18650リチウム-イオンセルおよびDIYバッテリーパック

必要な部品：

1. 18650バッテリー（GearBest / アマゾン )

2。BMS（バングッド / アマゾン)

3。Niストリップ（バングッド / アマゾン )

4。バッテリーレベルのインジケーター（バングッド )

5。ロッカースイッチ（aliexpress / バングッド )

6。DCジャック（バングッド /aliexpress )

7. 18650バッテリーホルダー（バングッド )

8. 3 m x 10mmネジ（バングッド / aliexpress )

使用されるツール

1。スポット溶接機（バングッド /アマゾン)

2. 3 dプリンター（CREALITY CR10S )

2。ワイヤーストリッパー/カッター（アマゾン )

3。熱気のブロワー（GearBest )

3。マルチメーター（アマゾン)

5。GearBest )

安全装置：

1。安全なグーグル（アマゾン )

2。電気手袋（アマゾン)

価格帯で1ドルから10ドルの多くのタイプの18650セルが市場にありますが、どちらが最良ですか？ブランド企業から18650セルを購入することを強くお勧めしますパナソニック , サムスン, sanyoそしてlg。パフォーマンスの特性と優れた品質管理を十分に文書化するこれらのセル。評判の高いブランド18650セルは一般に費用がかかりますが、長期にわたって使用することを検討すれば、それを持っている価値があります。

Ultrafire、Surefire、Trustfireなどの名前で、火の言葉のあるセルを購入しないでください。実際には、これらのセルは、Ultrafireなどの企業によって購入され、独自のブランドカバーで再パッケージ化された工場の拒否にすぎません。多くの使用済みバッテリーは、新しい白と白のラベルの付いたものとして再び包まれています。これらの安価な18650セルのもう1つの大きな問題は、充電または排出中に過熱すると、爆発のリスクが高いことです。

このプロジェクトでは、3400 mAhの容量のグリーンパナソニック18650Bセルを使用しましたGearBest.

バッテリーパックを作成するには、ニッケルストリップまたは厚いワイヤーによって18650セルを一緒に接続する必要があります。これには、一般的にニッケルストリップが広く使用されています。一般に、2種類のニッケルストリップが市場で利用できます：ニッケル-メッキスチールストリップと純粋なニッケルストリップ。純粋なニッケルを購入することをお勧めします。ニッケルメッキスチールよりも少しコストがかかりますが、抵抗がはるかに低くなっています。抵抗が低いことは、充電と排出中の熱発生が少なく、より長い有用なバッテリー寿命につながることを意味します。

ニッケルストリップには、寸法と長さが異なります。現在の評価に従ってストリップを選択します。

2つのオプションがあります2つのオプションは18650セルを一緒に接続します。1。はんだ付け2。スポット溶接

最良の選択は常にスポット溶接ですが、スポット溶接機は高品質のはんだ鉄よりもはるかに費用がかかります。

はんだ付け：

クロップ溶接がはんだ付けよりも好まれる理由を知っておく必要があります。はんだ付けの問題は、細胞に多くの熱を塗ることができず、それが非常に迅速に消散しないことです。これにより、細胞の性能を損傷するセル内の化学反応が向上します。最終的には、容量と生命を細胞に失うことになります。

しかし、高価なスポット溶接機を購入することに興味がない場合は、いくつかの予防策とトリックに従って、ニッケルタブをセルにはんだ付けできます。

1.セル上のはんだ鉄の接触時間を最小限に抑えるには、表面が十分に擦り切れていることを確認し、速いはんだの流れを可能にするためにたくさんのフラックスを使用します。

2。高品質の高ワット（最小80W）の熱能力を備えた高品質の高いワット数（Min 80W）鉄を適切にして、ジョイントに熱を迅速に供給できるようにする方が良いので、何年も鉄をバッテリーに保持して熱を浸透させ、バッテリーに損傷を与えます。

スポット溶接：

私たちが溶接を見つける理由は、それがそれらに多くの熱を加えることなくセルを安全に結合しているためです。現在市場に入手可能な2つのグレードのスポット溶接機があります：趣味グレードとプロのグレード。適切な趣味グレードのスポット溶接機の費用は約200ドルから300ドルで、優れたプロのグレードとしては約10倍かかる場合があります。そのため、Banggood、Aliexpress、eBay.iのようなオンラインストアから趣味グレードのスポット溶接機を購入することをお勧めします。Sunkko 709a 1.9kwスポット溶接機バンググッドから。

セルを並行して接続する前に、最初に個々のセル電圧を確認します。細胞に平行にするために、各セルの電圧は互いに近くにある必要があります。そうしないと、電圧が高い電圧で細胞から低い電圧でより高い電流が流れます。

真新しいセルを使用している場合、セル電圧は3.5 V〜3.7 Vに近いので、あまり心配することなく結合できます。しかし、古いラップトップバッテリーを使用する場合は、セル電圧がほぼ同じであることを確認してください。Nitecore SC4充電器結合する前に18650のすべてのセルを充電します。

バッテリーパックを作成するには、まずパックの公称電圧と容量を完成させる必要があります。ボルト、MAH/ AH、またはWHの用語になります。セルを並列に接続して、目的の容量（MAH）に到達し、そのような並列グループを直列に接続して、公称電圧（ボルト）を達成する必要があります。

このプロジェクトの場合、要件は次のとおりです。11.1 Vおよび17 AHバッテリーパック

使用された18650セルの仕様：3.7Vおよび3400 MAH

容量（MAH）：

バッテリーパックの望ましい容量= 17 ahまたは17000 mAh。

各セルの容量= 3400 mah

並列接続に必要なセル{= 17000 / 3400=5 nos

通常、並列の細胞は「P」という用語で略されるため、このパックは「5Pパック」として知られています。5つのセルが並列に接続されている場合、高度に高容量の単一のセルを作成しました（つまり4.2V、17000 mAh）

電圧（ボルト）：

バッテリーパックの目的の公称電圧は11.1Vです。

各セルの公称電圧= 3.7 v

シリーズ接続に必要なセル= 11.1 /3.7=3 nos

一般に、直列のセルは「S」という用語で略されるため、このパックは「3Sパック」として知られています。

そのため、バッテリーパックを作成するには、3つの並列グループ（各グループの5つのセル）を直列に接続する必要があります。

最終パック構成は、11.1V、17AHの最終仕様で「3S5Pパック」として指定されています。

前のステップから、バッテリーパックが直列（3 x 3.7V=11.1 v）で接続された3つの並列グループで構成されており、各平行グループには5つのセル（3400 mAh x 5=17000 mAh）があります。ここで、BMSボードとの電気接続を実現するために15セルを適切に配置する必要があります。

セルの最初の平行グループ（5 nos）の正のグループを配置し、次に2番目の平行グループの負の側面を上に配置し、最後に最後の平行グループの正の側面を上に配置します。

ホット接着剤を使用するか、プラスチック18650バッテリーホルダーを使用してセルを組み立ててパックを作成できます。私はプラスチック18650セルホルダー/スペーサーを使用して15セルを組み立てます。このセルホルダーを使用する主な利点はです。

1.要件に応じて、あらゆるサイズのカスタムパックを作成できます。パズルを解くようなものです。

2.セル間のスペースを提供し、新鮮な空気を通過させ、バッテリーを簡単に冷却します。

3.バッテリーパックを堅実で信頼できるものにします。

4.バッテリーパックに安全性アンチバイブレーションを提供します

今こそ、スポット溶接機を使用する手順を知る時が来ました（私は話していますスポット溶接機スポット溶接機には3つの溶接の選択肢があります：固定溶接ヘッド、フットスイッチ付きの固定溶接ヘッド、フットスイッチ付きの可動スポット溶接ペン。2番目のオプションを使用することを好みます。溶接前にニッケルストリップと溶接機を準備する必要があります。

ニッケルストリップをカットします：

5つのセルの上にニッケルストリップを置き、すべてのセルの端子を覆い、10mm過剰ストリップをBMSに接続するために10mmの過剰なストリップを残してから、図に示すように小さなニッケルストリップをカットします。

最初の平行グループのネガティブ端子を2番目のグループの正の端子に接続し、次に2番目のグループのネガティブ端子を3番目のグループの正の端子に接続します。

バッテリーストリップを溶接します：

このスポット溶接機を使用して、純粋なニッケルとニッケルメッキスチールストリップを溶接することができます。ニッケルストリップの厚さに応じて、溶接機のパルスと電流ノブを調整する必要があります。

0.15 mmニッケルストリップの場合、パルスノブ4pと電流ノブを4-5に押し込み、0.2 mmニッケルストリップで類似して、パルスノブ4p、6p、電流ノブを7-8に押します。

溶接の成功：

ニッケルストリップを引くことで、溶接品質を確認できます。手の圧力で外れない場合、または多くの強度が必要な場合は、良い溶接です。簡単に剥がすことができれば、電流を増やす必要があります。

安全性 ：スポット溶接を開始する前に、常に安全ゴーグルを着用してください。

バッテリー管理システム（BMS）は、AAリチウムバッテリーパックを管理する任意の電子システムであり、主な機能は

1.バッテリーパック内のすべての並列グループを監視し、完全に充電されたときに入力電源から切断します（4.2V近く）

2。すべてのセルの電圧を均等にバランスさせます

3。-排出された-のパックを許可しません。

BMSを購入するために必要な2つの重要なパラメーターは次のとおりです。i）2s / 3s / 4sのような直列-のセルの数

ii）。 10a /20a /25a /30aのような最大放電電流-

このプロジェクトでは、aを使用しました3Sおよび25A BMSボードこれらはそのbmsの仕様です。

電圧範囲：4.25〜4.35V±0.05V

排出電圧範囲：2.3〜3.0V±0.05V

最大動作電流：0〜25a

作業温度：-40度〜+50度

接続する方法は？

配線図に示すようにBMSを接続します。BMSには、B {-、B1、B2、B +.の4つのはんだパッドがあります。最初の並列グループネガティブ端子バスをB -に接続し、正の端子バスをB1に接続する必要があります。同様に、B2への3番目の並列グループネガティブターミナルバスとB +.への正のターミナルバス

ニッケルストリップをBMSに溶接するか、PCBパッドにはんだ付けできます。頑丈な接続のためにニッケルストリップをPCBにはんだ付けすることを好みました。

クレジット ：配線図は、Banggood製品ページから取得されます。

バッテリーパックには、偶発的な短絡を避けるために、露出したニッケルストリップの周りにあり、そのためのエンクロージャーを設計しました。AutodeskFusion360を使用して、バッテリーパックのエンクロージャーを設計しました。エンクロージャーには2つの部分があります。本体と上部の蓋。から.stlファイルをダウンロードできます。Thingiverse.

私は自分の使用しましたクリーリティCR-103Dプリンターと1.75 mmのグリーンプラフィラメントを印刷するためのグリーンプラフィラメント。本体を印刷するのに約6.5時間、上蓋を印刷するのに約1.2時間かかりました。

私の設定は次のとおりです。

印刷速度：70 mm/sの層

高さ：0.3

充填密度：100％

押出器温度：205 degc

ベッド温度：65 degc

通常、標準のバッテリーには、負荷を接続し、バッテリーを充電するための端子が2つしかありません。これから、バッテリーレベルのインジケーターを追加して、必要に応じてバッテリーレベルを確認しました。入力/出力には5mm DCジャック（12V/3A）、3Sバッテリーレベルインジケーターモジュールを使用して、バッテリーステータスを確認し、バッテリーレベルのインジケーターをオン/オフにしました。

それでは、コンポーネントの配線に進みましょう。すべてのコンポーネントのこの簡単な配線図を準備しました。それは非常に簡単です！導電性部分を隔離するために、私は熱収縮チューブを使用しました。

注記 ：エンクロージャーにコンポーネントを取り付ける前に、ワイヤ（P+およびP -）をBMSにはんだ付けしないでください。

最初に、3D印刷されたエンクロージャーのそれぞれのスロットにコンポーネントをインストールします。上の写真を見ることができます。

DCジャックとロッカーのスイッチから正の（赤いワイヤー）をBMSのP+、DCジャックからの負のワイヤ、BMSのP -}}}まではんだ付けします。

次に、バッテリーコンパートメントのベースにホット接着剤を塗布し、バッテリーパックを固定して、しっかりと座ってワイヤー接続が失われるのを防ぎます。

最後に、上蓋を所定の位置にねじ込みます！蓋を固定するために3m x 10本のネジを使用しました。バッテリーパックの使用準備が整っています。

バッテリーパックの充電：

バッテリーパックを12.6V DCアダプターで充電できますこれ. 私がそれを作るのと同じくらい私のプロジェクトについて読んで楽しんだことを願っています。あなたがあなた自身を作ることを考えているなら、私はあなたがそうすることを奨励するでしょう、あなたは多くを学ぶでしょう。改善の提案がある場合は、以下にコメントしてください。