Дәнекерленген литий батареясы: 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Егер сіз электроникамен айналысатын болсаңыз, онда ең жиі кездесетін мәселе - қолайлы қуат көзін табу. Бұл, әсіресе, сіз жасағыңыз келетін барлық портативті құрылғыларға/жобаларға қатысты, және сол жерде, ең алдымен, батарея қуат көзі үшін ең жақсы ставка болады. Егер сіз қуаты аз құрылғыны жасасаңыз, онда сізде таңдаудың көптеген нұсқалары бар, бірақ егер сіздің жобаңыз қуатты қажет етпейтін кішкентай қате болса, онда сіз тек литий батареяларымен шектелуіңіз мүмкін. Литий батареялары көп жағдайда ақылды аккумуляторлардың адамзатқа жасаған тамаша сыйлығы болып табылады, және мен бұл сыйлықтарға ризамын.

Батарея пакеттері қуатты жоғары талап ететін өнімдердің барлық ассортиментіне қажет. Бұл портативті динамиктер, электронды велосипедтер, электр скейтбордтар, қуат банктері, фонарьлар, RC-заттар және басқалары болуы мүмкін.

Бұл аккумуляторлардың жалғыз проблемасы (олардың зарядталу/разрядтылығы мен қате қарым -қатынас кезінде отқа түсу үрдісін мүлдем елемеу) - бұл батареялардың басқа төмен технологияларымен салыстырғанда өте қымбат. Өзіңіздің аккумуляторлық пакеттеріңізді арзанға жасау - маңызды жобалар үшін тамаша мүмкіндік.

Бақытымызға орай, біз үшін литий батареялары соншалықты танымал, олар біздің айналамызда. Бұл нұсқаулықта мен сізге 18650 литий батареясынан ескі ноутбуктерден тазартылған аккумуляторлық батареялар жиынтығын құру процесін жүргізуге көмектесемін, сіз оны қуатты жобаларды қуаттандыру үшін пайдалана аласыз.

1 -қадам: Неліктен бұл нұсқаулық?

Сонымен, бұл нұсқаулықты аккумулятор жинағын құру туралы көптеген басқа нұсқаулардан ерекшелейтін не? Мен байқадым, аккумулятор жинағын құру жолын іздегенде әдетте екі нұсқа беріледі. Бұл ұяшықтарды нүктелі дәнекерлеушімен дәнекерлеу немесе ұяшықтарды дәнекерлеу. Толық егжей -тегжейлі айтпай -ақ, әрине, бұл опциялардың жақсы және жаман жақтары бар. Нүктелік дәнекерлеудің кәсіби ерекшелігі - бұл батареяға аз зақым келтіретін сенімді байланыс береді. Қиындық - бұл дәнекерлеуші қажет, бұл өте қымбатқа түседі. Дәнекерлеу әлдеқайда арзан және жақсы байланыс орнатады, бірақ ұяшыққа жылу берілуіне байланысты батареяны зақымдайды. Бұл әдістердің екіншісінің тағы бір кемшілігі - бұл олардың конфигурациясын өзгертуге мүмкіндік беру үшін олардың түсін кетіруді немесе құлақшаларды кесуді қажет ететін тұрақты жұмыс. Мен үшінші нұсқаны таңдаймын - бұл дәнекерленген және дәнекерленбейтін батареялар жиынтығы.

Мен бұл модульдік ұяшық ұстағыштарын жасадым, олар кез келген торапты батареялар жиынтығын қымбат нүктелі дәнекерлеушілерді пайдаланбай, батареяларға зақым келтірместен және кез келген уақытта аккумуляторлық жинақты қайта конфигурациялауға немесе бір ұяшықтарды оңай ауыстыруға мүмкіндік береді.

2 -қадам: Жауапкершіліктен бас тарту

Бастамас бұрын, мен сізге литий батареялары, олар қаншалықты керемет болса да, дұрыс қолданылмаса, өте қауіпті екенін хабарлаймын. Бұл батареялардың снежинкалары және егер олар сіздің жобаңызды, автокөлігіңізді, үйіңізді немесе қол жетімді жерде тез тұтанатын нәрсені жойып жіберсе, жарылып/тозаққа айналады. Бұл батареялардың жоғары энергия мөлшері қысқа тұйықталса, елеулі зақым келтіруі мүмкін. Мен осы нұсқаулықтан кейін бірдеңе дұрыс болмағаны үшін зақымдалған мүлікке, тірі жанға немесе рухани/психикалық болмысқа жауап бермеймін. Егер сіз литий батареялары туралы жеткілікті білімге ие болсаңыз және қажетті сақтық шараларын қолдансаңыз ғана мұны істеуіңіз керек.

Қысқаша айтқанда, сіз мұны өзіңіздің тәуекеліңізбен жасайсыз және мен бұл қате болуы мүмкін ештеңе үшін жауапкершілік көтермеймін. Егер сіз ештеңеге тәуекел еткіңіз келмесе, мен сізге кәсіпқойлардың дайын пакетін сатып алуды ұсынамын.

Шектеулер:

Мұндағы нұсқаулар негізінен қорғалмаған батареялар пакетін құруға бағытталған, сондықтан батареяны қауіпсіз түрде пайдалануға мүмкіндік беретін кез келген BMS немесе басқа да қауіпсіздік өлшемдері ескерілмейді. Мұны кім шешкісі келсе, сол қалады.

3 -қадам: 18650 батарея ұяшықтарын алу

Егер сізде 18650 аккумулятор бар болса және сізді тек батарея жинағын жасау процесі қызықтырса, сіз «Пакетті құру» қадамына өтуге болады.

Батареялардың ең көп таралған түрлерінің бірі - бұл 18650 батарея ұяшығында (бұдан былай ұяшық деп аталады), ол ноутбуктерде жиі қолданылатын батарея түрі. (Факт, 18650 іс жүзінде диаметрі 18 мм және ұзындығы 65,0 мм ұяшықтың өлшемін сипаттайды). Әрине, 21700 және 26650 сияқты басқа ұяшықтар бар, бірақ олардың танымалдылығына байланысты бұл нұсқаулық тек 18650 ұяшық түріне бағытталады.

18650 тегін ұпай алудың негізгі көзі - бұл ескі ноутбуктер. Олар әдетте ноутбуктің түріне байланысты 6-9 ұяшықтан тұрады. Ноутбуктің нашар аккумуляторы болса да, кейбір ұяшықтар нашар болады, ал қалғандары әлі де жұмыс істей алады. Ұяшықтарды алуға болатын басқа орындар электронды велосипедтерден, қуат банктерінен, сондай-ақ eBay және Amazon сияқты интернет-дүкендерден тұрады, бірақ олар тегін болмайды.

Егер сізде ноутбуктің батареясы болса, оны ашу уақыты келді. АБАЙ БОЛЫҢЫЗ, себебі батареяны тесіп немесе қысқартқыңыз келмейді. Менің ұсынысым - пластикалық құралды пайдалану үшін. Егер сіз әлі де бұрағыш сияқты металл затты қолдансаңыз, онда апатқа ұшырамас үшін оны ақырын жасағаныңызға көз жеткізіңіз.

Сізде ұяшықтар болғаннан кейін олардың сыйымдылығын тексеру уақыты келді. Ол үшін мен OPUS BT-C3100 (серіктестік сілтемесі) сияқты батарея зарядтағышын/сынаушысын қолдануды ұсынамын. Бұл ыңғайлы шағын құрылғылар сіз үшін литий жасушаларын зарядтайды/босатады, сынайды және қолдайды, егер сіз жобаларға литий ұяшықтарын пайдалануды жоспарласаңыз өте жақсы.

4 -қадам: Батарея пакеттері

Аккумуляторлық пакеттер екі негізгі себеп бойынша салынған: кернеуді жоғарылату немесе сыйымдылықты арттыру. Ұяшық - бұл пакеттегі жеке батарея, ал ұяшықтар тізбектей қосылған кезде кернеу қосылады. Ұяшықтар параллель қосылған кезде ұяшықтардың сыйымдылығы қосылады, осылайша сыйымдылығы жоғары батареяға еліктейді. Батарея жинағының конфигурациясы әдетте XsYp ретінде сипатталады, онда X сериялы ұяшықтар санын және Y, ұяшықтар санын параллель көрсетеді. Оларды көбейту арқылы біз пакетке қажетті ұяшықтардың жалпы санын аламыз.

Әдеттегі 18650 кернеуінің диапазоны 4,2 В пен ~ 2,5 В аралығында болады, сондықтан егер сіз 3s1p сериясындағы үш ұяшықты қосатын 12В аккумуляторлық батареяны алғыңыз келсе, 12,6 В толық зарядталған және 7,5 В дейін толығымен бос болады. 3В төмен түсетін жасушалар).

Жасушалардағы сыйымдылық модель мен өндіруші арасында айтарлықтай өзгереді. Бірақ мен сынап көрген аккумуляторлардың үлкен санынан, ноутбуктің пайдаланылған батареяларының күтілетін сыйымдылығы 2000 мАч -тан 3000 мАч -қа дейін. Әрине, сіз сыйымдылығы төмен және мен тастайтын батареяларды таба аласыз.

Айталық, сіз сыйымдылығы 10000 мАч болатын қуат банкін құрғыңыз келеді делік, және сізде 2000 мАч ұяшықтар бар … содан кейін сіз білдіңіз, олардың 10000 мАч алу үшін параллель 1s5p конфигурациясында олардың бесеуін қосу қажет DC-DC реттегіші оны 5 В-қа дейін жеткізеді.

Егер сіз, мысалы, 12 В және кем дегенде 10000 мАч қажет болса, онда конфигурация 3s5p болады, яғни бұл пакетті жасау үшін ұяшықтардың қажетті саны 15 болады.

Өзіңіздің жеке аккумулятор жинағыңызды жасау өте пайдалы және интербетте көптеген оқу материалдары бар. Егер сіз пакеттерді жаңадан жасасаңыз, мен сізге бұл туралы зерттеу жүргізуді ұсынамын, себебі бұл нұсқаулық батарея пакеттері мен олардың шектеулері туралы барлық мәліметтерді бермейді. Бірнеше нәрсеге назар аудару керек: ағымдағы тартылыс пен токтың бөлінуі, BMS, тепе -теңдік заряды, кернеудің төмендеуі, батареяның ішкі кедергісі, құлақшаның өлшемдері, батареяның химиясы және термиялық қашу.

5 -қадам: пакетті құру

Бұл аккумуляторлық жинақты жасау үшін бізге қажет бірнеше нәрсе бар.

Батарея жинағын жасаудың бірінші қадамы - сізге қандай конфигурация қажет/қажет екенін шешу. Бұл кернеуге, сыйымдылыққа және ағымдағы талаптарға байланысты шешіледі. Бұл нұсқаулықта біз 12V 4-5000mAh аккумулятор алатын 3s2p батарея жинағын жасаймыз.

Біз ұяшық ұстағыштарын басып шығаратын болсақ, 3D принтері өте пайдалы болады. Бұл сіздің қалтаңыздан 3D -принтерді шығарып алуыңыз керек немесе досынан принтері бар досыңыздан сізге көмектесуін сұрау керек. Бұл ұяшық ұстағыштары өте кішкентай, сондықтан оларды біріктіруге төзімділікті алу үшін мен 0,4 мм немесе одан да аз саптаманы қолдануды ұсынамын. STL және модельдік файлдарды төмендегі сілтемеден табуға болады, онда сіз басып шығару нұсқауларын таба аласыз.

Таңдалған құрастыру әдісіне байланысты бұрғылау қажет болуы мүмкін (бұл туралы толығырақ кейінгі слайдтарда)

Жоғарыда айтылғандай, дәнекерлеу қажет емес және дәнекерлеу міндетті емес. Дәнекерлеу үтігінің негізгі қолданылуы аккумуляторға сымдарды бекіту болады. Бірақ бұған сымдарға сақиналық терминалдарды қолдану арқылы жол бермеуге болады немесе тек ілгектер жетекші рөлін атқарады және ұяшықтардың жеке сымдарын елемейді (сымдарды теңестіру).

Stl файлдарына сілтеме: STL-файлдар

6 -қадам: қажет бөлшектер

Қаптамаға қанша ұстағыш қажет болса, сонша басып шығарыңыз және қажетті басқа бөліктерді сатып алуды бастаңыз. Бұл құрастыру үшін бізге барлығы алты ұяшық ұстағышты басып шығару қажет болады. Сондай -ақ, корпусты, қақпақты және қондырманы басып шығарыңыз, себебі корпус батареяны әлдеқайда берік және сенімді етеді.

Бөлшектер тізімі:

• Никель табақшасы (максималды ені 7,5 мм)
• 2x M5 бұрандалары (ұзындығы кемінде 100 мм)
• 2х M5 қанат жаңғағы
• 12x M3 бұрандалар мен гайкалар*
• Терминал сымдары (қызыл және қара)
• Сымдарды теңестіру*

*Қосымша бөлім

7 -қадам: пакетті жинаңыз

Сізде барлық бөлшектер болғаннан кейін, пакетті жинау уақыты келді және бұл өте қарапайым, себебі ұяшықтардың басып шығарылған ұяшықтарын бір -біріне бекітіп, қажетті пакеттің өлшемін жасауға болады.

Ұяшық ұстағыштары аккумуляторлық батареяны жасау үшін оларды қолданудың көптеген әдістері болатындай етіп жасалған.

1. Бірінші нұсқа - бірнеше ұяшықтарды қосу үшін қойындыларды ұяшық ұстағыштан өткізу. Ұстағыштар батарея ұяшығына дұрыс тиюді қамтамасыз ететін серіппелі түрде жасалған.
2. Екінші нұсқа - M3 бұрандаларын терминал контактілері ретінде пайдалану және бұрандаларға бекіткіштерді гайкамен бекіту. Бұл үшін M3 бұрандаларының өтуіне мүмкіндік беретін табақшалардағы тесіктерді бұрғылау пайдалы болуы мүмкін. Мен осы тесіктерді бұрғылау кезінде аралықты сақтауға көмектесетін бұрғы қондырғысын ұсындым. Егер аккумулятор дірілге шыдайтын болса, гайкаларды бұрап алмау үшін нейлон гайкаларын немесе локтитті қолданған дұрыс.

Кез келген сымдар мен сымдарды (мысалы, теңестіру сымдары) және жалғау ілгектерін (сериялы қосылыстарды жасау үшін) дәнекерлеу дәл осы кезеңде орындалуы керек, бұл дұрыс ілгектердің қосылғанына көз жеткізуі керек.

Бірінші бөлік (оны төменгі бөлік деп атайық) аяқталғаннан кейін және тиісті сымдарды дәнекерлегеннен/қосқаннан кейін оны корпустың түбіне қоюға болады. Бұл тығыз орналасу болады. Бұл сенімді буманы жасау және пакеттің ішіндегі қажетсіз дыбыстарды азайту үшін.

Батареяларды салыңыз, барлық параллель жұптар бірдей кернеу деңгейінде екеніне және ұяшықтардың сыйымдылығы ұқсас екеніне көз жеткізіңіз. Сериялық қосылым жасау үшін ұяшық жұбы ауыспалы бағытта болуы керек, яғни орта жұп басқа екі жұптың қарама -қарсы жағында болуы керек.

Жоғарғы ұяшық ұстағыштарды пакетке салыңыз. Бұл қадам барлық ұяшықтардың жоғарғы ұстағышқа дұрыс орналасуын қамтамасыз ету үшін біраз қозғалуды қажет етеді.

МАҢЫЗДЫ!

• Жасушалардың полярлығы мен бағдарлануын дәл алғаныңызға сенімді болыңыз, әйтпесе сіз жасушаларды қысқартып, олардың әлеуетін ашасыз, бұл сирек жақсы нәрсе.
• Егер ескі ноутбук батареяларынан немесе басқа электронды құрылғылардан тазартылған ұяшықтарды пайдалансаңыз, ұяшықта болуы мүмкін барлық жапсырмаларды, желім қалдықтарын немесе басқа заттарды алып тастаңыз, қаптаманы алып тастамаңыз. Терминалдармен жақсы байланысуға мүмкіндік беру үшін ұяшық ұяшық ұстағышында еркін қозғалуын қалайсыз.

8 -қадам: пакетті тексеріңіз

Қақпақты абайлап бұраңыз және voila! Сізде жұмыс істейтін батареялар бар деп үміттенемін. Әрине, мультиметрді шығарып, күтілетін кернеуді беретінін тексеру үшін пакетті тексеретін уақыт келді.

Суреттерде көрініп тұрғандай, мен осы ұстағыштармен бірнеше батарея пакетін жасадым және олар шынымен керемет екенін айтуым керек. Нашар ұяшықтарды оңай алмастыруға, конфигурацияны өзгертуге және ұяшықтарды жеке зарядтауға болатын пакеттер құруға болады.

Қаптамаларды құрудың бұл әдісі туралы айтуға тұрарлық кейбір нәрселер бар. Байланыс жасушалармен байланыспағандықтан, әрбір ұяшықтың дұрыс байланыста болуын қамтамасыз ету үшін қосымша қамқорлық қажет. Егер ұяшықтар дұрыс жұмыс жасамаса, аккумуляторлар біркелкі емес зарядталуы мүмкін. Есте сақтау керек тағы бір нәрсе - бұл шешім, мысалы, дәнекерлеуге қарағанда, жинақы батарея жинағына әкеледі. Үшінші кемшілік - бұл модульдік конструкция оны икемді етеді, бірақ сіз әлі де тордың конфигурациясымен шектелесіз және аккумулятордың пішінін реттеу қиынға соғады.

Бірақ егер жоғарыда аталған кемшіліктердің ешқайсысы сізді алаңдатпаса, онда сіз оны нұсқаулықтар арқылы алғаныңыз үшін құттықтаймыз және сіз болашақтағы барлық электрлік мәселелерді шеше аласыз.

Есіңізде болсын, литий батареяларын ешқандай қорғаныссыз пайдалану өте қауіпті, сондықтан пакетті артық зарядтан/разрядтан қорғау үшін сәйкес BMS (Батареяларды бақылау жүйесі) пайдалану ұсынылады, сонымен қатар теңдестіру функциясы қосылған болса, оны зарядтау үшін де қолдануға болады. пакет. Кішкене пакеттерде пайдалану үшін менің ұсынған BMS төмендегі сілтемелерді қараңыз.

12В BMS (3с пакеті)

16В BMS (4с пакеті)