DIY 4S լիթիումի մարտկոցի փաթեթ BMS- ով ՝ 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Ես դիտել և կարդացել եմ մեկից ավելի ձեռնարկ կամ ինչպես առաջնորդվել լիթիում իոնային մարտկոցների և մարտկոցների վրա, բայց իրականում չեմ տեսել այն, որը ձեզ շատ մանրամասներ տա: Որպես նորեկ, ես դժվարանում էի լավ պատասխաններ գտնել, ուստի դրանցից շատերը փորձություն էին և սխալներ (և կայծեր):

Երբ որոշեցի նախագծի համար 18650 լիթիում իոնային բջիջներից մարտկոց կառուցել, ես հանեցի նոութբուքի հին մարտկոցը, հանեցի մարտկոցները, դրանք մետաղյա շերտերի հետ միասին զոդեցի մարտկոցի տուփի մեջ: Այնուամենայնիվ, ես իմ առաջին փորձից իմացա, որ դա այդքան էլ հեշտ չէր: Լիթիում իոնային մարտկոցները նման չեն նիկել մետաղի հիդրիդի, կապարի թթվի կամ նիկելի կադմիումի մարտկոցների: Նրանք զգայուն են լիցքաթափման, լիցքավորման և կարճ միացումների նկատմամբ և հատուկ խնամքի կարիք ունեն, որպեսզի դրանք չջեռուցվեն, չհալվեն և չպայթեն:

Ինչու՞ օգտագործել դրանք: Նրանք իսկապես հիանալի են նախագծերի համար, քանի որ նրանք ունեն ավելի բարձր լարում, քան մյուս քիմիկատները և շատ էներգիա են պարունակում, ինչը նշանակում է, որ դուք կարող եք դրանք ավելի քիչ օգտագործել, քան եթե օգտագործեիք նիկելի մետաղի հիդրիդ կամ նիկելի կադմիումի բջիջներ (ընդամենը 1,2 վոլտ): Այդ պատճառով էլեկտրական գործիքների մարտկոցները և էլեկտրական մեքենայի մարտկոցները պատրաստված են լիթիումի իոնային բջիջներից: Նրանք գալիս են բոլոր ձևերի և չափերի և կարողությունների: Բարձրորակ բջիջները կարող են դիմակայել լիցքաթափման ավելի բարձր արագություն ՝ ավելի քան 20 ամպեր, և լավ են աշխատում բազմաթիվ բջիջների կոնֆիգուրացիաներում: Դուք կարող եք դրանք ձեռք բերել էժան կամ անվճար, եթե նայեք շուրջը, որովհետև գրեթե յուրաքանչյուր նոթբուք ունի լիթիումի իոնային մարտկոց, որը երբեմն մարդիկ դեն են նետում այն «մահացած» լինելու պատճառով, բայց կարող է դրանում շատ կյանք մնալ:

Ես կառուցում եմ 4S2P փաթեթ, որն ունի 4 բջիջ անընդմեջ, և 2 ՝ զուգահեռ ՝ 8 բջիջի համար: Սա ձեզ կտրամադրի լրիվ լարման լարման 16.8 վոլտ, անվանական 14.8 վոլտ և լիցքաթափված գնահատական `12 վոլտ, և կրկնապատկում է սերիայի բջիջների հզորությունը: Այն ունի նաև մարտկոցի կառավարման համակարգ, որն անհրաժեշտ է բջիջները պաշտպանելու և այն ճիշտ աշխատելու համար: Ես կարողացա ավարտել այս նախագիծը մոտ $ 20 ԱՄՆ դոլարով: Բացի այդ, ես դա հաջողեցի:

Այսպիսով, եկեք սկսենք! Իմ օգտագործած նյութերի հղումները կներառվեն:

Քայլ 1: Նյութեր, գործիքներ և անվտանգություն

Լիթիումի իոնային բջիջները բավականին անվնաս են, բայց դուք պետք է որոշակի նախազգուշական միջոցներ ձեռնարկեք: Խուսափեք դրանք կարճացնելուց և զգույշ եղեք եռակցման արդուկի և գործիքների հետ:

Գործիքների համար ձեզ հարկավոր է առնվազն 30 վտ հզորությամբ զոդման սարք, թվային մուլտիմետր, դանակ կամ մետաղալարեր, կողային կտրիչներ կամ ողողող կտրիչներ:

Հաջորդը, այսպիսի լավ որակի զոդում ՝

Մյուս անհրաժեշտ պարագաներն, իհարկե, 18650 լիթիումի իոնային մարտկոցներ են, կամ նոութբուքի հին փաթեթ, կամ դրանցից մի քանիսը ՝

Մաքուր նիկելի շերտեր, ինչպիսիք են ՝

Մարտկոցի կառավարման համակարգ/տախտակ ՝

4S մնացորդի խրոցակի միակցիչներ ՝

Deans T- տիպի միակցիչներ (կամ XT60 միակցիչներ) ՝

Մարտկոցի տուփը լիցքավորելու համար հավասարակշռող լիցքավորիչ ՝

Այլ այլ իրեր էին ՝ 18 չափիչ (1.02 մմ տրամագիծ), 26 չափիչ (.40 մմ տրամագիծ) մինչև 24 չափիչ (.51 մմ) մետաղալար, դիմակավորող ժապավեն և կամ էլեկտրական ժապավեն, կամ ջերմության նվազեցման ֆիլմ:

Քայլ 2: Մարտկոցներ

Նախ, ձեզ հարկավոր են 18650 չափի լիթիումի իոնային մարտկոցներ: Քանի որ ես դա էժան եմ անում, ես փնտրեցի հին նոութբուքի մարտկոցներ և գտա 9-բջջային Dell փաթեթ ՝ խնայողությունների պահեստում, 3 դոլարից պակաս գնով: Այս փաթեթը բաղկացած էր լավ որակի կարմիր Sanyo ապրանքանիշի բջիջներից: Ես ստուգեցի տվյալների թերթիկը և դրանք բավականին ստանդարտ 2200 mAh հզորություն են և գնահատված են 4 ամպեր լիցքաթափման հոսանքի համար: Վատ չէ: Այո, նրանք բավականին մեռած էին (յուրաքանչյուր վանդակի 2 վոլտից ցածր), բայց ես կարողացա դրանք վերակենդանացնել: Ես պատրաստում եմ մեկ այլ հրահանգ, որը պատմում է ձեզ, թե ինչպես դա անել: Դուք կարող եք գնել բոլորովին նոր բջիջներ eBay- ում կամ Amazon- ում, բայց դրանք կարող են թանկ լինել լավ ապրանքանիշերի համար: Հեռու մնացեք նրանցից, ովքեր գովազդում են 5000 կամ 9800 mAh հզորություն: Դրանք, հավանաբար, ֆիրմային բջիջներ են, որոնք ձախողել են գործարանում որակի վերահսկման թեստերը և կարող են ունենալ 1000 կամ նույնիսկ 900 mAh հզորություն: Դրանք վերամշակվում են և վերավաճառվում զեղչով: Եթե դուք օգտագործել եք հին նոութբուքի մարտկոց, ապա պետք է տերմինալներից հանել հին միակցիչները: Դա անելու համար օգտագործեք կողային կտրիչները:

Քայլ 3. Բջիջների միացում

Հաջորդը ձեզ անհրաժեշտ է բջիջները միմյանց կպցնելու միջոց: Դուք կարող եք օգտագործել պողպատե զոդման ներդիրներ կամ նիկել շերտեր: Ես օգտագործում եմ մաքուր նիկելի շերտեր, այլ ոչ թե նիկելապատ պողպատ, քանի որ բարձր հոսանքների դեպքում պողպատն ավելի բարձր դիմադրություն ունի, քան նիկելը, ինչը կարող է ջերմության կուտակում առաջացնել: Ես դրանք կպցնում եմ բջիջներին: Սա խորհուրդ չի տրվում, քանի որ եթե զոդման երկաթը երկար պահեք խցիկի վրա, այն կվնասի բջիջը և կհանգեցնի դրա հզորության կորստի: Ամենալավ միջոցը նպատակային սոսնձող սարքի օգտագործումն է ՝

Այնուամենայնիվ, եթե դուք մարտկոցների շատ փաթեթներ չեք պատրաստում և չեք կարող արդարացնել $ 200 կամ ավելի ծախսը մեկի համար, զոդելը լավ է: Պարզապես զգույշ եղեք:

Soldոդման երկաթի համար ես խորհուրդ եմ տալիս առնվազն 30 վտ երկաթ և լավ զոդ: Լավ զոդումը կարևոր է: Դրա համար մի օգտագործեք առանց կապարի զոդիչ, քանի որ այն ունի ավելի բարձր հալման ջերմաստիճան: Բացի այդ, ավելի թույլ եռակցման երկաթը այնքան չի տաքանա, որ բջիջները պատշաճ կերպով կպցնեն նիկելի շերտերին:

Մարտկոցի տուփը կառուցելու համար մենք վերցնում ենք 4 բջիջ անընդմեջ և ավելացնում զուգահեռ բջիջ, ուստի ունենք մեկ բջիջի լարման և հզորության կրկնապատիկ: Տեսեք վերևի դիագրամը, թե ինչպես վարվել բջիջների միացման հետ: Միակ սահմանափակող գործոնն այն է, որ բոլոր բջիջները պետք է նույնական լինեն: Նույնիսկ BMS- ի դեպքում անհավասար հզորությունները կհանգեցնեն մեկ բջիջի անհավասար լիցքավորման և լիցքաթափման, ինչը կարող է պատճառ դառնալ, որ այդ բջիջը և մյուսները ավելի արագ տապալվեն: Ահա թե ինչու լավ է օգտագործել նոութբուքի մարտկոցները, քանի որ դրանք միշտ օգտագործվել են միասին:

Բջիջները զոդելու համար կոպիտացրեք բջիջների դրական և բացասական տերմինալները և կիրառեք փոքր քանակությամբ զոդ: Հաջորդը, բջիջները դասավորեք շարքի/զուգահեռ կապի համապատասխան կարգով, ինչպես ցույց է տրված դիագրամներում: Դրա համար բջիջները կպչուն ժապավենով կպցրի, բայց կարող եք նաև օգտագործել մարտկոցի անջատիչներ:

Կտրեք նիկելի շերտերը ճիշտ երկարությամբ ՝ բջիջները միմյանց միացնելու համար: Ես դրա համար օգտագործեցի որոշ կողային կտրիչներ, բայց թիթեղյա բռնակները կամ թիթեղները նույնպես աշխատում են: Կպչուն կպցրեք շերտի յուրաքանչյուր ծայրին և կպցրեք այն մարտկոցի տերմինալներին: Holdոդման երկաթը շատ երկար մի պահեք, այնքան, որ զոդը հալվի: Ես ամրացրել եմ բջիջները, նախքան վերջնական կապերը միացնելը, որպեսզի դրանք ճիշտ հավասարեցվեն:

Քայլ 4: BMS խորհրդի և մնացորդի միացումներ

Մարտկոցի տուփից առավելագույնը ստանալու և այն ժամանակից շուտ խափանելու համար անհրաժեշտ է ավելացնել միջոց ՝ համոզվելու համար, որ դրանք պաշտպանված և պատշաճ լիցքավորված են: Լիթիումի իոնային կամ պոլիմերային բջիջները պետք է պաշտպանված լինեն լիցքաթափումից կամ դրա ավելորդ արտահոսքից, ինչը կարող է իսկապես վատ լինել: Դա արվում է մարտկոցի կառավարման համակարգով/տախտակով կամ BMS- ով: Դա մի սարք է, որը միավորում է մարտկոցի պաշտպանությունը բազմաթիվ բջջային մարտկոցների համար, ինչպես մենք ենք կառուցում: Այն կոչվում է մարտկոցի կառավարման համակարգ կամ կարճ BMS: Սա մի սարք է, որը պաշտպանում է բջիջները լիցքաթափումից և հոսանքից, ընթացիկ ցատկումներից և կարճ միացումներից: Կան բազմաթիվ տարբեր տեսակի և կազմաձևման BMS տախտակներ `բջիջների տարբեր դասավորությունների և ծրագրերի համար: Ես օգտագործում եմ 4S BMS տախտակ, որը գնահատված է 10 ամպ աշխատանքային հոսանքի համար, ինչը լավ է իմ կիրառման համար (100 վտ LED լապտեր):

Միացնելը հեշտ է: Երբ մարտկոցը միասին կպցվի, մենք պետք է չափենք սերիայի բջիջների լարումները բազմիմետրով: Դուք պետք է ունենաք 14.8 վոլտ մարտկոցի դրական, 3.7V վոլտ, 7.4V վոլտ և 11.1 վոլտ: 4S հաշվեկշռի խրոցակի համար կա 5 միացում. Մեկը `մարտկոցի դրական կամ բջիջ #4, մեկը` բացասական, բջիջ #1, բջիջ #2 և բջիջ #3: Չափեք դրանք ՝ բացասական զոնդը դնելով տուփի բացասական կողմում և չափելով կապերի վրա: Երբ դրանք բոլորը համընկնում են, կարող եք զոդել հավասարակշռության լարերը յուրաքանչյուր միացումից դեպի BMS- ի ճիշտ բարձիկներ:

Հաշվեկշռային միացումների համար օգտագործեցի 26 չափիչ մետաղալար (.40 մմ տրամագիծ), իսկ մարտկոցի +/- և բեռնման ելքերի համար `18 չափիչ (1.02 մմ տրամագիծ), քանի որ դրանք կաշխատեն գրեթե 10 ամպեր հոսանք: Հաշվեկշռային միացումների համար կարող եք օգտագործել ավելի փոքր մետաղալարեր, քանի որ դրանք գրեթե ոչ մի հոսանք չեն վարում, պարզապես միացումներից համապատասխան լարումը: Չնայած դրա համար ես չէի անցնի 26 չափիչի տակ: Երբ փաթեթը միացված է, կարող եք միացնել հավասարակշռության վարդակից մարտկոցի համապատասխան ելքերը:

Քայլ 5: Հաշվեկշռի լիցքավորում

Այժմ, երբ ամեն ինչ միացված է, մենք կարող ենք մեր փաթեթը միացնել լիցքավորիչին և համոզվել, որ այն լիցքավորվում է: Այսպես դուք կիմանաք, արդյոք ձեր կապերը սխալ են, քանի որ ձեր լիցքավորիչը չի լիցքավորի և ձեզ չի զգուշացնի սխալ լարման միացումների համար:

Սկսելու համար մեզ անհրաժեշտ է լիթիումի մարտկոցների հավասարակշռության լիցքավորիչ: Ոչ մի այլ լիցքավորիչ չի աշխատի դրա համար, քանի որ այն պետք է ունենա հավասարակշռության ռեժիմ: Ես օգտագործում եմ SkyRC iMax B6- ի չինական կլոնը: Ոչ, դա իրական գործարք չէ, բայց ես գտա, որ պատճենը լավ է աշխատում: Միացրեք մարտկոցի դրական և բացասական հոսքերը լիցքավորիչին: Իմ լիցքավորիչն ունի բանանի մոմեր ՝ Deans T- տիպի միակցիչով, որը միանում է տարբեր միակցիչներին: Դուք կարող եք օգտագործել ալիգատորների սեղմակներ կամ մետաղալարեր լիցքավորիչի խցանում, ինչպիսին է Deans- ը կամ XT60- ը: Ես օգտագործում եմ Deans միակցիչ և այն միացրել եմ հաշվեկշռի տախտակի ելքերին: Համոզվեք, որ սա այն վայրն է, որտեղ դուք միացնում եք լիցքավորիչը, քանի որ BMS- ին անհրաժեշտ է 12,6 վոլտ ազդանշան `ինքն իրեն ակտիվացնելու համար: Եթե մտադիր եք դա շարժական մարտկոց լինել, ապա թողարկեք ելքը ձեր սարքի ցանկացած միակցիչին: Ես միացնում եմ իմը բահի միակցիչներով և Deans վարդակից, քանի որ այն հիմնականում մշտապես կցված կլինի իմ նախագծին:

Ձեր լիցքավորիչը կարող է տարբեր լինել, բայց այսպես է այն աշխատում SkyRC iMax B6 լիցքավորիչի գրեթե յուրաքանչյուր կլոնի համար: Միացրեք հավասարակշռության լարը լիցքավորիչի 4S վարդակից: Այն գնում է միայն մեկ ճանապարհով և նշվում է մարտկոցի դրական և բացասական կողմերի համար: Միացրեք լիցքավորման լարը և լիցքավորման ռեժիմը սահմանեք «Հաշվեկշիռ»: Համոզվեք, որ լիցքավորիչը նույնպես դրված է «4S» ռեժիմի վրա: Քանի որ սա 4400 մԱ/ժ փաթեթ է, ինձ դուր է գալիս լիցքավորման հոսանքը սահմանել առավելագույն ընթացիկ գնահատականի 1/2 կամ պակաս, այնպես որ 2 -ից 2.2 ամպեր: Ես օգտագործում եմ 1.5, քանի որ սա թեստ է: Այս մարտկոցները բավականին լիովին լիցքավորված են, ուստի լարումները բարձր են: Երբ այն աշխատում է, դուք պետք է տեսնեք, որ 4 սերիայի բջիջները հավասարապես լիցքավորվում են ՝ միմյանցից 0.1 -ից 0.2 վոլտ սահմաններում: Երբ լիցքավորումն ավարտվում է, բոլոր բջիջները պետք է լինեն նույն լարման վրա, ինչը 4.2 վոլտ է: Փաթեթը պետք է կարդա 16.8 վոլտ լիցքավորման ամբողջական լարումը: Երբ այն գտնվում է անվանական լարման վրա, դա 14.8 վոլտ է (3.7 վոլտ մեկ բջիջում): Եթե այն առաջին անգամ եք լիցքավորում, սկսեք առաջին լիցքի ցածր ընթացիկ կարգավորումից, այնուհետև բարձրացրեք այն նորից լիցքավորելիս:

Քայլ 6: Եզրակացություն

Վերջ! Դուք պատրաստել եք ֆունկցիոնալ և հուսալի լիթիումի իոնային մարտկոց, որը նման է 4S 5000 mAh LiPo փաթեթին ՝ ծախսերի մի մասի դիմաց: Այո, ձեզ անհրաժեշտ է լիցքավորիչ, բայց եթե ձեր մոտ առկա է նոութբուքի հին մարտկոց, մետաղալար, լիցքավորման վարդակ և զոդման ներդիրներ, ապա այն, ինչ ձեզ հարկավոր է, BMS- ն է, որն արժե մոտ $ 10 դոլար կամ ավելի քիչ, եթե այն գնում եք Չինաստան. Սա ինձ համար արժեցավ մոտ $ 24 ԱՄՆ դոլար: Նույնիսկ ավելի էժան կլիներ, եթե ես ամեն ինչ ձեռք բերեի Չինաստանից, բայց ես չէի ուզում մեկ ամիս սպասել, որ մասերը հասնեն այստեղ: Ես արդեն ունեի լիցքավորիչ, եռակցման սարք, մուլտիմետր, զոդ, գործիքներ և լարեր, ուստի ինձ մնում էր գնել.

Նոութբուքի մարտկոց

BMS տախտակ

Մնացորդի խրոցակներ

Նիկելի շերտեր

Այն ավելի էժան էր, քան LiPo փաթեթ գնելը և ավելի գործնական էր, քանի որ ինձ պետք էր ինչ -որ բան ՝ իմ նախագծում տեղավորվելու համար: Բացի այդ, դա զվարճալի է, և ես դրանով շատ բան եմ սովորել:

Հուսով եմ, որ ձեզ դուր կգա այս ուղեցույցը և ամենից շատ, հուսով եմ, որ ավելի շատ բան գիտեք, քան այն կարդալուց առաջ: Սա իմ առաջին փորձն է, ուստի խնդրում եմ մեկնաբանել և տեղեկացնել ինձ, թե ինչպես եմ դա արել, կամ կարող է ավելի լավը լինել ապագայի համար: Շնորհակալություն կարդալու համար: