18650 Lithium - cellule ionique et batterie de bricolage

Pièces requises:

1. 18650 batterie (Gearbest / Amazone )

2. BMS (Banggood / Amazone)

3. Ni bandes (Banggood / Amazone )

4. Indicateur de niveau de la batterie (Banggood )

5. Interrupteur à bascule (AliExpress / Banggood )

6. DC Jack (Banggood /AliExpress )

7. 18650 support de batterie (Banggood )

8. 3 m x 10 mm vis (Banggood / AliExpress )

Outils utilisés

1. Spot Souder (Banggood /Amazone)

2. 3 d imprimante (CRIALITY CR10S )

2. Strip-tel / couteau (Amazone )

3. Bloreur d'air chaud (Gearbest )

3. Multimètre (Amazone)

5. Charger de Li ion (Gearbest )

Équipement de sécurité:

1. Googles de sécurité (Amazone )

2. Gants électriques (Amazone)

Vous trouverez de nombreux types de cellules de 18650 sur le marché dans la gamme de prix de 1 $ à 10 $, mais quels sont les meilleurs? Je recommanderai vivement d'acheter 18650 cellules auprès de sociétés de marque commePanasonique , Samsung, SanyoetLG. Ces cellules ont des caractéristiques de performance bien documentées et un excellent contrôle de la qualité. Les cellules réputées de la marque 18650 sont généralement coûteuses, mais si vous considérez pour une utilisation de longue date, elles valent la peine de l'avoir.

N'achetez pas de cellules avec le Word Fire dans le nom comme Ultrafire, Surefire et Trustfire. En réalité, ces cellules ne sont que des rejets d'usine, achetés par des sociétés comme Ultrafire et reconditionnés dans leur propre couverture de marque. De nombreuses batteries d'occasion sont enveloppées comme neuves et blanches - étiquetées.Ils vend la batterie en marquant jusqu'à 5000mAh, mais en réalité, leur capacité se situe entre 1000 et 2000 mAh. Un autre problème majeur avec ces cellules 18650 bon marché est ce risque élevé d'explosion lorsqu'il est surchauffé pendant la charge ou la décharge.

Dans ce projet, j'ai utilisé des cellules de capacité Green Panasonic 18650B à 3400 mAh deGearbest.

Pour faire la batterie, vous devez connecter les cellules 18650 ensemble au moyen de bandes de nickel ou de fil épais.Les bandes de nickel sont largement utilisées pour cela. En général, deux types de bandes de nickel sont disponibles sur le marché: nickel - bandes en acier plaquées et bandes de nickel pures. Je suggère d'acheter le nickel pur. Il est un peu plus coûteux que le nickel plaqué en acier, mais il a une résistance beaucoup plus faible. Une faible résistance signifie, moins de production de chaleur pendant la charge et la décharge, ce qui entraîne une durée de vie de la batterie plus longue.

Les bandes de nickel sont livrées avec une dimension et une longueur différentes.Choosez les bandes en fonction de la note actuelle.

Vous avez deux options deux connectez les cellules 18650 ensemble: 1. Souder 2. Soudage au comptant

Le meilleur choix est toujours le soudage ponctuel, mais le soudeur spot est beaucoup plus coûteux qu'un fer à souder de bonne qualité.

Souderie:

Vous devez savoir pourquoi le soudage au comptant est préféré à la soudure, le problème avec la soudure est que vous appliquez beaucoup de chaleur à la cellule et qu'il ne se dissipe pas très rapidement. Cela améliore la réaction chimique dans la cellule qui endommage les performances de la cellule. En fin de compte, vous perdrez une certaine capacité et la durée des cellules.

Mais si vous n'êtes pas intéressé à acheter un soudeur de spot coûteux, vous pouvez souder les onglets nickel à la cellule en suivant des précautions et des astuces:

1. Pour minimiser le temps de contact de votre fer à souder sur la cellule, assurez-vous que la surface est suffisamment éraflée et vous utilisez beaucoup de flux pour permettre un flux de soudure rapide.

2. Il est préférable d'avoir un fer à forage haute de bonne qualité (min 80W) avec une bonne capacité thermique afin qu'il puisse fournir la chaleur à l'articulation rapidement afin que vous n'ayez pas à maintenir le fer à la batterie pendant des siècles et à laisser la chaleur s'infiltrer, causant des dommages à la batterie.

Soudage au point:

La raison pour laquelle nous repérons la soudure, car elle rejoint en toute sécurité les cellules ensemble sans y ajouter beaucoup de chaleur. Il y a deux grades de soudeurs ponctuels actuellement disponibles sur le marché: grade de passe-temps et qualité professionnelle. Un soudeur de spot de qualité hobby décente coûte environ 200 $ à 300 $, alors qu'en tant que bonne note professionnelle peut coûter environ dix fois plus. Je vais donc suggérer d'acheter un soudeur spot de qualité hobby dans n'importe quelle boutique en ligne comme: Banggood, AliExpress ou eBay. J'utilise leSUNKKO 709A 1,9 kW Soudeurde Banggood.

Avant de connecter les cellules en parallèle, vérifiez d'abord les tensions de cellules individuelles. Pour parallèlement aux cellules, la tension de chaque cellule doit être proche les unes des autres, sinon une grande quantité de courant s'écoulera de la cellule avec une tension plus élevée à la cellule avec une tension plus faible. Cela peut endommager les cellules et même entraîner des tirs à de rares occasions.

Si vous utilisez de nouvelles cellules, la tension cellulaire est proche de 3,5 V à 3,7 V, vous pouvez les rejoindre sans vous soucier beaucoup. Mais si vous allez utiliser une vieille batterie d'ordinateur portable, assurez-vous que la tension des cellules est presque la même, d'autres sages chargent les cellules au même niveau de tension en utilisant un bon chargeur de batterie li ion. J'ai utilisé monCharger Nitecore SC4Pour charger toutes les cellules de 18650 avant de les rejoindre ensemble.

Pour faire la batterie, vous devez d'abord finaliser la tension nominale et la capacité du pack. Vous devez connecter les cellules en parallèle pour atteindre la capacité souhaitée (MAH) et connecter un tel groupe parallèle en série pour atteindre la tension nominale (VOLT).

Pour ce projet, laissez l'exigence est:Pack de batterie 11.1 V et 17 AH

Spécification de 18650 cellules utilisées:3,7 V et 3400 mAh

Capacité (MAH):

Capacité souhaitée de la batterie=17 AH ou 17000 MAH.

Capacité de chaque cellule=3400 mah

Non de cellules requises pour la connexion parallèle=17000 / 3400=5 nos

Les cellules en parallèle sont généralement abrégées en termes de «P», donc ce pack sera connu comme un «pack 5p». Lorsque 5 cellules sont connectées en parallèle, vous avez en fin de compte une seule cellule avec une capacité plus élevée (c'est-à-dire 4.2v, 17000 mAh)

Tension (volt):

La tension nominale souhaitée de la batterie est de 11,1 V.

Tension nominale de chaque cellule=3.7 v

Non de cellules requises pour la connexion en série=11.1 / 3.7=3 nos

Généralement, les cellules en série sont abrégées en termes de «s», donc ce pack sera connu comme un «pack 3S».

Nous devons donc connecter les 3 groupes parallèles (5 cellules dans chaque groupe) en série pour faire la batterie.

La configuration finale du pack est désignée comme "Pack 3S5P" avec une spécification finale de 11.1V, 17Ah.

À partir de l'étape précédente, il est clair que notre pack de batteries est composé de 3 groupes parallèles connectés en série (3 x 3,7 V=11.1 V) et chaque groupe parallèle a 5 cellules (3400 mAh x 5=17000 MAH).

Placez le premier groupe parallèle de cellules (5 n °) côté positif vers le haut, puis placez le deuxième groupe parallèle négatif vers le haut, puis enfin le dernier groupe de groupe parallèle vers le haut. Pour mieux sous la position, vous pouvez voir l'image ci-dessus.

Vous pouvez assembler les cellules pour fabriquer le pack en utilisant de la colle chaude ou en utilisant le support de batterie en plastique 18650. J'ai utilisé des supports / entretoises de cellules en plastique 18650 pour assembler les 15 cellules. Les principaux avantages de l'utilisation de ces porte-cellules sont

1. Vous pouvez faire le pack personnalisé de n'importe quelle taille en fonction de vos besoins. Il est comme une résolution d'un puzzle.

2. Il fournit un espace entre les cellules, qui permettent à l'air frais de passer et la batterie se refroidisse facilement.

3. Il rend votre batterie solide et fiable.

4. Il offre une anti-vibration de sécurité à votre batterie

Il est maintenant temps de connaître la procédure d'utilisation du soudeur spot (je parle duSoudeur ponctuelque j'ai utilisé dans ce projet). Le soudeur spot a trois choix de soudage: tête de soudage fixe, tête de soudage fixe avec commutateur de pied, stylo de soudage à spot mobile avec commutateur de pied.

Coupez les bandes de nickel:

Posez votre bande de nickel sur les 5 cellules (parallèle), en veillant à ce qu'elle couvre toutes les bornes de cellules, laisse des bandes excédentaires de 10 mm pour la connecter au BMS, puis la coupe. Pour la connexion en série Coupez les petites bandes de nickel comme indiqué sur la figure. Vous aurez besoin de quatre longues bandes pour une connexion parallèle et 10 petites bandes pour les connexions série.

Connectez le premier groupe parallèle négatif à la borne positive du deuxième groupe puis terminal négatif du deuxième groupe au terminal positif du troisième groupe.

Souder les bandes de batterie:

Ce soudeur spot peut être utilisé pour souder le nickel pur ainsi que les bandes en acier plaqué en nickel. Vous devez régler l'impulsion de soudeur et le bouton de courant en fonction de l'épaisseur des bandes de nickel.

Pour des bandes de nickel de 0,15 mm, appuyez sur le bouton d'impulsion 4p et le bouton de courant à 4-5 à 5 à 0,2 mm de bande de nickel, appuyez sur le bouton d'impulsion 4p, 6p et actuel à 7-8. Assurez-vous que le Pen de soudage est compressé avec la bande de nickel et la borne de batterie, puis appuyez sur l'interrupteur du pied. Vous remarquerez une petite étincelle, et deux points de point sur la bande.

Soudage réussi:

Vous pouvez vérifier la qualité de la soudure en tirant sur la bande de nickel. S'il ne se détache pas de pression de la main ou ne nécessite pas beaucoup de force, alors c'est une bonne soudure. Si vous pouvez facilement le décoller, vous devez augmenter le courant.

Sécurité :Avant de commencer le soudage au point, portez toujours des lunettes de sécurité.

Un système de gestion des batteries (BMS) est tout système électronique qui gère AA Lithium Battery Pack et les principales fonctionnalités sont

1. Surveille tous les groupes parallèles de la batterie et le déconnectez de la source d'alimentation d'entrée lorsqu'il est complètement chargé (près de 4,2 V)

2. Équilibrez toutes les tensions de cellules également

3. Ne permet pas le pack de sur - déchargé.

Les deux paramètres importants requis pour acheter un BMS sont: i) Nombre de cellules en série - comme 2s / 3s / 4s

ii). Courant de décharge maximum - comme 10a / 20a / 25a / 30a

Pour ce projet, j'ai utilisé unBoard BMS 3S et 25ACe sont les spécifications de ce BMS:

Plage de tension excessive: 4,25 ~ 4,35 V ± 0,05 V

Plage de tension de décharge: 2,3 ~ 3,0 V ± 0,05 V

Courant de fonctionnement maximum: 0 ~ 25A

Température de travail: -40 degré ~ +50 degré

Comment se connecter?

Connectez le BMS comme indiqué dans le schéma de câblage. Les BM ont quatre coussinets de soudure: B -, B1, B2 et B +. Vous devez connecter le premier bus de borne négatif de groupe parallèle vers le bus B1. De même, le troisième bus de terminal négatif de groupe parallèle vers le bus b2 et le bus de terminal positif vers le b +.

Vous pouvez repérer la soudure des bandes de nickel au BMS ou la souder sur le pad PCB.J'ai préféré souder les bandes de nickel sur le PCB pour une connexion robuste. Appliquer d'abord le flux de soudure sur les coussinets de PCB et la fin des bandes de nickel.

Crédit :Le schéma de câblage est tiré de la page du produit de Banggood.

La batterie a tout autour de bandes de nickel exposées, pour éviter tout court-circuit accidentel, j'ai conçu une enceinte pour cela. J'ai utilisé Autodesk Fusion 360 pour concevoir l'enceinte de ma batterie. L'enceinte a deux parties: le corps principal et le couvercle supérieur. Vous pouvez télécharger les fichiers .stl à partir deChose à faire.

J'ai utilisé monCRIALITY CR-10SImprimante 3D et filament PLA vert de 1,75 mm pour imprimer les pièces. Il m'a fallu environ 6,5 heures pour imprimer le corps principal et environ 1,2 heures pour imprimer le couvercle supérieur.

Mes paramètres sont:

Vitesse d'impression: couche 70 mm / s

Hauteur: 0,3

Remplissez la densité: 100%

Température d'extrudeuse: 205 DEGC

Température du lit: 65 degc

Normalement, une batterie standard n'a que deux bornes pour connecter la charge et pour charger la batterie.

Passons maintenant au câblage des composants. J'ai préparé ce schéma de câblage simple pour tous les composants. C'est assez simple! Pour isoler les pièces conductrices, j'ai utilisé des tubes thermiques.

Note :Ne soudez pas les fils (P + et P -) au BMS avant d'installer les composants dans l'enceinte.

Installez d'abord les composants dans les créneaux respectifs dans l'enceinte imprimée 3D.Vous pouvez voir l'image ci-dessus.

Souder le positif (fil rouge) de la prise en courant continu et de la bascule de basculer vers le P + du BMS, les fils négatifs de l'indicateur de prise CC et de la batterie au P - de BMS.

Ensuite, appliquez de la colle chaude à la base du compartiment de la batterie, puis fixez le pack de batterie. Ainsi, il s'assemble fermement et empêche toute perte de connexions de fil.

Enfin, vissez les couvercles supérieurs en place! J'ai utilisé des vis de 3M x 10 pour fixer le couvercle. Maintenant que la batterie est prête à l'emploi.

Chargement de la batterie:

Vous pouvez charger la batterie par un adaptateur CC de 12,6V commece. J'espère que vous avez aimé lire sur mon projet autant que j'ai apprécié le construire. Si vous songez à faire le vôtre, je vous encourage à le faire, vous en apprendrez beaucoup. Si vous avez des suggestions d'amélioration, veuillez le commenter ci-dessous.