Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей Инструменты
Содержание
  1. Литий-ионные аккумуляторы: Все, что вам нужно знать
  2. Преимущества аккумуляторов 18650
  3. Чем отличаются аккумуляторы 18650 от других типов батарей?
  4. Различия аккумуляторов 18650
  5. Энергетическая плотность
  6. Компоненты и инструменты для создания аккумуляторной батареи
  7. Части аккумулятора:
  8. Инструменты для сборки аккумулятора:
  9. Создание батарейного блока с аккумуляторами 18650
  10. Где можно найти аккумуляторы 18650 для батарейного блока?
  11. Использованные литий-ионные ячейки
  12. Определение конфигурации и необходимого количества аккумуляторов 18650 для батареи
  13. Определение конфигурации в серии
  14. Создание собственного аккумулятора: важные шаги
  15. Проверка напряжения
  16. Проектирование батарейного пакета на базе элементов 18650
  17. Как выбрать правильную никелевую ленту для создания аккумулятора
  18. А зачем использовать держатели для 18650 аккумуляторов?
  19. Соединение аккумуляторов 18650 между собой
  20. Шаги для создания аккумуляторной батареи на основе аккумуляторов 18650
  21. Сколько аккумуляторов 18650 нужно для создания батареи емкостью 100 Ач?
  22. Как рассчитать время работы аккумулятора 18650
  23. Вывод
  24. Необходимые компоненты и инструменты
  25. Выбор подходящих аккумуляторов 18650 для батарейного пакета
  26. Выбор подходящих никелевых полос
  27. Сварка точечным сварочным аппаратом против пайки
  28. Проверка напряжения аккумуляторов
  29. Емкость и напряжение батарейного пакета
  30. Сборка 18650-ячеек
  31. Припаять никелевые полосы )
  32. Добавление BMS
  33. -напечатанный корпус
  34. Проводка компонентов
  35. Финальная сборка.
  36. Сборка Аккумуляторной батареи на 48 вольт
  37. Этапы — электрофикация горного велосипеда
  38. Варианты размещения Аккумуляторов
  39. Схема сборки аккумуляторной батареи на 48 вольт

Литий-ионные аккумуляторы: Все, что вам нужно знать

Литий-ионные аккумуляторы на данный момент являются лучшим решением батареи, которую 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.

Преимущества аккумуляторов 18650

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.

Читайте также:  Припаять 2 usb к одному и

Чем отличаются аккумуляторы 18650 от других типов батарей?

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.

Различия аккумуляторов 18650

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.

  • Аккумуляторы 18650 имеют более высокое напряжение, чем батарейки АА.
  • У аккумуляторов 18650 гораздо меньше внутреннего последовательного сопротивления по сравнению с батарейками АА.

Энергетическая плотность

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.

Компоненты и инструменты для создания аккумуляторной батареи

Части аккумулятора:

  • Литий-ионные аккумуляторы 18650
  • Химические материалы для изоляции
  • Химические материалы для соединения

Инструменты для сборки аккумулятора:

  • Паяльник
  • Провода
  • Термоусадочная трубка

Процесс создания аккумуляторной батареи требует сочетания правильных компонентов и аккуратной сборки. Однако при правильном подходе вы сможете создать собственную аккумуляторную батарею на основе литий-ионных аккумуляторов 18650, которая будет эффективно работать в вашем устройстве.

Создание батарейного блока с аккумуляторами 18650

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.

Читайте также:  Самая лучшая паяльная станция: описание, характеристики, рейтинг и отзывы

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 и 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 с использованием элементов емкостью 2200 мАч. Здесь простая указано в кавычках, потому что с элементами литий-ионных батарей нельзя точно собрать батарею на 24 вольта.

В этом примере создаваемая батарея будет использоваться для питания 500-ваттного кондиционера через инвертор.

Определение конфигурации в серии

## Мощность и конфигурация батареи

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. Важно не перегружать ваше оборудование.

### Мощность батареи

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.

### Литий-ионные элементы

#### Литий-ионные элементы, которых следует избегать

Создание собственного аккумулятора: важные шаги

Прежде чем начать создание своего аккумулятора, вам нужно выбрать, какие элементы использовать. Избегайте брендов, предлагающих нереалистичные характеристики элементов. На данный момент самым емким элементом 18650 является Panasonic NCR18650G с емкостью 3600 мАч. Поэтому, если какая-либо компания заявляет, что производит элемент емкостью больше 3600 мАч, не покупайте его.

Фактически, это хорошая практика избегать продукцию от брендов, известных своими недостоверными маркировками.

Нет ничего плохого в приобретении дешевых или подержанных элементов. Однако стоит избегать покупки элементов, представленных как новые, когда они фактически бывшие в употреблении. Также следует избегать покупки элементов с низкой емкостью, предлагаемых с маркировкой значительно более высокой емкости.

Проверка напряжения

Критически важно проверить напряжение элементов перед их параллельным соединением. Помните, что при разнице в напряжении между элементами, которые вы соединяете параллельно, энергия будет переноситься с элемента с более высоким напряжением на элемент с более низким. Это происходит скоро и чем больше разница в напряжении, тем выше риск возгорания при их соединении.

Хотя соединение элементов с разными зарядами в серии не является опасным, это может быть неудобным. Система управления батареей потребителя требует времени, чтобы привести элементы в баланс, и до этого момента вы не получите полной производительности вашего аккумуляторного блока.

Важно также проверить новые элементы, хотя это обычно более проблематично при использовании подержанных элементов. Обычно 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:

    • Определите ток, необходимый для устройства, питаемого от батарейного блока.
  2. Рассчитайте емкость:

    • Определите емкость батарейного пакета, рассчитав энергию, необходимую для работы устройства.
  3. Выберите элементы:

    • Выберите элементы, способные удовлетворить требования по току и емкости, необходимым для вашего проекта. Важно выбрать элементы с высоким током разряда и достаточной емкостью.

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?

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

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.

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

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

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

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!

Весь мир переходит от использования ископаемых видов топлива и когда-нибудь станет полностью электрическим. В настоящее время литий-ионные аккумуляторы являются наиболее перспективной связкой среди всех типов аккумуляторов. Большинство батарей, используемых в ноутбуках, радиоуправляемых игрушках, дронах, медицинских устройствах, электроинструментах, электровелосипедах и электромобилях, основаны на 18650-батареях. Это один из наиболее устоявшихся форматов литий-ионных аккумуляторов, который производится в больших объемах и обладает низкой стоимостью за ватт-час.

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

Батарея 18650 18 мм и длина 65 мм) — это классификация li-on аккумуляторов. Ее форма такая же, но немного больше, чем у батареи типа АА. В сравнении с ними батареи типа АА иногда называют 14500, потому что у них диаметр 14 мм и высота 50 мм.

В этом руководстве мы покажем вам, как построить аккумуляторную батарею 18650 своими руками для применения в таких устройствах, как портативный аккумулятор народе известен как Power Bank), солнечный генератор, электро-велосипед, аккумуляторная стена и т. д. Основная идея очень проста: объединить несколько 18650-элементов последовательно и параллельно, чтобы создать более крупный аккумуляторный пакет, а затем обеспечить его безопасность, добавив систему управления батареей /БМС).

Отказ от ответственности: Это руководство предназначено для тех, кто имеет знания в области перезаряжаемых li-on технологий. Пожалуйста, не пытайтесь выполнить это, если вы новичок. Будьте осторожны.

Необходимые компоненты и инструменты

Средства индивидуальной защиты:

Выбор подходящих аккумуляторов 18650 для батарейного пакета

На рынке представлено множество типов аккумуляторов 12в 18650 по ценам от 300 до 1500 рублей, но какие из них лучше всего подходят? Рекомендуется покупать аккумуляторы 12в 18650 от известных брендов, таких как Panasonic, Samsung, Sanyo и LG. У этих компаний хорошо задокументированные характеристики производительности и отличный контроль качества. Аккумуляторы от признанных брендов обычно стоят дороже, но если учитывать их длительный срок службы, то они стоят того.

В этом проекте используются аккумуляторы Panasonic 18650B емкостью 3400 мАч с сайта virtustec.ru ://virtustec.ru/akkumulyatory-li-ion/akkumulyator-panasonic-18650b-3400mah-flat-top-pcb-zaschischennyj.html)

Выбор подходящих никелевых полос

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

Для создания батарейного пакета вы должны соединить 18650 батарею с помощью никелевых полос или толстого провода. Обычно для этого широко используются никелевые полосы. В целом, на рынке доступны два типа никелевых полос: полосы из никелированной стали и чистого никеля. Рекомендуется покупать чистые никелевые полосы. Они немного дороже никелированной стали, но имеют гораздо меньшее сопротивление. Меньшее сопротивление означает меньшее выделение тепла во время зарядки и разрядки, что приводит к более длительному сроку службы батареи.

Никелевые полосы предлагаются с различными размерами и длинами. Выбирайте полосы в соответствии с токоотдачей.

Сварка точечным сварочным аппаратом против пайки

У вас есть два варианта соединения 18650 батарей: 1. Пайка 2. Сварка точечным сварочным аппаратом

Лучший выбор всегда — сварка точечным сварочным аппаратом, но такой сварочный аппарат стоит намного дороже хорошего паяльника.

Стоит знать, почему сварка предпочтительнее пайки. Проблема с пайкой заключается в том, что вы прикладываете много тепла к аккумулятору, а оно не рассеивается быстро. Это усиливает химическую реакцию внутри аккумулятора, что повреждает его производительность. В конечном итоге это приведет к потере емкости и сократит срок службы аккумулятора.

Но если вы не хотите покупать дорогой сварочный аппарат, вы можете припаять никелевые вкладыши к аккумулятору, следуя некоторым предосторожностям и хитростям:

Сварка точечным сварочным аппаратом:

Мы используем сварку точечным сварочным аппаратом, потому что это надежно соединяет аккумуляторы без добавления много тепла. На рынке доступны два класса сварочных аппаратов точечной сварки: для любителей и профессиональные. Приличный сварочный аппарат для любителей стоит около 5000-30000 рублей, в то время как хороший профессиональный сварочный аппарат может стоить и в десять раз дороже.

Проверка напряжения аккумуляторов

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

Перед тем, как соединить аккумуляторы параллельно, сначала проверьте напряжение каждой отдельной ячейки. Для соединения ячеек параллельно, напряжение каждой ячейки должно быть близким друг к другу, иначе высокий ток будет течь от ячейки с более высоким напряжением к ячейке с более низким напряжением. Это может повредить ячейки и даже привести к возгоранию в редких случаях.

Если вы используете новые ячейки, напряжение ячейки должно быть около 3,5 В до 3,7 В, и вы можете соединить их без особых опасений. Но если вы собираетесь использовать старые аккумуляторы из ноутбуков, убедитесь, что напряжение каждой ячейки приблизительно одинаково, в противном случае зарядите ячейки до одинакового уровня напряжения с помощью хорошего зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов. В этом руководстве использовалось своё зарядное устройство Nitecore SC4 для зарядки всех 18650 ячеек до их соединения.

Емкость и напряжение батарейного пакета

Для создания батарейного пакета сначала определите номинальное напряжение и емкость пакета. Это может быть выражено в вольтах, миллиампер-часах ) или ватт-часах ). Вы должны соединить ячейки параллельно, чтобы достичь желаемой емкости ), и соединить такие параллельные группы последовательно, чтобы получить номинальное напряжение ).

Для этого проекта допустимы такие требования:

Обычно ячейки, соединенные параллельно, обозначаются с помощью », так что этот пакет будет называться 5P». Когда 5 ячеек соединены параллельно, в итоге получается одна ячейка с более высокой емкостью . е. 4,2 В, 17000 мАч).

Обычно ячейки, соединенные последовательно, обозначаются с помощью », поэтому этот пакет будет называться 3S».

Итак, мы должны соединить 3 параллельные группы 5 ячеек в каждой группе) последовательно, чтобы создать батарейный пакет.

Конечная конфигурация пакета обозначается как 3S5P» с финальными характеристиками 11,1 В, 17 Ач.

Сборка 18650-ячеек

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

Из предыдущего шага ясно, что наш батарейный пакет состоит из 3 параллельных групп, соединенных последовательно х 3,7 В = 11,1 В), и каждая параллельная группа имеет 5 ячеек мАч х 5 = 17000 мАч). Теперь нам нужно правильно расположить 15 ячеек для установки электрического соединения между ними и 18650 БМС.

Поместите первую параллельную группу ячеек шт.) положительной стороной вверх, затем поместите вторую параллельную группу с отрицательной стороной вверх, и, наконец, последнюю параллельную группу с положительной стороной вверх. Для лучшего понимания вы можете посмотреть на картинку выше.

Вы можете собрать ячейки, чтобы создать пакет, используя горячий клей или пластиковую подставку для 18650-ячеек. Тут использовались пластиковые держатели/спейсеры для 18650-ячеек для сборки 15 ячеек. Основные преимущества использования таких держателей ячеек:

Припаять никелевые полосы )

Теперь пришло время узнать процедуру использования сварочного аппарата точечной сварки. У сварочного аппарата точечной сварки есть три варианта сварки: сварка с фиксированной сварочной головкой, сварка с фиксированной сварочной головкой и педалью или подвижный сварочный держатель с педалью. Перед сваркой необходимо подготовить никелевые полосы и сварочный аппарат.

Разрежьте никелевые полосы:

Положите вашу никелевую полосу поверх 5 ячеек ), убедитесь, что она покрывает все выводы ячеек, оставьте 10 мм лишних полос для подключения к БМС, затем разрежьте ее. Для последовательного соединения режьте маленькие никелевые полосы, как показано на рисунке. Вам понадобится четыре длинные полосы для параллельного соединения и 10 маленьких полос для последовательного соединения.

Соедините вывод » первой параллельной группы с »второй группы, а затем » второй группы с » третьей группы.

Пайка никелевых полос:

Этот сварочный аппарат можно использовать для сварки чистого никеля, а также никелированной стали. Вы должны настроить регулировку импульсов и регулятор тока в соответствии с толщиной никелевых полос.

Для никелевых полос толщиной 0,15 мм нажмите кнопку импульса 4P и регулятор тока на 4-5. Аналогично для никелевой полосы толщиной 0,2 мм нажмите кнопку импульса 4P, 6P и регулятор тока на 7-8. Убедитесь, что сварочный держатель плотно прижат к никелевой полосе и выводам аккумулятора, затем нажмите на педаль. Вы увидите маленькую искру и две точечные метки на полосе.

Вы можете проверить качество сварки, потянув за никелевую полосу. Если она не отходит от выводов ячейки при нажатии рукой или требуется много усилий, то это хорошая сварка. Если вы можете легко снять ее, то вам нужно увеличить ток.

И, конечно же, куда без безопасности: Перед началом сварки точечным сварочным аппаратом всегда надевайте защитные очки.

Добавление BMS

Система управления батареей /БМС) — это электронная система, которая управляет батарейным пакетом литиевых аккумуляторов, основные функции которой включают:

Два важных параметра, которые необходимо учитывать при выборе BMS:

В этом проекте использовался BMS на 3S и 25A. Вот спецификации этого BMS:

Подключите BMS, как показано на схеме подключения. BMS имеет четыре пайки: B-, B1, B2 и B+. Вы должны подключить отрицательную ленту первой параллельной группы к B- и положительную ленту к B1. Аналогично подключите отрицательную ленту третьей параллельной группы к B2 и положительную ленту к B+.

Вы можете приварить никелевые полосы к BMS или припаять их к плате. Советуем припаять никелевые полосы к плате для более надежного соединения. Сначала нанесите флюс для пайки на плату и концы никелевых полос. Затем произведите пайку путем покрытия пайкой всех падов и соединения их вместе.

-напечатанный корпус

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

Батарейный пакет имеет обнаженные никелевые полосы со всех сторон, чтобы избежать случайного замыкания, был сделан специальный корпус:

Для печати использовался 3D-принтер Creality CR-10S и зеленый PLA-филамент с диаметром 1,75 мм. На печать основного корпуса ушло около 6,5 часов, а на печать верхней крышки — около 1,5 часа.

Настройки 3D принтера:

Проводка компонентов

Обычно стандартный аккумулятор имеет только два вывода для подключения нагрузки и зарядки аккумулятора. Кроме того, я добавил индикатор уровня заряда аккумулятора, чтобы видеть уровень заряда аккумулятора при необходимости. Для этого использовались 5-мм — ый разъем постоянного тока В / 3 А) для ввода/вывода, модуль индикатора уровня заряда аккумулятора 3S, и переключатель для включения/выключения индикатора уровня заряда аккумулятора.

Теперь перейдем к проводке компонентов. Вот простая схема проводки для всех компонентов. Это довольно просто! Для изоляции проводящих частей используйте термоусадочную трубку.

Примечание: Не припаивайте провода + и P-) к BMS до установки компонентов в корпус.

Финальная сборка.

Сначала установите компоненты в соответствующие отсеки 3D-напечатанного корпуса. Как показано на фотографии выше.

Припаяйте положительный провод ) от DC-разъема и переключателя к P+ на BMS, отрицательные провода от DC-разъема и индикатора уровня заряда аккумулятора к P- на BMS.

Затем нанесите горячий клей на дно отсека для аккумулятора и установите аккумуляторный пакет. Таким образом, он будет крепко держаться и предотвращать потерю соединений проводов.

Наконец, закрутите верхнюю крышку на место! Тут использовались винты 3M x 10 для крепления крышки. Теперь батарейный пакет готов к использованию.

Зарядка батарейного пакета:

Вы можете зарядить батарейный пакет с помощью 12,6-вольтового источника питания постоянного тока, подобного этому. Все это можно найти на virtustec.ru

Сборка Аккумуляторной батареи на 48 вольт

Настало время сборки аккумуляторной батареи для комплекта электрификации велосипеда с мотором Mxus на 48 вольт 500 ватт. Для самостоятельной сборки аккумуляторной батареи были заказаны аккумуляторы ICR 18650-26F M литий ионные так как в Москве их стоимость начиналась от 280 рублей за штуку они были заказаны с Aliexpress коробкой 40 штук и так стоимость 1 аккумулятора составляла с доставкой в районе 110 рублей ссылки вы найдёте ниже по странице.

Этапы — электрофикация горного велосипеда

Что нужно для сборки электровелосипеда

Как заспицевать мотор колесо

Затраты и компоненты электровелосипеда на 500 ватт

Для правильной работы, контроля зарядки, разрядки и защиты от замыкания и перегрева заказана балансировочная плата BMS 25A48V Separate Port 13s компании Daly влагостойкая и надежная стоимостью всего чуть больше 1000 рублей

Варианты размещения Аккумуляторов

На фото более подходящие в моем случае варианты сборки элементов, в итоге выбран второй вариант так как в дальнейшем планировалось разместить батарею в вентиляционном пластиковом коробе.

Для мотора который был заказан MXUS требуется 48 вольт минимально более менее тяговитая батарея должна содержать не менее 39 элементов, я выбрал вариант по 3 элемента 18650 в ячейке и последовательно 13 рядов заряженная батарея в такой конфигурации будеть выдавать 54,6 вольт и иметь на "борту" около 7 ампер в целом после тестов мне ее хватало на расстояние в 40 км, но если вам нужна более емкая батарея добавьте в ячейку по 2 а то и 3 элемента.

Так же если вам требуется батарея от 60 вольт то необходимо купить балансировочную плату на 17s или 21s то есть у вас батарея уже будет содержать по 17 — 21 ячеек в которой могут быть от 2 до 6 элементов 18650, а то и поболее.

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

Схема сборки аккумуляторной батареи на 48 вольт

Для сборки батареи я нарисовал вот такую таблицу сборки в каждой ячейки по 3 элемента всего 13 ячеек, элемента располагаются последовательно один ряд плюсом вверх второй минусом, белыми прямоугольными и квадратными линиями показано порядок спайки аккумуляторов сначала условно вверх батареи и потом низ, так же тонкими линиями показаны места распределения проводом бмс по порядку.

Предварительно я зафиксировал элементы 18650 между собой термоклеем для удобства спаивания аккумуляторной батареи.

При паянии не следует перегревать элементы контакт паяльника желательно не должен превышать 1-2 секунд для этого нужно взять паяльник не менее 60 — 80 ватт так как более слабый не сможет быстро прогреть место пайки на элементе, для качественного лужения батареи следует взять не кислотный флюс для пайки и нанести ее на место лужения, например, ватной палочкой. Рекомендую место пайки предварительно немного зашкурить, например небольшим гравером.

Для спаивания я предварительно зачистил и залудил многожильные провода необходимой длины и для удобства согнул их в нужную мне конфигурацию. Лучше для этого использовать никелевую ленту, оня отлично паяется и выглядит все более аккуратно. Смотрите фото ниже.

Самодельный аккумуляторный пакет из 18650 батарей

Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий