Как сделать аккумуляторный блок из 12 В 18650 с нуля

Создание собственного индивидуального аккумулятора на 12 В литий-ионной батареи 18650 Упаковка может показаться устрашающей. Но я проведу вас через весь процесс, шаг за шагом.

Будь то создание компактного аккумулятора на 12 В для вашего последнего проекта DIY или необходимость заменить старый SLA-аккумулятор, сборка собственного блока 18650 удивительно проста.

В этом руководстве вы узнаете такие вещи, как:

• Как рассчитать необходимое количество элементов 18650
• Выбор подходящих элементов 18650
• Варианты держателей для аккумуляторов
• Конфигурации проводки
• Добавление системы управления аккумулятором (BMS)
• Зарядка и разрядка вашего нового аккумулятора

И многое другое.

Так что наденьте защитные очки и приступим к работе!

Почему стоит сделать свой собственный аккумуляторный блок на 12 В?

Прежде чем мы начнем, вам может показаться — зачем заморачиваться и собирать свой собственный литий-ионный аккумулятор на 12 В?

Вот основные причины, по которым мастера DIY собирают свои собственные блоки:

Экономия денег

Готовые литий-ионные аккумуляторы на 12 В могут стоить от 1 000 до 3 000+ рублей.

Путем приобретения отдельных элементов 18650 и простого держателя вы можете создать индивидуальную батарею за небольшую часть стоимости.

Индивидуальные характеристики

При покупке стандартной 12-вольтовой аккумуляторной батареи SLA, скорее всего, она не будет точно соответствовать вашим требованиям по напряжению и емкости.

Но с помощью DIY-наборa из 18650 вы можете определить напряжение, емкость, скорость разряда и многое другое.

Компактные размеры и вес

Батарейный блок из 12 В 5 Ач на базе 18650 занимает значительно меньше места, чем аналогичный свинцово-кислотный блок. И он в разы легче.

Идеально подходит, когда важны размер и вес (например, для портативных аккумуляторных корпусов, дронов, робототехнических проектов и т.д.).

Многократное использование

Как только аккумулятор SLA выйдет из строя, обычно это конец пути. Но с индивидуальной сборкой из 18650 вы можете заменить изношенные элементы и продолжать работу.

Хорошо, с преимуществами разобрались, приступим к подготовке к сборке аккумулятора!

Как сделать аккумуляторный блок из 12 В 18650?

Шаг 1: Расчет количества элементов для 12 В

Основой любой DIY-литий-ионной батареи являются отдельные элементы 18650.

Итак, прежде чем задумываться о конфигурации проводки или защите батареи, нам нужно знать, сколько элементов потребуется для нашего 12-вольтового блока.

Вот простая формула:

Общее напряжение ÷ Напряжение элемента = Количество элементов в серии

Теперь давайте вставим цифры.

Стандартный диапазон напряжения элемента 18650 составляет:

• 3.6 В (номинальное)
• 4.2 В (максимальный заряд)
• 2.5В (отключение при разряде)

Для 12-вольтовой батареи мы используем номинальное значение 3,6 В для расчетов:

12В ÷ 3.6В = 3.33

Округляя вверх, получаем 4 элемента в серии.

Однако мы можем получить немного больше емкости, запустив 3 элемента в серии (примерно 10.8В). Это дает нам небольшой запас перед полным отключением питания системой управления аккумулятором.

Итак, вердикт…3 литий-ионных элемента, соединенных последовательно дает нам необходимое напряжение.

Теперь пора искать наши 18650!

Шаг 2: Выбор качественных элементов 18650

Не все литий-ионные элементы созданы одинаковыми.

Рынок аккумуляторов 18650 переполнен ультра-дешевыми элементами, которые кажутся выгодной покупкой. Но поверьте, эти низкокачественные элементы принесут вам только головную боль.

Вместо этого вы хотите высокопроизводительные элементы от ведущих брендов, таких как:

Samsung

Samsung производит одни из лучших литий-ионных элементов на планете. Их ярко-зеленые 18650 — мой выбор #1.

Samsung INR18650 35E — очень популярный выбор, сочетающий производительность и стоимость.

LG

Известные своими мощными аккумуляторами для вейпинга, линейки LG 18650 не разочаровывают.

LG MH1 предлагает надежную емкость в 3000 мАч.

Sony

Вы всегда можете рассчитывать на Sony за надежные технологии. И их батареи VTC 18650 оправдывают ожидания.

Я являюсь поклонником элемента Sony VTC6 — с высоким лимитом в 30 ампер и рейтингом 3000 мАч.

Оставайтесь с одним из этих крупных брендов, и вы начнете отлично.

Теперь перейдем к следующему шагу…

Шаг 3: Купите держатель для батареек 18650

Как только у вас появятся ваши элементы 18650, вам понадобится что-то для их физического соединения.

У вас есть два варианта:

Пайка никелевых полос

Пайка с помощью специальной сварочной машины для соединения тонких никелевых полос с положительными и отрицательными клеммами элемента 18650.

Это создает очень надежное соединение. Но оборудование для сварки стоит $200+.

Использование пластикового держателя для батареек

Для большинства любителей DIY пластиковый держатель для батареек 18650 — лучший выбор.

Эти держатели позволяют вставлять несколько элементов и имеют пружинные концы для поддержания натяжения на элементе. Два провода с разъемом JST подключаются к клеммам первого и последнего элементов.

Мне нравятся эти держатели, потому что они просты в использовании. Не нужны продвинутые навыки пайки!

Вы можете приобрести качественные держатели для 18650 за менее чем $10 на Amazon или сайтах вроде Banggood. Просто убедитесь, что ваш держатель соответствует количеству необходимых элементов (в нашем случае, 3 элемента последовательно).

Шаг 4: Соедините элементы последовательно

Чтобы получить 12 В (или примерно столько же), элементы нужно соединить последовательно, концы к концам.

Это соединяет их вместе так, чтобы напряжение суммировалось.

Вот как правильно расположить элементы:

Положительный терминал первого элемента обращен вверх, отрицательный — вниз.

Положительный терминал второго элемента обращен вниз, отрицательный — вверх.

Положительный терминал третьего элемента обращен вверх, отрицательный — вниз.

Как только ячейки вставлены в пластиковый держатель, они автоматически соединяются последовательно.

Эти пружинные клеммы обеспечивают плотное соединение.

Затем вы просто подключаете красный и черный провода держателя к вашему проекту, и у вас есть примерно 12 В постоянного тока!

Но прежде чем начать зарядку, есть важный шаг безопасности…

Шаг 5: Установка системы управления батареей (BMS)

Система управления батареей (BMS) имеет решающее значение при сборке литий-ионных аккумуляторных блоков из голых ячеек 18650.

Вот несколько критических задач, которые выполняет BMS:

• Предотвращает переразряд ячеек
• Останавливает переразряд
• Уравновешивает все ячейки до одинакового напряжения
• Отключает питание, если температура ячейки становится слишком высокой

Без системы управления батареей литий-ионные аккумуляторы могут быть чрезвычайно опасными. Они могут перегреться, загореться или даже взорваться.

Отсутствие BMS означает отсутствие безопасности. Я не могу это подчеркнуть достаточно.

К счастью, небольшие платы BMS, предназначенные для сборки из 3-4 ячеек, недороги (около $5).

Для подключения просто подключаете провода от BMS к положительным и отрицательным клеммам первой и последней ячейки.

Большинство BMS также требуют подключения небольшого балансировочного провода. Но схема проводки на плате делает установку простой.

Теперь давайте расскажем, как использовать и ухаживать за вашим новым самодельным аккумулятором.

Советы по зарядке и разрядке

Правильная зарядка и разрядка — ключ к тому, чтобы получить максимальный срок службы вашего самодельного 12-вольтового блока.

Вот некоторые быстрые рекомендации по использованию:

• Используйте зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов – CC/CV идеально подходит для максимизации количества циклов. Зарядка через солнечный контроллер также работает.
• Не разряжайте слишком низко – Оставайтесь выше 2,5 В на ячейку минимум. BMS, скорее всего, отключит зарядку примерно на этом уровне.
• Контролируйте напряжение ячеек – Периодически проверяйте напряжение каждой ячейки, чтобы убедиться, что они правильно балансируются.
• Держите в прохладе – Тепло убивает аккумуляторы! Не закрывайте их плотно и избегайте больших токовых нагрузок.

И вот у вас есть — всё, что нужно знать, чтобы создать собственную 12-вольтовую литий-ионную мощность!

Хотя для сборки требуется некоторые специализированные детали и знания электроники, создание индивидуального аккумулятора не так сложно, как кажется.

Это стоит того, чтобы получить ультралёгкий, высокопроизводительный, многоразовый 12-вольтовый аккумулятор.

Теперь ваша очередь. Возьмите несколько ячеек 18650 и начинайте сборку!