Как сделать самодельный паяльник

Литий-ионные аккумуляторы: лучшее решение для батарей

Литий-ионные аккумуляторы на данный момент являются лучшим решением батареи, которое имеет сейчас человечество. Они идеально подходят для создания батарейного блока на базе аккумуляторов 18650.

Фактически, аккумуляторы 18650 используются во многих устройствах. Не удивительно, что литий-ионный аккумулятор можно найти в ноутбуке, квадрокоптере, электроинструментах и даже в медицинских устройствах.

Переход к электрическим автомобилям

В действительности, это лишь вопрос времени до того, как все автомобили на дорогах станут электрическими. Не правда ли, удивительно жить в такую эпоху? Все мы, живущие сегодня, увидим переход мира от тяжелых автомобилей, работающих на ископаемом топливе, к более широкому спектру легких электрических транспортных средств с гораздо более простой и эффективной установкой компонентов.

Аккумуляторы 18650

Самый распространенный тип литий-ионного аккумулятора — это 18650. Как и все цилиндрические аккумуляторы, он получил свое название из-за диаметра 18 мм и высоты 65 мм. Поэтому аккумулятор 18650 выглядит, как слегка переевшая батарейка АА.

По этим причинам многие люди задаются вопросом: чем особенности изготовления аккумуляторной батареи?. В этой статье мы научим вас всему, что вам нужно знать о том, как собрать аккумуляторную батарею.

В чем разница между аккумуляторами 18650 и другими типами батарей

Хотя литий-ионная аккумуляторная ячейка может быть всего немного больше обычной батарейки АА, аккумулятор 18650 намного мощнее любой АА-батарейки. Существует несколько ключевых различий между этими типами аккумуляторных ячеек.

Таблица различий между аккумуляторами

Во-первых, аккумуляторы 18650 имеют более высокое напряжение, чем батарейки АА. Это означает, что для обеспечения напряжения, подходящего для бытовой электроники, требуется меньше аккумуляторов 18650, соединенных последовательно. Кроме того, у аккумуляторов 18650 гораздо меньше внутреннего последовательного сопротивления по сравнению с батарейками АА. Это позволяет использовать меньшее количество аккумуляторов 18650 для достижения заданной мощности тока.

Если вы также рассматриваете другие форматы аккумуляторных ячеек для своего проекта, мы подготовили руководство по выбору наилучшего типа аккумуляторной ячейки для вашего собственного DIY-проекта.

Еще одним великолепным свойством литий-ионных аккумуляторных ячеек 18650 является их энергетическая плотность. В то время как типичная батарейка АА содержит всего около 3,9 ватт-часов энергии, литий-ионная аккумуляторная ячейка 18650 может хранить 13 ватт-часов и даже больше. Это неудивительно, так как энергетическая плотность современных литий-ионных аккумуляторов составляет от 100 до 265 ватт-часов на килограмм.

Компоненты и инструменты для создания аккумуляторной батареи

Части и материалы для аккумулятора

Инструменты для сборки аккумулятора

Создание батареи 18650 для электровелосипеда

Независимо от того, собираете ли вы батарейный блок с помощью паяльника или используете точечный сварочный аппарат, вам понадобится паяльник. В то время как мы также рассматриваем методы создания батареи из аккумуляторов 18650 с использованием точечной сварки и пайки, настоятельно рекомендуем использовать точечную сварку.

Где можно найти аккумуляторы 18650 для батарейного блока?

На рынке представлены различные 18650-батареи, стоимость которых варьируется от 200 до 1500 рублей, но какую из них следует выбрать? Если вы хотите приобрести новые ячейки, рекомендуем следующие марки:

• Panasonic
• Samsung
• Sanyo
• LG
• Molicel

У этих марок 18650 есть хорошая репутация, и вы можете доверять их техническим характеристикам и оценкам. В большинстве случаев аккумуляторные ячейки от этих марок будут стоить дороже, но они представляют отличное соотношение цена-качество. Это связано с тем, что батареи более высокого уровня обычно имеют большую емкость и токопроводимость.

Использованные литий-ионные ячейки

Множество устройств используют аккумуляторы 18650. Вы можете найти их во всем, начиная от выброшенных батарейных пакетов для самокатов до старых батарей для ноутбуков. Также вы можете найти отличные 18650-ячейки в батарейных пакетах для модемов и медицинских устройств.

Определение конфигурации и необходимого количества аккумуляторов 18650 для батареи

Для создания нужной батареи необходимо знать нужное напряжение, емкость в ампер-часах и способность передавать ток, которые должны быть у батареи. Подключение элементов в серию увеличит напряжение, в то время как подключение их параллельно увеличит их способность передавать ток. При добавлении элементов, независимо от того, это серия или параллельное подключение, увеличивается емкость.

Батареи для электровелосипедов обычно работают на напряжении от 36 до 72 вольт. Системы домашних энергопакетов (Powerwall) могут быть спроектированы для работы с напряжениями 12, 24 и 48 вольт, а также практически с любыми промежуточными значениями. Для этого примера мы создадим простую батарею 24 вольта с использованием элементов емкостью 2200 мАч.

Определение конфигурации в серии

Мы уже определили, что для лучшего пользовательского опыта нам нужно получить 24 вольта нагрузки. При создании батареи на 24 вольта лучше всего использовать 7 элементов, соединенных в серию. Это связано с тем, что элементы литий-ионных батарей имеют разряженное напряжение около 2,6 вольта, номинальное напряжение 3,7 вольта и полностью заряженное напряжение 4,2 вольта. 

Таким образом, 7 элементов литий-ионных батарей, соединенных в серию, будут иметь номинальное напряжение 25,9 вольта, полностью заряженное напряжение 29,4 вольта и напряжение при разряде около 20 вольт.

По мере разрядки батареи, её напряжение будет уменьшаться до уровня около 20 вольт, но этот диапазон напряжения хорошо работает с инверторами на 24 вольта и другими приборами с таким напряжением. Итак, в этом примере батарея будет иметь конфигурацию 7S.

### Определение конфигурации в параллельной связи

В этом примере кондиционер имеет рейтинг мощности 500 Вт. Это означает, что ему требуется 500 ватт энергии для непрерывной работы в течение часа. Как правило, можно считать, что хороший инвертор на 24 В имеет эффективность около 90 процентов. Это значит, что для того, чтобы инвертор обеспечивал 500 Вт мощности, в него нужно подавать не менее 556 Вт энергии.

Обратите внимание: Это также означает, что для питания устройства, потребляющего 500 Вт на стороне переменного тока, вам понадобится инвертор, способный обеспечить мощность больше 500 Вт. Помните, что ограничение 500 Вт касается общей мощности, проходящей через инвертор, а не только выходной мощности.

Важно не перегружать ваше оборудование. Таким образом, если вам нужно потреблять постоянно 500 Вт, то вам следует выбрать инвертор, который может предоставлять не менее 750 Вт.

Мощность измеряется как произведение напряжения на силу тока = вольты x амперы). Итак, если у вас номинальное напряжение 25,9 В и вам нужно обеспечить нагрузку мощностью 556 Вт, нагрузка потребит около 21,5 ампер от батарейного блока. Для определения количества элементов, необходимых для соединения в параллельную связь P), просто разделите 21,5 ампера на количество ампер, которые может обеспечить один отдельный элемент.

ВАЖНО: Каждый элемент имеет свои характеристики, поэтому в этом примере мы предполагаем, что элементы 18650 могут предоставлять ток до 5 ампер. Быстрый расчёт показывает, что для батареи с конфигурацией 7S потребуется около 4,3 элемента в каждой параллельной связи P), чтобы обеспечить работу оконного кондиционера. При проведении таких расчётов лучше всегда округлять вверх. Таким образом, в данном случае вам потребуется конфигурация 7S5P.

Это означает, что для работы оконного кондиционера от инвертора на 24 В, используя элементы 18650 с непрерывным током разряда 5 ампер и емкостью 2200 мАч, абсолютный минимум составляет конфигурация 7S5P.

### Литий-ионные элементы, которых следует избегать

Прежде чем начать создание своего аккумулятора, вам нужно выбрать, какие элементы использовать. Избегайте брендов, предлагающих невозможные характеристики элементов. На момент написания этого текста самый емкий элемент 18650 — это Panasonic NCR18650G с емкостью 3600 мАч. Поэтому, если какая-либо компания утверждает, что производит элемент емкостью больше 3600 мАч, не покупайте его.

Фактически, это хорошая практика вообще избегать покупки продукции от брендов, известных своими недостоверными маркировками.

Нет ничего плохого в покупке дешевых или подержанных элементов. Однако следует избегать покупки элементов, которые продаются как новые, когда на самом деле они бывшие в употреблении. Также стоит избегать покупки элементов с низкой емкостью, которые продаются с маркировкой гораздо более высокой емкости.

### Проверка напряжения элементов

Критически важно проверить напряжение ваших элементов перед их параллельным соединением. Помните, что если между элементами, которые вы подключаете параллельно, есть разница в напряжении, энергия будет передаваться с элемента с более высоким напряжением на элемент с более низким напряжением, и это произойдет максимально быстро. Скорость передачи зависит от разницы в напряжении. Таким образом, чем больше разница в напряжении, тем выше риск возгорания при их соединении.

Хотя подключение элементов с различными зарядами в серию не является опасным, это может быть неудобным. Это связано с тем, что требуется некоторое время, чтобы большинство систем управления батареей для потребителей привести элементы в баланс, и до этого момента вы не получите полную производительность вашего аккумуляторного блока.

Важно также проверить новые элементы, хотя это обычно более проблематично при использовании подержанных элементов. Как общее правило, не рекомендуется соединять два элемента параллельно, если разница в напряжении между ними превышает 0,1 вольта.

## Проектирование батарейного пакета на базе элементов 18650

1. Определите ток нагрузки: Первый шаг — определить ток нагрузки, который требуется для устройства, которое будет питаться от батарейного блока. Это важно, потому что от этого зависит размер проводов и других компонентов, способных справляться с током, а также количество элементов, необходимых для обеспечения нужного тока.

2. Рассчитайте емкость: Затем необходимо определить емкость батарейного пакета, то есть количество энергии, хранящейся в батарее. Вы можете рассчитать емкость, умножив ток нагрузки на желаемое время работы устройства.

3. Выберите элементы: После определения тока нагрузки и емкости можно выбрать элементы, способные удовлетворить этим требованиям. Важно выбрать элементы с достаточно высоким током разряда, чтобы справиться с нагрузкой, и достаточно большой емкостью для обеспечения нужного времени работы.

Определите количество элементов: Основываясь на токе нагрузки и емкости, вы можете определить количество элементов, необходимых для удовлетворения требований. Чтобы рассчитать количество элементов, разделите желаемую емкость на емкость одной параллельной группы элементов.

Различные способы балансировки элементов

Существуют различные методы для обеспечения балансировки элементов в литий-ионных батарейных пакетах. Самый распространенный способ для большинства систем управления батареей — это сжигание избыточной энергии в элементах, у которых может быть немного более высокое напряжение, чем у других.

В зависимости от вашего применения, вы можете выбрать, чтобы ваш аккумулятор занимался верхней балансировкой, либо нижней балансировкой ваших элементов. При верхней балансировке элементы приходят в равновесие во время зарядки аккумулятора. Это обеспечивает равное напряжение для всех групп элементов, когда батарейный блок полностью заряжен.

В отличие от этого, система нижней балансировки выравнивает элементы во время разрядки. Этот метод обеспечивает равное напряжение для всех групп элементов, когда батарея разряжена.

Как выбрать правильную никелевую ленту для создания аккумулятора

Для создания батарейного пакета вам необходимо электрически соединить элементы 18650. Это обычно делается с помощью сварочного аппарата и никелевой ленты. Избегайте слегка никелированных лент и выбирайте чистую никелевую ленту. Она может стоить немного дороже, но чистая никелевая лента имеет гораздо меньшее электрическое сопротивление.

Если проводник, используемый для соединения элементов 18650, имеет меньшее сопротивление, то это означает, что батарейный пакет будет иметь меньшее напряжение при нагрузке. Это приводит к меньшему нагреву во время зарядки и разрядки, что увеличивает срок службы батареи и обеспечивает оптимальную производительность на протяжении всего этого времени.

Никелевые ленты выпускаются во множестве различных форм и размеров для разных типов элементов и способов создания аккумуляторных пакетов. Убедитесь, что выбираете правильный тип никелевой ленты в зависимости от ваших потребностей.

Обычно стандартом для создания батарейного пакета на основе элементов 18650 является использование высококачественной чистой никелевой ленты толщиной 0,015 дюйма .0381см). При такой толщине каждый миллиметр ширины ленты может переносить около 1 ампера тока.

Если вы не можете позволить себе дорогой сварочный аппарат, всегда можно купить более доступную модель. Вы можете удивиться, насколько эффективными стали базовые сварочные аппараты в наше время. Если ни один из вариантов не подходит для вас, вы можете создать аккумуляторный пакет литий-ионных элементов, используя паяльник и провод, однако, делать это стоит с осторожностью.

А зачем использовать держатели для 18650 аккумуляторов?

Использование держателей для элементов 18650 предоставляет несколько преимуществ и облегчает создание полных батарейных пакетов:

Держатели для элементов обеспечивают необходимый зазор между элементами. Это позволяет обеспечить более эффективное охлаждение в сравнении с элементами, которые находятся в прямом контакте друг с другом. Если элементы соприкасаются и начинается термическое перегревание, вероятность возгорания других элементов также увеличивается.

Использование держателей делает батарейный пакет более надежным и прочным. Если вы не используете держатели, то, скорее всего, придется полностью полагаться на ленту и клей для крепления батарейного пакета, и он не будет столь же прочным, как если бы был сделан с помощью держателей для элементов.

Держатели для элементов делают ваш батарейный пакет устойчивым к вибрации. Если вы полагаетесь только на клей и ленту для крепления, то проще все разлетится при воздействии вибрации.

Поэтому рекомендуется всегда использовать держатели для элементов 18650 при создании батарейного пакета.

Соединение аккумуляторов 18650 между собой

Разместите первую параллельную группу элементов с положительной стороной вверх. Затем поместите вторую параллельную группу с отрицательной стороной вверх, и так далее. Держатели для элементов имеют выступы по бокам, которые позволяют им соединяться между собой.

Соедините ваши держатели вместе, чтобы сформировать необходимую форму вашего батарейного блока с нужным количеством ячеек. Затем поместите свои элементы внутрь. Хотя вы можете просто склеить элементы горячим клеем, использование держателей позволяет улучшить охлаждение вашего батарейного пакета, среди других преимуществ.

Вариант А: Сварка элементов между собой

Теперь пришло время соединить элементы. Перед сваркой убедитесь, что никелевые ленты готовы.

Самый простой способ, который нам больше нравится — это положить никелевую ленту сверху на параллельные элементы. Убедитесь, что она покрывает все контактные выводы элементов. Желательно оставить около 10 мм ленты, выступающей за край, чтобы можно было подключить провода для считывания BMS. Помните, что твердые никелевые ленты толщиной 0,015 дюйма .0381см) могут нести около 1 ампера тока на каждый миллиметр ширины.

Для соединения в серию просто обрежьте небольшие полоски никеля, чтобы поместить их между группами P. При этом следите за тем, чтобы никель, который вы добавляете, был достаточным для обеспечения требуемого тока в вашем применении. Как правило, каждый миллиметр ширины никеля толщиной 0,15 мм способен нести около ¾ ампера тока. Если вам нужно обеспечить более высокий ток, лучше обратить внимание на то, как сварить медно-никелевый пакет.

Начните соединять отрицательный контакт первой параллельной группы с положительным контактом второй группы и так далее, по всей цепи.

Убедитесь, что между электродами для сварки и никелевой лентой нет зазора воздуха. Также убедитесь, что нет зазора воздуха между никелевой лентой и выводами элементов. Во время сварки вы увидите маленькую вспышку, которая создаст два маленьких следа от сварки на никелевой ленте.

Когда вы начинаете осваивать процесс сварки, стоит проверить качество сварки, попробовав оторвать никелевую ленту. Поэтому лучше потренироваться и сварить никель на нескольких элементах перед основным монтажом. Если вы никогда не сваривали элементы, мы рекомендуем сначала прочитать наш руководство о сварке элементов методом точечной сварки.

Если никелевые ленты сложно удалить, то это хорошая сварка. Если никель легко отделяется, то это сигнал плохой сварки. В таком случае, возможно, вам придется увеличить ток сварки.

Вариант Б: Пайка элементов вместе

Первый шаг — тщательно очистить поверхность ваших элементов. Затем добавьте флюс, чтобы убрать окисление, которое может помешать быстрому и чистому соединению.

Если вы попытаетесь паять непосредственно на элемент, не используя флюс, вы, возможно, добьетесь успеха, но вам придется сильнее нажимать паяльным железом и дольше удерживать его на элементах.

Используйте паяльное железо мощностью не менее 80 Вт. Говорят, рекомендуется использовать более разгоряченное паяльное железо для аккумуляторов, и важно учитывать, что чем горячее паяльное железо, тем меньше времени вам потребуется для пайки.

ВАЖНО: Если вы держите паяльное железо на элементе слишком долго, вы рискуете повредить аккумулятор.

Убедитесь, что используете провод с достаточным сечением, чтобы справиться с током, который ваш аккумулятор должен обеспечивать. Когда паяете литий-ионные элементы, старайтесь не проводить слишком много времени в одном месте. Что касается соединений, то они такие же, как если бы пакет был сварен.

Шаги для создания аккумуляторной батареи на основе аккумуляторов 18650

Шаг 1: Подготовьте необходимые материалы и рабочую зону.

Очистите рабочую зону и удалите любые металлические предметы, которые могут лежать на вашем рабочем столе.

Установите изоляционные диски на положительный конец каждого элемента. Также проверьте напряжение каждого элемента перед их соединением. Это обеспечит отсутствие неожиданного тока при параллельном подключении элементов.

Шаг 2: Сварите элементы вместе

Первый шаг в сборке вашего аккумуляторной батареи — это сварка ячеек 18650. Это делается путем соединения элементов с помощью никелевых лент. Всегда лучше использовать точечный сварочный аппарат, а не паяльник, чтобы осуществить эти соединения, потому что при пайке в элемент попадает слишком много тепла.

Для изготовления аккумуляторных батарей, в большинстве случаев вам придется делать как параллельные, так и последовательные соединения. Параллельное соединение создается путем подключения положительного вывода одного элемента к положительному выводу другого элемента и аналогично подключения отрицательных выводов. Это увеличивает вместимость и способность переносить ток батарейного пакета, так как ток может протекать через несколько элементов одновременно.

Последовательное соединение создается путем подключения положительного вывода одного элемента или группы элементов к отрицательному выводу следующего элемента и так далее. Это увеличивает напряжение батарейного пакета, так как напряжение каждой группы элементов в серии складывается.

Важно обращать внимание на ориентацию элементов при создании соединений. Если вы подключите их неправильным образом, вы можете повредить элементы или даже вызвать возгорание. Также важно маскировать области при соединении, чтобы не было открытых проводников, которые могли бы привести к поражению током или возгоранию при падении металлического предмета на них.

Шаг 3: Подключите BMS

После того, как элементы соединены, вам нужно установить систему управления аккумулятором ). BMS — это важный компонент, который помогает регулировать напряжение и ток внутри батарейного пакета. Он также обеспечивает защиту от перезарядки и переразрядки.

В общем случае, вы хотите подключить B- синего цвета) к основному отрицательному выводу. Вы хотите подключить P- к отрицательному выводу разряда ). Вы хотите подключить основной положительный вывод к разъему разряда ). Также может быть разъем C-, если у вас отдельный порт BMS, и в этом случае черный провод должен быть подключен оттуда к отрицательному разъему зарядки.

Как и разъем разряда, положительное подключение для зарядки идет прямо от основного положительного вывода к разъему зарядки ).

Затем идут провода BMS. У них нет стандартного цвета, но обычно один из концов имеет красный или черный провод для обозначения самого отрицательного или самого положительного подключения.

Возьмите самое отрицательное подключение и подключите его к основному отрицательному выводу. Двигайтесь оттуда вверх и подключайте каждое последующее подключение BMS к каждому последующему соединению групп элементов.

Если вы все сделали правильно, к концу у вас останется один провод. Просто подключите этот последний провод к основному положительному выводу, и вы готовы к работе.

Если на выходе нет напряжения, не паникуйте сразу. В большинстве BMS требуется какой-то вид активации, и это, как правило, делается, поместив его на зарядку на 0,1 секунды.

В 90 процентах случаев вы можете обойти необходимость в этом, закоротив B- и P-. Таким образом, батарея думает, что она заряжается, потому что, хотя и очень маленькая, разница в напряжении до и после МОП-транзисторов достаточна для активации большинства BMS.

При этом не протекает заметный ток.

Шаг 4: Заверните пакет

После подключения BMS закрепите все провода или открытые соединения, которые вы видите. Затем положите бумажный материал бумага) со всех сторон батареи. Для безопасного и надежного аккумулятора он должен выглядеть, как будто сделан из бумаги. После достижения этого состояния следующий шаг — обернуть батарейный пакет в термоусадочную трубку, чтобы защитить его от повреждений и обеспечить изоляцию от влаги.

Вы можете подобрать подходящий размер термоусадочной трубки, измерив ширину и высоту того, что вы хотите обернуть, и добавив 10%. Например, если вам нужно обернуть аккумулятор, ширина которого составляет 100 мм, а высота — 70 мм, формула будет следующей:

100 мм + 70 мм = 170 мм

170 мм x 1,1 = 177 мм

Это означает, что для этого аккумулятора вам потребуется термоусадочная трубка с плоской шириной, как можно ближе к 177 мм.

Шаг 5: Проверьте батарейный пакет

Перед использованием батарейного пакета важно проверить его работоспособность. Вы можете сделать это, подключив источник питания к пакету и измерив напряжение и ток. Если все работает правильно, ваш самодельный литий-ионный батарейный пакет готов к использованию!

Следуя этим шагам, вы сможете быстро создать литий-ионный батарейный пакет с использованием элементов 18650. Процесс прост и прямолинеен, и с правильными материалами и инструментами у вас получится высококачественный батарейный пакет.

Выбор BMS и его важность

После того, как все ваши параллельные группы соединены последовательно, у вас есть батарейный пакет. Элемент на одном конце цепочки имеет отрицательный полюс, к которому ничего не подключено. Это ваш отрицательный полюс основной батареи. На другом конце последовательной цепочки находится элемент с положительным полюсом, к которому ничего не подключено. Это ваш положительный полюс основной батареи.

Хотя ваш аккумулятор 18650 технически готов к использованию, я бы не рекомендовал это. Помните, что без защиты от перегрузки или перезарядки аккумулятор может быть опасен. Если что-то пойдет не так с вашим аккумулятором, нагрузкой, зарядным устройством или даже проводом, это может привести к серьезным проблемам.

Вот почему BMS управления аккумулятором) является важной частью. BMS — это небольшая плата, которая превращает несколько опасных, практически бесполезных литий-ионных элементов в один безопасный и полезный батарейный пакет. BMS выполняет несколько функций, и некоторые более дорогие модели BMS выполняют больше задач. Вот некоторые из наиболее распространенных функций, которые выполняет BMS:

Защита от перезарядки. BMS следит за напряжением всех групп ячеек. Когда одна из этих групп достигает 4.2 В, зарядка останавливается. Это предотвращает повреждение ячеек от перезарядки и также помогает предотвратить возникновение пожаров.

Если одна или несколько групп ячеек имеют более высокое напряжение, BMS использует цепь и небольшие балансовые резисторы для снижения напряжения у высокозаряженных ячеек.

BMS отключает батарейный пакет, когда напряжение любой элемент падает ниже определенного порога, обычно от 2.5 до 3.0 В, чтобы предотвратить повреждение элемента.

Еще одна важная функция BMS — убедиться, что батарейный пакет не подвергается слишком большим нагрузкам. Таким образом, каждый BMS имеет максимальный ток, при достижении которого батарейный пакет отключается. Защита от перегрузки применяется как при зарядке, так и при разрядке батареи.

Защита от короткого замыкания

Короткое замыкание эквивалентно нагрузке с сопротивлением 0 Ом. Закон Ома гласит, что ток, который протечет через данную цепь, зависит, в том числе, от сопротивления и напряжения цепи. При создании короткого замыкания сопротивление для тока будет только очень низкое сопротивление проводника или никеля) и самого элемента. Поэтому, так как короткое замыкание создает условие перегрузки, любой BMS с защитой от перегрузки также имеет защиту от короткого замыкания.

Сколько аккумуляторов 18650 нужно для создания батареи емкостью 100 Ач?

Это зависит от используемых вами ячеек и желаемого напряжения. Например, если вы хотите создать 12В батарею с использованием ячеек емкостью 2500 мАч, вы можете сделать следующий расчет:

Чтобы создать батарею с использованием литий-ионных ячеек, которая приближается к 12В без значительного превышения, вам понадобится конфигурация 3S. Это потому, что литий-ионные элементы имеют номинальное напряжение 3.7В.

Таким образом, 3 элемента в серии дадут вам напряжение 11.1В. Помните, что соединение ячеек в серии добавляет их напряжение, но не изменяет емкость ). У этой группы ячеек 3S напряжение составит 11.1В, а емкость — 2500 мАч.

Итак, чтобы узнать, сколько групп 3S необходимо соединить параллельно, чтобы получить 100 Ач, просто разделите 100 на 2.5.

100 / 2.5 = 40P

Таким образом, чтобы сделать батарею 100 Ач в этом случае, вам нужно соединить элементы в конфигурации 3S40P.

3 x 40 = 120

Вам понадобится 120 литий-ионных ячеек емкостью 2500 мАч для создания батареи ёмкостью 100 Ач.

Как рассчитать время работы аккумулятора 18650

Но на сколько времени будет работать кондиционер? Помните, что после потерь инвертора, кондиционер потребует около 556 Вт энергии. Элементы в этом примере содержат 8,14 Втч энергии напряжение 3,7 вольта х 2,5 Ач). Это значение получается умножением номинального напряжения на номинальную емкость аккумулятора. В батарее 7S5P, что означает, что у вас есть в общей сложности 35 ячеек.

Это дает батарее в этом примере емкость всего 284,9 Втч. Этого будет достаточно, чтобы кондиционер работал примерно 30 минут. Хотя это может показаться небольшой мощностью, я хотел бы дать вам некоторый контекст.

284 Втч энергии достаточно для полной зарядки среднего мобильного телефона примерно 16 раз. С 284 Втч запасенной энергии вы можете использовать настольный компьютер и монитор примерно 6 часов. С таким количеством энергии вы сможете полностью зарядить большинство ноутбуков примерно 5 раз.

Если вам нужно добавить больше емкости, просто добавьте больше ячеек к вашим группам P. В случае этого примера, добавление дополнительного элемента в группы P означает добавление еще 7 ячеек. Таким образом, за каждое добавление ячеек в группы P вы получаете еще 57 Втч энергии для хранения.

Вы можете создать одну большую 24-вольтовую батарею или несколько маленьких. Но если вы используете батареи емкостью 2200 мАч с номинальным током разряда 5А и подключаете кондиционер через инвертор, абсолютный минимум для пакета должен быть 7S5P.

Вывод

Как видите, при построении литий-ионной батареи из элементов 18650 нужно учитывать многое. Для занятого человека может быть довольно сложно уделить время на изучение всех этих терминов, когда все, что он хочет, это получить аккумулятор. Перед тем, как начать собирать, убедитесь, что ознакомились с нашим исчерпывающим руководством по безопасности при работе с литий-ионными элементами.

Мы надеемся, что этот материал поможет вам изготовить свой первый батарейный блок своими руками. Спасибо за внимание!

Соединение элементов методом горячей пайки в настоящее время практически всегда выполняется электрическим паяльником. К приобретению доступны различные виды электроинструмента – на любое напряжение, мощность и типоразмер. Тем не менее, иногда возникает необходимость соорудить паяльник своими руками – например, когда работы надо выполнить срочно или в полевых условиях.

Варианты самодельных паяльников

Конструкция самодельного паяльника определяется в основном, материалами, которые имеются под рукой. Если комплектующие надо приобретать, проще купить готовый паяльник.

Паяльник из металлопленочного резистора

Маломощный паяльник можно сделать на базе двухваттного резистора, который будет служить нагревательным элементом. Мощность резистора невелика, но отечественные элементы выдерживают перегрузку до нескольких крат, поэтому на нем можно рассеивать до 10..12 ватт. Для этого при напряжении 12 вольт через резистор должен идти ток примерно в 1 ампер, а это означает, что номинал сопротивления должен быть около 12 ом.

На практике, большая часть мощности бесполезно потратится на обогрев окружающего воздуха.

Электрическая схема паяльника такова, что напряжение прикладывается к выводам резистора, а теплосъем (точка подключения жала) производится с боковой поверхности. Поэтому штатный вывод элемента удаляется, остаток стачивается под плоскость, а металлический колпачок зачищается до металлического блеска и облуживается – к нему будет припаян провод питания.

Схема сборки паяльника

Далее надо подобрать готовое жало из меди или изготовить приблизительно по размерам с рисунка. И в итоге останется только подобрать кронштейн, чтобы жестко разместить на нем всю конструкцию. Регулировать мощность самодельного электроприбора можно изменением питающего напряжения.

Вариант конструктива паяльника

На базе проволочного резистора

Более мощный паяльник можно сделать, если применить проволочный резистор ПЭВ. Такие элементы выпускаются на мощность до 150 ватт, а для самодельного электронагревательного инструмента вполне подойдет резистор мощностью 10..25 ватт. Сопротивление резистора выбирается по формуле R=U^2/P, где P – мощность будущего электроинструмента, а U – питающее напряжение.

Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.

Можно подобрать номинал для работы на 220 вольт, но лучше использовать самодельный паяльник при низком напряжении – до 50 вольт (под имеющийся источник питания), так как конструкция самоделки не может обеспечить полную безопасность при работе.

Конструкция мощного паяльника

Основой конструктива служит деревянная ручка. Ее можно взять, например, от неисправного паяльника или сделать самостоятельно. Резистор крепится на ручку хомутом через изолирующую прокладку из асбеста. Далее подбирается жало так, чтобы оно как можно плотнее входило внутрь нагревательного элемента. Лучше взять жало несколько большего диаметра и немного подточить. Дальше к выводам резистора подключаются провода питания. Паяльник готов.

В видео паяльник собирают на базе резистора ПЭВ на 5,1 Ома.

Из нихромовой проволоки

Если нет мощного резистора, но есть провод с высоким удельным сопротивлением – нихром, константан и т.п., самодельный паяльник можно сделать на его основе. Такой провод можно взять от неисправного электронагревательного прибора (электроплитки и т.п.) или употребить в работу запасную спираль. В первую очередь надо отмерить необходимую длину провода. Это можно сделать двумя способами:

В первом случае рассчитывается необходимое сопротивление нити исходя из рабочего напряжения и требуемой мощности по уже приведенной формуле R=U^2/P. Далее отмеряется кусок провода с необходимым сопротивлением (его измеряют с помощью мультиметра).

А можно подобрать необходимую длину опытным путем, подав на имеющийся кусок провода напряжение от источника питания. Передвигая контакт вдоль провода, находится точка, при которой достигается максимальный нагрев, но проводник не перегорает и не перегружается источник питания.

Экспериментальный подбор длины проводника

Далее подбирается заготовка необходимых размеров для ручки формы, близкой к цилиндрической (чтобы удобнее было держать). В ее торцах сверлятся два глухих отверстия. В одном будет расположен разъем для подключения питания, в противоположном – жало.

Сверление глухих отверстий

Ближе к отверстию под разъем надо просверлить отверстие и сделать пазы. В них укладывают провод.

Жало делается из медной проволоки диаметром 1..2 мм. С нее надо счистить лаковую изоляцию и предварительно заточить рабочую сторону под удобную форму. Жало вставляется в торцевое отверстие и закрепляется предварительно разведенным алебастром.

Время схватывания алебастра – несколько минут. Смесь надо готовить непосредственно перед началом работ.

Установка разъема питания

С противоположной стороны монтируется разъем для подключения источника питания. Его можно зафиксировать, например, термоклеем.

Дальше надо подобрать изолирующий материал для намотки нагревательного провода. Удачный вариант, если удастся подобрать керамическую трубочку. Если не получится – можно использовать стеклоткань или слюду. Прокладка устанавливается на жало (примерно посередине), на нее наматывается предварительно отмеренный высокоомный провод.

Установка нагревательного элемента

Далее к выводам нагревательной спирали подключают провода питания. Это лучше сделать скруткой. В первую очередь потому, что нихром плохо паяется, а во вторую – при работе паяное соединение может разойтись.

Далее провода окончательно укладывают в пазы, фиксируются изоляционной лентой или термоусадкой (так получается красивее). Паяльник готов к работе.

Неудачная конструкция паяльника

В сети можно найти советы по изготовлению паяльника, которому не нужно электричество, из обычной газовой зажигалки. Сделать придется только одну деталь – жало. Для этого надо взять кусок медной проволоки и навить на подходящей оправке несколько витков.

В качестве оправки подойдет, например, карандаш

Один конец провода отгибается, из него формируется жало. Второй конец также отгибается, и он используется для крепления жала на зажигалке. Крепить надо так, чтобы при работе зажигалки пламя располагалось внутри спирали.

Концы проволоки формируются по месту

Окончательно закрепить жало можно с помощью изоляционной ленты. Хотя лучше использовать изоленту на тканевой, а не на полихлорвиниловой основе.

Окончательная конструкция паяльника

К сожалению, практические испытания такого инструмента показали, что кончик жала не прогревается до температуры плавления припоя. Для работы эта идея оказалась непригодной.

Тем не менее, зажигалка иногда может помочь при работах в отсутствии источника питания. Ее пламени (без посредников в виде проволоки) вполне хватает для плавления многих свинцово-оловянных припоев. Если надо спаять два предварительно облуженных провода (не очень большого сечения), их можно скрутить и прогреть открытым пламенем зажигалки.

Пайка открытым пламенем зажигалки

На базе газовой горелки

Несмотря на неудачный предыдущий опыт, паяльник нагреваемый пламенем газа, может быть востребован при полевых работах. Можно приобрести готовое устройство со встроенной горелкой, однако такой инструмент показал крайне низкую надежность из-за слабой конструкции.

Китайский паяльник ненадежен и быстро выходит из строя

Самодельный паяльник будет работоспособен, если его сделать на базе более мощного источника тепла, например, газовой горелки, питаемой от баллончика. Помимо собственно горелки понадобится всего четыре детали:

Форсунку удобно сделать из удлиненной гайки. Надо лишь насверлить отверстий на ее боковых поверхностях для выхода раскаленных газов.

Так выглядит готовая форсунка

Конструкцию для кронштейна можно придумать самостоятельно. Один из вариантов – выгнуть его из отрезка металлической полосы по размерам по месту.

Одна из конструкций кронштейна

Жало можно изготовить из медной заготовки. Подойдет наконечник для кабеля подходящих размеров.

Такой кабельный наконечник можно использовать в качестве заготовки для жала

На одном конце надо нарезать резьбу под имеющуюся гайку. Другой сточить под удобную форму. Жало вкручивается в форсунку. Собрать детали в единый узел можно сваркой или другим способом. Муфта надевается на горелку – и инструмент готов к работе.

Готовая конструкция паяльника-насадки

Еще один видео вариант самоделки из газового балона.

Очевидно, что сделать паяльник в домашних условиях несложно и доступно мастеру средней квалификации. Не менее очевидно, что почти все самодельные конструкции (за небольшим исключением) будут уступать заводским по надежности и удобству использования, а также безопасности. Поэтому материалы обзора на практике могут быть использованы в большинстве случаев в качестве скорой помощи для выполнения экстренных работ, когда нет возможности купить нормальные инструменты.

420 рублей на момент покупки. Буквально недавно я вроде как создал интригу, описывая модуль повербанка, я упомянул, что он пойдёт в переделку батарейного паяльника на аккумуляторы. И там же некоторые товарищи очень удивлялись, не находя эту самую переделку, хотя я ясно написал, что расскажу о ней когда-нибудь потом. И вот потом наступило.

Часть 1. Предварительные ласки.

Начну издалека. Давным-давно, когда ещё не было коронавируса, бродил я по рядам Савёловского рынка. Туда заглянул, сюда. Дорого всё, да и не нужно, всё-таки к нотариусу приехал, документы ждал, а не просто так бесцельно прогуливался. И занесли меня ноги в магазин Rexant, где я сразу увидел его — паяльник на батарейках. Я понял, что он мне очень нужен. А вот понимание зачем пришло уже позже. Оказалось таким паяльником очень удобно спаивать витую пару и другие слаботочные провода. Но нашёлся и минус, если летом более менее всё было нормально, то зимой в сильный ветер спаять что-либо можно было только на новых батарейках, пока они ещё выдавали немного больше полутора вольт каждая. Несмотря на всё удобство, такая засада с батарейками требовала какого-то решения. Понятно было, что нужна переделка на аккумуляторы, но нужно было понять как лучше это сделать. Найти ответ в интернете не удалось, так как либо был вариант изуродовать корпус вколхозив в него аккумулятор формата 18650. Либо, что уже было более близко к необходимому, можно было использовать пару li-ion аккумуляторов формата 14500. Ну а раз концепция была придумана, руки сразу потребовали действий, причём здесь и сейчас, а не когда нормальные аккумуляторы приедут с Китая. Но, как оказалось, найти в те времена в Москве нормальные аккумуляторы формата 14500 задача крайне нетривиальная. Большинство продавцов пытались доказать что мне нужны всё-таки обычные Ni-Mh. Митинский

радиорынок помог найти подобные аккумуляторы, но все были слишком дорогими и слишком поддельными, с реальной емкостью в районе 400мАч. Выручил меня опять Савёл, не сочтите за рекламу, не люблю это место и вообще это был редкий случай, когда там удалось найти что-то годное за разумные деньги. Купил два аккумулятора Robiton 900мАч, их ёмкость полностью соответствовала заявленной.

Все переделки, которые удалось на тот момент найти, заключались в установке аккумуляторов и модуля зарядки. Но меня это не устраивало, так как полностью заряженный li-ion аккумулятор выдает только 4,2В, а для моих целей это было крайне мало. Тем более удалось выяснить что примененное в данном паяльнике жало так же применялось в первых usb-паяльниках, а значит спокойно переваривало пять вольт питающего напряжения. Выходов из этой ситуации было два. Либо включать аккумуляторы последовательно и затем понижать напряжение. Либо включать аккумуляторы параллельно и напряжение повышать. От первого варианта пришлось отказаться, так как найти чем понизить напряжение ещё можно было, а вот чем батарею заряжать был очень большой вопрос. Это уже потом я нашёл модуль на FM4256 и хотел даже переделать всё на нём, но в итоге было использовано ещё более интересное решение. Однако в тот момент я остановился на втором варианте, за зарядку отвечал модуль на TP4056, а повышайкой был модуль на MT3608 с micro-usb разъёмом, он был меньше версии с площадками для пайки, хотя всё равно потребовал большое хирургическое вмешательство. Так же требовалось решение для замены родного выключателя, благо оно сохранилось и чуть позже вы всё увидите. Естественно потребовалась внутренняя переделка корпуса и реализация индикации режимов работы на трехцветном светодиоде. Как бы то ни было, данная идея была реализована и до сего лета даже эксплуатировалась. Но было в ней два минуса. Паяльник требовал регулировки, потому как иногда он перегревался, а иногда наоборот. Вторым минусом был дикий нагрев модуля на MT3608. И вот сегодняшним летом пришла пора брать коня за рога, благо за годы появилось много интересных модулей и изначальная концепция второй переделки всё-таки предусматривала переход на 2S питание с понижением модулем Mini560. Но душа требовала большего, а именно индикатора уровня заряда, балансира и регулировки напряжения. Пока я набирал всё это в корзину на Алиэкспресс и думал как разместить, мне случайно попался модуль на FM5324 и вот теперь я расскажу про итоговую переделку.

Часть 2. Глубокое погружение.

Итак, для тех, кто захочет повторить мою переделку, первым действием нужно разобрать и выкинуть все внутренности. Затем ножом или гравером, а лучше комбинируя способы, убрать ненужные отливы и перегородки, приблизительно так, как на фото ниже. Так же потребуются проделать три отверстия. Два круглых и прямоугольное. Диаметр отверстия под ручку подстроечного резистора я не помню. Под светодиод — 4,8мм. Прямоугольное отверстие служит окном для индикатора уровня заряда. Место, где стояла пружинка (разберёте — поймёте) желательно, для красоты, заклеить куском убранного ненужного пластика. У меня, правда, до этого руки не дошли. Чуть не забыл про прорезь под usb-разъём в одной из половин корпуса.

Вторым шагом будет насилие над модулем Mini560. Так как питание в данной переделке получается 5В, а разница напряжений между входом и выходом этого модуля крайне мала, и учитывая высокий кпд, малый нагрев и хороший номинальный ток — это практически идеальное решение для реализации регулятора выходного напряжения и, соответственно, температуры. Нужно удалить светодиод, его токоограничительный резистор, а также резистор, задающий выходное напряжение, на фото он третий сверху над дросселем. Запомните его номинал, так как попадаются с разными. Плюс потребуется обрезать два угла платы, как на фото. Никаких важных дорожек там нет, но всё равно прозвоните потом, мало ли.

Для понимания, красный провод — плюс, жёлтый — минус. Припаиваем токоограничительный резистор к корпусу (на нём плюс) держателя жала и к аноду светодиода. Резистор можно разместить под светодиодом. Номинал резистора подбираем под используемый светодиод. Соединяем держатель жала с модулем Mini560. Припаиваем параллельно соединённые аккумуляторы к соответствующим контактам подготовленного модуля на FM5324, а плюс с его выхода на модуль Mini560. Минус припаиваем через подходящий переключатель, предварительно доработанный. Его ручку нужно обточить до примерно круглого состояния, чтобы получилась конструкция как на фото. На модуле FM5324 необходимо сделать пропил под саморез. И самое сладкое, но не обязательное. Окошко под индикатор уровня я не стал оставлять пустым, тем более я слегка лажанул с его расположением, поэтому изготовил для него импровизированное стеклышко-световод из распиленного разъёма RJ-45.

Остаётся приклеить модуль FM5324 на его место и собрать корпус. Как видно переделка практически не испортила оригинальный вид и сохранила заводскую функцию — надетый колпачок выключает паяльник.

Светодиоды индикатора уровня заряда оказались прекрасно видны.

Собственно переделка закончена. Возможно я забыл что-то упомянуть — спрашивайте. Не скажу, что вышло бюджетно, скорее наоборот. Но меня этот паяльник очень выручает. На этом всё, надеюсь мой опыт окажется кому-то полезен. И удачи в творчестве;)