DIY Profesyonel 18650 Pil Paketi

Dünya fosil yakıtlardan uzaklaşıyor ve bir gün tamamen elektrikli olacak.Şu anda, Lityum-iyon tüm pillerin en umut verici kimyasıdır. Dizüstü Bilgisayarlarda, RC Oyuncaklarda, Drone'larda, Tıbbi cihazlarda, Elektrikli aletler, e-bisikletler ve elektrikli otomobillerde (EV) kullanılan pil paketlerinin çoğu 18650'ye dayanmaktadır. Mevcut en olgun Li-ion formatlarından biridir, üretilmiştir yüksek hacimde ve Wh başına düşük maliyete sahiptir.

Tüm projelerimi şu adreste bulabilirsiniz: //www.opengreenenergy.com/

18650 (18mm çap ve 65mm uzunluk) pil, lityum-iyon pillerin boyut sınıflandırmasıdır. Aynı şekildedir, ancak AA pilden biraz daha büyüktür. Karşılaştırma ile AA piller bazen 1400 çap ve 50mm yüksekliğe sahip oldukları için 14500 pil olarak adlandırılır.

Daha önce şimdiye kadar gerçekten güzel çalışan bir Güneş Enerjisi Jeneratörü yaptım.Ama asıl sorun ağırlığı, gerçekten ağır.Güneş Jeneratörünün ana ağırlığı, içindeki ağır kurşun asit bataryadan kaynaklanıyor. hafif ve kompakt bir 18650 Li Ion Pil Paketi yapmak için.

Bu Talimatta size, Güç Bankası, Güneş Jeneratörü, e-Bisiklet, Güç duvarı vb.Gibi uygulamalar için 18650 pil paketinin nasıl yapılacağını göstereceğim.Temel çok basit: Seri olarak 18650 hücre sayısını birleştirmek için ve daha büyük bir paket yapmak ve son olarak ona bir BMS ekleyerek güvenliği sağlamak için paraleldir.

Bu projenin sonunda, pil takımı için özel bir 3D baskılı muhafaza yaptım.

Feragatname: Eğer söz konusu olursa, herhangi bir mal kaybından, hasardan veya can kaybından sorumlu tutulamaz. Bu eğitici, şarj edilebilir lityum iyon teknolojisi hakkında bilgi sahibi olanlar için yazılmıştır. Acemi iseniz lütfen bunu denemeyin. Güvende kal.

Adım 1: Gerekli Parçalar ve Araçlar

Gerekli Parçalar:

1. 18650 Batarya (GearBest / Amazon)

2. BMS (Banggood / Amazon)

3. Ni Şeritleri (Banggood / Amazon)

4. pil seviye göstergesi (Banggood)

5. Rocker Anahtarı (Aliexpress / Banggood)

6. dc jakı (Banggood / Aliexpress)

7. 18650 batarya tutucu (Banggood)

8. 3M x 10mm Vidalar (Banggood / Aliexpress)

Kullanılan aletler

1. Nokta Kaynakçı (Banggood / Amazon)

2. 3D Yazıcı (Creality CR10S)

2. Tel Sıyırıcı / Kesici (Amazon)

3. Sıcak Hava Üfleyici (GearBest)

3. Multimetre (Amazon)

5. Li İyon Şarj Cihazı (GearBest)

Emniyet araçları :

1. Güvenlik Google'ları (Amazon)

2. Elektrik Eldivenleri (Amazon)

Adım 2: Pil Paketi için Doğru 18650 Hücreleri Seçme

Piyasada 1 ila 10 dolar arasında bir dizi 18650 hücre bulacaksınız, ancak hangisi en iyisidir? Panasonic, Samsung, Sanyo ve LG gibi marka şirketlerden 18650 hücre almanızı şiddetle tavsiye ederim. Performans özellikleri ve mükemmel kalite kontrolü belgelenmiş bu hücreler. Tanınmış marka 18650 hücreleri genellikle pahalıdır, ancak uzun süre kullanmayı düşünüyorsanız, buna sahip olmaya değer.

Ultrafire, Surefire ve Trustfire gibi YANGIN kelimesi olan hücreleri satın almayın. Gerçekte, bu hücreler sadece Ultrafire gibi şirketler tarafından satın alınan ve kendi markalı kapaklarında yeniden paketlenen fabrika reddi. Birçok kullanılmış pil yeni ve beyaz etiketli olarak yeniden sarılıyor. 5000mAh'a kadar kapasiteyi işaretleyerek pili satıyorlar, ama gerçekte kapasiteleri 1000 ila 2000 mAh arasındadır. Bu ucuz 18650 hücreleri ile ilgili bir başka önemli sorun, şarj veya deşarj sırasında aşırı ısındığında yüksek patlama riskidir.

Bu projede GearBest'ten 3400 mAh kapasiteli yeşil Panasonic 18650B hücreleri kullandım.

Adım 3: Doğru Akü Şeritlerini Seçme

Pil takımını yapmak için, 18650 hücrelerini Nikel şeritleri veya kalın tel aracılığıyla birbirine bağlamanız gerekir.Genel olarak bunun için yaygın olarak Nikel şeritleri kullanılır. Genel olarak piyasada iki tip nikel şeridi mevcuttur: nikel kaplı çelik şeritler ve saf nikel şeritler. Saf nikeli satın almayı önereceğim. Nikel kaplı çelikten biraz daha pahalıdır, ancak çok daha düşük bir dirence sahiptir. Düşük direnç, şarj ve deşarj sırasında daha az ısı üretimi anlamına gelir, bu da daha uzun kullanım ömrü sağlar.

Nikel şeritleri farklı boyut ve uzunluklarda gelir.Şeritleri mevcut dereceye göre seçin.

Adım 4: Lehim Kaynaklı Lehim Kaynağı

18650 hücresini birbirine bağlayan iki seçeneğiniz var: 1. Lehimleme 2. Punta Kaynağı

En iyi seçim her zaman Nokta kaynağıdır, ancak Nokta Kaynakçı kaliteli bir Havyadan çok daha pahalıdır.

Lehimleme:

Lehim kaynağının lehimlemeye göre neden tercih edildiğini bilmelisiniz, lehimlemeyle ilgili sorun hücreye çok fazla ısı uygulamanız ve çok hızlı bir şekilde dağılmamasıdır. Bu, hücrenin performansına zarar veren hücredeki kimyasal reaksiyonu artırır. Sonuçta hücrelerin kapasitesini ve yaşamını kaybedersiniz.

Ancak pahalı bir Spot Kaynakçı satın almak istemiyorsanız, bazı önlemleri ve püf noktalarını takip ederek nikel tırnakları hücreye lehimleyebilirsiniz:

1. Lehim demirinizin hücre üzerindeki temas süresini en aza indirmek için yüzeyin yeterince temizlendiğinden emin olun ve hızlı lehim akışına izin vermek için bol miktarda akı kullanın.

2. Daha iyi ısıl kapasiteye sahip kaliteli bir yüksek watt (min 80W) demire sahip olmak daha iyidir, bu nedenle derzlere ısıyı hızlı bir şekilde teslim edebilir, böylece demirleri yaş için bataryaya tutmanız ve ısıyı bırakmanız gerekmez. içine sızarak aküye zarar verir.

Punta Kaynağı:

Kaynak yapmamızın nedeni, hücrelere çok fazla ısı eklemeden güvenli bir şekilde birleştirilmesidir.Şu anda pazarda mevcut olan iki dereceli spot kaynakçı vardır: hobi sınıfı ve profesyonel sınıf. İyi bir hobi sınıfı Spot kaynakçı maliyeti yaklaşık 200 ila 300 $ arasındadır, burada iyi bir profesyonel sınıfın maliyeti yaklaşık on kat daha fazla olabilir.Bu yüzden herhangi bir çevrimiçi mağazadan bir hobi sınıfı spot kaynakçı satın almanızı öneririm: Banggood, Aliexpress veya eBay. Banggood'dan SUNKKO 709A 1.9kw Spot Kaynakçı kullanarak.

Adım 5: Hücre Voltajını Kontrol Edin

Hücreleri paralel bağlamadan önce, önce tek tek hücre voltajlarını kontrol edin. Hücrelerin paralel hale getirilmesi için, her bir hücrenin voltajı birbirine yakın olmalıdır, aksi takdirde yüksek voltajlı hücreden düşük voltajlı hücreye yüksek miktarda akım akacaktır. Bu hücrelere zarar verebilir ve nadiren de yangına neden olabilir.

Yepyeni hücreler kullanıyorsanız, hücre voltajı 3, 5 V ila 3, 7 V civarındadır, çok endişelenmeden bunlara katılabilirsiniz. Ancak eski dizüstü bilgisayar pilini kullanacaksanız, hücre voltajının neredeyse aynı olduğundan emin olun, diğer akıllıca iyi bir Li Ion Pil Şarj Cihazı kullanarak hücreleri aynı voltaj seviyesine şarj edin. 18650'i şarj etmek için Nitecore SC4 Şarj Cihazımı kullandım hücreleri birleştirmeden önce.

Adım 6: Pil Paketi Kapasitesi ve Gerilimi

Pil takımını yapmak için önce paketin nominal voltajını ve kapasitesini sonlandırmanız gerekir. Ya Volt, mAh / Ah veya Wh cinsinden olacaktır. İstenen kapasiteye (mAh) ulaşmak için hücreleri paralel olarak bağlamanız ve nominal gerilimi (Volt) elde etmek için bu paralel grubu seri olarak bağlamanız gerekir.

Bu proje için gereksinim: 11.1 V ve 17 Ah Pil Paketi

Kullanılan 18650 Hücrelerin Özellikleri: 3.7V ve 3400 mAh

Kapasite (mAh):

Pil takımının istenen kapasitesi = 17 AH veya 17000 mAh.

Her hücrenin kapasitesi = 3400 mAh

Paralel bağlantı için gerekli hücre sayısı = 17000/3400 = 5 nos

Genellikle paralel olarak hücreler 'P' terimiyle kısaltılır, bu nedenle bu paket “5P paketi” olarak bilinir. 5 hücre paralel bağlandığında, yüksek kapasiteye sahip tek bir hücre yaptınız (yani 4.2V, 17000 mAh) )

Gerilim (Volt):

Pil takımının istenen nominal voltajı 11.1V'dir.

Her hücrenin nominal gerilimi = 3, 7 V

Seri bağlantı için gerekli hücre sayısı = 11.1 /3.7 = 3 nos

Genellikle serilerdeki hücreler 'S' terimiyle kısaltılır, bu nedenle bu paket “3S paketi” olarak bilinir.

Bu yüzden pil takımını yapmak için 3 paralel grubu (her grupta 5 hücre) seri olarak bağlamalıyız.

Nihai paket konfigürasyonu, 11.1V, 17AH nihai spesifikasyonu ile "3S5P paketi" olarak belirlenmiştir.

Adım 7: 18650 Hücreleri Birleştirin

Önceki adımdan itibaren, pil takımımızın seri olarak bağlanmış 3 paralel gruptan oluştuğu açıktır (3 x 3.7V = 11.1V) ve her paralel grubun 5 hücresi vardır (3400 mAh x 5 = 17000 mAh). 15 hücrenin, BMS kartı ile elektrik bağlantısı yapması için uygun şekilde düzenlenmesi gerekir.

İlk paralel grup (5 nos) pozitif tarafı yukarı bakacak şekilde yerleştirin, daha sonra ikinci paralel grup negatif tarafı yukarı ve son olarak son paralel grup pozitif tarafı yukarı gelecek şekilde yerleştirin.

Sıcak tutkal kullanarak veya plastik 18650 pil tutucu kullanarak paketi yapmak için hücreleri monte edebilirsiniz. 15 hücreleri monte etmek için plastik 18650 hücre tutucular / aralayıcılar kullandım. Bu hücre tutucuları kullanmanın ana avantajları

1. yapabilirsiniz herhangi bir boyutta özel paketi sizin ihtiyacına göre. Bir bulmaca çözme gibi.

2. Hücreler arasında temiz havanın geçmesine izin veren ve pilin kolayca soğumasını sağlayan boşluk sağlar.

3. pil paketi sağlam ve güvenilir hale getirir.

4. pil paketi güvenlik anti titreşim sağlar

Adım 8: Nikel Şeritlerini Nokta Kaynağı

Şimdi Nokta Kaynakçı kullanma prosedürünü bilmenin zamanı geldi (Bu projede kullandığım Nokta kaynakçıdan bahsediyorum). Nokta kaynakçı üç kaynak seçeneğine sahiptir: sabit kaynak kafası, ayak anahtarlı sabit kaynak kafası, hareketli Ayak anahtarlı spot kaynak kalemi.İkinci seçeneği kullanmayı tercih ederim.Kaynaktan önce nikel şeritleri ve kaynakçı hazırlamanız gerekir.

Nikel şeritlerini kesin:

Nikel şeridinizi tüm hücrelerin terminallerini kapladığından emin olarak 5 hücrenin (paralel) üzerine yerleştirin, BMS'ye bağlamak için 10 mm fazla şerit bırakın ve sonra kesin. Seri bağlantı için şekilde gösterildiği gibi küçük nikel şeritleri kesin. Paralel bağlantı için dört uzun şeride ve seri bağlantılar için 10 küçük şeride ihtiyacınız olacaktır.

Birinci paralel grup negatif terminalini ikinci grubun pozitif terminaline, ardından ikinci grubun negatif terminalini üçüncü grubun pozitif terminaline bağlayın.

Akü Şeritlerini Kaynaklayın:

Bu nokta kaynakçı, saf nikeli ve nikel kaplı çelik şeritleri kaynaklamak için kullanılabilir.Kaynakçı darbesini ve akım düğmesini nikel şeritlerin kalınlığına göre ayarlamanız gerekir.

0.15 mm nikel şeritler için, puls düğmesine 4P ve akım düğmesine 4-5 basın. 0, 2 mm nikel şerit için, puls düğmesine 4P, 6P ve akım düğmesine 7-8 basın. nikel şerit ve pil terminali, daha sonra ayak düğmesine basın. küçük bir kıvılcım ve şerit üzerinde iki nokta işareti göreceksiniz.

Başarılı Kaynak:

Nikel şeridini çekerek kaynak kalitesini kontrol edebilirsiniz. El basıncıyla çıkmazsa veya çok fazla güç gerektirirse, iyi bir kaynaktır. Kolayca soyabilirseniz, akımı arttırmanız gerekir.

Güvenlik: Punta kaynağına başlamadan önce daima koruyucu gözlük takın.

9. Adım: BMS'yi ekleme

Bir pil yönetim sistemi (BMS), bir lityum pil takımını yöneten herhangi bir elektronik sistemdir ve ana işlevleri

1. Pil takımındaki tüm paralel grupları izler ve tam şarj olduğunda (4.2V yakınında) giriş güç kaynağından ayırın

2. Tüm hücrelerin voltajını eşit olarak dengeleyin

3. aşırı deşarj paketi izin vermez.

Bir BMS satın almak için gerekli olan iki önemli parametre şunlardır: i) 2S / 3S / 4S gibi serideki hücre sayısı

ii). Maksimum deşarj Akımı - 10A / 20A / 25A / 30A gibi

Bu proje için bir 3S ve 25A BMS kartı kullandım. Bunlar bu BMS'nin özellikleri:

Aşırı voltaj aralığı: 4.25 ~ 4.35V ± 0.05V

Aşırı deşarj voltajı aralığı: 2.3 ~ 3.0V ± 0.05V

Maksimum çalışma akımı: 0 ~ 25A

Çalışma sıcaklığı: -40 ℃ ~ + 50 ℃

Nasıl Bağlanılır?

BMS'yi bağlantı şemasında gösterildiği gibi bağlayın. BMS'nin dört lehim pedi vardır: B-, B1, B2 ve B +. İlk paralel grup negatif terminal veriyolunu B- ve pozitif terminal veriyolunu B1'e bağlamanız gerekir. Benzer şekilde üçüncü paralel grup B2'ye negatif terminal bus ve B + 'ya pozitif terminal bus.

Nikel şeritleri BMS'ye kaynak yapabilir veya PCB pedine lehimleyebilirsiniz. Nikel şeritleri sağlam bağlantı için PCB'ye lehimlemeyi tercih ettim.İlk olarak PCB pedlerine ve nikel şeritlerinin ucuna lehim akısı uygulayın. tüm pedleri az miktarda lehim uygulayarak sonra lehimleyin.

Kredi: Bağlantı şeması Banggood ürün sayfasından alınmıştır.

Adım 10: 3D Baskılı Muhafaza

Pil takımının etrafındaki açıkta kalan nikel şeritleri vardır, yanlışlıkla kısa devre yapmasını önlemek için bunun için bir muhafaza tasarladım. Pil takımımın muhafazasını tasarlamak için Autodesk Fusion 360'ı kullandım. Kasanın iki bölümü vardır: Ana Gövde ve üst kapak. .STL dosyalarını Thingiverse'den indirebilirsiniz.

Parçaları yazdırmak için Creality CR-10S 3D yazıcımı ve 1.75 mm yeşil PLA filamentimi kullandım. Ana gövdeyi yazdırmak yaklaşık 6.5 saat, üst kapağı yazdırmak yaklaşık 1.2 saat sürdü.

Ayarlarım:

Baskı Hızı: 70 mm / s Katman

Yükseklik: 0, 3

Dolgu Yoğunluğu:% 100

Ekstruder Sıcaklığı: 205 derece

Yatak Sıcaklığı: 65 ° C

Adım 11: Bileşenleri Kablolama

Normalde standart bir akünün, yükü bağlamak ve aküyü şarj etmek için sadece iki terminali vardır.Bunun dışında, gerektiğinde akü seviyesini görmek için bir akü seviye göstergesi ekledim. 5mm DC jak (12V / 3A) kullandım ) giriş / çıkış için, pil durumunu görmek için 3S pil seviye göstergesi modülü ve pil seviye göstergesini AÇIK / KAPALI konuma getirmek için bir basmalı anahtar.

Şimdi bileşenlerin kablolamasına geçelim. Bu basit bağlantı şemasını tüm bileşenler için hazırladım. İletken parçaları yalıtmak için, ısıyla daralan makaron kullandım.

Not: Bileşenleri kasaya takmadan önce kabloları (P + ve P-) BMS'ye lehimlemeyin.

Adım 12: Son Montaj

Öncelikle bileşenleri 3D baskılı muhafazadaki ilgili yuvalara takın. Yukarıdaki resmi görebilirsiniz.

DC jakından ve Rocker anahtarından pozitif (kırmızı kablo) BMS'nin P + 'ya, DC jakından negatif kabloları ve Pil seviyesi göstergesini BMS'nin P- noktasına lehimleyin.

Ardından pil bölmesinin tabanına sıcak tutkal uygulayın, ardından pil takımını sabitleyin, böylece sıkıca oturacak ve kablo bağlantılarının kaybolmasını önleyecektir.

Son olarak, üst kapakları yerine vidalayın! Kapağı sabitlemek için 3M x 10 vida kullandım.Şimdi pil takımı kullanıma hazır.

Pil Takımını Şarj Etme:

Pil takımını böyle bir 12.6V DC adaptör ile şarj edebilirsiniz. Aliexpress veya eBay'den kolayca alabilirsiniz.

İnşallah benim projemi okumaktan zevk aldığım kadar okumaktan hoşlandınız. Eğer kendi projenizi yapmayı düşünüyorsanız, bunu yapmanızı teşvik edeceğim, çok şey öğreneceksiniz. İyileştirmeler için herhangi bir öneriniz varsa, lütfen aşağıya yorum yapın.

Teşekkürler !

İlgi̇li̇ Makaleler