18650バッテリーパックの設計方法は？

これは、カスタムバッテリーパックを作成するために使用できるプロセスを説明する18650バッテリーパックを設計する方法に関するヒントです。

目標を定義する

主に、充電式バッテリーパックの設計の重要な側面に集中するのに役立ちます。 18650バッテリーパックの仕様の一部を以下に示します。

アンペア数出力-これは、18650バッテリーパックが提供できる合計電流です。

ミリアンプ出力-これはバッテリーの総容量です。出力が高いほど、充電されるまでのバッテリーの持続時間が長くなります。

電圧出力-電位エネルギーを測定し、放出できるエネルギーの量を表します。

コスト-バッテリーパックの総コストは手頃な価格でなければなりません。

充電時間-エンドユーザーのことを忘れないでください–充電が1時間増えるごとにどのくらいの摩擦が発生しますか。

重量-18650バッテリーパックは、耐久性を維持しながら、可能な限り軽量にする必要があります。

安全性-非常に重要であり、パックは常に安全基準に準拠するように設計されています。特に、薬や子供が関係するものには、より多くの安全性が必要です。

特別な要件-非常に低温または高温の条件での塩水噴霧または温度制御による腐食を防ぐための個々のボックス。

問題解決と構成

このステップでは、次の設計とより技術的なポイントを扱います。

構成-バッテリーパックには、セル数と、直列または並列、あるいは両方の組み合わせでの配置方法の両方が含まれています。必要な仕様によって構成タイプが決まります。標準のバッテリー構成フォーマットは次のとおりです。

Bフォーマット–エンドツーエンド

Cフォーマット-左右に

BCフォーマット-BフォーマットとCフォーマットの両方の組み合わせ

標準–はんだタグと並べて連結

クラスターフォーマット-はんだタグで連結された多角形

ネストフォーマット-はんだタグで連結された千鳥配置

18650バッテリーパックのフォーマットを決定するのは、必要な一般的なタイプのバッテリーパックとその他の拘束仕様の設定によって決まります。

セルの選択-上記の仕様の組み合わせにより、パックに最適なセルの選択を決定できます。そしてこの段階では、リチウム電池メーカーの選択肢はLG、Samsung、またはPanasonicのいずれかです。 LGおよびSamsungセルは、通常、高い最大連続放電電流を必要とするアプリケーション向けです。 18650バッテリーパックを構築するときに、常に同じセルを使用するか、ランクAとランクBのセルを一致させることに非常に関連しています。

バッテリー管理システム-カスタムバッテリーパック用は、ポリシーを安全な動作領域に保つためにバッテリーパックを管理するプリント回路基板です。また、システム内のプロセスを自動化および最適化するために使用できます。ほとんどのバッテリー管理システムは十分に標準化されており、カスタマイズする必要はありません。

スマート充電器-マイクロチップをその中に入れて、それとバッテリー管理システムの間の通信を作成します。

特別な要件-現時点では、BMSや構成形式などが明らかになります。

カスタムバッテリーパックの価格

充電式バッテリーパックを作成するための価格は、セルのコスト、独自の材料、品質管理要件、テストと認証、梱包、出荷、税関など、多くの変数によって異なります。

サンプル18650バッテリーパックの作成

費用がわかると、サンプルを作成できます。

反復して完全な生産

これでサンプルとデザインの準備が整い、生産が始まります。

18650バッテリーを正しく接続する方法

複数のセルを直列、並列、またはセットと並列接続の組み合わせで接続することによって達成される望ましい動作電圧。

並列接続

より高い電流が必要で、より多くの巨細胞が利用できない場合は、1つまたは2つのセルを並列に接続できます。同一のセルを使用すると、電圧が同じままで、容量と実行時間が増加します。高抵抗を発生するバッテリーは、並列回路ではそれほど重要ではありません。弱いセルはエネルギーに影響を与えませんが、容量が減少するため、実行時間が短くなります。

直列接続

より高い電圧を必要とするポータブル機器は、2つ以上のセルが直列に接続されたバッテリーパックを使用します。比較すると、2V /セルの6セル鉛蓄電池は12Vを生成し、1.5V /セルの4つのアルカリ電池は6Vを生成します。高電圧バッテリーは、主に重い負荷を引くとき、または低温で動作するときに、セルのマッチングを必要とします。

直列/並列接続

実際の総電力は、電圧と電流の合計です。 8つのセルを組み合わせると、クラスの危険物がない航空機で許容される97.92Whが生成されます。

18650バッテリーパックの作り方

18650バッテリーパックの作り方は次のとおりです

バッテリーパックに適した18650セルを選択します

価格は1ドルから10ドルの範囲で、市場には多くの種類の18650セルがあります。

適切なバッテリーストリップの選択

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太いワイヤーを使用して18650セルを接続する必要があります。ニッケルストリップには、さまざまな寸法と長さがあります。現在の定格に応じて選択してください。

スポット溶接とはんだ付け

これらは接続するための2つのオプションです。はんだ付けとは、セルに大量の熱を加えても、すぐに放散しないことです。これは細胞内の化学反応を促進します。

スポット溶接

あまり熱を加えずにセルを結合するために行われます。

セル電圧を確認してください

セルを並列化するには、各セルのエネルギーが互いに近くなければなりません。新しいバッテリーの場合、3.5Vから3.7Vに近いです。

バッテリーパックの容量と電圧

目的の位置と公称電圧に到達するには、セルを並列に接続する必要があります。

18650セルを組み立てます

ホットグルーまたはプラスチック製の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。

ニッケルストリップをスポット溶接

スポット溶接機には、固定溶接ヘッド、フットスイッチ付き固定溶接ヘッド、フットスイッチ付き可動スポット溶接ペンの3つの溶接選択肢があります。

ニッケルストリップを切断し、ニッケルストリップを5つのセルの上に置き、すべてのセル端子を確実に覆うようにします。 BMSに接続するために10mmの余分な部分を残してから、カットします。直列接続は小さなストリップをカットしました。第1並列グループのマイナス端子を第2グループのプラス端子に接続し、第2グループのマイナス端子を第3グループのプラス端子に接続します。スポット溶接機を使用して、純ニッケルを溶接できます。ニッケルストリップの厚さに応じた溶接機のパルスと電流ノブ。

バッテリー管理システムを追加する

BMSには、4つのはんだパッドB-、B1、B2、およびB +があります。最初の並列グループのマイナス端子バスをB1に接続します。同様に、同じグループの負のバスをB2に、正の端子をB +にバスします。ニッケルストリップをBMSにスポット溶接できます。次に、PCBパッドにはんだ付けフラックスを塗布し、それらを一緒にはんだ付けします。

3Dプリントエンクロージャー

バッテリーパックは、誤ってショートするのを防ぐために、ニッケルストリップがすべて露出しているため、エンクロージャーが強化されます。

コンポーネントの配線

通常、標準のバッテリーには、負荷を接続して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。単一のワイヤを使用して結合でき、熱収縮チューブを使用して絶縁します。

最終組み立て

次に、バッテリーコンパートメントのベースにホットグルーを塗布し、ワイヤー接続が失われないようにバッテリーパックを固定します。最後に、上蓋を所定の位置にねじ込みます。これで、バッテリーパックを使用する準備が整いました。バッテリーを充電できます。