıq qorunması lazımdır. Bu, batareya idarəetmə sistemi/lövhə və ya BMS tərəfindən həyata keçirilir. Bu, qurduğumuz kimi çox hüceyrəli batareyalar üçün batareya qorunmasını birləşdirən bir cihazdır. Batareya idarəetmə sistemi və ya qısaca BMS deyilir. Hüceyrələri çox və aşağı boşalmalardan, cərəyan artımlarından və qısa qapanmalardan qoruyan bir cihazdır. Fərqli hüceyrə tənzimləmələri və tətbiqləri üçün bir çox fərqli tip və konfiqurasiya var. Tətbiqim üçün uyğun olan 10 amperlik iş cərəyanı üçün qiymətləndirilən 4S BMS lövhəsindən istifadə edirəm (100 vatt LED fənər).

Bağlamaq asandır. Batareyamız birlikdə lehimləndikdən sonra, multimetr ilə seriyalı hüceyrələrdəki gərginliyi ölçməliyik. Batareya pozitivliyi üçün 14.8 volt, 3.7V, 7.4V və 11.1 volt olmalıdır. 4S balans fişi üçün 5 əlaqə var: biri pozitiv batareya və ya 4 nömrəli hüceyrə, biri mənfi, 1 nömrəli hüceyrə, 2 nömrəli hüceyrə və 3 nömrəli hüceyrə. Mənfi zondu paketin mənfi tərəfinə qoyaraq və əlaqələri ölçərək bunları ölçün. Hamısı uyğun gəldikdən sonra balans tellərini hər bir əlaqədən BMS üzərindəki düzgün yastiqlərə lehimləyə bilərsiniz.

Balans əlaqələri üçün 26 ölçülü tel (.40 mm diametrli) və 18 +gauge (1.02 mm diametrli) batareya +/- və yük çıxışları üçün istifadə etdim, çünki onlar demək olar ki, 10 amper cərəyanı idarə edəcəklər. Balans əlaqələri üçün daha kiçik bir tel istifadə edə bilərsiniz, çünki onlar heç bir cərəyanı idarə etmirlər, yalnız əlaqələrdən gələn müvafiq gərginlik. Bunun üçün 26 ölçünün altına girməzdim. Paketi bağladıqdan sonra balans fişini düzgün batareya çıxışlarına bağlaya bilərsiniz.

Addım 5: Balans Şarjı

İndi hər şey bağlı olduğunda, paketimizi şarj cihazına qoşub şarj etdiyinə əmin ola bilərik. Bağlantılarınızın səhv olub olmadığını bu şəkildə biləcəksiniz, çünki şarj cihazınız şarj etməyəcək və səhv gərginlik əlaqələri üçün sizi xəbərdar edəcək.

Başlamaq üçün, lityum batareyalar üçün bir balans şarj cihazına ehtiyacımız var. Başqa heç bir şarj cihazı bunun üçün işləməyəcək, çünki balans rejiminə ehtiyac var! SkyRC iMax B6 Çin klonundan istifadə edirəm. Xeyr, əsl razılaşma deyil, amma nüsxənin yaxşı işlədiyini gördüm. Batareyanı müsbət və mənfi açarlarını şarj cihazına qoşun. Şarj cihazımda müxtəlif bağlayıcılara qoşulan Deans T tipli konnektoru olan banan fişləri var. Timsah kliplərindən və ya teldən Deans və ya XT60 kimi bir şarj cihazının fişində istifadə edə bilərsiniz. Bir Deans bağlayıcısı istifadə edirəm və onu balans lövhəsindəki çıxışlara bağladım. Şarj cihazını bağladığınız yerdən əmin olun, çünki BMS -in özünü işə salması üçün 12.6 voltluq bir siqnal lazımdır. Bunun çıxarıla bilən bir batareya olmasını düşünürsünüzsə, çıxışı cihazınızın istifadə edəcəyi konnektora bağlayın. Mədəni kürək bağlayıcıları və bir Deans fişi ilə bağlayıram, çünki bu, əsasən layihəmə daimi olaraq quraşdırılacaqdır.

Şarj cihazınız fərqli ola bilər, ancaq SkyRC iMax B6 şarj cihazının demək olar ki, hər bir klonu üçün belə işləyir. Balans ucunu şarj cihazının 4S yuvasına qoşun. Yalnız bir şəkildə gedir və batareyanın müsbət və mənfi tərəfləri üçün qeyd olunur. Şarj cihazının ucunu bağlayın və şarj rejimini "Balans" a təyin edin. Şarj cihazının da "4S" rejiminə qurulduğundan əmin olun. Bu 4400 mAh paket olduğu üçün şarj cərəyanını maksimum cərəyan dəyərinin 1/2 və ya daha azına, yəni 2 ilə 2,2 amperə təyin etmək istəyirəm. Bu test olduğu üçün 1.5 istifadə edirəm. Bu batareyalar demək olar ki, tam doldurulmuşdur, buna görə də gərginliklər yüksəkdir. İşlədikdə, 4 seriyalı hüceyrələrin bir -birindən 0,1 ilə 0,2 volt aralığında eyni dərəcədə şarj etdiyini görməlisiniz. Şarj tamamlandıqda, bütün hüceyrələr eyni gərginlikdə olmalıdır, bu da 4.2 voltdur. Paketdə tam yükləmə gərginliyi 16,8 volt olmalıdır. Nominal gərginlikdə olduqda, 14.8 voltdur (hər hüceyrə üçün 3.7 volt). İlk dəfə şarj edirsinizsə, ilk şarj üçün aşağı bir cərəyanla başlayın, sonra yenidən şarj edərkən onu artırın.

Addım 6: Nəticə

Bu belədir! Xərcinin bir hissəsi üçün 4S 5000 mAh LiPo paketinə bənzər funksional və etibarlı bir lityum ion batareya hazırladınız! Bəli, bir şarj cihazına ehtiyacınız var, ancaq köhnə bir noutbuk batareyası, bir tel, şarj fişi və lehim sekmeleri varsa, ehtiyacınız olan şey, satın alsanız təxminən 10 ABŞ dolları və ya daha az olan BMS -in işə düşməsidir. Çin Bu mənə təxminən 24 ABŞ dollarına başa gəldi. Hamısını Çindən alsaydım daha da ucuz olardı, amma hissələrin buraya gəlməsini bir ay gözləmək istəmirdim! Şarj cihazım, lehimləmə dəmirim, multimetrim, lehimim, alətlərim və tellərim var idi, ona görə də almalı olduğum tək şey:

Laptop batareyası

BMS lövhəsi

Balans fişləri

Nikel zolaqları

Bir LiPo paketi almaqdan daha ucuzdu və daha praktik idi, çünki layihəmə uyğun bir şeyə ehtiyacım var idi. Bunun üzərinə əyləncəli və bunu edərkən çox şey öyrəndim!

Ümid edirəm ki, bu bələdçini bəyənirsiniz və ən əsası, ümid edirəm ki, oxumadan əvvəl etdiyinizdən daha çox şey bilirsiniz. Bu mənim ilk cəhdimdir, buna görə şərh yazın və necə etdiyimi bildirin, yoxsa gələcək üçün daha yaxşı ola bilər! Oxuduğunuz üçün təşəkkürlər!