Литий-ион своими руками
То, что будет рассказано в данной статье, поможет многим разобраться с питанием самодельных устройств автономного типа. В ней приведена методика, по указаниям которой можно получить литий-ионные аккумуляторы любых размеров. Из учебников физики нам известно, что простым аккумулятором является устройство, состоящее из медно-цинковых пластин, между которыми присутствует электролитический раствор. Такое устройство было создано Вольтом, (хотя вопрос спорный, Луиджи Гальвани открыл эффект первым, только не смог дать этому явлению логическое объяснение).
С тех пор прошло более 200 лет, сейчас мы живем в век цифровых технологий, но аккумулятор по-прежнему остается незаменимым источником энергии, без которого не может работать не одно автономное устройство. Современные литиевые аккумуляторы нашли широкое применение в современной технике, причин на то много — легкий вес, долгий срок службы, большая емкость и многие другие параметры делают аккумуляторы незаменимыми в портативных устройствах.
Но со временем и литий-ионный аккумулятор приходит в негодность. На днях тоже самое случилось и с аккумулятором моего телефона. Аккумулятор от лицензионного производителя, поэтому прослужил очень долго и мог бы еще послужить верой и правдой, еслиб не моя дурная идея его проколоть. Дело в том, что со временем аккумулятор распух, но продолжал работать на ура, вот и было решено его проколоть. После небольшой операции аккумулятор уже стал не тем, что был раньше, резкое снижение емкости всего за неделю.
Ему на смену пришел другой аккумулятор, а тот выбросить жалко (и не нужно, вред экологии!), так что же делать с ним? Было решено создать новый аккумулятор на базе старого. Перед работой хочу предупредить — некоторые соединения лития токсичны, поэтому желательно использовать перчатки, а работу делать на свежем воздухе. Ну я как всегда нарушаю все правила по безопасности, без всяких перчаток аккумулятор был разобран прямо в гостиной комнате. Как всегда — своеобразный запах литиевых источников питания, ни с чем не спутаешь. Для резки алюминиевого корпуса был использован обычный монтажный нож и плоскогубцы.
Спустя пару минут алюминиевый капсоль был удален, пора идти дальше.
Тут начинается самая грязная работа, нужно разобрать аккумулятор. Литиевые элементы питания, как и любой другой источник напряжения, состоит из положительно и отрицательно заряженных пластин, между ними проложен слой изоляции. Теперь берем пасту от гелиевой ручки и как бы ‘наматываем» на пасту.
На очищенные места припаиваем провода контактов. Можно просто взять два медных провода (многожильных) и просто приклеиваем к контактам при помощи того же скотча.
Далее нужно решать вопрос корпуса аккумулятора, в моем случае использована металлическая гильза от карманного фонарика, именно туда был помещен аккумулятор.
Один из контактов был припаян к корпусу, другой выведен наружу. Корпус следует загерметизировать, для этого я использовал универсальный клей «момент». Сразу после создания такого аккумулятора измеряем напряжение, оно лежит в пределах 2,2-2,8 вольт, в корпусе уже 2,8-3,3 вольт. На следующее утро напряжение уже в районе 3,6-3,65 вольт.
Литиевые элементы питания боятся минусовых температур, при температурах ниже нуле литий-ионный аккумулятор не заряжается вообще.
Если хранить аккумулятор в холодильнике в полностью заряженном состоянии, то вы этим увеличиваете его срок службы, но при температурах выше нуля!
Такой самодельный литий-ионный аккумулятор может еще долго прослужить в самодельных радиоэлектронных игрушках. При КЗ ток аккумулятора достигает до 3-х Ампер. Таким образом, разобрав один литий-ионный аккумулятор от мобильного телефона, можно собрать из него несколько более компактных аккумуляторов, которых так не хватает в нашей практике.
Как не надо делать Li-Ion батареи
Статья обновлена: 2020-12-11
Сборка Li-Ion батареи своими руками – задача посильная, но для ее успешного решения нужен ответственный подход и опыт в выполнении электромонтажных работ. Конструкторы-любители при создании аккумуляторных батарей нередко допускают ошибки, которые приводят к ухудшению характеристик, уменьшению срока службы АКБ и другим негативным последствиям. Поэтому с технической точки зрения большинство самодельных литиевых батарей уступает заводским аналогам.
При сборке литиевой АКБ из отдельных ячеек в домашних условиях трудности возникают уже на этапе отбора ячеек с одинаковыми характеристиками. При профессиональном производстве аккумуляторных батарей ячейки тщательно тестируются, и для объединения в одном корпусе отбираются элементы с отличиями в параметрах не больше десятых долей процента.
Конструкторы-любители традиционно собирают АКБ из имеющихся ячеек с заметно отличающимися характеристиками. При эксплуатации таких батарей происходит их разбалансировка и преждевременный износ, несмотря на использование BMS платы. Далее рассмотрим популярные ошибки начинающих мастеров и расскажем, как сделать литий-ионный аккумулятор своими руками без ущерба для качества.
ТОП-5 ошибок при домашней сборке литиевых АКБ
- Использование в одной сборке элементов питания с отличающимися параметрами – например, новых и старых, взятых из разобранной батареи ноутбука. Каждую ячейку в дальнейшем нужно балансировать – выравнивать ее рабочие параметры по отношению к другим элементам питания. Чем больше элементов используется в батарее, и чем сильнее отличаются их характеристики, тем выше вероятность выхода части ячеек из строя.
- Идея сделать самому литиевую АКБ из аккумуляторов сомнительного качества. Такое решение в лучшем случае приведет к бесполезной трате времени и сил.
- Неправильный расчет напряжения и емкости собранной батареи. Напряжение рассчитывается как сумма значений последовательно соединенных ячеек. У Li-Ion аккумуляторов номинальное напряжение составляет 3,7 В, а у ячеек типа LiFePO4 – 3,2 В. Емкость батареи рассчитывается как суммарное значение параллельно соединенных ячеек. В среднем Li-Ion аккумуляторы типоразмера 18650 имеют емкость 2,6–3,5 Ач. Но часто на аккумуляторах указывается ложное значение емкости, поэтому завышенные в несколько раз значения должны вызвать подозрение.
- Сборка ячеек по неправильной схеме. Перед тем, как сделать литиевую батарею, нужно продумать оптимальную схему сборки ее элементов. Напряжение батареи обязательно должно соответствовать напряжению электромотора и контроллера. Например, чтобы получить Li-Ion батарею напряжением 24 В, нужно последовательно соединить 6 ячеек типоразмера 18650 (обозначение 6S в схеме). Для получения АКБ на 36 В используется схема 10S, для 48 В – 13S, для 60 В – 16S. Коэффициент возле буквы Р в схеме означает количество параллельно соединенных ячеек и влияет на суммарную емкость батареи. Например, по схеме 10S5P из Li-Ion аккумуляторов формата 18650 можно собрать АКБ напряжением 36 В и емкостью 13–17,5 Ач, в зависимости от емкости используемых элементов.
- Пайка Li-Ion аккумуляторов – при нагреве от паяльной станции или паяльника происходит разрушение их структуры и безвозвратная потеря емкости. Кроме ухудшения характеристик ячеек, пайка может навредить защитному клапану – элементу безопасности, находящемуся под «+» контактом. Он выдерживает температуру до 120 °С. Более того – пайка не обеспечивает необходимую надежность соединения при перегреве, а припой уязвим перед воздействиями внешних факторов. Поэтому вместо пайки рекомендуется:
- контактная (точечная) сварка литий ионных аккумуляторов своими руками;
- использование специальных держателей – холдеров с пластиковым корпусом и предусмотренными контактами для пайки без опасности перегрева ячеек;
- применение мощных неодимовых магнитов;
- склеивание;
- применение жидкого пластика.
Как сделать литиевый аккумулятор своими руками
Перед сборкой Li-Ion батареи нужно выбрать схему соединения ячеек и приготовить все необходимое: элементы питания с одинаковыми параметрами, никелевые полосы для их соединения, аппарат для точечной сварки и т.д. В крайнем случае, можно воспользоваться и пайкой, но обязательно брать низкотемпературный припой и воздействовать на ячейки кратковременно. Паяльник лучше использовать мощный (от 80 Вт), но быстро, чтобы место припоя не успевало нагреться.
Сборка батареи производится по следующему алгоритму:
- Устанавливаем ячейки в холдеры – необязательно, но удобно.
- Отрезаем никелевые полосы для их соединения.
- Соединяем ячейки при помощи точечной сварки в соответствии с выбранной схемой.
- Выбираем подходящую по параметрам BMS плату и припаиваем ее к концам батареи согласно схеме.
- Устанавливаем индикатор заряда, выключатель индикатора, разъем для подсоединения зарядного устройства или нагрузки.
- Помещаем АКБ в корпус.
- Тестируем ее работу.
Самостоятельная сборка батареи – увлекательный процесс, но для его успешного выполнения нужны определенные навыки, знания и материалы. При даже частичном их отсутствии лучше не рисковать, а поручить сборку литиевой АКБ с нужными характеристиками профессионалам.
Читайте в нашей предыдущей статье об аккумуляторах для электромобилей – их типах, сроке службы, особенностях подзарядки.
Можно ли сделать своими руками аккумулятор 12 на вольт?
Можно ли сделать своими руками аккумулятор 12 на вольт? Главная>Можно ли сделать своими руками аккумулятор 12 на вольт? Современная экономика построена на рыночных отношениях со здоровой конкуренцией, но это не всегда так. С каждым годом растет цена на топливо, на обслуживание автомобиля, вообще — цены только растут. Растущая стоимость деталей заставляет «шевелить извилинами» обычных потребителей, которые пытаются всеми силами уменьшить свои растраты. Это касается не только автомобиля — в деревнях многие отказались от газа и перешли на уголь и дрова, на материалы, которые можно добыть своими руками. Так и в автомобильном мире. Стоимость таких, когда-то расходников, как аккумуляторы с каждым днем все выше и выше, но не всегда высокая цена соответствует высокому качеству. Есть и такие, которые на фоне общего роста цен хочет получить наживу. <h3> Теоретические данные </h3> Не будем рассматривать такие типы самодельных аккумуляторов, как газовый, на основе поваренной соли и активированного угля. Такие батареи не пригодны к ежедневному использованию в автомобиле. Нужно выделить современные технологии, при помощи которых можно создать аккумулятор нужной емкости:- Литий-Ионные батареи;
- Литий-Полимерные батареи;
- Малый вес (1 Li-Ion боченок весит около 100 грамм, то есть вес сборки составит максимум 4 килограмма, но свинцовый аккумулятор весит около 30 кг.)
- Малые габариты;
- Высокая отдача;
- Низкая стоимость;
- Падение емкости при отрицательных температурах;
- Малый пусковой ток;
- Невозможность обслуживания и восстановления;
- Эффект памяти;
- Проблемы с зарядкой от генератора;
Как сделать литиевый аккумулятор самостоятельно? Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)
Самостоятельная сборка литиевого аккумулятора имеет смысл еще и в том случае, когда необходимо получить батарею для конкретных условий эксплуатации, с необходимыми техническими параметрами. Если вы решили собрать свой литиевый аккумулятор, чрезвычайно важно соблюдать правила безопасности при работе – работать в защитных очках, и не замыкать плюс и минус клемм электродов и аккумуляторов.
Литиевый аккумулятор своими руками
Рассмотрим пример сборки литиевого аккумулятора на примере АКБ LiFePO4 на 48 Вольт. Ячейки соединяются последовательно-параллельно. Номинальные 48 Вольт делятся из расчета по 3 Вольт на ячейку – получаем 16 ячеек. При последовательном соединении вы получаете нужные 48 Вольт.
Для облегчения процесса сборки желательно использовать ячейки из одной партии, одинаковые по напряжению. При использовании ячеек б/у потребуется проводить тестирование их емкости и выполнять подбор по всем параметрам.
При последовательном соединении напряжение ячеек суммируется при неизменной емкости, а при параллельном соединении напряжение остается неизменным, а емкости суммируются. Необходимо учитывать, что при параллельном соединении балансировка ячеек не требуется. Также важно, чтобы элементы АКБ собирались заряженными на 20% — на случай короткого замыкания, для снижения опасного воздействия.
Способы соединения
Для соединения ячеек могут использоваться следующие способы:
- Точечная сварка – самый лучший способ для соединения элементов АКБ
- При помощи неодимовых магнитов – в этом случае потребуется паяльник с термостабилизацией, а также легкоплавкий припой
- Сборка в холдерах, и с использованием болтового соединения – максимально простой вариант, позволяющий заменять вышедшие из строя ячейки и измерять напряжение.
- Пайка – необходим опыт в подобных работах и паяльник мощностью в 100 Вт.
Естественно, данный материал не является полноценной технологий, поэтому, принимаясь за изготовление литиевого аккумулятора самостоятельно, нужно понимать, что вы действуете на свой страх и учитывать возможные риски.
Как переделать кислотно-свинцовый аккумулятор 12 В в литий-ионный
Кислотно-свинцовые батареи не столь емки и долговечны как этого бы хотелось. Один из плюсов их применения в мототехнике это работа при низких температурах. Но обычно скутеры и мопеды, где применяются подобные АКБ в зимнее время и не эксплуатируются. Поэтому, при выходе из строя вашего кислотного АКБ его запросто можно переделать на литий-ионный повышенной емкости.
Понадобится
- 4 Аккумулятора 3,7 В серии 26650 — http://ali.pub/4j01k6
- Балансный контроллер заряда 4S — http://alii.pub/5mubpk
- Медный многожильный провод сечением 6-10 кв. мм.
- Припой трубчатый с канифолью.
Переделка кислотного аккумулятора в литий-ионный своими руками
Вскрываем верхнюю крышку аккумулятора при помощи отвертки.
Убираем все газоотводные колпачки. Корпус обычно сварен из двух пластиковых половин. По шву распиливаем АКБ ножовкой.
Длаее, очень аккуратно, не прикасаясь руками и работая в защитных очках, удаляем все содержимое из секций.
Утилизируем их соответствующим образом. Корпус вымоем с моющим средством. Срежем все перегородки кроме последней. В ней будет располагаться контроллер зарядки. Это очень удобно, что батареи будут отделены перегородкой от электроники.
Размещаем 4 батареи, проверяя как они встанут на месте.
Чтобы все вошло пришлось вырезать в крышке паз. Он все равно будет закрываться заглушкой.
Берем контроллер зарядки на 30А для 4 аккумуляторов.
Он полностью будет контролировать не только зарядку каждого АКБ, но и разрядку. Схема включения такова:
Батареи соединяем последовательно.
Общий вывод на толстых проводах.
Делаем отводы от каждого соединения батарей и припаиваем к контроллеру.
От контроллера припаиваем выводы.
Устанавливаем батареи в корпус. Контроллер помещаем в отдельный отсек. Припаиваем провода к клеммам АКБ.
Закрываем крышку, фиксируем суперклеем.
Ставим заглушку наместо.
Проверяем выходное напряжение — 12,8 В.
Заряжаем до полной емкости.
Устанавливаем на скутер.
Все отлично работает.
Двигатель запускается, вся электроника в порядке.
Емкость АКБ до переделки была 4 А/ч. Сейчас же при использовании литиевых аккумуляторов емкость возросла до 5 А/ч.
Смотрите видео
Делаем мощнейший Power Bank на 40000 мА/ч — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/6087-delaem-moschnejshij-power-bank-na-40000-ma-ch.html
Литий ионный аккумулятор своими руками. Литий-ион своими руками
То, что будет рассказано в данной статье, поможет многим разобраться с питанием самодельных устройств автономного типа. В ней приведена методика, по указаниям которой можно получить литий-ионные аккумуляторы любых размеров. Из учебников физики нам известно, что простым аккумулятором является устройство, состоящее из медно-цинковых пластин, между которыми присутствует электролитический раствор. Такое устройство было создано Вольтом, (хотя вопрос спорный, Луиджи Гальвани открыл эффект первым, только не смог дать этому явлению логическое объяснение).
С тех пор прошло более 200 лет, сейчас мы живем в век цифровых технологий, но аккумулятор по-прежнему остается незаменимым источником энергии, без которого не может работать не одно автономное устройство. Современные литиевые аккумуляторы нашли широкое применение в современной технике, причин на то много — легкий вес, долгий срок службы, большая емкость и многие другие параметры делают аккумуляторы незаменимыми в портативных устройствах.
Но со временем и литий-ионный аккумулятор приходит в негодность. На днях тоже самое случилось и с аккумулятором моего телефона. Аккумулятор от лицензионного производителя, поэтому прослужил очень долго и мог бы еще послужить верой и правдой, еслиб не моя дурная идея его проколоть. Дело в том, что со временем аккумулятор распух, но продолжал работать на ура, вот и было решено его проколоть. После небольшой операции аккумулятор уже стал не тем, что был раньше, резкое снижение емкости всего за неделю.
Ему на смену пришел другой аккумулятор, а тот выбросить жалко (и не нужно, вред экологии!), так что же делать с ним? Было решено создать новый аккумулятор на базе старого. Перед работой хочу предупредить — некоторые соединения лития токсичны, поэтому желательно использовать перчатки, а работу делать на свежем воздухе. Ну я как всегда нарушаю все правила по безопасности, без всяких перчаток аккумулятор был разобран прямо в гостиной комнате. Как всегда — своеобразный запах литиевых источников питания, ни с чем не спутаешь. Для резки алюминиевого корпуса был использован обычный монтажный нож и плоскогубцы.
Спустя пару минут алюминиевый капсоль был удален, пора идти дальше.
Тут начинается самая грязная работа, нужно разобрать аккумулятор. Литиевые элементы питания, как и любой другой источник напряжения, состоит из положительно и отрицательно заряженных пластин, между ними проложен слой изоляции. Теперь берем пасту от гелиевой ручки и как бы «наматываем» на пасту.
Нужно соблюдать предельную осторожность, чтобы не закоротить пластины. В процессе наматывания пластин, можно наблюдать тепловыделение, не пугайтесь так и должно быть. Далее следует обмотать заготовку скотчем, но заранее нужно очистить пластины.
На очищенные места припаиваем провода контактов. Можно просто взять два медных провода (многожильных) и просто приклеиваем к контактам при помощи того же скотча.
Один из контактов был припаян к корпусу, другой выведен наружу. Корпус следует загерметизировать, для этого я использовал универсальный клей «момент». Сразу после создания такого аккумулятора измеряем напряжение, оно лежит в пределах 2,2-2,8 вольт, в корпусе уже 2,8-3,3 вольт. На следующее утро напряжение уже в районе 3,6-3,65 вольт.
Литиевые элементы питания боятся минусовых температур, при температурах ниже нуле литий-ионный аккумулятор не заряжается вообще.
Первым этапом создания литий-ионного аккумулятора является определение требований к значению напряжения и необходимому времени работы. Затем уточняются характеристики нагрузки, окружающей среды, габаритные размеры и вес. У современных портативных устройств будут повышенные требования к толщине аккумулятора, поэтому предпочтительным будет выбор призматического или даже бескорпусного форматов. Если же толщина не будет определяющим фактором, то выбор цилиндрических элементов типоразмера 18650 в качестве структурных частей позволит обеспечить более низкую стоимость и лучшую производительность (с точки зрения удельной энергоемкости, безопасности и долговечности). (Смотрите также BU-301a: Разнообразие форм электрических батарей ).
Большинство аккумуляторов, используемых в медицинском оборудовании, электроинструменте, электровелосипедах и даже электромобилях, используют элементы типоразмера 18650. Казалось бы, использование этого цилиндрического элемента не особо практично из-за большого занимаемого им объема, но его сильные стороны, такие как развитая и массовая технология производства, а также низкая стоимость ватт-часа утверждают обратное.
Как уже говорилось выше, цилиндрическая форма элемента не является идеальной, поскольку она приводит к образованию пустого пространства в многоэлементных системах. Но если рассматривать вопрос с точки зрения необходимости охлаждения, то этот недостаток превращается в преимущество. К примеру, элементы типоразмера 18650 используются в электромобиле Tesla S85, где их суммарное количество достигает 7000 штук. Эти 7000 элементов формируют сложную аккумуляторную систему, где используется и последовательное соединение для увеличения напряжения, и параллельное – для увеличения силы тока. В случае выхода из строя одного элемента в последовательном соединении потеря мощности будет минимальна, а в параллельном такой элемент отключится системой защиты. Соответственно, нет зависимости всего аккумулятора от единичных элементов, что позволяет более стабильную эксплуатацию.
У производителей электромобилей нет единого мнения по поводу использования типоразмеров, но существует тенденция к использованию более крупных форматов, так как это уменьшает общее количество элементов в аккумуляторе и соответственно снижает стоимость системы защиты. Экономия может достигать 20-25 процентов. Но с другой стороны, использование больших элементов приводит к удорожанию суммарной стоимости кВт*ч. По данным за 2015 год, именно Tesla S85 с элементами типоразмера 18650 имеет более низкую стоимость ватт-часа в сравнении с электромобилями, использующими большие призматические аккумуляторы. В таблице 1 сравнивается стоимость кВт*ч различных электромобилей.
Таблица 1: Сравнение стоимости ватт-часа различных моделей электромобилей. Массовое производство элементов типоразмера 18650 удешевляет использующие их аккумуляторы.
* В 2015-2016 году в Tesla S85 увеличилась мощность аккумулятора с 85 кВт*ч до 90 кВт*ч. В Nissan Leaf также произошло увеличение – с 25 кВт*ч до 30 кВт*ч.
Разрабатываемый аккумулятор должен соответствовать нормам безопасности не только при стандартной работе, но и в случае выхода из строя. Все источники энергии, и электрические батареи не исключение, в конечном итоге вырабатывают свой ресурс и приходят в негодность. Бывают и случаи преждевременного, непрогнозируемого выхода из строя. Например, после некоторых инциндентов, бортовой литий-ионный аккумулятор лайнера Боинг 787 помещен в специальный металлический контейнер с вентилированием наружу. В электромобилях Tesla аккумуляторный отсек дополнительно защищается стальной пластиной во избежание проникающих повреждений.
Большие аккумуляторные системы для высоконагруженных систем имеют принудительное охлаждение. Оно может быть реализовано в виде отвода тепла радиатором, а может включать в себя вентилятор для подачи холодного воздуха. Также существуют системы с жидкостным охлаждением, но они довольно дорогие, и используются, как правило, в электромобилях.
1. Аспекты безопасностиУважающие себя производители электрических элементов не поставляют литий-ионные элементы несертифицированным компаниям-производителям аккумуляторов. Эта мера предосторожности вполне оправдана, так как схема защиты в конструируемом аккумуляторе может быть некорректно настроена ради завышения показателей, и элементы будут заряжаться и разряжаться не в безопасном интервале напряжений.
Стоимость сертифицированной аккумуляторной системы для воздушного транспорта или для иного коммерческого использования может составлять от $ 10000 до $ 20000. Столь высокая цена вызывает беспокойство, особенно зная о том, что производители периодически меняют используемые в таких системах электрические элементы. Аккумуляторная система с такими новыми элементами хоть и будет указана в качестве прямой замены более старой, снова будет требовать новых сертификатов.
Часто задают вопрос: ”Зачем нужна сертификация аккумулятора, если элементы, из которых он состоит, уже одобрены?”. Ответ довольно прост – конечное устройство, аккумулятор, также должно быть проверено на соответствие стандартам безопасности и правильность сборки. К примеру, неисправность той же схемы защиты может привести к возгоранию или даже взрыву, а ее тестирование возможно только в готовом аккумуляторе.
Создание литий-ионного аккумулятора
Узнайте о требованиях к конструкции источника питания литий-ионной электрохимической системы.
Зачем собирать самому? Да затем, что аккумуляторные батареи — это та область, где готовый продукт — всегда лажа. Они всегда неоправдано дорогие. Всегда не достать нужного размера, который, разумеется, уникален для каждого устройства. Всегда нет нужной емкости, а есть только те, которые расчитаны на беготню от розетки к розетке в пределах города.
Особенно громко ругать производителей начинаешь тогда, когда попадаешь в форс-мажорную ситуацию. Остаешься без связи, потому что на морозе сдох коммуникатор. Не можешь снять удачный момент, потому что кончился родной аккумулятор на камере, а запасной от фирмы стоит $50. Или сидишь и скучаешь, потому что ноутбука хватило на час.
А вот сами вы можете собрать батарею, которая будет ограничена только двумя параметрами: ценой за ватт-час и энергоплотностью. Все остальные характеристики вы будете выбирать сами.
Статья написана для дилетантов и от дилетанта.
Только одно «но». Эта статья НЕ про батареи мощнее нескольких киловатт-часов.
Теория на пальцах
Элемент , ячейка , «банка» , «батарейка» — то, что накапливает и отдает энергию. От аккумуляторных элементов зависят все характеристики батареи.
Батарея — это уже набор из многих элементов. Несколько ячеек соединяют в батарею, когда характеристик одной ячейки мало. Если соединить последовательно — растет напряжение. Если параллельно — увеличивается емкость батареи. Может включать в себя не только банки, но и всякую там управляющую электронику.
Напряжение — это то, с какой силой батарея может ударить током в потребителя. Является лишь характеристикой аккумулятора, от потребителя не зависит. 7 Измеряется в вольтах (V).
Сила тока — чем она больше, тем больше жрет потребитель электричества. Измеряется в амперах (A).
Емкость — характеристика аккумулятора, измеряется в ампер-часах (Ah). К примеру, емкость в 2Ah означает, что аккумулятор может отдавать ток в 1A два часа и в 2A — один час.
Емкость аккумулятора также зависит от разрядного тока. Обычно чем он больше, тем емкость меньше. Производители аккумуляторов обычно указывают емкость, полученную при разряде каким-нибудь мизерным током в 100mA.
Справа показаны характеристики Li-ion-аккумулятора, который разряжают при разной силе тока. Чем ток выше, тем кривая разряда ниже.
C — буква латинского алфавита, которой измеряют отношение силы тока к емкости аккумулятора, то есть во сколько раз ток превышает емкость. Если аккумулятор имеет емкость 2Ah и разряжается при токе в 4A, то можно сказать, что он разряжается при токе в 2C. Все дело в том, что чем больше емкость аккумулятора, тем проще ему отдавать ток, и поэтому такой характеристикой пользоваться удобнее, чем просто амперами.
Энергия — та характеристика, которая позволяет сравнивать аккумуляторы с разным напряжением. Измеряется в ватт-часах и грубо вычисляется путем умножения напряжения на аккумуляторе на его емкость. Численно равна площади фигуры под кривой разряда.
Попугаи емкости и ватт-часы энергии
Предположим, у нас есть две батарейки одинаковой емкости — 2200mAh. Но одна из них — литий-ионная, а другая — никель-металлгидридная.
Вопрос: означает ли это, что в обоих аккумуляторах одинаковое количество энергии? Будет ли одно и то же устройство работать от обоих банок одинаковое время?
На самом деле, глядя лишь на характеристику емкости, нельзя сравнивать энергию , которую может накопить и отдать аккумулятор. Для этого нужно знать номинальное напряжение на нем.
Грубо прикинуть количество энергии в ватт-часах можно, умножив номинальное напряжение аккумулятора на его емкость. И у нас получится:
- Для NiMH: 1.2 вольт * 2.2 ампер-часа = 2.64 ватт-часа
- Для Li-ion: 3.7 вольт * 2.2 ампер-часа = 8.14 ватт-часа
Что энергия Li-ion-аккумулятора той же емкости — в 3 раза больше, чем NiMH.
Но это всего лишь грубая «прикидка». Так, напряжение в 1.2 вольта на NiMH-элементе — это максимальное напряжение, соответствующее полному заряду аккумулятора. При разряде оно будет только падать, и реальная энергия будет немного меньше 2.64 ватт-часов. Тем не менее, именно такой способ расчета энергии аккумулятора мы будем использовать для сравнения их характеристик.
Как собрать аккумуляторную батарею
Как собрать аккумуляторную батарею Зачем собирать самому? Да затем, что аккумуляторные батареи — это та область, где готовый продукт — всегда лажа. Они всегда неоправдано дорогие. Всегда не
Мотик Suzuki SV400S ’98 купленный мной прошлой осенью практически сразу захотел новый аккумулятор — тот что был моментально разряжался, не всегда включал 35-ваттную ксенонку, а стартер крутил как-то вяло и нехотя. После очередного позорного старта «с толкача» я полез по сайтам в поисках нового аккумулятора. И практически сразу закручинился — новый аккумулятор для моей Сузы от любого приличного производителя выходил не меньше 3 т.р. И это за доисторические свинцовые аккумуляторы, малоемкие, тяжелые, с низкой токоотдачей! Многим известно что у большинства свинцовых аккумуляторов есть такая малоприятная «фича» — при заявленной емкости в 12 Ач безопасно можно использовать только половину емкости, т.е. около 6 Ач. Дальнейший разряд ведет к ускоренной деградации аккумулятора и скорой его замене. Исключение составляют аккумуляторы серий «Deep Cycle» — но часто ли вы видели такую надпись?)))
Еще немного покопавшись в просторах инета я нашел более интересный вариант — аккумуляторы собранные из элементов LiFePo4.
Осторожно! Много непонятных буковок и картинок
Литий-железная химия вполне безопасна, элементы емкие и легче свинца. Многие производители также говорят про 3-4 кратное увеличение времени жизни таких батарей при условии правильной эксплуатации. И емкость элементов — честная, хорошие элементы можно разряжать почти полностью без ущерба для них и без падения токоотдачи по мере разряда! К тому же еще и более морозоустойчивые чем свинец. Нашел подходяший по размерам и параметрам вариант — Shorai LFX12A1-BS12
Итак, что мы имеем? Емкость проставлена в «свинцовом эквиваленте», т.е. читаем 12 Ач — имеем в наличии все те же 6 Ач! За такие деньги — я не согласен. Быстрый перебор информации от остальных производителей аналогичных аккумуляторов тоже не порадовал — везде небольшая емкость, где честно проставленная, а где и опять располовиненная «PB EQ».
Скажете засада. Не для самодельщика))
Дальше будет много терминологии понятной моделистам, электрикам и собратьям-самоделкиным. Если что — спрашивайте в комментах меня или мучайте гугля.
Два года назад я всерьез заинтересовался возможностью сборки электровелика «с нуля», таки собрал его, и вот уже года полтора использую его по назначению. Тяговая батарея собиралась из большого количества элементов и электроники для контроля ее состояния. Вот так она выглядит без чехла:
Количество проводов меня тоже пугает, да)
Навыки и информация полученная в процессе очень помогли в сборке новой батареи.
Итак, вводные: Элементы LiFePo4, максимальная емкость в пределах габаритов свинцовой батареи, максимальная токоотдача, система контроля для долгой счастливой жизни, минимальная цена.
Перекопав еще раз дебри сети нашел несколько подходящих вариантов, а финалистами стали два из них:
A123 ANR26650M1A
номинальное напряжение 3,3в
номинальная емкость 2,3 Ач
номинальный разрядный ток 30С (69А с элемента)
максимальный разрядный ток до 60С (до 138А с элемента)
номинальный зарядный ток 10С (до 23А на элемент)
размеры 26мм х 66,5мм
вес 70гр.
номинальное напряжение 6,6в (3,3в на каждую пару элементов)
номинальная емкость 3,6 Ач (1,8 Ач на каждый элемент)
номинальный разрядный ток 30С (54А с элемента)
максимальный разрядный ток до 40С (до 72А с элемента)
номинальный зарядный ток 2С (до 3,6А на элемент)
размеры 139мм х 21мм х 45мм
вес 262гр.
В доступный нам обьем влезает 24 элемента А123 (схема 4S6P, емкость 13,8 Ач, зарядный ток до 138А, разрядный ток 414А/828А, вес 1680гр) или 8 батарей Zippy (схема 4S8P, емкость 14,4 Ач, зарядный ток до 28,8А, разрядный ток 432А/576А, вес 2100гр).
Все здорово и радостно, но теперь начинает влиять такой важный фактор как стоимость. 24 элемента А123 обойдутся примерно в 6000р., 8 батарей Zippy в 5600р, это все с доставкой. Дофига? Вот и я так подумал.
Поэтому несколько умерил свои аппетиты и заказал 6 батарей Zippy что обошлось мне в 4200р. Параметры конечно получились поскромнее, но все еще радующие глаз — схема 4S6P, емкость 10,8 Ач, зарядный ток до 21,6А, разрядный ток 324А/432А, вес 1570гр.
А в довесок, благо все в одном магазине, взял еще вот такую мелкую шнягу, которая называемся в миру Battery Checker & Balancer
Эта мелкая приблуда будет заниматься здоровьем батарейки, иначе говоря она будет выравнивать напряжение элементов батареи относительно друг друга. Единственное «но» — тестер расчитан в первую очередь для батарей LiPo, а не LiFePo4, поэтому заряд батареи в % показываться будет неверно. Балансировке элементов это не мешает. Поэтому левый уголок экрана с указателем заряда батареи я просто заклеил — нефик сбивать с толку)
Ну и мелочевка — балансировочные кабели для тестера и защитные колпачки. Пригодицца! ©
Затем при помощи Почты России был небольшой перерыв — первая посылка ехала примерно 1,5 месяца, вторая 2,5 месяца.
Наконец все приехало, и я отбалансировал все батареи по отдельности на модельном заряднике. Это чтобы не получить небольшой «бадабум» при соединении батарей между собой. Заодно проверил емкость, стабильность напряжения на элементах при разрядке ну и вообще…
Следующий этап — пайка и сборка:
1) Спаял параллельно 2 группы по 3 батареи в каждой (2S6P + 2S6P)
с другого ракурса
Попутно все зафиксировал армированным скотчем — так надежнее и меньше шансов повредить тонкие полиэтиленовые оболочки элементов.
2) Так выглядит собранная вместе начинка батареи
Два толстых провода с разьемами нужны для последовательного соединения частей батареи между собой. Также видны балансировочные выводы 2S от каждой части.
3) Распиленый на части пластиковый воздуховод послужит жестким корпусом батареи
5) Стянул все армированным скотчем до полного удовлетворения, и сделал контакты «колечками» из самих выводов (подходящих контактных колечек под рукой не оказалось)
6) Поставил балансироваться, разбег между элементами минимальный
Через пару минут все сводится к общему знаменателю
И засыпает чтобы не жрать зазря мою новую батарейку
Собсно всё, дальше батарейка была установлена в надлежащее место, и работает как ей и полагается.
Т.е. ксенон включается быстро и без противного моргания, стартер крутит как заведенный, а фары можно оставить на час-два без того чтобы они разрядили батарею до нуля. Когда поставлю противоугонку — можно также оставлять ее включенной намного дольше по времени. А еще я люблю хороший свет, поэтому в скором времени буду ставить на место 35вт ксенонки что-то получше — 55/75вт или вообще диоды. Батарея позволяет)
В следующей статье я расскажу как сделал из мощных диодов габарит/стопсигнал заменивший галогеновые лампочки.
Литий ионный аккумулятор своими руками
Я решил что свой первый пост посвящу чему-то более интересному, чем то как я докатился до такой жизни)) Мотик. Как и зачем я сделал литиевый аккумулятор
Уже несколько десятилетий при различных работах используют шуруповерты. Эти приборы питаются от никелевых или кадмиевых аккумуляторов. Но прогресс не стоит на месте, ученые нашли замену таким устаревшим батареям. Их заменили литиевые аналоги. Чтобы пользоваться таким аккумулятором, необходима переделка шуруповерта. Литиевая батарея повысит технические характеристики старого инструмента. Причем такую переделку, возможно, выполнить самостоятельно, не прибегая к услугам специальных фирм.
Литиевый аккумулятор шуруповерта отличается рядом преимуществ, которые отсутствовали в кадмиевых аналогах.
Энергетическая плотность АКБ шуруповерта Li ion намного выше. Батарея с литиевыми банками отличается небольшим весом, причем напряжение 12 вольт, а также емкость аккумулятора, остается неизменными. Литиевые батареи заряжаются быстрее ионных аппаратов. Безопасная зарядка длится около 60 минут.
Литий-ионные батареи не обладают «эффектом памяти». Иными словами, их не нужно полностью разряжать, чтобы поставить на зарядку. Среди положительных качеств литиевой батареи, существует и ряд недостатков, которые требуется учитывать:
- Зарядка литиевых аккумуляторов не должна быть выше 4,2 вольта, а разрядка выше 2,7 вольта. Но это теоретические данные. В настоящей жизни интервал становится еще хуже. При несоблюдении установленных значений, аккумулятор просто перестанет функционировать. Чтобы избежать такой ситуации, после переделки шуруповерта на литий, нужно установить в шуруповёрт специальный контроллер разряда, а также его зарядки.
- Один Li ion имеет напряжение3,63,7 В. У никелевой батареи оно не больше 1,2 вольта. Другими словами переделка шуруповерта на материал li ion вызывает проблемы, связанные со сборочным процессом батареи, у которой номинальное напряжение равно 12 вольтам. Три литиевых банки, соединенные последовательно, дают напряжение 11,1 вольта, четыре 14,8 В.Изменятся предельные значения напряжения заряда. Иными словами, переделка аккумулятора для шуруповерта связана с решением проблемы совместимости новой батареи с инструментом.
- Для переделки кадмиевого аккумулятора шуруповерта, умельцы используют литиевые банки 18650. Их габариты отличаются от никелевых банок. Переделка аккумулятора для шуруповерта, требует также предусмотреть установку контролера, которому потребуется дополнительное место.
- После переделки зарядное устройство никелевых батарей придется доработать, или воспользоваться универсальной зарядкой.
- Минусовые температуры отрицательно сказываются на работе ионных аккумуляторов. Поэтому таким переделанным шуруповертом не всегда можно работать вне помещения.
- Стоимость литиевых батарей намного выше кадмиевых аналогов.
Алгоритм переделки АКБ на литий ионную батарею
Как переделать шуруповерт, чтобы получить наивысшую производительность? Для этого требуется строго выполнять некоторую технологическую последовательность.
Подбор подходящего аккумулятора
Соединение батарей делается последовательным, Поэтому номинал напряжения каждого элемента суммируется с последующим. То есть, чтобы получить 14, 4 вольта, потребуется четыре элемента с напряжением 3,3 В.
Чтобы переделать аккумуляторный шуруповерт, нужно покупать миниатюрные батареи только известного производителя. К примеру, аккумуляторы марки LiFePO4, выпущенные фирмой Sistem A123. Емкость элемента достигает 2 300 мА/ч. Этого значения достаточно, для эффективной работы электрического инструмента. Дешевые батареи, сделанные в Китае, не дадут большого эффекта. Они быстро выйдут из строя.
При выборе батареи для переделки, нужно чтобы на выводах были расположены медные полоски. Паять такие элементы намного проще.
Подбор инструментов и материалов
Технология пайки отличается своей спецификой. Температура жала паяльника постоянно высокая. Если АКБ длительное время продержать при таком термическом воздействии, она быстро испортится. Поэтому нагрев паяльника должен быть минимальным.
Чтобы такое произошло, необходимо обычную канифоль заменить паяльной кислотой. Ее можно приобрести в магазине радиодеталей. Для такого процесса придется также приобрести паяльник с мощностью, достаточной для плавки припоя в минимально короткие сроки. Наиболее подходящим будет бытовой паяльник с мощностью 65 ватт. При 100 ваттах АКБ все время будет перегреваться.
Паяльные работы требуют большого опыта. Например, 40 ватный паяльник будет долго нагреваться, можно просто «переборщить». Чтобы начать переделывать ion аккумуляторы, необходимо приобрести следующие детали:
- Батарея 18650.
- BMS плата CF-4S30A-A/
- Провода, сечением 2,5 кв. мм.
- Паяльник.
- Корпус старой батареи.
Несколько слов о BMS плате
Она предназначена для осуществления контроля над зарядом или разрядом батареи. CF-4S30A-A рассчитана на четыре банки из аккумуляторных батарей 18650, дающих разрядный ток 30А. Плата оборудована специальным «балансиром». Он выполняет функции контроля заряда каждого элемента отдельно. Это позволяет полностью исключить возможность неравномерной зарядки. Чтобы плата правильно функционировала, батареи для сборки должны иметь одинаковую емкость. Желательно чтобы они были взяты из одного и то же блока.
Промышленность выпускает большое количество плат BMS, отличающихся своими технологическими характеристиками. Для переделки аккумулятора шуруповерта, плата, работающая на токе, значение которого менее 30А, не очень подходит. Она будет постоянно включать режим защиты.
Чтобы восстановить работу, некоторым платам требуется кратковременная подача зарядного тока. Чтобы такое сделать, придется удалить аккумулятор из корпуса, снова подключить к нему зарядное устройство. Плата CF-4S30A-A такого недостатка не имеет. Достаточно отпустить курок включения шуруповерта, если отсутствует ток вызывающий короткое замыкание, плата включится автоматически.
Переделанный аккумулятор на этой плате можно заряжать универсальной зарядкой. Последние модели, компания «Интерскол» комплектует многофункциональными зарядками.
Монтаж литий-ионной батареи
Безусловно, любой монтаж требует предварительно подготовки. Она включает в себя несколько очень важных моментов. Прежде чем, начать паять детали, необходимо определить, как будет устроен отсек крепления аккумулятора. Все нужные элементы должны без труда в нем умещаться.
Затем новые литиевые батарейки скрепляют скотчем. Так как контакты со временем окисляются, перед пайкой их зачищают мелкозернистой шкуркой.
Нюансы паяльного процесса
Сначала контактную часть аккумулятора тщательно обезжиривают. Затем проводят лужение, нагревая приложенный припой. Для лужения больше всего подходит припой ПОС-40.
Прикосновение паяльника с контактом АКБ не должно превышать 2 секунды. Требует особого внимания процесс пайки плюса батареи. Самыми подходящими считаются перемычки из медных проводов, сечением более 2,5 мм. кв. На все провода одевают кембрик, играющий роль хорошего изолятора.
Соединение мини-аккумуляторов должно проводиться специальными перемычками согласно разработанной схеме. Перемычками могут стать металлические полоски или тонкие провода.
На заключительном этапе выполняется подсоединение проводов к сделанным выводам отсека, предназначенным для батареи. Если монтаж сборного блока затруднен, необходимо удалить ребра жесткости. Так как они сделаны из пластмассы, их легко перекусить обыкновенными бокорезами.
Схема распайки контактов
Чтобы подключиться к ЗУ требуется подобрать разъемы, которые соответствуют конкретной модели. Припайка соединительных кабелей выполняется по электрической схеме:
Разъемы для подключения к зарядному устройству выбираются в зависимости от его модели. Оба соединительных кабеля припаиваются по схеме.
- «+» – 5 и 9.
- «–» – 1 и 6.
- Балансировочные контакты (по возрастающей) – 2, 7, 3, 8 и 4.
Безусловно, установка литий-ионных аккумуляторов имеет большое число положительных качеств:
- Отсутствие «памяти».
- Минимальный самозаряд.
- Можно эксплуатировать инструмент при минусовой температуре.
- Большой срок эксплуатации (8лет).
Однако эти аккумуляторы отличаются высокой чувствительностью к технологическому процессу зарядки. Напряжение должно всегда иметь минимальные значения, в противном случае АКБ Li-ion быстро придет в негодность. Для выполнения таких условий, необходимо другое ЗУ, стоимость которого на порядок выше. Родное ЗУ шуруповерта не сможет зарядить литий-ионную батарею.
Сказать однозначно, какой аккумулятор для шуруповерта лучше, невозможно. Срок их эксплуатации зависит от аккуратного обращения, от точного соблюдений инструкции, прилагаемой производителем.
Популярные модели
Сегодня АКБ выпускают многие производители. Среди такого большого ассортимента литий-ионных систем, самым востребованным считаются:«Bosh» 10,8, с техническими характеристиками:
- Емкость – 1,3 А/час.
- Напряжение – 10,8 В.
- Габариты -110 х 54 х 52мм.
- Гарантия -1 год.
- Мощность – средняя.
Если говорить о никель-кадмиевой батареи, наиболее востребованными остаются марки:
Российские аккумуляторы рассчитаны на небольшое напряжение, отличаются от импортных моделей только ценой. Они намного дешевле, но при этом не уступают своими техническим показателям. Самыми известными считаются модели:
- «Кратон».
- «ЗАКБ».
Заключение
Литиевые аккумуляторы всегда считались самыми технологичными устройствами. Но инструмент с такими батареями стоит намного дороже. Можно, конечно, переделать свой аппарат и избавиться от кадмиевых батарей. Однако это вызовет другие проблемы. Поэтому, решение о переделке шуруповерта на литий каждый принимает сам, в зависимости от обстоятельств.
Интересные видео про переделку аккумулятора шуруповерта
Большинство аккумуляторов, используемых в медицинском оборудовании, электроинструменте, электровелосипедах и даже электромобилях, используют элементы типоразмера 18650. Казалось бы, использование этого цилиндрического элемента не особо практично из-за большого занимаемого им объема, но его сильные стороны, такие как развитая и массовая технология производства, а также низкая стоимость ватт-часа утверждают обратное.
Как уже говорилось выше, цилиндрическая форма элемента не является идеальной, поскольку она приводит к образованию пустого пространства в многоэлементных системах. Но если рассматривать вопрос с точки зрения необходимости охлаждения, то этот недостаток превращается в преимущество. К примеру, элементы типоразмера 18650 используются в электромобиле Tesla S85, где их суммарное количество достигает 7000 штук. Эти 7000 элементов формируют сложную аккумуляторную систему, где используется и последовательное соединение для увеличения напряжения, и параллельное – для увеличения силы тока. В случае выхода из строя одного элемента в последовательном соединении потеря мощности будет минимальна, а в параллельном такой элемент отключится системой защиты. Соответственно, нет зависимости всего аккумулятора от единичных элементов, что позволяет более стабильную эксплуатацию.
У производителей электромобилей нет единого мнения по поводу использования типоразмеров, но существует тенденция к использованию более крупных форматов, так как это уменьшает общее количество элементов в аккумуляторе и соответственно снижает стоимость системы защиты. Экономия может достигать 20-25 процентов. Но с другой стороны, использование больших элементов приводит к удорожанию суммарной стоимости кВт*ч. По данным за 2015 год, именно Tesla S85 с элементами типоразмера 18650 имеет более низкую стоимость ватт-часа в сравнении с электромобилями, использующими большие призматические аккумуляторы. В таблице 1 сравнивается стоимость кВт*ч различных электромобилей.
Таблица 1: Сравнение стоимости ватт-часа различных моделей электромобилей. Массовое производство элементов типоразмера 18650 удешевляет использующие их аккумуляторы.
* В 2015-2016 году в Tesla S85 увеличилась мощность аккумулятора с 85 кВт*ч до 90 кВт*ч. В Nissan Leaf также произошло увеличение — с 25 кВт*ч до 30 кВт*ч.
Разрабатываемый аккумулятор должен соответствовать нормам безопасности не только при стандартной работе, но и в случае выхода из строя. Все источники энергии, и электрические батареи не исключение, в конечном итоге вырабатывают свой ресурс и приходят в негодность. Бывают и случаи преждевременного, непрогнозируемого выхода из строя. Например, после некоторых инциндентов, бортовой литий-ионный аккумулятор лайнера Боинг 787 помещен в специальный металлический контейнер с вентилированием наружу. В электромобилях Tesla аккумуляторный отсек дополнительно защищается стальной пластиной во избежание проникающих повреждений.
Большие аккумуляторные системы для высоконагруженных систем имеют принудительное охлаждение. Оно может быть реализовано в виде отвода тепла радиатором, а может включать в себя вентилятор для подачи холодного воздуха. Также существуют системы с жидкостным охлаждением, но они довольно дорогие, и используются, как правило, в электромобилях.
1. Аспекты безопасностиУважающие себя производители электрических элементов не поставляют литий-ионные элементы несертифицированным компаниям-производителям аккумуляторов. Эта мера предосторожности вполне оправдана, так как схема защиты в конструируемом аккумуляторе может быть некорректно настроена ради завышения показателей, и элементы будут заряжаться и разряжаться не в безопасном интервале напряжений.
Стоимость сертифицированной аккумуляторной системы для воздушного транспорта или для иного коммерческого использования может составлять от $ 10000 до $ 20000. Столь высокая цена вызывает беспокойство, особенно зная о том, что производители периодически меняют используемые в таких системах электрические элементы. Аккумуляторная система с такими новыми элементами хоть и будет указана в качестве прямой замены более старой, снова будет требовать новых сертификатов.
Часто задают вопрос: ”Зачем нужна сертификация аккумулятора, если элементы, из которых он состоит, уже одобрены?”. Ответ довольно прост — конечное устройство, аккумулятор, также должно быть проверено на соответствие стандартам безопасности и правильность сборки. К примеру, неисправность той же схемы защиты может привести к возгоранию или даже взрыву, а ее тестирование возможно только в готовом аккумуляторе.
Согласно правилам, установленным ООН, аккумулятор должен пройти механические и электрические тесты, чтобы соответствовать требованиям, регламентирующим возможность воздушной транспортировки. Эти правила (UN/DOT 38.3) работают совместно с рекомендациями Федерального Управления Гражданской Авиации (FAA), Департамента Транспорта США (US DOT) и Международной Ассоциации Воздушного Транспорта (IATA)*. Сертификация распространяется на первичные и вторичные литиевые батареи.
Правила ООН 38.3 включают в себя такие тесты:
Т1 — Имитация работы на высоте (первичные и вторичные батареи)
Т2 — Температурные испытания (первичные и вторичные батареи)
Т3 — Вибрация (первичные и вторичные батареи)
Т4 — Удар (первичные и вторичные батареи)
Т5 — Внешнее короткое замыкание (первичные и вторичные батареи)
Т6 — Механическое воздействие (первичные и вторичные батареи)
Т7 — Перезарядка (вторичные батареи)
Т8 — Принудительный разряд (первичные и вторичные батареи)
Испытуемые электрические батареи должны пройти испытания, не причинив вреда окружающему пространству, сохранение ими работоспособности после тестов не играет никакой роли. Эти испытания предназначены исключительно для тестирования безопасности, а не потребительских качеств. Уполномоченная лаборатория, проводящая эти тесты, нуждается в 24 образцах батарей, 12 новых и 12 прошедших 50 циклов заряда/разряда. Присутствие уже используемых аккумуляторов гарантирует более реалистичное качество выборки.
Высокая стоимость сертификации является неподъемной для небольших производителей литий-ионных батарей, поэтому конечная цена сертифицированных моделей довольно высока. Но у потребителей есть выбор — вместо сертифицированного литий-ионного вполне можно приобрести аккумулятор на основе никеля, транспортировка которого не регламентируется так строго. (Смотрите BU-704: Транспортировка электрических батарей .)
Соблюдайте осторожность при работе и тестировании аккумуляторов.
Не допускайте короткого замыкания, перезарядки, сдавливания, падения, проникновения посторонних предметов, применения обратной полярности, воздействия высокой температуры на аккумулятор.
Не разбирайте аккумулятор.
Используйте только оригинальные литий-ионные аккумуляторы и зарядные устройства.
Сейчас всё большую популярность набирают литиевые аккумуляторы. Особенно пальчиковые, типа 18650 , на 3,7 В 3000 мА. Ни сколько не сомневаюсь, что ещё 3-5 лет, и они полностью вытеснят никель-кадмиевые. Правда остаётся открытым вопрос про их зарядку. Если со старыми АКБ всё понятно — собирай в батарею и через резистор к любому подходящему блоку питания, то тут такой фокус не проходит. Но как же тогда зарядить сразу несколько штук, не используя дорогие фирменные балансировочные ЗУ?
Теория
Для последовательного соединения аккумуляторов, обычно к плюсу электрической схемы подключают положительную клемму первого последовательное соединение аккумуляторов аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к минусу блока. Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Значит если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.
Энергия, накопленная в АКБ, равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы — параллельно или последовательно.
Литий-ионные батареи просто подключить к БП нельзя — нужно выравнивание зарядных токов на каждом элементе (банке). Балансировку проводят при зарядке аккумулятора, когда энергии много и её можно сильно не экономить и поэтому без особых потерь можно воспользоваться пассивным рассеиванием «лишнего» электричества.
Никель-кадмиевые АКБ не требуют дополнительных систем, поскольку каждое звено при достижении его максимального напряжения заряда перестает принимать энергию. Признаки полного заряда Ni-Cd — это увеличение напряжения до определенного значения, а затем его падение на несколько десятков милливольт, и повышение температуры — так что лишняя энергия сразу превращается в тепло.
У литиевых аккумуляторов наоборот. Разрядка до низких напряжений вызывает деградацию химии и необратимое повреждение элемнта, с ростом внутреннего сопротивления. В общем они не защищены от перезаряда, и можно потратить много лишней энергии, резко сокращая тем самым время их службы.
Если соединить несколько литиевых элементов в ряд и запитать через зажимы на обоих концах блока, то мы не можем контролировать заряд отдельных элементов. Достаточно того, что одно из них будет иметь несколько более высокое сопротивление или чуть меньшую емкость, и это звено гораздо быстрее достигнет напряжения заряда 4,2 В, в то время как остальные будут еще иметь 4,1 В. И когда напряжение всего пакета достигнет напряжение заряда, может оказаться, что эти слабые звенья заряжены до 4,3 Вольт или даже больше. С каждым таким циклом будет происходить ухудшение параметров. К тому же Li-Ion является неустойчивым и при перегрузке может достичь высокой температуры, а, следовательно, взорваться.
Чаще всего на выходе источника зарядного напряжения ставится устройство, называемое «балансиром». Простейший тип балансира — это ограничитель напряжения. Он представляет из себя компаратор, сравнивающий напряжение на банке Li-Ion с пороговым значением 4,20 В. По достижении этого значения приоткрывается мощный ключ-транзистор, включенный параллельно элементу, пропускающий через себя большую часть тока заряда и превращающий энергию в тепло. На долю самой банки при этом достается крайне малая часть тока, что, практически, останавливает ее заряд, давая дозарядиться соседним. Выравнивание напряжений на элементах батареи с таким балансиром происходит только в конце заряда по достижении элементами порогового значения.
Упрощённая схема балансира для АКБ
Вот упрощённая схема балансира тока на базе TL431. Резисторы R1 и R2 устанавливают напряжение 4,20 Вольт, или можно выбрать другие, в зависимости от типа батареи. Эталонное напряжение для регулятора снимается с транзистора, и уже на границе 4,20 В система начнет приоткрывать транзистор, чтобы не допустить превышения заданного напряжения. Минимальное увеличение напряжения вызовет очень быстрый рост тока транзистора. Во время тестов, уже при 4,22 В (превышение на 20 мВ), ток составил более 1 А.
Сюда подходит в принципе любой транзистор PNP, работающий в диапазоне напряжений и токов, которые нас интересуют. Если батареи должны быть заряжены током 500 мА. Расчет его мощности прост: 4,20 В х 0,5 А = 2,1 В, и столько должен потерять транзистор, что вероятно, потребует небольшого охлаждения. Для зарядного тока 1 А или больше мощность потерь, соответственно, растет, и все труднее будет избавиться от тепла. Во время теста были проверены несколько разных транзисторов, в частности BD244C, 2N6491 и A1535A — все они ведут себя одинаково.
Делитель напряжения R1 и R2 следует подобрать так, чтобы получить нужное напряжение ограничения. Для удобства вот несколько значений после применения которых, мы получим следующие результаты:
- R1 + R2 = Vo
- 22K + 33K = 4,166 В
- 15К + 22K = 4,204 В
- 47K + 68K = 4,227 В
- 27K + 39K = 4,230 В
- 39K + 56K = 4,241 В
- 33K + 47K = 4,255 В
Это аналог мощного стабилитрона, нагруженного на низкоомную нагрузку, роль которой здесь выполняют диоды D2…D5. Микросхема D1 измеряет напряжение на плюсе и минусе аккумулятора и если оно поднимается выше порога, открывает мощный транзистор, пропуская через себя весь ток от ЗУ. Как соединяется всё это вместе и к блоку питания — смотрите далее.
Блоки получаются действительно маленькие, и вы можете смело устанавливать их сразу на элементе. Следует только иметь в виду, что на корпусе транзистора возникает потенциал отрицательного полюса батареи, и вы должны быть осторожны при установке систем общего радиатора — надо использовать изоляцию корпусов транзисторов друг от друга.
Испытания
Сразу 6 штук балансировочных блоков понадобились для одновременной зарядки 6 аккумуляторов 18650. Элементы видны на фото ниже.
Все элементы зарядились ровно до 4,20 вольта (напряжение были выставлены потенциометрами), а транзисторы стали горячие, хотя и обошлось без дополнительного охлаждения — зарядка током 500 мА. Таким образом, можно смело рекомендовать данный метод для одновременного заряда нескольких литиевых аккумуляторов от общего источника напряжения.
Обсудить статью ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ
Как собрать LiFePо4 аккумулятор своими руками
Литий-железо-фосфатные (LiFePО4) аккумуляторы отличаются высокими эксплуатационными характеристиками, быстро заряжаются и имеют компактные (по сравнению со свинцово-кислотными) размеры. Данный тип АКБ считается универсальным и имеет широкий спектр применения: от бытовых ИБП до автомобилестроения и альтернативной энергетики.
Литиевые аккумуляторы состоят из определенного количества элементов (банок) и могут собираться путем их последовательного или параллельного соединения до достижения необходимого напряжения или ёмкости. Для этого необходимы – электроизоляционные материалы, кабель, коннекторы, зарядное устройство, контактная сварка.
Для сборки аккумулятора возьмите необходимое количество элементов. Рекомендуется выбирать элементы для сборки LiFePO4 аккумулятора из одной партии. Если это не так – ориентируйтесь на внутреннее сопротивление каждой банки. У элементов, бывших в эксплуатации, необходимо проверить ёмкость.
Выбираем схему подключения:
1. Последовательное соединение. Напряжение по ячейкам суммируется, а ёмкость не изменяется. При данном способе соединения – элементы необходимо балансировать, поскольку каждый из них будет иметь различную степень заряда.
2. Параллельное соединение предполагает суммирование ёмкости при неизменном показателе напряжения. Элементы аккумулятора можно не балансировать.
Защита литиевых батарей от избыточного заряда/разряда, а также от длительных превышений разрядного или зарядного тока осуществляется при помощи BMS-платы (контролер заряда литиевых аккумуляторов).
Типы соединений элементов литиевых аккумуляторов:
Точечная сварка. Для соединения элементов аккумуляторной батареи может использоваться точечная контактная сварка.
Болтовое соединение. Наиболее простой способ, который подходит для самостоятельной сборки аккумуляторов, как видно из названия, ячейки АКБ должны быть приспособлены для болтовых соединений.
На первый взгляд может показаться, что процесс сборки литиевых аккумуляторов достаточно прост, однако он требует профессиональной точности действий при построении схемы, соединении элементов, установки балансировки и подключении BMS-платы.
Кроме того, во время самостоятельной сборки литиевых аккумуляторов необходимо соблюдать следующие правила предосторожности:
1. Все элементы необходимо оберегать от ударов, падений, царапин и других механических повреждений;
2. Ячейки должны быть сбалансированы до одной сотой Вольта;
3. Болтовое соединение должно быть надёжным с применением шайбы Гровера;
4. Запрещено замыкать между собой клеммы с разной полярностью;
5. Подключение BMS-платы производить согласно схемы указанной ниже;
6. Во время сборки необходимо пользоваться защитными очками.
Технические специалисты ТМ LogicPower предупреждают, что во время самостоятельной сборки литиевого аккумулятора могут быть допущены ошибки, которые повлияют на снижение эксплуатационных характеристик АКБ.
Если вы чувствуете, что у Вас не достаточно знаний и навыков для самостоятельной сборки аккумуляторной батареи, рациональнее не тратить свое время и деньги на покупку необходимых комплектующих и инструмента, а купить уже готовый аккумулятор или заказать профессиональную сборку.
Получить бесплатную консультацию технических специалистов ТМ LogicPower можно по телефону: 0(800) 201-817
Как построить литий-ионную аккумуляторную батарею менее чем за 400 долларов за кВтч | Джо О’Коннор | Off Grid Solar
Модули Nissan Leaf, перестроенные в пакет- Купить Подержанные аккумуляторные модули для электромобилей, такие как Nissan Leaf .
- Соберите модули в пакет и прикрепите медных шин .
- Купите BMS и коммутатор стека для защиты модулей.
- Подберите подходящий инвертор для работы.
Вы можете приобрести все компоненты в Off Grid Solar Store.
Я видел много людей в Интернете, перепрофилирующих старые аккумуляторы для ноутбуков и аккумуляторы от электромобилей. Это отличный способ приобрести недорогие высококачественные батареи, но для их разборки, тестирования и сортировки требуется много работы. Я думаю, что это станет обычным методом в будущем, потому что аккумулятор, который плохо работает для электромобиля, может по-прежнему хорошо подходить для системы хранения энергии аккумулятора (BESS), поскольку скорость заряда и разряда намного ниже. в BESS по сравнению с электромобилем.Обычно BESS использует гораздо меньшую мощность по сравнению с электромобилем, которому нужно быстро разгоняться.
Сборка литиевой аккумуляторной батареи из использованных элементов — отличный способ сэкономить деньги и продлить срок службы того, от чего в противном случае отказались бы. Не стоит недооценивать, насколько полезной может быть BMS для мониторинга и защиты вас от небезопасных условий, особенно при использовании использованных ячеек. Обратите внимание, что, поскольку неправильно настроенная BMS не защитит вашу батарею от теплового разгона, вам необходимо связаться со специалистом, чтобы убедиться, что BMS правильно настроена для защиты конкретных ячеек, которые вы используете.
Каждый элемент батареи уникален, как снежинка, с микроскопическими вариациями материала катода и анода, которые приводят к незначительным функциональным вариациям. Когда производители создают новые упаковки, они сортируют и сортируют ячейки, чтобы упаковки имели почти идентичные характеристики. Они учитывают энергоемкость, внутреннее сопротивление и дату изготовления. Когда вы собираете свой рюкзак из использованных ячеек, я рекомендую вам сделать то же самое. Если вы хотите собрать батарею из 16 ячеек, вам следует купить более 16 ячеек и выбрать наиболее подходящий вариант.Если вы используете высококачественную BMS, вы можете управлять вариациями и повторно балансировать пакет после каждого цикла.
Когда батареи стареют, их доступная емкость в ампер-часах уменьшается. Иногда внутреннее сопротивление также увеличивается, что означает, что напряжение падает пропорционально току. Если напряжение падает слишком низко, система теряет питание. Вы можете представить это как забитую трубу, в которой сужающийся трубопровод пропускает меньший поток, чем раньше.
Для создания батареи из использованных элементов требуется прочный фундамент в области аккумуляторов и электротехники, и я рекомендую это только экспертам.
Я продаю комплект шин 4P для Nissan LEAF для этой конфигурации, подробности см. По ссылке выше или в Off Grid Solar Store . Руководство по проектированию
для сборки пакета Nissan LEAF для хранения энергииNissan Leaf предлагает очень необычный (а иногда и разочаровывающий) способ объединения всех модулей вместе. Есть отверстия, в которые вы проталкиваете длинный стержень и закрепляете его на торцевой пластине. Если вам достанется один кусок задом наперед, вам придется начинать все заново, отсюда и разочарование.
Сгруппируйте P-группу модулей вместе, как правило, 2–6 модулей, используя модуль типа «A» с положительными клеммами на одной стороне, затем чередуйте с модулем типа «B». Это упрощает присоединение шин к последовательным соединениям.
Почему система управления батареями (BMS) так важна? Литий-ионные батареи всегда требуют наличия какой-либо электроники для защиты элементов от экстремального напряжения, тока или температуры. Во многих случаях запатентованная система управления батареями (BMS) поставляется с батарейным блоком для выравнивания и защиты отдельных элементов батареи.Но вы также можете собрать аккумуляторную батарею, собрав элементы и добавив BMS. Большинство батарей, кроме литий-ионных, не требуют BMS для безопасного использования. Литиевые батареи уникальны в этом отношении, потому что они могут легко загореться, если напряжение, пиковый ток или температура отдельного элемента не контролируются.
BMS контролирует каждую ячейку и гарантирует, что каждая ячейка остается в безопасном диапазоне напряжения. Некоторые ошибочно думают, что могут обеспечить безопасность, просто поддерживая общее напряжение блока ниже безопасного предела, игнорируя напряжение отдельных ячеек.Проблема с этим подходом заключается в том, что он предполагает, что все ячейки находятся в точном балансе. На самом деле все аккумуляторные элементы имеют уникальные вариации и редко имеют одинаковое напряжение и внутреннее сопротивление. Это заставляет каждую ячейку дрейфовать в зависимости от состояния заряда и определенного напряжения. Поскольку аккумуляторная батарея заряжается и разряжается много раз, элементы могут выйти из равновесия.
Например, если напряжение блока измеряется на уровне 28,8 В для 8 ячеек, соединенных последовательно, можно подумать, что все ячейки имеют 3.6 В, взяв среднее значение напряжения батареи на ячейку.
ПРИМЕР ДВУХ РАЗНЫХ УПАКОВКИ С ОДИНАКОВЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ПАКЕТА28,8 В / 8 ячеек = среднее 3,6 В на ячейку
Если ячейки находятся в идеальном балансе, то каждая ячейка будет иметь 3,6 В. Но не все клетки работают одинаково. Каждый элемент аккумулятора (литиевый, свинцово-кислотный и т. Д.) Представляет собой уникальную снежинку. Его емкость, характеристики сопротивления и характер старения немного отличаются.
Магия BMS в том, что она может помочь вам с этими различиями между ячейками.Он может активно перебалансировать или разряжать самые высокие ячейки, чтобы среднее напряжение ячейки и напряжения каждой отдельной ячейки были близки. Он также может отсоединить батарею, если какая-либо одна ячейка перейдет в небезопасное состояние.
В приведенном выше примере с напряжением блока 28,8 В без BMS невозможно определить, достигла ли какая-либо одна ячейка своего максимального предела напряжения. Ниже приведен пример двух блоков с одинаковым напряжением блока, но с очень разными напряжениями ячеек. Без BMS невозможно предотвратить перезарядку Cell # 5.
Некоторые люди в Интернете рекомендуют управлять пиковым напряжением на ячейке, «балансируя» каждую ячейку перед сборкой блока. Это относится к ручной зарядке всех ячеек до пикового напряжения, чтобы все они совпадали. После того, как они «уравновесили» элементы, они контролируют только напряжение батареи. Что они не принимают во внимание, так это то, что со временем все ячейки будут естественным образом дрейфовать друг от друга, и в конечном итоге напряжения в ячейках не будут совпадать в верхней части заряда. Как я описал выше, измерение исключительно напряжения батареи является опасной практикой, поскольку только верхняя балансировка уменьшает , но не устраняет вероятность теплового разгона.
Инверторы преобразуют постоянный ток (DC) в переменный (AC), чтобы преобразовать солнечную энергию или энергию батарей в энергию, используемую для вашего дома. Но в некоторых случаях также полезно иметь возможность преобразовывать переменный ток в постоянный (например, использовать генератор для зарядки аккумуляторов в пасмурные зимние дни). Преобразование переменного тока в постоянное называется выпрямительным; выпрямитель меняет переменный ток на постоянный.
A Двунаправленный инвертор , также называемый гибридным или аккумуляторным инвертором, преобразует как постоянный, так и переменный ток.Он может выпрямлять (преобразовывать из переменного тока в постоянный) и инвертировать мощность (преобразовывать из постоянного в переменный). Все это означает, что инвертор также имеет встроенное зарядное устройство. Некоторые из этих инверторов солнечных батарей также могут преобразовывать постоянный ток высокого напряжения от солнечной батареи в более низкое напряжение для батареи. В данном случае это просто инвертор с зарядным устройством и контроллером заряда в одной коробке. Было бы выгоднее покупать все эти компоненты в одной коробке, чем иметь три отдельных компонента.
Литиевые батареи своими руками: как собрать свои собственные аккумуляторы-знания о батареях
Батареи сегодня становятся все более и более востребованными в мире. По мере того, как мир начинает осознавать, что загрязнение окружающей среды вызывается ископаемым топливом, рано или поздно возобновляемая энергия станет единственным источником энергии. Мир медленно, но верно движется к тому, чтобы стать полностью электрическим.
Среди многих типов батарей сегодня литий-ионные являются лучшими и имеют наилучший многообещающий химический состав. Проверьте большинство аккумуляторных батарей в ноутбуках, радиоуправляемых игрушках, дронах, медицинских устройствах, электроинструментах, электронных велосипедах и даже электромобилях, и вы найдете в них литиевые батареи.И 18650 выпускает самые совершенные литий-ионные форматы на рынке. Они производятся с высочайшим качеством и в больших объемах, что дает пользователям более низкую стоимость ватт-часа.
Можем ли мы купить литиевые батареи своими руками ·
Батареи бывают определенного напряжения и емкости. Некоторые из них имеют меньшую емкость, а другие несут большее напряжение. Проще говоря, чем больше батареи, тем выше напряжение.
Однако не все батареи обеспечивают наилучшее энергопотребление вашего устройства.Для работы многих устройств потребуется более одной батареи. Но нет ни одной батареи, которая могла бы выдержать столько энергии, сколько может потребоваться вашему устройству.
Возьмем, к примеру, электровелосипед. Будет очень сложно получить от одной батареи для эффективной работы вашего устройства. Батарея просто не может вырабатывать достаточно энергии самостоятельно.
Но это не значит, что вы должны отказываться от своего проекта. Лучший вариант — собрать хороший аккумулятор.
Литиевые батареи, как уже говорилось выше, на сегодняшний день являются лучшей аккумуляторной технологией в мире.И батареи 18650 (диаметр 18 мм и длина 65 мм) являются наиболее распространенными типами, используемыми в этом отношении. Они представляют собой классификацию литиевых батарей по размеру и имеют ту же форму, что и обычные батарейки АА, только немного больше. Иногда их называют 14599 из-за их диаметра.
Итак, вы можете собрать литиевый аккумулятор, ответ — да. Эти пакеты используются в таких приложениях, как блоки питания, солнечный генератор, электронный велосипед, электрическая стена и многие другие устройства. И что самое приятное, собрать аккумуляторную батарею довольно просто.Вам нужно всего лишь собрать определенное количество ячеек 18650 последовательно или параллельно. Чем больше батарей вы используете, тем больше размер батареи, но вам необходимо обеспечить безопасность, добавив BMS.
Что вам нужно для самостоятельного изготовления литиевого аккумуляторного блока ·
Создание литиевого аккумуляторного блока — легкое упражнение, о чем говорилось выше. Если вы приведете все в порядок, это может занять очень короткое время и у вас будет свой рюкзак. Поскольку батареи можно перезаряжать, у вас есть прекрасный способ сохранить свою энергию.
Вот необходимые инструменты для упражнения:
· Батарейки. Как уже говорилось, возьмите с собой несколько аккумуляторов 18650. Вы можете купить их в Интернете на Amazon или на любом другом веб-сайте, где они продаются.
· BMS. Их также можно купить в Интернете на Banggood или Amazon.
· Никелевые полосы. Одна из самых важных вещей, о которых следует помнить, — это то, как вы будете держать свои батареи подключенными, и именно здесь на помощь приходят никелевые полосы.
· Индикаторы уровня заряда батареи. Литиевые батареи очень опасны в обращении. Индикаторы уровня заряда батареи покажут вам, сколько энергии у вас есть и сколько вам нужно.
· А Кулисный переключатель. Получите переключатель, чтобы убедиться, что у вас есть рабочий блок питания.
· Разъем постоянного тока, для зарядки
· Держатель для аккумуляторов 18650
· Винты
Вам также понадобится несколько инструментов, таких как точечная сварка, 3D-принтер, устройство для зачистки проводов / резак, нагнетатель горячего воздуха, мультиметр и литий-ионный аккумулятор.Кроме того, вам потребуются защитные очки и электрические перчатки.
Как сделать литий-ионные аккумуляторы своими руками
Вот шаги для самостоятельного создания литий-ионных аккумуляторов:
Шаг 1: — Выберите правильные аккумуляторы. Сегодня на рынке представлено много типов аккумуляторов 18650 по разным ценам. Если вы хотите лучшего, покупайте качественные аккумуляторы. Избегайте чего-либо со словом «огонь».
Шаг 2: Выберите полосы. Вам нужно будет соединить батареи вместе, и для этого лучше всего подойдут никелевые полоски.Выбирайте полоски исходя из текущего рейтинга.
Шаг 3: — Точечная сварка или пайка. Как вы хотите соединить батареи 18650 вместе? Для этого есть два варианта: пайкой или сваркой. Пайка требует много тепла, поэтому точечная сварка была важна. Точечная сварка дает вам возможность безопасно соединить батареи.
Шаг 4: Напряжение ячейки. Очень важно проверить напряжение каждой отдельной батареи.Если вы подключаете их параллельно, убедитесь, что напряжения как можно ближе. Для новых батарей они должны быть от 3,5 до 3,7 В.
Шаг 5: Емкость и напряжение. Сколько напряжения вам нужно в аккумуляторной батарее? Параллельное соединение аккумуляторов дает нужную емкость (мАч), а при последовательном соединении параллельных групп — напряжение.
Шаг 6: Сборка элементов. К настоящему времени вы уже должны знать, сколько у вас параллельных групп.Расположите группы таким образом, чтобы первая параллельная группа ячеек имела положительный верх, а вторая — отрицательную. Вы можете использовать горячий клей, чтобы соединить пачки вместе.
Шаг 7: Точечная сварка никелевых полос. Теперь вы можете ввести сварщика для точечной сварки. Начните с резки никелевых полос и сварите их вместе с батареями.
Шаг 8: Добавьте BMS. Система управления батареями (BMS) помогает управлять функциями батареи. Именно уравновешивающие блоки обеспечивают правильную работу пакета.Вы можете проверить онлайн, как подключить BMS.
Шаг 9: Распечатайте гарантию на 3D-принтере. Эта деталь должна закрывать все открытые никелевые полосы во избежание короткого замыкания.
Шаг 10: Подключите компоненты. Обычные аккумуляторы имеют только две клеммы для подключения нагрузки и для зарядки. Электропроводка так же проста, как изоляция проводящих частей. Вы можете использовать для этого термоусадочную трубку при пайке проводов к BMS.
Шаг 11: Окончательная сборка. Теперь поместите компоненты в печатный корпус. Припаяйте плюсовой провод от разъема постоянного тока и кулисного переключателя к P + на BMS. Минус от гнезда постоянного тока идет к P- на BMS. Теперь вы можете прикрутить верхние крышки, и вы готовы использовать аккумулятор.
Теперь ваш литиевый аккумулятор готов. Вы можете зарядить его с помощью хорошего зарядного устройства в интернет-магазинах, таких как Amazon и eBay.
Как собрать собственные аккумуляторные батареи
В мире аккумуляторов литий-ионные аккумуляторы являются королем и используются во многих приложениях, таких как питание ноутбуков, электромобилей и блоков питания.
Если вам когда-либо приходилось покупать новую литиевую батарею, вы знаете, что она дороже, чем большинство других, и когда батареи перестают работать в вашем любимом устройстве, это бесполезно, пока вы не сделаете это.
Если вы умеете обращаться с инструментами и любите ставить перед собой задачи, литиевые батарейки «сделай сам» могут стать для вас следующим проектом.
Научиться делать эти батареи самостоятельно — это длительное испытание, требующее нескольких основных принадлежностей, но это отличный проект , который научит вас, как они работают , а также увлекательный способ вовлечь ваших детей.
Если вам нравятся самодельные проекты, ознакомьтесь с нашей последней публикацией о том, как сделать активированный уголь.
Как сделать литиевые батареи своими руками?
Чтобы сделать литий-ионный аккумулятор 18650, вам понадобятся некоторые предметы, например, аккумулятор 18650 и никелевые полосы, а также другие инструменты, такие как нагнетатель горячего воздуха и аппарат для точечной сварки. Если вы не хотите использовать тотальный подход «сделай сам», некоторые комплекты для сборки аккумуляторов могут дать вам основы, необходимые для создания своего собственного.
Мы покажем вам основные шаги, необходимые для создания собственной литий-ионной батареи, и то, что вы можете сделать с этим специальным типом источника питания.
Даже если вы не заинтересованы в участии в этом проекте, это отличный способ узнать, как работает этот тип батарей и что именно стало одним из самых популярных источников перезаряжаемой энергии, которые мы используем сегодня.
Как изготавливаются литиевые батареи своими руками?
Чтобы понять, как делается литиевая батарея, лучше всего взглянуть на различные задействованные части, чтобы понять, какова их роль. Если открыть и заглянуть внутрь литиевой батареи, вы найдете:
- Элементы : Литий-ионные элементы могут быть призматическими или цилиндрическими.
- Датчики температуры : Они следят за температурой батареи, чтобы убедиться, что она не перегревается.
- Схема преобразователя и регулятора напряжения : Управляет уровнями тока и напряжения, чтобы поддерживать их на безопасном уровне.
- Монитор заряда аккумулятора : Регулирует зарядку аккумуляторов, чтобы убедиться, что это происходит быстро и эффективно.
- Разъем для ноутбука: Защищенная часть, которая позволяет энергии поступать в аккумуляторную батарею и выходить из нее.
- Отвод напряжения: Регулирует энергоемкость каждой ячейки внутри аккумуляторной батареи.
Инструменты, необходимые для самостоятельной сборки литиевых батарей
Если вы предпочитаете создать литиевый аккумулятор с нуля, не полагаясь на готовый комплект, вам придется собрать довольно много оборудования. В дополнение к этим инструментам и материалам, когда вы работаете над этим проектом, вы всегда должны быть защищены электрическими перчатками и защитными очками.
Наиболее важным является выбор правильных ячеек , поскольку на рынке существует множество типов ячеек 18650, и их цена колеблется от 1 до 15 долларов, но лучше выбирать более дорогие бренды.
Более дешевые элементы имеют более высокий риск взрыва, их емкость ниже, и они часто являются заводскими браками, которые были перемаркированы и проданы как новые, когда они совсем не такие. Идеально подойдут элементы емкостью 3400 мАч.
Вам также понадобятся:
- Аккумулятор 18650 и держатель аккумулятора
- Ni-полоски
- BMS (система управления аккумулятором)
- Индикатор уровня заряда аккумулятора
- Разъем постоянного тока
- Винты 3M x 10 мм
- Кулисный переключатель
- Аккумулятор корпус
- Мультиметр
- Нагнетатель горячего воздуха
- Пистолет для горячего клея
- Кусачки
- Точечная сварка
- Литий-ионное зарядное устройство
Как сделать литиевые батареи своими руками
Для этого проекта , мы использовали новые аккумуляторные элементы, которые можно купить как новые.Однако есть способы утилизировать старые батареи, например, от ноутбуков, но это требует другого подхода.
Шаг 1. Проверка напряжений ячеек
Прежде чем мы сможем соединить элементы вместе, нам нужно установить их напряжения. Поскольку мы собираемся подключать параллельные ячейки, мы хотим, чтобы напряжение было относительно одинаковым, иначе это может повредить их и привести к серьезным последствиям, таким как пожар и взрыв.
Как правило, с новыми ячейками это не проблема, так как их обычно бывает между 3.5 В и 3,7 В, но использование старой батареи делает это менее надежным. Если они не ровные, вы можете использовать зарядное устройство, чтобы довести их до того же уровня, прежде чем приступить к их сборке и подключению.
Шаг 2. Сборка элементов
Аккумуляторная батарея состоит всего из 15 элементов, расположенных в трех отдельных параллельных группах по пять элементов в каждой. Теперь нам нужно собрать их, чтобы они были скреплены вместе, а наши аккумуляторные блоки были достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузку.
Чтобы расположить ячейки правильно, переверните первую группу ячеек положительной стороной вверх, второй группой положительной стороной вниз и третьей группой положительной стороной вверх.Прикрепите их горячим клеевым пистолетом и дайте время высохнуть.
Шаг 3. Сварка никелевых полос
Правильная сварка никелевых полос требует тщательного планирования, поскольку их нужно сначала разрезать, а затем проверить на прочность, когда вы закончите. Поместите никелевую полоску поверх 5 ячеек и отрежьте ее так, чтобы она покрывала ячейки и имела на конце 10 мм избыток.
Используйте полоски, чтобы соединить минус первой параллельной группы со второй группой, а минус второй группы — с плюсом третьей.С помощью точечной сварки соедините полосы вместе и потяните, чтобы убедиться, что они плотно прилегают.
Шаг 4: Подключение BMS
Система управления батареями играет важную роль в мониторинге групп ячеек, предотвращении их чрезмерного использования и обеспечении того, чтобы все они распределяли напряжение одинаково. Их можно приобрести примерно за 20 долларов за базовое, но совершенно новое устройство.
Система управления батареями должна иметь четыре паяльных площадки: B-, B1, B2 и B +, и они соединяются группой. Найдите первую параллельную группу и припаяйте отрицательную клеммную шину к B-, а положительную — к B1.
Затем найдите третью параллельную группу и сделайте то же самое с отрицательной клеммной шиной, подключенной к B2, а положительной — с B +. Наконец, припаяйте никелевые полоски к BMS.
Шаг 5: Окончательная сборка
Присоедините красный провод разъема постоянного тока и рычага к проводу P + BMS, а отрицательный провод от разъема постоянного тока и индикатора батареи к проводу P BMS.Используйте свой точечный сварочный аппарат, чтобы спаять их вместе.
Закрепите аккумулятор с помощью пистолета для горячего клея, чтобы он надежно закрывался, а затем затяните винты верхней крышки винтами 3M x 10 мм.
Шаг 6. Тестирование
Теперь вы можете протестировать литиевый аккумулятор и с помощью зарядного устройства вернуть его на полную мощность по мере необходимости. Вы сможете использовать свои новые батареи с солнечным генератором, небольшим блоком питания и всем остальным, что требует 18650 литий-ионных батарей.
Изготовление литиевых аккумуляторов своими руками Последний раз
Если вы приложили много усилий, чтобы создать собственный литий-ионный аккумулятор или приобрели один новый, вы захотите убедиться, что он прослужит столько же возможный.
Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы продлить срок службы этих батарей и поддерживать их в хорошем состоянии, чтобы они в конечном итоге не разрядились, не выгорели или не смогли снова зарядиться до полной емкости.
- Не позволяйте аккумулятору полностью разрядиться перед зарядкой. Литий-ионные аккумуляторы не имеют памяти, как другие типы, поэтому частичный разряд не повредит им. Если вы позволите литий-ионному аккумулятору опуститься до слишком низкого напряжения, вы испортите его навсегда.
- Хорошая литий-ионная батарея прослужит около трех лет, независимо от того, как часто они используются. Его следует использовать регулярно, чтобы поддерживать его в хорошем состоянии, потому что попытка «спасти» его будет иметь противоположный эффект.
- Всегда храните аккумуляторы в темном и прохладном месте, но при этом не слишком холодно. Тепло может быстро разрушить аккумулятор, особенно литий-ионный, поэтому никогда не оставляйте их под прямыми солнечными лучами или при экстремальных температурах.
Преимущества использования литиевой батареи
Литий-ионные батареи — одно из самых значительных достижений в мире портативной энергии за последние годы.Эти удивительные батареи работают совершенно иначе, чем большинство источников энергии, и обладают рядом преимуществ, которых нет у других.
- Различные размеры: Литиевая батарея может быть достаточно маленькой, чтобы заряжать iPhone, или достаточно большой, чтобы хранить источник питания для дома. Они могут быть практически любого размера и формы, а это значит, что если вам для чего-то требуется питание от аккумулятора, вы найдете то, что вам подойдет.
- Низкий саморазряд: Когда литиевая батарея не используется, скорость саморазряда очень низкая.Это резко контрастирует с другими батареями, которые имеют тенденцию разряжаться и терять мощность, даже если их никто не использует.
- Высокая плотность энергии : литий-ионные аккумуляторы так часто используются в бытовой электронике, потому что их не нужно заряжать так часто. Все время, когда он работает, у него высокий выходной ток, и он не гаснет медленно из-за падающей мощности, помогая вам оставаться на телефоне весь день без использования зарядного устройства.
- Низкие затраты на обслуживание : Литий-ионные батареи большего размера требуют очень небольшого обслуживания, особенно по сравнению с другими типами аккумуляторных батарей, такими как никель-кадмиевые.Они являются доступным вариантом как в краткосрочной перспективе, так и в течение многих лет, когда дело доходит до их обслуживания.
Устройства, которые могут питать литиевые батареи
Основная причина популярности литиевых батарей в последние годы заключается в огромном количестве устройств, которые они могут заряжать. От самого маленького аккумулятора смартфона до чего-то достаточно большого, чтобы управлять электрическим грузовиком, литий-ионный аккумулятор обычно будет делать всю тяжелую работу.
Литиевые батареи можно перезаряжать, что делает их очень ценными, и они являются одним из самых эффективных источников энергии.Это всего лишь несколько способов использования этих батарей, но не всегда с использованием самодельных аккумуляторов:
- Ноутбуки и смартфоны
- Аккумуляторная электроника (портативные пылесосы, видеокамеры и т. Д.)
- Системы резервного копирования
- Энергия сети и системы хранения
Связанные вопросы
Литий-ионные батареи произвели революцию в нашем взгляде на перезаряжаемую энергию, и, хотя у них есть некоторые недостатки, они стали спасением для многих заявителей и устройств.
Мы ответили на несколько часто задаваемых вопросов об этих особых типах аккумуляторов, которые могут дать вам некоторое представление о том, почему они так уникальны.
ПОЧЕМУ ВЗРЫВАЮТСЯ БАТАРЕИ?
Известно, что некоторые устройства, в которых используются литий-ионные батареи, могут взорваться или загореться, и это обычно происходит из-за внутреннего короткого замыкания в батарее. Обычно это происходит потому, что разделительный лист, который разделяет положительный и отрицательный электроды, становится поврежденным и позволяет им соприкасаться. В результате аккумулятор быстро перегревается и может взорваться или загореться в течение нескольких секунд.
СКОЛЬКО ЗАРЯДКА ЛИТИЕВОЙ БАТАРЕИ?
Время зарядки литий-ионного аккумулятора зависит от нескольких факторов, включая размер аккумулятора и его конструкцию. Более новые литиевые батареи могут быть полностью заряжены за час или меньше, но стандартное время ожидания составляет от двух до трех часов, пока он не достигнет 100%. Как только аккумулятор будет полностью заряжен, его следует сразу же вынуть из зарядного устройства и никогда не оставлять там сидеть.
ВРЕДНО ЛИТИЙ-ИОН?
Батарея или батарейный блок не опасны, если они в хорошем состоянии и все еще заключены в металлический и пластиковый корпус, в котором они были впервые изготовлены.Однако, если аккумулятор перегревается, он может выделять опасные газы, которые могут быть опасны при вдыхании и вызывать раздражение кожи. При сборке батарей или работе с ними всегда следует носить защитные очки и электрические перчатки.
Какого размера следует сделать аккумулятор? — Комплект батарейки VRUZEND DIY
Одно из самых важных дизайнерских решений, которые вам придется принять при создании батареи, — это решить, какого размера она должна быть. Представление о том, «насколько большой» должна быть ваша батарея, в основном можно разделить на два фактора: напряжение и емкость.
Выбор напряжения аккумулятора
Напряжение вашей батареи в основном определяется устройством, которое вы пытаетесь запитать. Например, если вы хотите запитать 48-вольтовый электровелосипед, вам понадобится аккумулятор на 48 В (или, возможно, аккумулятор на 52 В, который подходит для большинства контроллеров 48-вольтового электровелосипеда). Если вы питаете гольф-мобиль на 24 В, вам понадобится аккумулятор на 24 В. Если у вас система на 12 В, вам нужно сделать батарею на 12 В.
Основное исключение — если вы планируете использовать преобразователь напряжения или инвертор.Например, вы можете построить батарею 48 В или 52 В для самодельной перегородки, чтобы питать ваш дом, а затем использовать инвертор переменного тока, чтобы превратить его в 110 или 220 В переменного тока, или преобразователь постоянного тока, чтобы превратить его в 12 В постоянного тока.
Чтобы получить правильное напряжение для вашей батареи, использующей литий-ионные элементы, просто умножьте номинальное напряжение каждой ячейки на количество элементов в серии. (Не знаете, что такое последовательное или параллельное соединение? Нажмите здесь, чтобы прочитать об этом). Например, большинство литий-ионных ячеек имеют номинальное напряжение от 3,6 до 3,7 В.Это означает, что три последовательно соединенных элемента дадут нам номинальное напряжение 3 x 3,7 В = 11,1 В. Десять последовательно соединенных ячеек дают нам 10 x 3,7 В = номинальное 37 В, поэтому в большинстве литий-ионных аккумуляторных батарей на 36 В используется конфигурация 10 с (10 ячеек последовательно). Вот список напряжений и соответствующее количество ячеек:
Количество ячеек в серии | Номинальное напряжение аккумуляторной батареи |
---|---|
1 | 3,7 В |
2 | 7.4 В |
3 | 11,1 В |
4 | 14,8 В |
5 | 18,5 В |
6 | 22,2 В |
7 | 25,9 В |
8 | 29,6 В |
9 | 33,3 В |
10 | 37,0 В |
11 | 40,7 В |
12 | 44.4 В |
13 | 48,1 В |
14 | 51,8 В |
Наиболее распространенными конфигурациями обычно являются 3, 4, 7, 10, 13 и 14, поскольку это наиболее близкие конфигурации к 12 В, 24 В, 36 В и 48 В. Однако помните, что фактическое напряжение вашей батареи будет как выше, так и ниже номинального напряжения во время цикла разряда. Чтобы получить полное напряжение вашей батареи при полной зарядке, умножьте полностью заряженное напряжение каждой ячейки (4.2 В для li-ion) по количеству ячеек. Таким образом, аккумуляторная батарея 10 с фактически полностью заряжена 42,0 В. Полностью разряженное напряжение будет примерно 3,0 В, умноженным на количество последовательно соединенных ячеек, что составит 30 В для 10-секундной батареи. На самом деле, большинство литий-ионных ячеек можно разряжать до 2,5 В, но между 3,0 В и 2,5 В остается очень мало энергии, и для ячеек лучше перестать разряжаться при 3,0 В.
Выбор емкости аккумулятора
Затем вам нужно будет выбрать подходящую емкость вашей батареи, которая обычно измеряется в ампер-часах или Ач.Чем больше ампер-часов в вашей батарее, тем дольше она прослужит до полного разряда.
Емкость вашей батареи зависит от того, сколько ячеек у вас параллельно (помните, вы можете прочитать здесь о параллельном и последовательном подключении). Параллельное добавление большего количества ячеек приведет к увеличению емкости. Например, если вы используете элементы емкостью 3,5 А · ч и три элемента работают параллельно, у вас будет емкость 10,5 А · ч (3,5 А · ч x 3 элемента = 10,5 А · ч). Но если вместо этого вы использовали 5 ячеек, у вас было бы всего 17,5 Ач.
В целом, лучший способ повысить производительность и обновить аккумулятор — это построить аккумулятор большей емкости с более высоким значением Ач. Это связано с тем, что чем больше ячеек у вас параллельно, и, следовательно, чем выше емкость батареи, тем меньше нагрузка ложится на каждую отдельную ячейку. Думайте об этом так, как будто вы и ваши друзья несете тяжелый холодильник. Лучше забрать холодильник с тремя или пятью людьми? Поднять с пятью людьми будет намного проще, так как каждый из них будет нести меньше груза.То же самое и с аккумуляторными элементами! Чем больше ячеек у вас параллельно работает вместе, тем больше емкость и тем меньше нагрузка должна выдерживать каждая ячейка сама по себе.
В наборах VRUZEND каждая торцевая крышка будет добавлять небольшое сопротивление вашей батарее из-за пружинного соединителя и шин между ними. Это добавляет немного больше нагрузки к каждой ячейке. Если использовать нашу предыдущую аналогию, это все равно, что поднимать холодильник с рюкзаком с парой книг в нем. Следовательно, у вас есть еще больше причин планировать создание батареи большей емкости с более высоким значением Ач.Таким образом каждая клетка может нести меньшую нагрузку и оставаться более счастливой и здоровой.
Колпачки в вашем комплекте VRUZEND с пружинными контактами из нержавеющей стали рассчитаны на пиковый ток 5 А каждый, и лучше стремиться к 3,5 А постоянного тока. Это означает, что вы должны быть уверены, что планируете иметь достаточно ячеек параллельно, чтобы справиться с вашей общей текущей нагрузкой. Одиночная ячейка могла бы поддерживать пик 5 А при использовании клеммных заглушек VRUZEND. Если бы у вас были две ячейки параллельно, вы могли бы выдержать пиковую нагрузку 10 А при использовании клеммных заглушек VRUZEND.Четыре параллельно подключенных элемента могут выдерживать пиковую нагрузку 20 А и так далее. Поэтому, если вы знаете, что ваша нагрузка, такая как контроллер вашего электровелосипеда, потребляет 25 А, вам нужно убедиться, что вы используете как минимум пять параллельных ячеек, чтобы дать вам пиковый ток 25 А, который вы можете поддерживать. Тем не менее, большее количество параллельных ячеек всегда лучше, так как это снижает нагрузку на ячейку.
Помните, что текущая нагрузка, которую может поддерживать ваша батарея, полностью зависит от количества ячеек в параллельных , а не последовательно. Поэтому, если вы собираете батарею на 36 В с 10 последовательно соединенными ячейками, это не значит, что вы можете поддерживать 50 А.Вы должны рассчитать свою текущую пропускную способность на основе количества ячеек в параллельных , а не серии . Если эта батарея на 36 В, которую вы строите, имеет четыре элемента параллельно и 10 элементов последовательно (что делает его блоком 10s4p), он может поддерживать 20 А при использовании клеммных колпачков VRUZEND, поскольку каждая батарея может выдерживать 5 А.
Вкратце…
В заключение, два основных фактора, которые следует учитывать, — это ваше напряжение и емкость (измеряемая в ампер-часах). Ваше напряжение, вероятно, уже будет определено за вас, в зависимости от устройства, которое вы собираетесь питать от своей батареи.Ваша способность обычно зависит от вас, но чаще всего лучше, чем вы думаете. Это не только даст вам больше времени работы (и диапазона, если это для электромобиля), но и сохранит ваши клетки более здоровыми и продлится дольше, поскольку каждая ячейка будет работать менее интенсивно.
Об авторе | |
---|---|
Мика Толл (Micah Toll) — инженер-механик, производитель литиевых батарей и преподаватель электровелосипедов. Он написал несколько книг, в том числе DIY Lithium Batteries и The Ultimate DIY Ebike Guide.Когда он не разъезжает по Тель-Авиву или Флориде на своих электровелосипедах, вы, вероятно, можете найти его за чтением, письмом, бегом или вегетарианством на диване. |
Самое подробное руководство для самостоятельной сборки литиевых батарей — Spintend
Игроки, которым нравятся дроны, радиоуправляемые машины, радиоуправляемые лодки и катание на электрических велосипедах, самокатах и электрических скейтбордах, всегда жалуются, что батарея расходуется слишком быстро, время автономной работы короткое, медленная зарядка и так далее. Цена на аккумуляторные блоки на Amazon также сильно различается, и невозможно найти хорошие и дешевые аккумуляторные блоки.Некоторые действительно могут захотеть купить лучшие материалы, чтобы собрать надежный аккумулятор.
А стоимость аккумуляторов своими руками составляет лишь треть готового продукта, что реально экономит деньги. Сегодня я научу вас, как самому сделать безопасный и надежный аккумулятор с низкой стоимостью.
Тема включает:
I. Необходимые материалы
II. Необходимые инструменты
III. Процесс своими руками
Давайте возьмем для примера батарею DIY 4S (4S 5000 мАч 35C)
И.Необходимые материалы
- Аккумуляторная батарея
Разница во внутреннем сопротивлении элементов определяет емкость и срок службы батареи. Ключевым моментом характеристик автономной аккумуляторной батареи является то, что внутреннее сопротивление нескольких ячеек должно быть одинаковым. Если внутреннее сопротивление каждой ячейки слишком сильно отличается, емкость собранной батареи и ожидаемый срок службы значительно снижаются. Однако для измерения внутреннего сопротивления требуется профессиональное оборудование, и вам нужно купить несколько батарей для измерения, а затем соединить их.Мы не можем купить столько батарей для измерения.
Мы можем рассчитывать только на продавцов ячеек в поставке групп ячеек высокого качества. (почему так, вы можете обратиться к статье, чтобы получить некоторые предложения) После того, как аккумулятор выкуплен, мы можем просто измерить ситуацию сопряжения:
(1) Взвешивание: взвешивайте ячейки одну за другой. Вес каждой ячейки должен быть в пределах нескольких граммов. Если есть большая разница в весе ячеек, считается, что это проблема.
(2) Измерение напряжения: ячейки полностью заряжены одна за другой, и напряжение, когда каждая ячейка полностью заряжена, должно быть в пределах 0.03V. Ячейки, которые слишком сильно различаются, использовать нельзя.
Положительный электрод приобретенного элемента должен быть заменен на никель, потому что ушки полюсов обычных элементов сделаны из алюминия и не подлежат пайке. А те, кто перешел на никель, запросто могут паять обычный припой. Выбранная нами на этот раз одночиповая ячейка 35C емкостью 5000 мАч весит 131 г и имеет размеры 145 * 49 * 8 мм.
- Балансирный кабель
Для каждого комплекта балансирных проводов нужен черный провод с общим количеством ячеек и красный провод.Например, 4S состоит из 4 черных проводов и красного провода. От этого зависит, удастся ли достичь баланса зарядки и разрядки.
- Шнур питания
Для основного канала ввода и вывода тока следует выбирать шнур питания с силиконовой оболочкой. Обычно используются спецификации 12AWG или 14AWG. Поскольку наш многоосевой корпус оснащен Т-образным штекером, для удобства мы выбираем кабель питания 12AWG, который припаивается к Т-образной шине.Конечно, вы можете выбрать соответствующий штекер в соответствии с вашей реальной ситуацией, например XT60, XT150 и так далее.
- Сварочная плита электрическая
Это важный артефакт аккумуляторной батареи DIY, значительно повышающий безопасность и простоту процесса DIY. Существует множество вариантов пластины для сварки ячеек в зависимости от количества ячеек. На этот раз мы сделаем сами аккумуляторы 4S, поэтому мы выбрали сварочную пластину 4S. Его структура очень очевидна, вам нужно только расположить их по порядку в соответствии с правилами ряда ячеек.
- Высокотемпературная лента
Использование высокотемпературной клейкой ленты также незаменимо, потому что мгновенный ток литиевой батареи модели очень велик, и в условиях полного разряда, особенно в точке сварки, и высокой -температурная клейкая лента имеет высокую изоляцию и высокую термостойкость. Это один из важнейших компонентов аккумулятора. Мы используем высокотемпературную ленту шириной 12 мм.
- Лента из стекловолокна
Стекловолоконная лента предназначена для обертывания и защиты сварного контура и положения паяного соединения, что значительно повышает безопасность.В соответствии с размером выбранной ячейки мы выбрали рулон из стекловолокна шириной 30 мм, конечно, для реальной работы нужен только короткий участок.
- Лента из углеродного волокна
Лента из углеродного волокна также защищает аккумулятор. При использовании оберните переднюю часть батареи, чтобы не повредить ее сердечник при легком трении. Змеиная кожа готового аккумулятора ACE — это лента из углеродного волокна. Ширина ленты из углеродного волокна должна быть аналогична ширине аккумуляторного элемента, а длина — примерно 2.В 5 раз больше длины аккумуляторной батареи. Ширина ячейки, которую мы использовали, составляет 49 мм, а длина — 145 мм, поэтому на этот раз я купил ленту из углеродного волокна длиной 1 метр и шириной 48 мм.
- Пленка термоусадочная
Термоусаживаемая пленка используется для обертывания и фиксации аккумулятора после полной сборки, образуя единое целое, которое нелегко деформировать. Мы выбрали термоусадочную пленку из прозрачного ПВХ. Ширину термоусадочной пленки следует подбирать по размеру ячейки.Формула расчета: высота ячейки * номер ячейки + ширина ячейки. Например, на этот раз размер ячейки 145 * 49 * 8 мм, а необходимая ширина термоусаживаемой гильзы: 8 * 4 + 49 = 81 мм. Ширина термоусаживаемой пленки должна быть более 81 мм. Принимая во внимание характеристики усадки термоусадочной пленки, должно быть место для выбора. на этот раз мы выбрали термоусадочную пленку шириной 90 мм.
- Клей простой прозрачный
Обычный прозрачный клей нужно только связать и закрепить.
- Губка
Губка предназначена для заполнения и защиты. Перед заливкой необходимо наличие высокотемпературного скотча.
II. Необходимые инструменты
- Электрический паяльник, паяльник
Электрический паяльник — самый ответственный инструмент, мощность должна быть большой, по крайней мере, более 60 Вт, предпочтительно более 80 Вт. Площадь пайки ушка полюса ячейки большая, и теплоотвод быстро и легко охлаждается во время сварки, но если пайка будет продолжаться в течение длительного времени, элемент батареи будет поврежден из-за тепла.Выберите олово для припоя большего диаметра и канифольный флюс в центре
.- Мультиметр
Мультиметр используется для измерения положительных и отрицательных полюсов и напряжения ячейки. Вообще говоря, электрод, который был превращен в никель, является положительным электродом, но он не может быть определен на 100%, что подлежит измерению. Положительный и отрицательный полюсы аккумуляторной батареи должны быть подтверждены, иначе это может привести к непоправимым ошибкам.
- BB звуки
Функция BB-кольца состоит в том, чтобы измерить, в порядке ли элемент батареи после подключения линии баланса, не может ли показание отображаться из-за перегрева или плохого контакта.В любом из этих случаев можно удалить только неисправный аккумулятор.
III. Процесс сборки
Во-первых, обработка аккумуляторных элементов
1. Возьмите мультиметр, чтобы поочередно проверить положительный и отрицательный электроды и напряжение ячейки, и отметьте это на ячейке ручкой. Хотя в целом ушки электрода, преобразованные в никель, являются положительными, а ушки электрода, которые не преобразованы в никель, являются отрицательными, при тестировании мультиметром не должно быть случайного хода.
Затем в целях безопасности оберните ушки отрицательного полюса лентой, чтобы случайно не вызвать короткое замыкание.
Для лучшей пайки ножом аккуратно соскребите оксидную пленку с положительного электрода никелевого элемента, а затем оберните ее ушками из ленты.
Во-вторых, плита сварочной ячейки
(1) Выньте сварочную плату аккумуляторной батареи 4S. На маленькой плате четыре слота. Возьмите две клетки и расположите их последовательно на маленькой доске.Две ячейки фиксируются прозрачным клеем, а затем последовательно свариваются.
На следующем рисунке показана последовательная схема подключения 4S.
Добавьте при пайке еще олова, потому что на нем еще припаян шнур питания
(2) Сварка должна выполняться по частям. Во избежание короткого замыкания снимайте изоляционную ленту на ушке опоры только при сварке соответствующего ушка опоры. Сварку третьей ячейки также необходимо закрепить прозрачным клеем, прежде чем продолжить.
Сварить четвертую ячейку описанным выше способом
Во время пайки паяльник долго будет соприкасаться с ушами, и аккум будет перегреваться и нагрев явно поднимется. Следовательно, нет необходимости быть полностью в шарообразном состоянии для точки пайки, если нет виртуальной пайки и поломки.
Если на поверхности паяного соединения есть очевидные острые точки, отремонтируйте их напильником или разгладьте с помощью электрического паяльника.
Затем используйте мультиметр, в основном, чтобы измерить, в норме ли напряжение каждой ячейки. Если разница напряжений очень большая или 0, аккумулятор перегрелся или поврежден во время сварки, или есть проблема виртуальной сварки и плохой контакт. Требуется дополнительная проверка. Если он поврежден, его необходимо вынуть и заменить.
В-третьих, сварочный силовой кабель и балансирный кабель
Возьмите шнур питания, последний отрезок термоусаживаемой трубки
Перед сваркой шнура питания и балансного кабеля необходимо понять схему соответствующего интерфейса зарядного устройства, чтобы избежать короткого замыкания во время зарядки.В соответствии с зарядным устройством B6, как показано на рисунке ниже, ограничительная стрелка направлена вверх, а положительная красная линия баланса должна находиться в крайнем левом углу.
При пайке шнура питания места пайки должны быть заполнены, добавьте еще немного олова, проверьте его и убедитесь, что нет виртуальной пайки. Затем идет сварочный силовой кабель (головная шина 12AWG T), в соответствии с отмеченными положительным и отрицательным электродами на сварочном кабеле соответствующего цвета, красный — положительный электрод, черный — отрицательный электрод.Для сваривания шнура питания необходимы только положительные и отрицательные точки сварки, а остальные точки сварки оборачиваются изолентой во избежание короткого замыкания.
Следующий шаг — припаять балансировочный кабель, красный подключается к положительному полюсу источника питания, а черный подключается последовательно в соответствии со схемой подключения.
Перед сваркой балансировочного троса проверьте их порядок. Когда стрелка ограничения направлена вверх, убедитесь, что красный положительный электрод находится слева.В противном случае это неправильно, и при использовании сбалансированного заряда произойдет короткое замыкание.
Обратите внимание, что если возникает описанная выше ситуация, есть два пути ее решения:
Первый — отсоединить приваренный шнур питания и перестроить сварку. Когда положительный и отрицательный полюса отмечены, сначала поместите ограничительную стрелку штекера балансного кабеля вверх, красный провод подсоединяется к положительному полюсу и располагается на крайнем левом конце, а шнур питания размещается.Помните, что красный должен быть подключен к положительному электроду.
Другой — вытащить провод со штекера балансировочного кабеля и затем расположить его, как показано ниже.
После пайки обязательно проверьте, есть ли ситуация виртуальной пайки, и осторожно потяните за припаянный провод, чтобы увидеть, есть ли падение, ненормальное положение или ослабление.
После сварки балансировочного шнура используйте звуковой тест BB. Проверьте, в порядке ли каждая ячейка.
Если дисплей похож на тот, который вы использовали для проверки с помощью мультиметра, можно двигаться дальше.Показания, отображаемые кольцом BB, неточные, и все основано на показаниях мультиметра.
Четвертая, пастообразная высокотемпературная лента
Высокотемпературный клей обладает высокими изолирующими свойствами, поэтому каждое паяное соединение необходимо приклеивать независимо.
Тогда давайте один раз вставим поперечное сечение. При склеивании зазор между паяными соединениями следует сжать непроводящим предметом, чтобы выполнить роль заполнения и изоляции.
Пятый, поместите губку
Поместите подготовленную губку и заполните канавку между шнурами питания. Есть две цели: одна — заполнить, а другая — защитить аккумулятор от короткого замыкания, вызванного ударной деформацией.
Шестая, Обмотка стекловолоконной лентой
Сначала оберните губку пленкой из стекловолокна
Затем намотайте стекловолокно горизонтально и намотайте шнур питания и балансирный шнур.
Седьмой, гильза из углеродного волокна
Затем используйте углеродное волокно, накройте его сверху и снизу, отрегулируйте положение, обязательно защитите шнур питания и балансировочный кабель, чтобы избежать повреждений во время использования. Крышка из углеродного волокна выбирается такого же размера, как и сердечник батареи. Прежде всего, измерьте, какой длины должны быть верхний и нижний пакеты. Обрежьте и оберните упаковку так, чтобы волокнистую гильзу можно было легко отрегулировать для достижения наилучшего эффекта пасты. Он должен быть длиной 350 мм.
При наклеивании следует начинать с середины и положить губку на нижнюю часть аккумулятора, чтобы защитить нижнюю часть.
Окончательно завернутая и термоусадочная пленка
Наконец, наденьте термоусадочную пленку из ПВХ, сначала оберните внешний корпус быстрой батареи, отрегулируйте положение, а затем с помощью теплового пистолета усадите термоусадочную трубку до идеального состояния.
Термоусаживаемая пленка дает усадку при нагревании, и для ее нагрева лучше всего использовать термоусадочную пленку, поскольку при нагревании открытым пламенем она легко прожигает, сжимается и мнется.
Готовый продукт
И, наконец, стоимость всех использованных материалов своими руками в размере 28,4 доллара США. это намного больше экономии.
Материал | Кол-во | Цена за единицу ($) | Суммарная стоимость (($)) |
ячеек | 4 | 5,5 | 22 |
балансирный трос | 1 | 0.9 | 0,9 |
Заглушка с Т-образной головкой | 1 | 1,5 | 1,5 |
пластина для сварки ячеек | 1 | 0,9 | 0,9 |
высокотемпературная лента | 1 рулон | 1,5 | 1.5 |
лента из стекловолокна | 1 рулон | 1,6 | 1,6 |
Недорогой блок литий-ионных аккумуляторов DIY
Когда вы работаете над проектами в области электроники, несомненно, наступит время, когда вы захотите сделать свой проект мобильным. Выбор правильной батареи для вашего проекта — это еще одна целая баня червей, поскольку необходимо учитывать множество различных переменных. Насколько высоким должно быть напряжение? Сколько ампер сразу потянет? Есть ли ограничения по весу или размеру? Сколько Вт / см³ мне нужно?
Хорошей покупкой являются литий-ионные аккумуляторные батареи 18650.Лучшая часть? Вы можете сделать их сами! Вы даже можете использовать очищенные элементы в своем самодельном литий-ионном аккумуляторе, чтобы сэкономить еще больше денег!
В зависимости от того, сколько ячеек вы включите последовательно или параллельно, вы можете создать аккумулятор, который удовлетворит большинство ваших потребностей.
Готовый аккумуляторНеобходимые детали и инструменты
Некоторые из них являются партнерскими ссылками. Просто пытаюсь окупить стоимость хостинга!
спецификация
BOMИнструменты
Определите ваши требования
Напряжение
Узнайте требования к напряжению для вашего проекта.Общие напряжения: 3,3 В, 5 В, 12 В и 24 В. Хороший подход — обычно выбирать напряжение батареи, равное или превышающее максимальное напряжение, требуемое в вашем проекте. Для более низких напряжений вы можете просто использовать понижающий модуль DC-DC.
Вы можете достичь желаемого напряжения с помощью аккумуляторной батареи, последовательно подключив 18650 ячеек. Каждая ячейка имеет ~ 3,7 В, а количество батарей в серии отмечено буквой S в названии батареи X S XP. Теперь просто умножьте напряжение на ячейку, пока оно не достигнет желаемого напряжения.Кроме того, вы также можете использовать этот онлайн-калькулятор.
В моем примере я использовал 3 последовательно соединенных элемента на напряжение 11 В.
Вместимость
Емкость аккумулятора зависит от емкости каждой ячейки 18650 и от того, сколько из них вы используете параллельно. Обычная емкость аккумулятора составляет около 2600 мАч. Общая емкость вашей аккумуляторной батареи будет равняться количеству ячеек, включенных параллельно *, емкость ячеек.
Я подключил 3 ячейки параллельно, поэтому теоретическая максимальная емкость должна составлять 5200 мАч.
Ток разряда
Максимальный непрерывный ток разряда зависит от самих ячеек, а также от того, сколько из них работает параллельно. Убедитесь, что ваш проект не превышает текущий рейтинг вашей БМС или самих ячеек. Несоблюдение этого требования может привести к катастрофическому отказу и, возможно, к пожару.
Если у вас приложение с высоким током, возможно, вам лучше подойдут литий-полимерные аккумуляторные батареи.
BMS
Выбор правильной BMS напрямую зависит от настроек вашей сотовой связи.Вы хотите выбрать тот, который соответствует вашим требованиям и предоставляет такие функции, как балансировка ячеек, защита от перегрузки по току и другие.
BMSМой пакет — это пакет 3S2P с соответствующей BMS, заказанный на Banggood.
Калибр провода
Убедитесь, что размер ваших проводов выбран правильно, чтобы предотвратить ненужную потерю тепла или, что еще хуже, опасность возгорания. В Интернете есть множество удобных калькуляторов, которые помогут вам подобрать калибр провода, соответствующий вашим потребностям.
Источники аккумуляторных элементов
Купить в Интернете
В различных интернет-магазинах можно найти аккумуляторные батареи 18650 оптом.Вы можете выбрать те, которые соответствуют вашим требованиям, и заказать их онлайн. Однако остерегайтесь мошенничества, поскольку сомнительные продавцы нередко продают поддельные аккумуляторные батареи. Они обычно имеют гораздо более низкие рейтинги, чем рекламируемые, и могут привести к катастрофическому отказу, если выйти за их пределы.
Уборка
Кроме того, есть альтернатива — убрать аккумуляторные батареи 18650, которые у вас, возможно, уже лежат. Скорее всего, вы это сделаете! Обычным источником этих элементов являются аккумуляторные батареи для ноутбуков и аккумуляторные блоки, предназначенные для электроинструментов.Вполне вероятно, что даже в вышедших из строя аккумуляторных батареях внутри все еще есть много многоразовых ячеек. Ознакомьтесь с моей статьей о том, как собирать литий-ионные элементы из старых батарей!
Лично мне это нравится производителю во мне, а также позволяет продлить срок использования аккумуляторных элементов, у которых еще много заряда и которые еще не готовы для свалки. Однако у него есть свои недостатки. Удаление клеток может быть сложной задачей, и вы можете повредить клетки (и себя), если не будете осторожны.
Сборка
Вставить ячейки
Сначала вам нужно расположить держатели батарей таким образом, чтобы можно было при необходимости припаять никелевую полосу к положительной и отрицательной клеммам.
- Подготовьте раму
- Вставьте элементы
- Подготовьте раму для другой стороны
- Прикрепите раму головки
В галерее я повторно использовал утилизированные батареи, на которых все еще были прикреплены остатки никелевых полосок.
Припаяйте / сварите соединения
Важно! Перед подключением параллельно убедитесь, что элементы имеют одинаковый заряд. В противном случае между батареями будет протекать большой ток, что может привести к повреждению или даже возгоранию. В идеале ячейки должны быть в пределах 3,5 — 3,7 В.
Если вы не собираете аккумуляторы регулярно, скорее всего, у вас под рукой нет сварочного аппарата. Ну, я тоже. Припаивать никелевые полоски к клеммам не одобряется, потому что это подвергает элементы воздействию большого количества тепла, вызывая деградацию.
Что ж, вам придется работать с теми инструментами, которые у вас есть. Паять никелевые полосы — некрасиво, но с ее помощью можно справиться. Если вы используете батареи, к которым уже прикреплены вкладки, вы можете попробовать припаять к ним никелевые полоски. Это снижает тепловыделение, которому подвергаются клетки.
Это некрасиво, но работает …Если вы правильно вставили элементы батареи в рамки, теперь должно быть понятно, как их спаять. Возьмите никелевую полоску и припаяйте их в соответствии с расположением ячеек.Не забудьте оставить несколько лишних см никелевой полосы на той стороне, где вы хотите прикрепить BMS.
Добавить BMS
Пора добавить BMS! Скорее всего, BMS уже предназначена для использования в аккумуляторной батарее. Проверьте электрическую схему вашей BMS и прикрепите ее к аккумуляторной батарее. Я приклеил его горячим клеем.
BMS на аккумуляторном блокеПодключите BMS
Прикрепите никелевые полоски и подсоедините их к никелевым полоскам на клеммах аккумулятора, как показано на электрической схеме BMS.На изображении ниже показан пример системы BMS, используемой в моем аккумуляторном блоке 3S2P.
Схема подключения BMSПодсоедините два провода, которые будут выводами аккумулятора, к клеммам P + и P-. Убедитесь, что калибр провода рассчитан на максимальный ток, который вы ожидаете от аккумулятора. Я предлагаю также использовать клеммы для проводов XT, чтобы упростить прикрепление батареи к вашим проектам. Число после букв XT обозначает максимальный ток, на который они рассчитаны.
Присоедините к проводу коннектор XT60 — не забудьте добавить термоусадку ПЕРЕД пайкой…Оберните батареи
В качестве завершающего штриха можно завернуть аккумуляторную батарею.Я использовал изоляционную ленту для проводов, чтобы сделать импровизированную пленку. Оглядываясь назад, я не рекомендую это, потому что клей со временем, кажется, разлагается. В идеале вам нужна термоусадочная пленка, но я считаю, что пленки нужного размера слишком дороги, на мой вкус. Возможно, стоит поэкспериментировать с другими методами обертывания, чтобы защитить клетки и BMS от повреждений.
Готово к работеCharge
Пора зарядить аккумулятор! Я использовал свой настольный блок питания и настроил его с соответствующими настройками максимального зарядного тока и напряжения.Это зависит от элементов, используемых в вашем аккумуляторном блоке, а также от используемой BMS. Проверьте спецификации обоих, чтобы убедиться, какие настройки использовать!
Осторожно! Зарядка литий-ионных аккумуляторов должна производиться только с помощью подходящего зарядного устройства. Используйте настольный источник питания или другие средства только в том случае, если вы действительно знаете, что делаете. Использование неправильного типа зарядного устройства может привести к повреждению и, возможно, к возгоранию!
Вместо этого вы можете приобрести подходящее зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов.
Зарядка аккумуляторов с помощью моего лабораторного БПЗаключение
Если все сработало, как ожидалось, теперь у вас должен быть полный и заряженный аккумулятор, готовый к использованию в любом проекте по вашему выбору! Описанные выше шаги должны работать для большинства других конфигураций батарей.
Если для вас это больше, чем разовый случай, возможно, стоит обратиться к приобретению сварочного аппарата для аккумуляторов. Существуют различные варианты: от китайских досок за 20 евро до профессиональных станков за несколько тысяч евро.Альтернативой «сделай сам» с открытым исходным кодом является точечный сварочный аппарат kWeld от keenlabs.
4 подсказки для блока литиевых батарей своими руками — FLIPSKY
С момента выпуска нашего мини-интеллектуального точечного сварочного аппарата FS-SW1 в последнее время многие клиенты обращались за консультациями к самодельным литиевым аккумуляторным блокам, которые используются для модификации электрических скейтбордов, электрических игрушек, электросамокатов и других аккумуляторных блоков. Мы собрали для справки следующие 4 совета.
1. Выбор аккумуляторов
(1) 3.Литий-железо-фосфатная батарея 2 В / трехкомпонентная литиевая батарея 3,7 В, это простое различие.
(2) Батареи делятся на множество марок, которые различаются по моделям емкости и мощности. Разница заключается в скорости разряда. Теоретически, чем выше скорость разряда, тем лучше, но есть также аккумуляторы большой, средней и малой мощности.
(3) Как отличить хорошее от плохого после получения аккумулятора. Необходимо использовать тестер внутреннего сопротивления и тест мощности.Проверьте номинальный MH и фактический MH. Чем больше отрыв от номинального параметра, тем хуже качество. Чем меньше внутреннее сопротивление батареи, тем лучше. Обычно она ниже 50. Значения выше 50 могут быть старыми или плохими батареями.
2. Обработка аккумуляторных батарей
Когда вы получаете аккумулятор, это не значит, что вы сразу с ним справитесь. Его необходимо снова обработать, прежде чем его можно будет использовать. (Для аккумуляторной батареи). Батарейный блок должен быть собран с подходящей защитной платой!
Аккумулятор требует согласованной консистенции, чем стабильнее, тем лучше и стабильнее.Если соответствие несовместимо, будет недостаточная емкость, что серьезно приведет к сбою обнаружения платы защиты аккумулятора, и аккумулятор не будет работать. Как с этим бороться?
(1) Если возможно, можно также просеивать машинным способом. Если машины нет, просто используйте тестер внутреннего сопротивления для измерения одного за другим, сложите вместе напряжение, внутреннее сопротивление и емкость и дайте ему постоять в течение определенного периода времени (7-15 дней). Постояв, повторите тест. Если он все еще соответствует, вы можете его обработать.Вверх. Это также физический метод оценки стабильности аккумуляторного элемента.
(2) Многие друзья также спросят, нельзя ли его собрать и использовать напрямую? Конечно, но в случае несоответствия аккумулятор будет соответствовать теории ствола, а емкость ограничена до самой нижней платы. Худший аккумулятор в аккумуляторном блоке — это верхний предел. Проще говоря, емкость аккумулятора упадет на 10-40%. Более серьезно, если в аккумуляторном блоке есть плохой аккумулятор, весь блок не будет работать.Осмотр и техническое обслуживание более обременительны.
3. Выбор платы защиты аккумулятора
(1) Достаточно двух электрических колес ниже 40А. Конкретный выбор следует делать исходя из собственной мощности двигателя.
(2) Напряжение также должно быть согласовано. 60В в основном обычное. Следует различать тройные и железо-литиевые, а также количество струн.
(3) Попробуйте использовать большую емкость и низкое энергопотребление, стабильно и надежно.Если аккумулятор большой мощности и небольшого размера, обязательно рассчитайте, поддерживается ли скорость разряда.
(4) Попробуйте выбрать плату защиты с низким напряжением защиты, чтобы дать аккумулятору определенный запас. Например: защита 4,25 В не так хороша, как 4,2 В ~ 4,1 В, потому что она не разряжает батарею на 100%.
4. Аккумуляторная точечная сварка
Безопасность, несомненно, является ключевым моментом в процессе сварки. Поэтому очень важно выбрать хорошего сварщика.Более того, чем толще провод подключения аккумулятора, тем лучше. Чем толще никелевый лист, тем лучше. В качестве контейнера для зарядки и разрядки аккумулятор также выделяет тепло во время преобразования энергии. Неправильная обработка может вызвать проблемы с аккумулятором. Будьте осторожны при обращении с аккумулятором. Если вы не знаете, как его собрать, обратитесь за помощью к профессионалу.
Для тех, кто занимается своими руками, простой и удобный в эксплуатации мини-аппарат для точечной сварки, несомненно, лучший выбор.В этом заключается разница между FS-SW1 и другими аппаратами для точечной сварки на рынке. С праздником и отправьте самому себе новейшего и современного аппарата для точечной сварки!
Здесь можно получить: https://bit.ly/2WTwoZd
Обучающие видео: https://bit.