18650 الليثيوم - خلية أيون وحزمة بطارية DIY

الأجزاء المطلوبة:

بطارية 1. 18650 (GEARBEST / أمازون )

2. BMS (بانغوود / أمازون)

3. شرائط ني (بانغوود / أمازون )

4. مؤشر مستوى البطارية (بانغوود )

5. مفتاح الروك (aliexpress / بانغوود )

6. العاصمة جاك (بانغوود /aliexpress )

7. 18650 حامل البطارية (بانغوود )

8. 3 m x 10mm procks (بانغوود / aliexpress )

الأدوات المستخدمة

1. اللحام بقعة (بانغوود /أمازون)

2. 3 d الطابعة (creality CR10S )

2. سلك متجرد/ قاطع (أمازون )

3. منفاخ الهواء الساخن (GEARBEST )

3. مقياس متعدد (أمازون)

5. لي أيون شاحن (GEARBEST )

معدات السلامة:

1. Google Safety (أمازون )

2. القفازات الكهربائية (أمازون)

ستجد العديد من أنواع 18650 خلايا في السوق في النطاق السعري من 1 إلى 10 دولارات ، ولكن ما هي الأفضل؟ أوصي بشدة بشراء 18650 خلية من الشركات ذات العلامات التجارية مثلباناسونيك , سامسونج, سانيووLG. هذه الخلايا التي لها خصائص أداء موثقة جيدًا ومراقبة ممتازة في الجودة. تعتبر خلايا العلامة التجارية 18650 ذات السمعة الطيبة مكلفة بشكل عام ، ولكن إذا كنت تفكر في استخدامها لفترة طويلة ، فهذا يستحق الحصول عليها.

لا تشتري أي خلايا بكلمة النار باسم مثل Ultrafire و Surefire و TrustFire. في الواقع ، هذه الخلايا هي مجرد رفض المصنع ، تم شراؤها من قبل شركات مثل Ultrafire وإعادة تعبئتها في غلافها الخاص. هناك مشكلة رئيسية أخرى في هذه الخلايا الرخيصة لعام 18650 وهي أن المخاطر العالية للانفجار عند ارتفاع درجة الحرارة أثناء الشحن أو التفريغ.

في هذا المشروع ، استخدمت خلايا باناسونيك الخضراء 18650B من السعة 3400 مللي ثانية منGEARBEST.

لجعل حزمة البطارية ، يجب عليك توصيل خلايا 18650 معًا عن طريق شرائط النيكل أو الأسلاك السميكة. تُستخدم شرائط النيكل على نطاق واسع لهذا الغرض. بشكل عام ، يتوفر نوعان من شرائط النيكل في السوق: شرائط الصلب المغطاة بالنيكل- وشرائط النيكل النقية. سأقترح شراء النيكل النقي. إنه أكثر تكلفة قليلاً من الصلب المطلي بالنيكل ، ولكنه يحتوي على مقاومة أقل بكثير. المقاومة المنخفضة تعني توليد حرارة أقل أثناء الشحن والتفريغ ، مما يؤدي إلى عمر بطارية مفيد أطول.

تأتي شرائط النيكل بأبعاد مختلفة وطول.

لديك خياران اثنان يربطان خلية 18650 معًا: 1. لحام 2. اللحام بقعة

الخيار الأفضل هو دائمًا اللحام بقعة ، لكن SPOT اللحام أكثر تكلفة بكثير من الحديد لحام الجودة.

لحام:

يجب أن تعرف سبب تفضيل اللحام الموضعي على اللحام ، فإن مشكلة اللحام هي أن تقوم بتطبيق الكثير من الحرارة على الخلية ولا تتبدد بسرعة كبيرة. هذا يعزز التفاعل الكيميائي في الخلية الذي يضر بأداء الخلية. في النهاية سوف تفقد بعض السعة والحياة الخلايا.

ولكن إذا لم تكن مهتمًا بشراء لحام بقعة مكلفة ، فيمكنك لحام علامات تبويب النيكل إلى الخلية باتباع بعض الاحتياطات والحيل:

1. لتقليل وقت التلامس لحديد اللحام الخاص بك على الخلية ، تأكد من أن السطح قد تم تجفيفه بما فيه الكفاية وتستخدم الكثير من التدفق للسماح بتدفق اللحام السريع.

2. من الأفضل أن يكون لديك مكواة عالية الجودة عالية من القوة الكهربائية (دقيقة 80W) مع سعة حرارية جيدة حتى يتمكن من توصيل الحرارة إلى المفصل بسرعة حتى لا تضطر إلى إمساك المكواة بالبطارية على مر العصور وترك الحرارة تتسرب فيها ، مما يسبب أضرارًا للبطارية.

اللحام بقعة:

السبب في أننا اكتشفنا اللحام ، لأنه ينضم بشكل آمن إلى الخلايا معًا دون إضافة الكثير من الحرارة إليهم. هناك درجتين من اللحامات الموضعية المتاحة حاليًا في السوق: Hobby Grade و Professional Grade. يكلف لحام بقعة من الدرجة اللائقة من الفئة ما بين 200 إلى 300 دولار ، حيث قد يكلف كصف مهني جيد حوالي عشر مرات. لذلك سأقترح شراء لحام بقعة من الدرجة من أي متجر على الإنترنت مثل: Banggood أو aliexpress أو eBay.I أنا أستخدمSunkko 709a 1.9kw لحام بقعةمن بانجوود.

قبل توصيل الخلايا بالتوازي ، تحقق أولاً من فولتية الخلايا الفردية. من أجل موازاة الخلايا ، يجب أن يكون جهد كل خلايا بالقرب من بعضها البعض ، وإلا فإن كمية عالية من التيار سوف تتدفق من الخلية مع ارتفاع الجهد إلى الخلية مع انخفاض الجهد. هذا يمكن أن يضر الخلايا ويؤدي إلى حريق في مناسبات نادرة.

إذا كنت تستخدم خلايا جديدة ، فإن جهد الخلية يقترب من 3.5 فولت إلى 3.7 فولت ، يمكنك الانضمام إليها معًا دون الحاجة إلى القلق. ولكن إذا كنت ستستخدم بطارية الكمبيوتر المحمول القديم ، فتأكد من أن جهد الخلايا هو نفسه تقريبًا ، فحكومًا آخر يشحن الخلايا إلى نفس مستوى الجهد باستخدام شاحن بطارية جيد.شاحن Nitecore SC4لشحن جميع خلايا 18650 قبل الانضمام إليهم معًا.

لجعل حزمة البطارية ، يجب عليك أولاً وضع اللمسات الأخيرة على الجهد الاسمي وقدرة الحزمة. يجب عليك توصيل الخلايا بالتوازي للوصول إلى السعة المطلوبة (MAH) وتوصيل هذه المجموعة المتوازية في السلسلة لتحقيق الجهد الاسمي (VOLT).

لهذا المشروع دع الشرط هو:11.1 V و 17 AH حزمة البطارية

مواصفات 18650 خلية المستخدمة:3.7 فولت و 3400 مللي

القدرة (MAH):

السعة المطلوبة لحزمة البطارية=17 ah أو 17000 mah.

قدرة كل خلية=3400 mah

عدد الخلايا المطلوبة للاتصال المتوازي=17000 / 3400=5 nos

عادة ما يتم اختصار الخلايا الشائعة بالتوازي في مصطلح "P" ، لذلك ستُعرف هذه الحزمة باسم "حزمة 5p". عندما يتم توصيل 5 خلايا بالتوازي ، صنعت خلية واحدة ذات قدرة أعلى (أي 4.2V ، 17000 مللي أمبير)

الجهد (فولت):

الجهد الاسمي المطلوب لحزمة البطارية هو 11.1V.

الجهد الاسمي لكل خلية=3.7 v

عدد الخلايا المطلوبة لاتصال السلسلة=11.1 /3.7=3 nos

عادة ما يتم اختصار الخلايا الشائعة في السلسلة في مصطلح "S" ، لذلك ستُعرف هذه الحزمة باسم "حزمة 3S".

لذلك يتعين علينا توصيل المجموعات 3 المتوازية (5 خلايا في كل مجموعة) في سلسلة لجعل حزمة البطارية.

تم تعيين تكوين الحزمة النهائية على أنه "حزمة 3S5P" مع مواصفات نهائية قدرها 11.1V ، 17AH.

من الخطوة السابقة ، من الواضح أن حزمة البطارية الخاصة بنا تتكون من 3 مجموعات متوازية متصلة في السلسلة (3 × 3.7V=11.1 v) وأن كل مجموعة متوازية لها 5 خلايا (3400 مللي أمبير x 5=17000 mah). لا يتعين علينا ترتيب 15 خلايا بشكل صحيح لإجراء الاتصال الكهربائي فيما بينها وبين BMS.

ضع أول مجموعة متوازية من الخلايا (5 NOS) على الجانب الإيجابي لأعلى ، ثم ضع الجانب السلبي للمجموعة المتوازية الثانية لأعلى ، ثم أخيرًا المجموعة الإيجابية للمجموعة المتوازية للأعلى. للأفضل ، يمكنك رؤية الصورة أعلاه.

يمكنك تجميع الخلايا لصنع الحزمة باستخدام الغراء الساخن أو باستخدام حامل البطارية من البلاستيك 18650.

1. يمكنك جعل الحزمة المخصصة من أي حجم وفقًا لمتطلباتك مثل حل اللغز.

2. يوفر مساحة بين الخلايا ، والتي تسمح للهواء النقي بالتمرير والبطارية يتم تبريدها بسهولة.

3. يجعل حزمة البطارية صلبة وموثوقة.

4. يوفر الاهتزاز المضاد للسلاح لحزمة البطارية الخاصة بك

الآن حان الوقت لمعرفة الإجراء لاستخدام اللحام الفوري (أنا أتحدث عنلحام بقعةلقد استخدمت في هذا المشروع). يحتوي اللحام الموضعي على ثلاثة خيارات لحام: رأس اللحام الثابت ، رأس اللحام الثابت مع مفتاح القدم ، قلم لحام بقعة متحرك مع مفتاح القدم. أفضل استخدام الخيار الثاني.

قطع شرائط النيكل:

ضع شريط النيكل الخاص بك أعلى الخلايا الخمسة (بالتوازي) ، مما يضمن أنه يغطي جميع أطراف الخلايا ، وترك شرائح زائدة 10 مم لتوصيلها بالـ BMS ثم قطعها. لاتصال السلسلة قطع شرائط النيكل الصغيرة كما هو موضح في الشكل. ستحتاج إلى أربع شرائح طويلة للاتصال المتوازي و 10 شرائط صغيرة لاتصالات السلسلة.

قم بتوصيل أول محطة سلبية للمجموعة المتوازية بالمحطة الإيجابية للمجموعة الثانية ثم محطة سلبية للمجموعة الثانية بالمحطة الإيجابية للمجموعة الثالثة.

لحام شرائط البطارية:

يمكن استخدام هذا اللحام الموضعي لحام النيكل النقي وكذلك شرائط الصلب المطلي بالنيكل. يجب عليك ضبط نبض اللحام والمقبض الحالي وفقًا لسمك شرائط النيكل.

بالنسبة لشرائط النيكل 0.15 مم ، اضغط على مقبض النبض 4p والمقبض الحالي إلى 4-5.

اللحام الناجح:

يمكنك التحقق من جودة اللحام عن طريق سحب شريط النيكل. إذا لم ينفجر مع ضغط اليد ، أو يتطلب الكثير من القوة ، فهو لحام جيد. إذا تمكنت بسهولة من تقشيرها ، فعليك زيادة التيار.

أمان :قبل البدء في اللحام الفوري ، ارتدي نظارات السلامة دائمًا.

نظام إدارة البطارية (BMS) هو أي نظام إلكتروني يدير حزمة بطارية الليثيوم AA والوظائف الرئيسية

1. يراقب جميع المجموعات المتوازية في حزمة البطارية وافصلها عن مصدر طاقة الإدخال عند شحنها بالكامل (بالقرب من 4.2 فولت)

2. توازن جميع الخلايا الجهد على قدم المساواة

3. لا يسمح بالحزمة من Over - التي تم تفريغها.

المعلمة المهمة المطلوبة لشراء BMS هي: i) عدد الخلايا في السلسلة - مثل 2S / 3S / 4S

الثاني). الحد الأقصى للتفريغ الحالي - مثل 10a /20a /25a /30a

لهذا المشروع ، استخدمت ألوحة 3S و 25A BMSهذه هي مواصفات BMS:

نطاق الجهد: 4.25 ~ 4.35V ± 0.05V

نطاق جهد التفريغ: 2.3 ~ 3.0V ± 0.05V

الحد الأقصى لتيار التشغيل: 0 ~ 25a

درجة حرارة العمل: -40 درجة ~ +50 درجة

كيف تتصل؟

قم بتوصيل BMS كما هو موضح في مخطط الأسلاك. يحتوي BMS على أربع منصات لحام: B - ، B1 ، B2 و B +. عليك توصيل أول ناقل طرفي سلبي متوازي إلى B- والناقل الطرفي الموجب على B1. وبالمثل ، فإن الناقل الطرفي السلبي الثالث للمجموعة المتوازية إلى B2 والحافلة الطرفية الإيجابية إلى B +.

يمكنك اكتشاف شرائح النيكل إلى BMS أو لحامها على لوحة PCB. فضلت لحام شرائح النيكل إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور للاتصال القوي. تطبيق تدفق اللحام على حامات PCB ونهاية شرائط النيكل.

ائتمان :مخطط الأسلاك مأخوذ من صفحة منتج Banggood.

تحتوي حزمة البطارية على شرائح النيكل المكشوفة ، لتجنب أي اختصار عرضي ، لقد صممت حاوية لها. لقد استخدمت Autodesk Fusion 360 لتصميم العلبة لحزمة البطارية الخاصة بي. تحتوي العلبة على جزأين: الجسم الرئيسي والأعلى. يمكنك تنزيل ملفات .stl منشيء.

لقد استخدمت بلديcreality CR-10sطابعة ثلاثية الأبعاد و 1.75 ملم خيوط PLA الأخضر لطباعة الأجزاء. استغرق الأمر مني حوالي 6.5 ساعة لطباعة الجسم الرئيسي وحوالي 1.2 ساعة لطباعة الغطاء العلوي.

إعداداتي هي:

سرعة الطباعة: طبقة 70 مم/ثانية

الارتفاع: 0.3

ملء كثافة: 100 ٪

درجة حرارة الطارد: 205 درجة مئوية

درجة حرارة السرير: 65 درجة مئوية

عادةً ما تحتوي البطارية القياسية على طرفان فقط لتوصيل الحمل ولشحن البطارية.

الآن دعنا ننتقل إلى أسلاك المكونات. لقد قمت بإعداد هذا الرسم البياني الأسلاك البسيط لجميع المكونات. الأمر بسيط جدًا! لعزل الأجزاء الموصلة ، استخدمت أنابيب تقلص الحرارة.

ملحوظة :لا تحل الأسلاك (P+ و P -) إلى BMS قبل تثبيت المكونات في العلبة.

قم أولاً بتثبيت المكونات في الفتحات ذات الصلة في العلبة المطبوعة ثلاثية الأبعاد. يمكنك رؤية الصورة أعلاه.

قم بملامات اللحام الإيجابية (السلك الأحمر) من مقبس التيار المستمر ومفتاح الروك إلى P+ من BMS ، والأسلاك السلبية من مقبس DC ومؤشر مستوى البطارية إلى P - من BMS.

ثم قم بتطبيق الغراء الساخن في قاعدة حجرة البطارية ، ثم قم بتأمين حزمة البطارية. لذا فهي ستقع بحزم ومنع أي فقدان اتصالات الأسلاك.

وأخيرا ، المسمار الأغطية العلوية في مكانها! لقد استخدمت مسامير 3M × 10 لتأمين الغطاء. الآن حزمة البطارية جاهزة للاستخدام.

شحن حزمة البطارية:

يمكنك شحن حزمة البطارية بمحول 12.6 فولت DC مثلهذا. آمل أن تكون قد استمتعت بالقراءة عن مشروعي بقدر ما استمتعت ببنائه. إذا كنت تفكر في صنع خاصتك ، فسأشجعك على القيام بذلك ، وسوف تتعلم الكثير. إذا كان لديك أي اقتراحات للتحسينات ، فيرجى التعليق عليها أدناه.