18650 liitium - ioonrakk ja DIY aku

Vajalikud osad:

1. 18650 aku (Käigukast / Amazon )

2. BMS (Paugu / Amazon)

3. ni ribad (Paugu / Amazon )

4. Aku taseme indikaator (Paugu )

5. raketilüliti (Aliexpress / Paugu )

6. DC Jack (Paugu /Aliexpress )

7. 18650 akuhoidja (Paugu )

8. 3 m x 10mm kruvid (Paugu / Aliexpress )

Kasutatud tööriistad

1. kohapeal keevitaja (Paugu /Amazon)

2. 3 d printer (Creality CR10S )

2. traadistrippar/ lõikur (Amazon )

3. kuum õhupuhur (Käigukast )

3. multimeeter (Amazon)

5. Li ioonilaadija (Käigukast )

Turvavarustus:

1. Ohutusgooglid (Amazon )

2. elektrilised kindad (Amazon)

Turult leiate hinnavahemikus 1–10 dollarit mitut tüüpi 18650 lahtrit, kuid mis on parimad? Soovitan tungivalt osta 18650 lahtrit kaubamärgiga ettevõtetelt naguPanasooniline , Samsung, SanyojaLg. Need rakud, millel on hästi dokumenteeritud jõudlusomadused ja suurepärane kvaliteedikontroll. Mainekas bränd 18650 rakud on üldiselt kulukad, kuid kui kaalute pikka aega kasutamist, siis on need seda väärt.

Ärge ostke sõna tulekahjuga lahtreid nagu Ultrafire, Surefire ja TrustFire. Tegelikkuses on need lahtrid lihtsalt tehase tagasilükkamised, mille ostavad sellised ettevõtted nagu Ultrafire ja need on ümber pakitud oma kaubamärgiga kaanesse. Paljud kasutatud akud on uuesti mähitud kui uue ja valge - märgistatud. Nad müüvad aku, märkides mahut kuni 5000 mAh, kuid nende maht on vahemikus 1000 kuni 2000 mAh. Veel üks suur probleem nende odavate 18650 rakkude puhul on see suur plahvatusoht laadimise või tühjendamise ajal ülekuumenemisel.

Selles projektis olen kasutanud Green Panasonicu 18650B mahutavusega rakke 3400 mAh alatesKäigukast.

Aku valmistamiseks peate ühendama 18650 lahtrid nikliribade või paksu traadi abil. Selle jaoks kasutatakse üldiselt nikliribasid. Üldiselt on turul saadaval kahte tüüpi nikliribad: nikkel - plaaditud terasribad ja puhtad nikliribad. Soovitan osta puhta nikli. See on natuke kallim kui nikkelitud teras, kuid sellel on palju madalam takistus. Madal takistus tähendab, et laadimise ja tühjendamise ajal on vähem soojuse genereerimist, mis viib pikema kasuliku aku tööiga.

Nikliribad on erineva mõõtme ja pikkusega. Valige ribad vastavalt praegusele reitingule.

Teil on kaks võimalust kaks ühendage 18650 lahtrit koos: 1. joodetud 2. kohapeal keevitamine

Parim valik on alati kohapeal keevitamine, kuid Spot Welder on palju kallim kui hea kvaliteediga jootmisraud.

Jootumine:

Te peaksite teadma, miks eelistatakse jootmise asemel kohapeal keevitamist, jootmise probleem on see, et rakendate rakule palju soojust ja see ei haju eriti kiiresti. See suurendab raku keemilist reaktsiooni, mis kahjustab raku jõudlust. Lõppkokkuvõttes kaotate rakud ja elu.

Kuid kui te ei ole huvitatud kuluka kohapealse keevitaja ostmisest, saate nikli vahelehti kambrisse joota, järgides mõnda ettevaatusabinõu ja nipid:

1. Et minimeerida oma jootmise raua kontaktiaega rakul, veenduge, et pind oleks piisavalt üles tõmmatud ja kiire voolu võimaldamiseks kasutate palju voogu.

2. Parem on hea kvaliteediga kõrge võimsusega (min 80W), millel on hea soojusmaht, et see saaks kuumuse vuuki kiiresti toimetada, nii et te ei pea rauda aku käes hoidma ja lasta soojusel sellesse imbuda, põhjustades akut.

Spot -keevitus:

Põhjus, miks me Weld märkame, kuna see liitub kindlalt lahtritega, lisamata neile palju soojust. Praegu on praegu turul saadaval kaks kohapealseid keevitajaid: hobi klass ja professionaalne klass. Korralik hobiklassi kohapealne keevitaja maksab umbes 200–300 dollarit, kus hea professionaalne hinne võib kulutada umbes kümme korda rohkem. Nii et soovitan osta hobiklassi kohapealse keevitaja mis tahes veebipoest, näiteks: Banggood, Aliexpress või eBay.Ma kasutanSunko 709a 1,9kW kohapeal keevitajaBanggoodist.

Enne rakkude ühendamist paralleelselt kontrollige kõigepealt üksikuid rakupingeid. Rakkude paralleelseks muutmiseks peaks iga rakkude pinge olema üksteise lähedal, vastasel juhul voolab suur hulk voolu rakust suurema pingega rakuga madalama pingega. See võib rakke kahjustada ja isegi põhjustada tulekahju haruldastel juhtudel.

Kui kasutate uhiuusi lahtreid, on lahtri pinge 3,5 V kuni 3,7 V lähedal, võite nendega ühineda, ilma et oleks palju muretsemata. Kuid kui kavatsete kasutada vanu sülearvuti aku, veenduge, et lahtrite pinge oleks peaaegu sama, laadivad muud targad lahtrid sama pingetasemeni, kasutades head Li iooni akulaadijat. Kasutasin minuNitecore SC4 laadijalaadida kõik 18650 lahtrit enne nende omavahel ühendamist.

Aku valmistamiseks peate kõigepealt lõpule viima paki nominaalse pinge ja mahutavuse. Kumbki see on volti, mah/ ah või wh tähtaeg. Niminalpinge (VOLT) saavutamiseks peate rakke paralleelselt ühendama, et saavutada soovitud maht (MAH) ja ühendada selline paralleelne rühm.

Selle projekti jaoks on nõue:11.1 V ja 17 AH aku

Kasutatud 18650 raku spetsifikatsioon:3,7 V ja 3400 MAH

Maht (MAH):

Aku soovitud maht=17 ah või 17000 mAh.

Iga lahtri maht=3400 mah

Paralleelse ühenduse jaoks vajalik lahtritest=17000 / 3400=5 nos

Tavaliselt paralleelselt rakud lühendatakse P -tähe järgi, nii et seda pakki nimetatakse "5P pakkiks". Kui 5 rakku on paralleelselt ühendatud, tegite võrreldes ühe suurema mahutavusega raku (st 4,2 V, 17000 MAH).

Pinge (Volt):

Aku soovitud nominaalne pinge on 11,1 V.

Iga raku nominaalne pinge=3.7 v

Seeriaühenduse jaoks vajalik lahtritest=11.1 /3.7=3 nos

Tavaliselt on järjestikku toodud rakud lühendatud sõnade järgi, nii et seda pakki nimetatakse "3s pakiks".

Seega peame aku valmistamiseks ühendama 3 paralleelset rühma (igas rühmas 5 lahtrit).

Viimane paketi konfiguratsioon on tähistatud kui "3S5P pakk", mille lõplik spetsifikatsioon on 11,1 V, 17ah.

Eelmisest etapist on selge, et meie akukomplekt koosneb kolmest seeriaga ühendatud paralleelsetest rühmadest (3 x 3,7v=11.1 v) ja igal paralleelrühmal on 5 lahtrit (3400 mAh x {65=17000 mah) .now peame korraldama 15 lahtrit õigesti, et luua elektriühendus nende vahel ja koos BMS -iga.

Asetage esimene paralleelne rakkude rühm (5 NOS) positiivne külg üles, seejärel asetage teine ​​paralleelrühma negatiivne külg üles ja siis lõpuks viimane paralleelne rühm positiivne külg üles. Paremaks seismisele näete ülaltoodud pilti.

Paki valmistamiseks saate lahtrid kokku panna, kasutades kuuma liimi või kasutades plastist 18650 akuhoidjat.Ma kasutasin plastist 18650 lahtrihoidjaid/vahetükke, et kokku panna 15 lahter. Selle rakuhoidjate kasutamise peamised eelised on

1. Saate teha mis tahes suurusega kohandatud paki vastavalt oma nõuetele. See on nagu mõistatuse lahendamine.

2. See annab ruumi lahtrite vahel, mis võimaldab värsket õhku läbi viia ja aku jahutatakse kergesti.

3. See muudab teie aku paki kindlaks ja usaldusväärseks.

4.

Nüüd on aeg teada kohapeal keevitaja kasutamise protseduuri (ma rääginKohapealet ma olen selles projektis kasutanud). Kohapeal keevitajal on kolm keevitusvalikut: fikseeritud keevituspea, fikseeritud keevituspea jalalülitiga, liikuv kohapeal keevituspliiats jalalülitiga. Eelistan kasutada teist varianti. Enne keevitamist peate valmistama nikliribad ja keevitaja.

Lõika nikliribad:

Pange oma nikliriba 5 lahtri peale (paralleelne), tagades, et see katab kõik rakud, jätke 10 mm liigne ribad selle ühendamiseks BMS -iga ja lõigake see seejärel. Sarjaühenduse jaoks lõigake väikesed nikliribad, nagu joonisel näidatud. Te vajate paralleelse ühenduse jaoks nelja pikka riba ja seeriaühenduste jaoks 10 väikest riba.

Ühendage esimene paralleelne grupi negatiivne terminal teise rühma positiivse klemmiga ja seejärel teise rühma negatiivse terminaliga kolmanda rühma positiivse terminaliga.

Keevitage aku ribad:

Seda kohapeal keevitajat saab kasutada nii puhta nikli kui ka nikliga kaetud terasribade keevitamiseks. Peate kohandama keevitaja impulssi ja voolu nuppu vastavalt nikliribade paksusele.

Vajutage 0,15 mm nikliribade jaoks impulsi nuppu 4p ja praegune nupp 4-5-ni.

Edukas keevitamine:

Keevisõmbluse kvaliteeti saate kontrollida, tõmmates nikliriba. Kui see ei tule käesurvega või nõuab palju jõudu, on see hea keevisõmblus. Kui saate selle hõlpsalt maha koorida, peate voolu suurendama.

Ohutus:Enne kohapeal keevitamise alustamist kandke alati turvaprille.

Akuhaldussüsteem (BMS) on mis tahes elektrooniline süsteem, mis haldab AA liitiumaku ja peamisi funktsioone on

1. jälgib kõiki akupakendis olevaid paralleelseid rühmi ja ühendage see sisendvõimsusallikast lahti, kui see on täielikult laetud (4,2 V lähedal)

2. tasakaalustage kõik raku pinge võrdselt

3. ei luba pakki üle - vabastatud.

BMS -i ostmiseks vajalikud kaks olulist parameetrit on järgmised: i) lahtrite arv - nagu 2S / 3S / 4S

ii). Maksimaalne tühjendusvool - nagu 10A /20A /25A /30A

Selle projekti jaoks olen kasutanud a3S ja 25A BMS juhatus. Need on selle BMS -i spetsifikatsioonid:

Üle pingevahemik: 4,25 ~ 4,35 V ± 0,05 V

Üle tühjenduspinge vahemik: 2,3 ~ 3,0 V ± 0,05 V

Maksimaalne töövool: 0 ~ 25a

Töötemperatuur: -40 kraad ~ +50 kraad

Kuidas ühendust luua?

Ühendage BMS, nagu on näidatud juhtmestiku diagrammil. Sarnaselt kolmas paralleelne rühma negatiivne klemmsiin B2 ja positiivse klemmisiiniga B +.

Võite nikliribad BMS -i külge keevitada või joodeda PCB -padja külge. Eelistasin nikli ribad PCB -sse tugeva ühenduse jaoks joondada. Esimene rakendage jootmisvoogu PCB -padjadele ja nikliribade otsale. Pärast seda, et kõik padjad, rakendades neid väikese koguse jootjaga ja seejärel koos.

Krediit:Juhtmeskeem on võetud Banggoodi toote lehelt.

Akupakiga on kõik avatud nikliribad, et vältida juhuslikku lühendamist, kujundasin selle jaoks korpuse.Ma kasutasin oma akupaki korpuse kujundamiseks Autodesk Fusion 360. Korpusel on kaks osa: põhikorpAsjaomanik.

Ma kasutasin omaCreality CR-103D -printer ja 1,75 mm roheline PLA hõõgniit osade printimiseks. Põhikorpuse printimiseks kulus mul umbes 6,5 tundi ja ülemise kaane printimiseks umbes 1,2 tundi.

Minu seaded on:

Prindikiirus: 70 mm/s kiht

Kõrgus: 0,3

Täidistihedus: 100%

Ekstruudi temperatuur: 205 kraadi

Voodi temp: 65 DEGC

Tavaliselt on tavalisel akul koormuse ühendamiseks ainult kaks klemmi ja aku laadimiseks. Selle põhjal olen lisanud aku taseme indikaatori, et näha aku taset kunagi vajadusel. Olen sisend/väljundi jaoks kasutanud 5mm alalisvoolu pistikut (12 V/3A), 3S aku indikaatormooduli, et näha aku olekut ja aku tasemel sisse/välja lüliti.

Liigume nüüd komponentide juhtmestiku juurde. Olen koostanud selle lihtsa juhtmestiku skeemi kõigi komponentide jaoks. See on üsna lihtne! Juhtivate osade isoleerimiseks kasutasin soojuskahanevaid torusid.

Märkus:Ärge jooge juhtmeid (P+ ja P -) BMS -i enne komponentide installimist korpusesse.

Esmalt paigaldage komponendid 3D -trükitud korpuse vastavatesse pesadesse. Näete ülaltoodud pilti.

Jootuge DC -tungraua positiivne (punane juhtme) ja rokkari lüliti BMS -i P+ -ile, negatiivsed juhtmed alalisvoolu pistikupesast ja aku taseme indikaatorile kuni BMS -i p -.

Seejärel kandke akuruumi põhjas kuum liim, seejärel kinnitage aku. Niisiis, et see mahub kindlalt ja takistab traadiühenduste kaotamist.

Lõpuks keerake ülemised kaaned oma kohale! Kaane kinnitamiseks kasutasin 3M x 10 kruvi. Nüüd on aku kasutamiseks valmis.

Aku laadimine:

Aku saab laadida 12,6 V alalisvoolu adapteriga nagusee. Loodan, et teile meeldis minu projekti kohta lugeda sama palju kui mulle selle ehitamist. Kui mõtlete oma tegemisele, julgustaksin teid seda tegema, saate palju õpida. Kui teil on ettepanekuid paranduste jaoks, kommenteerige seda allpool.