» » Как собрать аккумуляторную батарею своими руками (тонкости и советы)

Как собрать аккумуляторную батарею своими руками (тонкости и советы)

Как собрать аккумуляторную батарею своими руками (тонкости и советы)


В этой статье мастер-самодельщик проведет нас по всем этапам сборки батареи, от выбора материала до окончательной сборки. Радиоуправляемые игрушки, батареи ноутбуков, медицинские приборы, электровелосипеды и даже электромобили используют аккумуляторы в основе которых элемент питания 18650.

Батарея 18650 (18*65 мм) - это размер литий-ионной батареи. Для сравнения обычные батарейки формата АА имею размер 14*50 мм. Конкретно эту сборку автор делал для замены свинцово-кислотного аккумулятора в изготовленной им ранее самоделки.

Видео:


Инструменты и материалы:
-Аккумуляторы 18650;
-BMS (Battery Management System);
-Никилиевая полоса;
-Индикатор уровня заряда батареи;
-Выключатель;
-Разъем;
-Держатель аккумуляторной батареи 18650;
-Винты 3M x 10 мм;
-Аппарат точечной контактной сварки;
-3D-принтер;
-Стриппер (инструмент для снятия изоляции);
-Фен;
-Мультиметр;
-Зарядное устройство для литий-ионных батарей;
-Защитные очки;
-Диэлектрические перчатки;

Некоторые инструменты можно заменить на более доступные.

Шаг первый: выбор аккумуляторов
Первым делом нужно выбрать правильные аккумуляторы. На рынке представлены разные батареи от $ 1 до $ 10. По утверждению автора лучшие аккумуляторы фирм Panasonic , Samsung , Sanyo и LG. По цене они дороже других, но зарекомендовали себя хорошим качеством и характеристиками.
Не советует автор покупать батареи с названиями Ultrafire, Surefire и Trustfire. Это батареи которые не прошли контроль качества на заводе и были куплены по бросовой цене и перепакованы под новым названием. Как правило в таких батареях отсутствует заявленная емкость и есть риск возгорания при заряде-разряде.
Для своей самоделки мастер использовал аккумуляторы фирмы Panasonic емкостью 3400 мАч.




Шаг второй: выбор никелевой полосы
Для соединения аккумулятор нужны никелевые полосы. На рынке представлены два продукта: никелированные металлические и никелевые полосы. Автор советует использовать никелевые полосы. Они подороже, но имеют низкое сопротивление и значит меньше греются, что влияет на срок службы батарей.

Шаг третий: точечная сварка или пайка
Для соединения батарей есть два способа пайка и точечная сварка. Лучший выбор точечная сварка. При точечной сварке батарея не перегревается. Но аппарат для сварки (такой, как у автора) стоит ок. 12 т.р. в зарубежном интернет-магазине и ок. 20 т.р. в российском интернет-магазине. Сам автор использует сварку, но подготовил несколько рекомендаций и для пайки.
При пайке к минимуму сведите контакт паяльника с батареей. Лучше использовать мощный паяльник ( от 80 Вт) и быстро припаять, чем разогревать место припоя.

Шаг четвертый: проверка батарей
Перед соединением батарей нужно проверить отдельно каждую из них. Напряжение на батареях должно быть примерно одинаково. У новых качественных батарей напряжение составляет 3,5 В - 3,7 В. Такие батареи можно соединять, но лучше выравнять напряжение с помощью зарядного устройства. У б\у батарей разница напряжений будет еще больше.


Шаг пятый: расчет батарей
Для проекта мастеру нужна батарея с напряжением 11,1 В и емкостью 17000 мАч.
Емкость батареи 18650 составляет 3400 мАч. При параллельном соединении пяти аккумуляторов получаем емкость равную 17000 мАч. Обозначают такое соединение Р, в данном случае 5Р

Одна батарея имеет напряжения 3,7 В. Что бы получить 11,1 В нужно соединить последовательно три батареи. Обозначение S, в данном случае 3S.

Итак для получения нужных параметров нужно три секции, состоящих каждая из пяти параллельно соединенных аккумуляторов, соединить последовательно. Пакет 3S5P.


Шаг шестой: сборка батареи
Для сборки батареи мастер использует специальные пластиковые ячейки. Пластиковые ячейки обладают рядом преимуществ перед соединением их например, с помощью клеевого пистолета.
1.Легкая сборка любого количества.
2. Между аккумуляторами остается пространство для вентилирования.
3.Вибро и ударо прочность.

Собирает две ячейки 3*5. Устанавливает, в ячейку, первый пакет аккумуляторов 5S плюсом в верх,следующие пять минусом вверх и последний пять аккумуляторов снова плюсом вверх (см. фото).

Сверху устанавливает вторую ячейку.

Шаг седьмой: сварка
Отрезает четыре никелевые полосы, для параллельного соединение, с запасом в 10 мм. Отрезает десять полосок для последовательного соединения.

Укладывает длинную полоску на + контакты первой (при переворачивании она так и останется первой) параллельной ячейки 5Р. Приваривает полосу. Приваривает полоски одним концом к + третей ячейки другим к - второй. Приваривает длинную полосу к + третей ячейки (поверх пластинок). Переворачивает блок. Приваривает пластинки с обратной стороны учитывая, что теперь параллельно соединяем третью, а параллельно-последовательно первую и вторую секции (учитывая что ее перевернули).




Шаг восьмой: BMS (Battery Management System)
Сначала немного разберемся что такое BMS.
BMS (Battery Management System) – это электронная плата, которая ставится на аккумуляторную батарею с целью контроля процесса её заряда/разряда, мониторинга состояния аккумулятора и его элементов, контроля температуры, количества циклов заряда/разряда, защиты составных аккумуляторной батареи. Система управления и балансировки обеспечивает индивидуальный контроль напряжения и сопротивления каждого элемента аккумулятора, распределяет токи между составными аккумуляторной батареи во время зарядного процесса, контролирует ток разряда, определяет потерю емкости от дисбаланса, гарантирует безопасное подключение/отключение нагрузки.

На основе получаемых данных BMS выполняет балансировку заряда ячеек, защищает аккумулятор от короткого замыкания, перегрузки по току, перезаряда, переразряда (высокого и чрезмерно низкого напряжения каждой ячейки), перегрева и переохлаждения. Функциональность BMS позволяет не только улучшить режим эксплуатации аккумуляторных батарей, но и максимально увеличить срок их службы.

Важными параметрами платы является количество ячеек в ряду, в данном случае 3S, и максимальный разрядный ток, в данном случае 25 А. Для данного проекта мастер использовал плату со следующими параметрами:
Модель: HX-3S-FL25A-A
Диапазон перенапряжения: 4,25 ~ 4,35 В ± 0,05 В
Диапазон разрядного напряжения: 2,3 ~ 3,0 В ± 0,05 В
Максимальный рабочий ток: 0 ~ 25 А
Рабочая температура: -40 ℃ ~ + 50 ℃
Припаивает плату к концам батареи согласно схеме.








Шаг девятый: корпус
Корпус мастер-самодельщик изготовил на 3D принтере.




Шаг десятый: сборка
Теперь нужно установить индикатор заряда батареи, выключатель индикатора и разъем для подключения зарядки или нагрузки. Монтирует все согласно схеме (черный провод к Р- ,коричневый к Р+) и устанавливает в корпус.







Прикручивает крышку.

Для зарядки можно использовать адаптер 12,6 В 2А.

Источник
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Оцените самоделку по критериям

10
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
10
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
9
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 9.67 из 10 (голосов: 1)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
4 комментария
  1. popvovka
    2.5 ампера для заряда мало. 12 вольт адаптера тоже без запаса. Учитывая 3 элемента при максимуме заряда уже более 12 вольт. Попади туда элементы как на рисунке и заряди их до максимума разброса 4.35 +-0,05 будет не долгая жизнь у них...
    1. pogranec Автор
      Ну он адаптер как пример приводит, а заряжать собирается от солнечной панели насколько я понял. Сколько там не знаю, сей час схожу посмотрю.
      Каким напряжением и током нужно заряжать? Я думаю не только мне будет интересно и другим тоже.
      1. popvovka
        Эти элементы (самсунг)если я не ошибаюсь на 2.6 Ач, 5 штук в параллель, миннимум пусть 10 ампер. Для 2-х ампер это 0.2С. Это заряд, грубо ночь. Панасоники еще большей емкости вроде. Данная техника используется в ноутбуках. Заряд осуществляется током в пределах 1-2 ампер, все зависит от прошивки.
        Для данной BMS не понятно какой ток заряда считается номинальным. Блок питания всего 2 ампера, ой как мало для такого кол-ва элементов в плече.
        Блок питания если 12 вольт, то это меньше чем сумма полностью заряженных элементов(12.6вольт).
        Если брать для примера контроллер заряда для лития, на популярной ТР4056, то она питается от 5 вольт.
        Солнечная панель дает максимум при полном освещении. По некоторым знаю, где-то 18 вольт. Но это при хорошем освещении. При пасмурной погоде меньше соответственно.
        Диапазон перенапряжения: 4,25 ~ 4,35 В ± 0,05 В

        Пугает то, что обычные элементы, все теже Panasonic NCR18650B, имеют конечное напряжение заряда 4.2 вольта и заряд их до максимально платы 4.35 +-0,05 уменьшает их жизнь.
    2. pogranec Автор
      Там стоит контроллер на 3 А и 12В, но насколько я понял он будет что то дорабатывать

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

У нас с Вами, видимо, разное понимание слова "шлифованный". (( На Вашей фотографии не то что не шлифованная, а даже не строганная доска....
К нам на завод иногда даже пластиковые поддоны попадают!...
А чем доска от поддона не канает? Она вполне шлифованная, сучков нет, заусенец тоже и т.д. Порой доски на поддоны очень даже отличные применяют....
Прошу прощения за поверхностное прочтение, увидел - пластик, а то, что он армирован алюминием, не допёр....
Все комментарии