Kaynaksız Lityum Pil Paketi: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Elektronikle ilgileniyorsanız, üstesinden gelinmesi gereken ortak bir zorluk uygun bir güç kaynağı bulmak olacaktır. Bu, özellikle inşa etmek isteyebileceğiniz tüm taşınabilir cihazlar/projeler için geçerlidir ve orada, bu güç kaynağı için büyük olasılıkla bir pil en iyi seçeneğiniz olacaktır. Düşük güçlü bir cihaz yapıyorsanız, aralarından seçim yapabileceğiniz çok sayıda seçeneğiniz vardır, ancak projeniz güç aç küçük bir bugger ise, o zaman lityum pillerle sınırlı olabilirsiniz. Birçok yönden lityum piller, akıllı pil bilim adamlarından insanlığa harika bir hediye ve oğlum bu hediyeler için minnettarım.

Pil takımları, yüksek güç talepleri olan bir dizi ürün için gereklidir. Bunlar taşınabilir hoparlörler, e-bisikletler, elektrikli kaykaylar, güç bankaları, el fenerleri, RC malzemeleri ve çok daha fazlası olabilir.

Bu pillerle ilgili tek sorun (şarj/deşarj konusundaki seçiciliklerini ve yanlış kullanıldığında alev alma eğilimlerini tamamen göz ardı ederek) diğer kalitesiz pil teknolojilerine göre oldukça pahalı olmalarıdır. Bu nedenle, kendi pil paketlerinizi ucuza oluşturabilmek, ciddi projeler için harika bir olanak sağlar.

Neyse ki bizim için lityum piller o kadar popüler ki, her yerdeler. Bu nedenle, bu talimatta, enerjiye aç projelerinizi güçlendirmek için kullanabileceğiniz eski dizüstü bilgisayarlardan toplanan 18650 Lityum pillerden kendi pil takımınızı oluşturma sürecinde size rehberlik edeceğim.

Adım 1: Neden Bu Eğitilebilir?

Peki, bu talimatı pil takımı oluşturmayla ilgili diğer birçok talimattan ayıran nedir? Bir pil takımı oluşturmanın bir yolunu ararken, genellikle iki seçeneğin verildiğini fark ettim. Bunlar, hücreleri bir punta kaynak makinesi ile birbirine kaynaklamak veya hücreleri birbirine lehimlemek içindir. Çok fazla detaya girmeden bu seçeneklerin elbette artıları ve eksileri var. Punta kaynağı olan profesyonel, aküye çok az zarar vererek güvenilir bir bağlantı sağlamasıdır. Bununla birlikte, oldukça maliyetli olabilen bir nokta kaynak makinesi gerektirmesidir. Lehimleme çok daha ucuzdur ve daha iyi bir bağlantı oluşturacaktır, ancak hücreye ısı transferi nedeniyle bataryaya zarar verme pahasına. Bu yöntemlerin her ikisinin de muzdarip olduğu bir başka dezavantaj, oldukça kalıcı olmaları, pil konfigürasyonunda değişikliklere izin vermek için lehim sökme veya tırnakların kesilmesini gerektirmeleridir. Bu yüzden kaynaksız ve potansiyel olarak lehimsiz bir pil takımı olan üçüncü bir seçeneği tercih ediyorum.

Pahalı nokta kaynak makineleri kullanmadan, pillere zarar vermeden ve herhangi bir zamanda pil takımını yeniden yapılandırma veya tek hücreleri kolaylıkla değiştirme özgürlüğü ile ızgara boyutundaki herhangi bir pil takımının oluşturulmasına izin veren bu modüler hücre tutucuları tasarladım.

2. Adım: Sorumluluk Reddi

Ancak başlamadan önce, Lityum pillerin, ne kadar harika olurlarsa olsunlar, doğru kullanılmadıkları takdirde oldukça tehlikeli olduklarını size bildirmeliyim. Bunlar pillerin kar taneleridir ve kötü muamele görürlerse patlayacak/cehennem alevlerine dönüşecek, projenizi, arabanızı, evinizi veya ulaşabileceği yanıcı her şeyi alaşağı edecektir. Bu pillerin yüksek enerji içeriği de kısa devre yapıldığında ciddi hasarlara neden olabilir. Bu talimattan sonra bir şeylerin yanlış gitmesi sonucu zarar gören herhangi bir mal, canlı varlık veya manevi/zihinsel varlık için herhangi bir sorumluluk kabul etmiyorum. Bunu ancak lityum piller hakkında yeterli bilgiye sahipseniz ve gerekli önlemleri almışsanız yapmalısınız.

Kısacası, bunu kendi sorumluluğunuzda yaparsınız ve bu konuda yanlış gidebilecek hiçbir şeyde sorumluluk kabul etmem. Hiçbir şeyi riske atmak istemiyorsanız, profesyoneller tarafından yapılmış bitmiş bir paket satın almanızı öneririm.

sınırlamalar:

Buradaki talimatlar esas olarak korumasız bir pil takımı oluşturmaya odaklanacaktır, bu nedenle pil takımını güvenli bir şekilde kullanmamızı sağlayacak herhangi bir BMS veya diğer güvenlik önlemleri dikkate alınmayacaktır. Bu, bunu çözmek için inşa etmek isteyenlere bırakılmıştır.

3. Adım: 18650 Pil Hücrelerinin Tedarik Edilmesi

Halihazırda 18650 piliniz varsa ve yalnızca pil paketi oluşturma süreciyle ilgileniyorsanız, "Paketi oluşturma" adımına geçebilirsiniz.

Karşılaşacağınız en yaygın pil türlerinden biri, dizüstü bilgisayarlarda en yaygın olarak kullanılan pil türü olan 18650 pil hücresi (bundan sonra hücre olarak anılacaktır) olacaktır. (Gerçek, 18650 aslında 18 mm çapında ve 65.0 mm uzunluğunda olan hücrenin boyutunu tanımlar). Elbette 21700 ve 26650 gibi başka hücreler de var ama popülerlikleri nedeniyle bu talimat sadece 18650 hücre tipine odaklanacak.

Ücretsiz 18650 puanının ana kaynağı şüphesiz eski dizüstü bilgisayarlardır. Bunlar genellikle dizüstü bilgisayar türüne bağlı olarak 6-9 hücre tutar. Kötü dizüstü bilgisayar pillerinden bile, hücrelerin yalnızca bir kısmı kötü olurken, geri kalanı hala kullanılabilir durumda olabilir. Hücreleri almak için diğer yerler e-bisiklet pil paketlerinden, güç bankalarından ve ayrıca eBay ve amazon gibi çevrimiçi mağazalardandır, ancak bunlar elbette ücretsiz olmayacaktır.

Bir dizüstü bilgisayar piline sahip olduğunuzda, onu açmanın zamanı geldi. DİKKAT Bununla birlikte, pillerden herhangi birini delmek veya kısa devre yapmak istemediğiniz için. Benim tavsiyem, meraklı kısım için plastik bir alet kullanmaktır. Hala tornavida gibi metal bir nesne kullanıyorsanız, aksiliklere neden olmamak için bunu nazikçe yaptığınızdan emin olun.

Hücrelerinize sahip olduğunuzda, kapasitelerini test etme zamanı. Bunun için OPUS BT-C3100 (bağlı kuruluş bağlantısı) gibi bir pil şarj cihazı/test cihazı kullanmanızı öneririm. Bu kullanışlı küçük cihazlar, lityum hücrelerinizi sizin için şarj edecek/deşarj edecek, test edecek ve bakımını yapacaktır; bu, projeler için lityum hücreleri kullanmayı planlıyorsanız harikadır.

4. Adım: Pil Paketleri

Pil paketleri iki ana nedenden dolayı yapılır: voltajı artırmak ve/veya kapasiteyi artırmak. Bir hücre, bir paketteki ayrı bir pildir ve hücreler seri olarak bağlandığında voltaj eklenir. Hücreler paralel olarak bağlandığında, bunun yerine hücrelerin kapasitesi eklenir, böylece daha yüksek kapasiteli bir pil taklit edilir. Bir pil takımının konfigürasyonu genellikle XsYp olarak tanımlanır; burada X, serideki hücre sayısını ve Y, paralel hücre sayısını gösterir. Bunları çarparak paketimiz için gereken toplam hücre sayısını elde ederiz.

Tipik bir 18650'nin voltaj aralığı 4.2V ile ~2.5V arasındadır ve bu nedenle, 3s1p serisinde üç hücreyi birbirine bağlayan 12V'luk bir pil takımı istiyorsanız, 12,6V tam şarjlı ve 7,5V'a kadar tamamen boş verir (ancak tavsiye edilmez). hücreleri 3V'un altına boşaltın).

Hücrelerdeki kapasite, model ve üretici arasında büyük farklılıklar gösterir. Ancak test ettiğim çok sayıda pilden, kullanılmış dizüstü bilgisayar pillerinin beklenen kapasitesi 2000 mAh ile 3000 mAh arasında değişiyor. Elbette bundan daha düşük kapasiteli piller bulacaksınız ve benim genelde attığım piller.

Diyelim ki 10000mAh kapasiteli bir güç bankası oluşturmak istiyorsunuz ve bir grup 2000mAh hücreniz var… o zaman tahmin ettiniz, bu 10000mAh'yi elde etmek için beş tanesini paralel 1s5p konfigürasyonunda bağlamanız gerekecek ve tabii ki bir 5V'a çıkarmak için DC-DC regülatörü.

Örneğin, 12V ve en az 10000mAh istiyorsanız, yapılandırma 3s5p olacaktır ve bu, bu paketi oluşturmak için gerekli hücre miktarının 15 olacağı anlamına gelir.

Kendi pil takımınızı oluşturmak gerçekten çok faydalıdır ve internette, internette tonlarca okuma materyali vardır. Bu nedenle, paket oluşturma konusunda yeniyseniz, biraz araştırma yapmanızı öneririm, çünkü bu talimat, pil paketleri ve sınırlamaları hakkında tüm ayrıntıları sağlamayacaktır. Bakılacak birkaç şeyle ilgili ipuçları, akım çekişi ve akım bölümü, BMS, denge şarjı, voltaj düşüşü, pil iç direnci, sekme boyutları, pil kimyası ve termal kaçaktır.

Adım 5: Paketi Oluşturma

Bu pil takımını oluşturmamız için gerekli olacak birkaç şey var.

Pil takımını oluşturmanın ilk adımı, istediğiniz/ihtiyacınız olan yapılandırmaya karar vermektir. Buna voltaj, kapasite ve akım gereksinimleri karar verir. Bu talimatta, 12V 4-5000mAh pil ile sonuçlanması gereken bir 3s2p pil takımı oluşturacağız.

Hücre tutucularımızı yazdıracağımız için bir 3D yazıcı inanılmaz derecede faydalı olacaktır. Yani bu, arka cebinizden bir 3D yazıcı çıkarmanız veya yazıcısı olan bir arkadaşınızdan size yardım etmesini istemeniz gereken kısım. Bu hücre tutucular oldukça küçüktür, bu nedenle onları bir araya getirmek için uygun toleransı elde etmek için 0,4 mm veya daha küçük bir meme kullanmanızı tavsiye ederim. STL ve model dosyaları, yazdırma talimatlarını da bulabileceğiniz aşağıdaki bağlantıda bulunabilir.

Seçilen montaj yöntemine bağlı olarak bir matkap da gerekebilir (bununla ilgili daha sonraki slaytlarda daha fazlası)

Daha önce de belirtildiği gibi, kaynak gerekli olmayacak ve lehimleme isteğe bağlı olacaktır. Bir havya için ana kullanım, uçları pil takımına bağlamak olacaktır. Bununla birlikte, bunun yerine kablolar üzerinde halka terminaller kullanılarak veya tırnakların kablolar olarak hareket etmesi ve tek tek hücre kablolarını (dengeleme kabloları) yok saymasıyla bu önlenebilir.

stl dosyalarına bağlantı: STL dosyaları

Adım 6: Gerekli Parçalar

Paketiniz için gerektiği kadar tutucu yazdırın ve gereken diğer parçaları tedarik etmeye başlayın. Bu yapı için toplam altı hücre tutucu yazdırmamız gerekecek. Ayrıca muhafazayı, kapağı ve isteğe bağlı olarak montajı yazdırın, çünkü muhafaza pil takımını çok daha dayanıklı ve güvenilir hale getirecektir.

Parça listesi:

• Nikel sekmesi (maksimum 7, 5 mm genişlik)
• 2x M5 vida (en az 100 mm uzunluğunda)
• 2x M5 kanat somunu
• 12x M3 vida ve somun*
• Terminal uçları (Kırmızı ve Siyah)
• Dengeleme uçları*

*Opsiyonel parça

Adım 7: Paketi Birleştirin

Tüm parçalara sahip olduğunuzda, paketi bir araya getirme zamanı gelir ve bu, gerekli paket boyutunu oluşturmak için basılı hücre tutucular birbirine oturtulabildiğinden oldukça basittir.

Hücre tutucular, bir pil takımı oluşturmak için bunları kullanmanın birden çok yolu olacak şekilde tasarlanmıştır.

1. İlk seçenek, birden fazla hücreyi bağlamak için tırnakları hücre tutucudan geçirmektir. Tutucular, pil hücresiyle uygun teması sağlaması gereken bir yaylılıkla tasarlanmıştır.
2. İkinci seçenek, terminal kontakları olarak M3 vidaları kullanmak ve somunları kullanarak tırnakları vidalara sıkmaktır. Bunun için M3 vidaların geçmesine izin vermek için tırnaklarda delikler açmak faydalı olabilir. Bu delikleri delerken aralığa yardımcı olacak bir mastar sağladım. Pil titreşimlere dayanacaksa, somunların gevşemesini önlemek için naylon somun veya loctite kullanmak akıllıca olabilir.

Uçların ve tellerin (dengeleme uçları gibi) ve bağlantı tırnaklarının (seri bağlantılar oluşturmak için) herhangi bir lehimlenmesi, doğru tırnakların bağlandığından emin olarak bu aşamada yapılmalıdır.

İlk kısım (buna alt kısım diyelim) tamamlandıktan ve uygun kurşun teller lehimlendikten/takıldıktan sonra, muhafazanın altına yerleştirilebilir. Sıkı bir uyum olacak. Bu, sağlam bir paket oluşturmak ve paketin içindeki gereksiz gürültüyü azaltmak amacıyla yapılmıştır.

Pilleri, tüm paralel çiftlerin aynı voltaj seviyesinde olduğundan ve hücrelerin benzer kapasiteye sahip olduğundan emin olarak yerleştirin. Seri bağlantı oluşturmak için hücre çifti, ortadaki çiftin diğer iki çiftin zıt yönüne bakması gerektiği anlamına gelen alternatif yöne bakmalıdır.

Üst hücre tutucularını pakete yerleştirin. Bu adım, tüm hücrelerin üst tutucuya düzgün şekilde hizalanmasını sağlamak için biraz kıpırdama ve oynama gerektirebilir.

ÖNEMLİ!

• Hücrelerin polaritesini ve yönünü doğru aldığınızdan kesinlikle emin olun, aksi takdirde hücreleri kısa devre yapma ve bununla birlikte, nadiren iyi bir şey olan tam potansiyellerini açığa çıkarma riskiyle karşı karşıya kalırsınız.
• Eski dizüstü bilgisayar pillerinden veya diğer elektronik cihazlardan temizlenmiş hücreler kullanıyorsanız, tüm çıkartmaları, yapıştırıcı kalıntılarını veya hücre üzerinde olabilecek herhangi bir şeyi çıkardığınızdan emin olun, şrink ambalajı çıkarmamaya dikkat edin. Terminallerin iyi bir şekilde temas etmesini sağlamak için hücrenin hücre tutucusunda serbestçe hareket etmesini istiyorsunuz.

8. Adım: Paketi Test Edin

Kapağı yavaşça vidalayın ve işte! umarım kendine çalışan bir pil takımına sahipsindir. Elbette şimdi multimetrenizi çıkarmanın ve beklenen voltajı sağladığını görmek için paketi test etmenin zamanı geldi.

Resimlerde görüldüğü gibi, bu tutucularla birkaç pil takımı oluşturdum ve gerçekten harika olduklarını söylemeliyim. Artık, bozuk hücreleri kolaylıkla değiştirebileceğiniz, konfigürasyonu değiştirebileceğiniz ve hücreleri tek tek şarj edebileceğiniz paketler oluşturmak mümkün.

Bununla birlikte, bu şekilde paket oluşturma hakkında bahsetmeye değer bazı şeyler var. Bağlantı hücrelere bağlı olmadığından, her hücrenin uygun temasta olduğundan emin olmak için ekstra özen gösterilmesi gerekir. Piller düzgün temas etmiyorsa, piller eşit olmayan şekilde boşalacağından kıvılcımlar oluşabilir. Akılda tutulması gereken başka bir şey de, bu çözümün, örneğin kaynak yapmaya kıyasla daha az kompakt bir pil takımı ile sonuçlanacağıdır. Üçüncü dezavantaj, modüler yapı onu esnek hale getirmesine rağmen, yine de ızgara düzeni konfigürasyonlarıyla sınırlı olmanız ve pil takımının şeklini özelleştirmenin daha zor hale gelmesidir.

Ancak, yukarıda belirtilen dezavantajlardan hiçbiri sizi rahatsız etmiyorsa, o zaman talimatların üstesinden geldiğiniz için tebrikler ve gelecekteki tüm güç zorluklarınızı çözebilir misiniz?

Herhangi bir korumasız lityum pil kullanmanın oldukça riskli olduğunu unutmayın, bu nedenle paketi aşırı şarj/deşarjdan korumak için uygun bir BMS (Pil izleme sistemi) kullanılması tavsiye edilir ve ayrıca bir dengeleme özelliği varsa, şarj etmek için de kullanılabilir. paket. Küçük paketler için kullanmak üzere önerdiğim BMS'nin aşağıdaki bağlantılarına bakın.

12V BMS (3'lü paket)

16V BMS (4'lü paket)