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.
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 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.
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.
Источник
Без пайки и сварки — конструктор батарей для электротранспорта
Существует два общепринятых способа сборки батарей из элементов 18650 для электротранспорта: контактная сварка и пайка.
В интернете можно найти полно инструкций по обоим способам, коротко — пайку используют самодельщики для разовых проектов, в целях экономии, т.к. хорошие аппараты для точечной сварки достаточно дорогие, на свой страх и риск используют специальные флюсы, низкотемпературные припои, мощный паяльник и прочие ухищрения, для того чтобы спаять цепь из аккумуляторов.
Нагрев li-ion элементов крайне нежелателен, это может привести вплоть до разгерметизации элемента и даже взрыва, но на практике кратковременный точечный нагрев 3-5 секунд может происходить без существенных последствий.
В промышленных масштабах и мелкосерийном производстве применяют конечно контактную сварку, это быстро, надёжно, но делает батарею весьма не ремонтно пригодной. Если через некоторое время в одной из сборок выявится бракованный элемент — заменить его будет достаточно проблематично.
Ещё есть всякие холдеры, куда аккумулятроы просто вставляются и держатся за счёт подпружиненных контактов, но для объёмных и высокотовых сборок их не используют, по очевидным причинам — большие потери на плохих контактах, дополнительные вес и габариты, плохая фиксация аккумулятора в держателе. Но для фонарика, повербанка или шуруповёрта — вполне сойдёт.
И тут наткнулся на комплект из обычных на первый взгляд модульных холдерах, которые часто используют при сборе батарей из первых двух способах, но с одним отличием — плюсовой и минусовой пластиковый стакан имеют внутри контакты с резьбовым соединением снаружи!
То есть банки собираются как кубики лего в нужной форме, при этом не контактируют друг с другом — опасности перетирания изоляции при вибрации и короткого замыкания полностью отсутсвует, а контакты соедияются межу собой медными никелерованными перемычками при помощи гаек. И дополнительно потом стягиваются штифтами по всей сборке для надёжности.
При этом производитель заявляет о том что такой способ соединения аккумуляторов 18650 спокойно выдерживает ток до 20 ампер на банку, а это солидные показатели.
Энтузиасты собирали с помощью этого конструктора прям огромные батареи для электромобилей и прочего электротранспорта и всё работало нормально.
Единственный минус — это цена кита из холдеров и соединительного крепежа, $41.99 на комплект для 30 ячеек.
Источник
Аккумулятор 24 вольта своими руками
Всем привет! В этом видео я покажу Вам какую аккумуляторную батарею собрал мой друг для своего электро велика. За основу взяты литий-ионные элементы 18650 от старых аккумуляторные батарей ноутбука, все они прошли несколько циклов заряда и разряда при тестирование ёмкости прибором аймакс Б6. Элементы с ёмкостью более 2000 миллиампер часов попали в эту сборку, всё что меньше ушли в другие самоделки и гаджеты типа радиоприемник металлоискатель или фонарик. Отобрано было 80 элементов 18650.
Аккумуляторы вставляются в кассетницу, сделанную из пластин гетинакса. Чертежи кассетницы, количество вертикальных и горизонтальных пластин показаны на рисунке 1. Если у Вас нет желания выпиливать такую кассетницу самому, ее можно купить из Китая (ссылка в описании). Электрическое соединение элементов в батарею показано на рисунке 2. Данное подключение даёт возможность после поездки рассоединить все элементы и промониторить каждый элемент на работоспособность. В таком случае, при выходе из строя хотя бы одного элемента, у Вас будет возможность его заменить. Во-вторых, отказаться от дорогостоящих балансиров при зарядке данных батрей. В-третьих, батарею можно будет заряжать поэлементно, поблочно по 8 элементов или же всю целиком в параллель соединенную, если есть мощный источник напряжения 4,2 вольта и током порядка 80 ампер. Разъемы можно применять те, которые способны выдержать ток о 10 ампер.
Рисунок 1 — Чертежи кассетницы.
Рисунок 2 — Батарея на 36в.
Как собрать литий-ионный аккумулятор на любое напряжение и ток на велосипед или гироскутер, солнечную батарею или сверхмощный Power Bank.
Обычно используют литий-ионный ячейки типа 18650 от Samsung, на АлиЭкспресс они продаются по 100 руб. за штуку. Я использую их уже достаточно давно, они хорошо себя зарекомендовали даже в лютый мороз.
Как же набрать необходимое напряжение в аккумуляторе, используя вот такие ячейки? На самом деле всё довольно просто: при последовательном соединение напряжение суммируется. Т.е., если мы используем один аккумулятор, у нас будет напряжение 3,6 вольта, если два, то напряжение будет 7,2 вольта и т.д., спаять можно хоть 100 аккумуляторов. Как же их соединить последовательно? Всё очень просто: одна за одной, к плюсу первого аккумулятора припаивается минус второго, к плюсу второго припаивается минус третьего аккумулятора и т.д. Если нам надо 36 вольт, мы соединяем 10 штук.
После того, как мы набрали необходимое напряжение, необходимо набрать нужную ёмкость: одна ячейка даёт 2600 милиампер, если нам нужна большая ёмкость, можно ставить 2 ячейки, соединив их параллельно, тогда уже получится 5200 милиампер. Корпус для полученного аккумулятора можно сделать самостоятельно либо купить. Как собрать аккумулятор практически, смотрите в видео:
Как заряжать полученный аккумултор? Можно заказать на АлиЕкспресс готовую зарядку, можно использовать лабораторный блок питания, либо сделать его самостоятельно.
На заметку: что бы продлить ресурс аккумулятора, необходимо заряжать его не до конца, так же как и разряжать — не до конца. Но, если его зарядить чуть чуть выше — до 4,3 вольта, то ёмкость у него значительно вырастит. Это очень удобно, когда надо проехать большое расстояние на одной зарядке.
Из этого видео Вы узнаете, как собрать литий-ионный аккумулятор для электровелосипеда своими руками.
Батарею мы будем собирать из б/у элементов типа 18650, которые извлекаются из аккумуляторных батарей от ноутбука. Имейте в виду, что такие аккумуляторы могут быть как с очень хорошими параметрами, приближенными к новым, так и полностью «убитые» и непригодные не для чего. Притом и первые и вторые могут находится в одном ноутбуке. Для начала необходимо определится, какую батарею необходимо собрать в итоге: какая ёмкость и сколько напряжение. На примере, мы собираем 36 вольт 23 ампер часа, на такую сборку нужно около 80-100 хороших элементов 18650.
Приобрести подобные батареи по небольшой стоимости можно в мастерской по ремонту ноутбуков, как правило у них их очень много. Второй вариант приобретения аккумуляторов: приобрести на торговых площадках через интернет.
Первым делом замеряем напряжение каждой батареи и записываем его на корпус. Аккумуляторы, на которых меньше 3 вольт, нужно заряжать очень маленьким током до полного заряда. Только так можно восстановить их при этом предотвратив сильного нагрева. Те аккумуляторы, которые больше 3 вольт, можно смело заряжать паспортным током (наилучший вариант — ток 1 ампер).
Следующий шаг: с помощью таблицы Exel, делаем сортировку батареек от минимальной к максимальной ёмкости, после методом подбора добиваемся, что бы на каждой параллели была одинаковая ёмкость. Далее делаем кассету для будущей сборки и приступаем к самой сборке согласно списку, сделанному в Exel. Первая параллель укладывается плюсом вверх, следующая плюсом вниз и так по очереди. После того, как будет сформирована аккумуляторная батарея, ее нужно будет правильно подключить и спаять силовые шины. Следующий этап: подключение платы BMS. Подробнее о каждом этапе сборки смотрите в видео.
Видео о самокате Xiaomi. Самокат находится в рабочем состоянии, но владельца не устраивает, что аккумулятора хватает ненадолго. Необходимо будет разобрать батарейный отсек и визуально оценить батарею, далее необходимо будет разобрать эту батарею и замерить емкость отдельно параллельных секций. Разобрав батарею, можно будет увидеть, из каких ячеек она состоит — это позволит, хоть и косвенно, но понять, оригинальный это самокат Xiaomi или нет.
Откручиваем нижнюю крышку и достаем батарею. Модель батареи — 10S2P. Снимаем изолирующие ленты. БМС стоит маленькая. В данном аккумуляторе стоит 10 параллельных ячеек и еще пять свободных секций. Что бы увеличить пробег самоката Xiaomi, мы поставим более ёмкие ячейки и получим прирост к емкости этой батареи.
Сборка акб для электровелосипеда 48в, 13s 4p | Делаем аккумулятор для электровелосипеда 14 Ач в корпусе батарейный блок Hailong G56
Как собрать li ion аккумулятор 48 вольт для электровелосипеда
Собрать Литий-Ионный аккумулятор самому очень просто и гораздо дешевле. А так же вы будете знать его настоящую ёмкость.
Источник