BMS'li DIY 4S Lityum Pil Paketi: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Lityum iyon piller ve pil paketleri hakkında birden fazla öğretici veya nasıl yapılır kılavuzu izledim ve okudum, ancak size çok fazla ayrıntı veren bir tane görmedim. Bir acemi olarak, iyi cevaplar bulmakta zorlandım, bu yüzden bunların çoğu deneme yanılma (ve kıvılcımlar) oldu.

Bir proje için 18650 lityum iyon pilden bir pil takımı yapmaya karar verdiğimde, eski dizüstü bilgisayarımın pilini söktüm, pilleri çıkardım, metal şeritlerle bir pil takımına lehimledim. Ancak ilk denememde bunun o kadar kolay olmadığını öğrendim. Lityum iyon piller, nikel metal hidrit, kurşun asit veya nikel kadmiyum piller gibi değildir. Aşırı deşarja, aşırı şarja ve kısa devreye karşı hassastırlar ve aşırı ısınma, erime veya patlamayı önlemek için özel bakıma ihtiyaçları vardır.

Neden kullansınlar? Projeler için gerçekten harikalar çünkü diğer kimyalardan daha yüksek voltaja sahipler ve çok fazla enerji tutuyorlar, bu da nikel metal hidrit veya nikel kadmiyum hücreleri (sadece 1,2 volt) kullandığınızdan daha azını kullanabileceğiniz anlamına geliyor. Elektrikli alet pilleri ve elektrikli araç pilleri bu nedenle lityum iyon hücrelerden yapılmıştır. Tüm şekil ve boyutlarda ve kapasitelerde gelirler. Yüksek kaliteli hücreler, 20 amperin üzerindeki yüksek deşarj oranlarına dayanabilir ve çoklu hücre konfigürasyonlarında iyi çalışır. Ayrıca etrafa bakarsanız bunları ucuza veya ücretsiz olarak alabilirsiniz çünkü hemen hemen her dizüstü bilgisayarda, insanların bazen "ölü" olduğu için attıkları, ancak içinde çok fazla ömrü kalmış olabilecek bir lityum iyon pil vardır.

Seri olarak 4 hücreye ve 8 hücre için paralel 2 hücreye sahip bir 4S2P paketi oluşturuyorum. Bu size 16,8 voltluk tam şarj voltajı, nominal 14,8 voltluk ve 12 voltluk deşarj derecesi verir ve seri hücrelerin kapasitesini iki katına çıkarır. Ayrıca, hücreleri korumak ve doğru çalışmasını sağlamak için gerekli olan bir pil yönetim sistemine sahiptir. Bu projeyi yaklaşık 20 USD karşılığında bitirebildim. Ayrıca, başardım!

Öyleyse başlayalım! Kullandığım materyallerin linkleri eklenecektir.

Adım 1: Malzemeler, Araçlar ve Güvenlik

Lityum iyon hücreleri oldukça zararsızdır, ancak bazı önlemler almanız gerekir. Kısa devre yapmaktan kaçının ve havya ve aletlere dikkat edin.

Aletler için en az 30 watt'lık bir havyaya, dijital multimetreye, bıçak veya tel sıyırıcılara, yan kesicilere veya gömme kesicilere ihtiyacınız vardır.

Ardından, bunun gibi bazı kaliteli lehimler: https://www.ebay.com/itm/Kester-44-Rosin-Core-Sold… Bu, elektronik için alabileceğiniz en iyilerden bazıları.

Diğer gerekli öğeler, elbette, 18650 lityum iyon pil, eski bir dizüstü bilgisayar paketi veya bazıları:

Bunlar gibi saf nikel şeritler:

Bir pil yönetim sistemi/kartı:

4S denge fiş konnektörleri:

Deans T tipi konektörler (veya XT60 konektörler):

Pil takımını şarj etmek için şarj cihazını dengeleyin:

Diğer çeşitli öğeler 18 gauge (1.02 mm çap), 26 gauge (.40 mm çap) ila 24 gauge (.51 mm) tel, maskeleme bandı ve/veya elektrik bandı veya ısıyla daralan filmdi.

Adım 2: Piller

İlk olarak, bazı 18650 boyutlu lityum iyon pillere ihtiyacınız olacak. Bunu ucuza yaptığım için eski dizüstü bilgisayar pillerini aradım ve tasarruf deposunda 3 dolardan daha ucuza 9 hücreli bir Dell paketi buldum. Bu paket, bazı kaliteli kırmızı Sanyo marka hücrelerden oluşuyordu. Veri sayfasını kontrol ettim ve oldukça standart 2200 mAh kapasiteye sahipler ve 4 amper deşarj akımı için derecelendirildiler. Fena değil. Evet, hemen hemen ölüydüler (her hücre 2 voltun altında), ama onları canlandırmayı başardım. Bunu nasıl yapacağınızı söyleyen başka bir Eğitilebilir Yazı yapıyorum. eBay veya Amazon'da yepyeni hücreler satın alabilirsiniz, ancak iyi markalar için pahalı olabilirler. 5000 veya 9800 mAh kapasite reklamı yapanlardan uzak durun. Muhtemelen fabrikada kalite kontrol testlerinden geçemeyen ve 1000 hatta 900 mAh kapasiteye sahip olabilecek isim marka hücrelerdir. Yeniden markalanırlar ve indirimli olarak yeniden satılırlar. Eski bir dizüstü bilgisayar pili kullandıysanız, eski konektörleri terminallerden çıkarmanız gerekir. Bunu yapmak için yan kesicileri kullanın.

Adım 3: Hücreleri Bağlama

Daha sonra hücreleri birbirine yapıştırmanın bir yoluna ihtiyacınız var. Çelik lehim tırnakları veya nikel şeritler kullanabilirsiniz. Nikel kaplı çelik değil saf nikel şeritler kullanıyorum çünkü yüksek akım çekimlerinde çelik nikelden daha yüksek dirence sahip olduğundan ısı oluşumuna neden olabilir. Bunları hücrelere lehimliyorum. Bu önerilen bir yol değildir çünkü havyayı hücre üzerinde çok uzun süre tutarsanız hücreye zarar verir ve kapasitesini kaybetmesine neden olur. En iyi yol, amaca yönelik bir nokta kaynak makinesini şu şekilde kullanmaktır:

Bununla birlikte, çok sayıda pil takımı yapmazsanız ve biri için 200 $ veya daha fazla harcamayı haklı çıkaramazsanız, lehimleme iyidir. Sadece dikkatli ol.

Havya için en az 30 wattlık bir demir ve iyi bir lehim tavsiye ederim. İyi lehim önemlidir. Bunun için kurşunsuz lehim kullanmayın çünkü erime sıcaklığı daha yüksektir. Ayrıca, daha zayıf bir havya, hücreleri nikel şeritlerine düzgün bir şekilde bağlayacak kadar ısınmayacaktır.

Pil takımını oluşturmak için 4 hücreyi seri olarak alıyoruz ve paralel bir hücre ekliyoruz, böylece hücre başına voltajı ve kapasiteyi iki katına çıkardık. Hücreleri nasıl bağlayacağınızı öğrenmek için yukarıdaki şemaya bakın. Tek sınırlayıcı faktör, tüm hücrelerin aynı olması gerektiğidir. BMS ile bile, eşit olmayan kapasiteler, bir hücrenin eşit olmayan şekilde şarj olmasına ve boşalmasına neden olur ve bu, o hücrenin ve diğerlerinin daha hızlı arızalanmasına neden olabilir. Bu nedenle, her zaman birlikte kullanıldığı için dizüstü bilgisayar pillerini kullanmak iyidir.

Hücreleri lehimlemek için hücrelerin pozitif ve negatif uçlarını pürüzlendirin ve az miktarda lehim uygulayın. Ardından, şemalarda gösterildiği gibi hücreleri seri/paralel bağlantı için uygun sıraya yerleştirin. Bunun için hücreleri maskeleme bandıyla bantladım, ancak pil ayırıcıları da kullanabilirsiniz.

Hücreleri birbirine bağlamak için nikel şeritleri doğru uzunlukta kesin. Bunun için bazı yan kesiciler kullandım, ancak kalay kesiciler veya sac metal kesiciler de işe yarıyor. Şeridin her iki ucuna lehim uygulayın ve şeridi pil terminallerine lehimleyin. Havyayı çok uzun süre tutmayın, sadece lehimi eritecek kadar. Doğru şekilde hizalanmalarını sağlamak için son bağlantıları lehimlemeden önce hücreleri birbirine bantladım.

Adım 4: BMS Panosu ve Terazi Bağlantıları

Pil paketinden en iyi şekilde yararlanmak ve erken bozulmasını önlemek için, bunların korunduğundan ve doğru şekilde şarj edildiğinden emin olmanın bir yolunu eklememiz gerekir. Lityum iyon veya polimer hücrelerin, gerçekten kötü olabilen yetersiz veya aşırı deşarjdan korunması gerekir. Bu, bir pil yönetim sistemi/kartı veya BMS tarafından yapılır. Yaptığımız gibi birden fazla hücreli pil için pil korumasını birleştiren bir cihaz. Kısaca pil yönetim sistemi veya BMS olarak adlandırılır. Hücreleri aşırı ve düşük deşarj, akım yükselmeleri ve kısa devrelerden koruyan bir cihazdır. Farklı hücre düzenlemeleri ve uygulamaları için birçok farklı tipte ve konfigürasyonda BMS kartı vardır. 10 amperlik bir çalışma akımı için derecelendirilmiş bir 4S BMS kartı kullanıyorum, bu benim uygulamam için gayet iyi (100 watt LED el feneri).

Bağlamak kolaydır. Bataryamız birlikte lehimlendikten sonra, seri hücrelerdeki voltajları bir multimetre ile ölçmemiz gerekiyor. Pozitif akü için 14,8 volt, 3,7V volt, 7,4V volt ve 11,1 volt olmalıdır. 4S denge fişi için 5 bağlantı vardır: biri pozitif pil veya 4 numaralı hücre için, biri negatif, 1 numaralı hücre, 2 numaralı hücre ve 3 numaralı hücre için. Negatif probu paketin negatif tarafına yerleştirerek ve bağlantıları ölçerek bunları ölçün. Hepsi eşleştiğinde, her bağlantıdan gelen balans tellerini BMS üzerindeki doğru pedlere lehimleyebilirsiniz.

Balans bağlantıları için 26 gauge tel (.40 mm çap) ve pil +/- ve yük çıkışları için 18 gauge (1.02 mm çap) kullandım çünkü bunlar neredeyse 10 amper akım taşıyacaklar. Terazi bağlantıları için daha küçük kablolar kullanabilirsiniz, çünkü bunlar hemen hemen hiç akımı, yalnızca bağlantılardan gelen ilgili voltajı işlemez. Bunun için 26 gauge'nin altına düşmezdim. Paketi bağladıktan sonra, denge fiş uçlarını uygun pil çıkışlarına bağlayabilirsiniz.

Adım 5: Denge Şarjı

Artık her şeyi bağladığımıza göre, paketimizi şarj cihazına bağlayabilir ve şarj olduğundan emin olabiliriz. Bu sayede bağlantılarınızın yanlış olup olmadığını anlayabilirsiniz çünkü şarj cihazınız şarj olmaz ve yanlış voltaj bağlantılarında sizi uyarır.

Başlamak için, lityum piller için bir denge şarj cihazına ihtiyacımız var. Bunun için başka hiçbir şarj cihazı çalışmaz çünkü bir denge moduna sahip olması gerekir! SkyRC iMax B6'nın Çin klonunu kullanıyorum. Hayır, gerçek anlaşma değil, ama kopyanın gayet iyi çalıştığını buldum. Pilin artı ve eksi uçlarını şarj cihazına bağlayın. Şarj cihazımda çeşitli konektörlere bağlanan Deans T tipi konektörlü muz fişleri var. Deans veya XT60 gibi bir şarj cihazı fişinde timsah klipsleri veya kablo kullanabilirsiniz. Bir Deans konektörü kullanıyorum ve bunu denge kartındaki çıkışlara bağladım. Şarj cihazını buraya bağladığınızdan emin olun, çünkü BMS'nin kendini etkinleştirmek için 12,6 voltluk bir sinyale ihtiyacı vardır. Bunun çıkarılabilir bir pil olmasını düşünüyorsanız, çıkışı cihazınızın kullanacağı konektöre bağlayın. Madeni kürek konektörleri ve bir Deans fişi ile kablolıyorum çünkü çoğunlukla projeme kalıcı olarak monte edilecek.

Şarj cihazınız farklı olabilir, ancak SkyRC iMax B6 şarj cihazının hemen hemen her klonu için bu şekilde çalışır. Denge kablosunu şarj cihazı üzerindeki 4S soketine takın. Sadece tek yönlüdür ve pilin pozitif ve negatif tarafları için işaretlenmiştir. Şarj kablosunu bağlayın ve şarj modunu "Denge" olarak ayarlayın. Şarj cihazının da "4S" moduna ayarlandığından emin olun. Bu 4400 mAh'lik bir paket olduğundan, şarj akımını maksimum akım derecesinin 1/2 veya daha azına, yani 2 ila 2,2 amper olarak ayarlamayı seviyorum. 1.5 kullanıyorum çünkü bu bir test. Bu piller hemen hemen tam şarjlıdır, bu nedenle voltajlar yüksektir. Çalışırken, 4 seri hücrenin birbirinden 0,1 ila 0,2 volt içinde eşit şekilde şarj olduğunu görmelisiniz. Şarj işlemi bittiğinde tüm hücreler aynı voltajda yani 4.2 voltta olmalıdır. Paket, 16,8 voltluk bir tam şarj voltajı okumalıdır. Nominal voltajdayken 14,8 volttur (hücre başına 3,7 volt). İlk kez şarj ediyorsanız, ilk şarj için düşük akım ayarıyla başlayın, ardından tekrar şarj ettiğinizde artırın.

6. Adım: Sonuç

Bu kadar! Maliyetin bir kısmı için 4S 5000 mAh LiPo paketine benzer işlevsel ve güvenilir bir lityum iyon pil yaptınız! Evet, bir şarj cihazına ihtiyacınız var, ancak etrafta yatan eski bir dizüstü bilgisayar piliniz, biraz kablo, şarj fişi ve lehim tırnakları varsa, o zaman ihtiyacınız olan tek şey, satın alırsanız yaklaşık 10 ABD Doları veya daha az maliyetli olan BMS'dir. Çin. Bu bana yaklaşık 24 USD'ye mal oldu. Hepsini Çin'den alsaydım daha da ucuz olurdu ama parçaların buraya gelmesi için bir ay beklemek istemedim! Şarj aleti, havya, multimetre, lehim, aletler ve teller zaten vardı, bu yüzden satın almam gereken tek şey:

Laptop bataryası

BMS kurulu

Denge tapaları

Nikel şeritler

Bir LiPo paketi satın almaktan daha ucuzdu ve daha pratikti çünkü projeme uyacak bir şeye ihtiyacım vardı. Bunun da ötesinde, eğlenceli ve bunu yaparken çok şey öğrendim!

Umarım bu kılavuzu beğenirsiniz ve hepsinden önemlisi, umarım okumadan önce bildiklerinizden daha fazlasını bilirsiniz. Bu benim ilk denemem, bu yüzden lütfen yorum yapın ve nasıl yaptığımı veya gelecek için daha iyi olabileceğini bana bildirin! Okuduğunuz için teşekkürler!