モジュラーリチウム電池–はじめに、組み立て、接続

リチウム電池は、安定した電源を伴う十分なエネルギー源を提供することにより、技術革命を変革しました。より多くの電力の必要性が高まり、これがモジュラーリチウム電池システムの発明につながりました。

モジュラーリチウム電池とは何ですか？

モジュラーリチウム電池は、一次電池タイプとしてリチウム電池を含むモジュラー電池システムです。これらは、大量のエネルギーを必要とするハイエンドの電力アプリケーションに使用されるバッテリーシステムです。

モジュラーリチウム電池をどのように組み立てますか？

ステップ1：材料/ツール

材料

自宅または関連小売店から以下の部品を入手する必要があります。

1.18650バッテリー

2.バッテリー管理システム（BMS）

3.ニッケルストリップ

4.バッテリーレベルインジケーター

5.ネジ（約3M x 10mm）

6.18650バッテリーホルダー

7.DCジャック

8.ロッカースイッチ

ツール

また、注意深く実験するためのいくつかのツールが必要になります。

1.熱風送風機

2.リチウムイオン充電器

3.マルチメータ

4.ワイヤーカッター

5.スポット溶接機

安全上の注意として、電気機器を取り扱うため、安全ゴーグルと電気手袋を着用することをお勧めします。

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ステップ2：パックに最適な18650セルを選択する

市場にはさまざまな価格の18650セルが多数あります。ただし、最高の18650バッテリーを選択することは、特にそのようなデリケートなプロジェクトでは困難であることが判明する可能性があります。あなたはそうです。したがって、Samsung、LG、Panasonic、Sanyoなどの信頼できるブランドソースから18650セルを購入することをお勧めしました。この背後にある理由は、それらのセルに十分に文書化されたパフォーマンスプロパティと効率的な品質管理が含まれているためです。それらのほとんどは工場で拒否される傾向があり、危険である可能性があるため、これらの安価なバッテリーを購入しないようにしてください。

ステップ3：バッテリーストリップを取り出す

これはオプションの懸念のように思われるかもしれませんが、実際には、18650セルを効果的に接続する方法を検討する必要があります。ニッケルストリップまたは太いワイヤーを使用することは、セルを結合するための最も適切な方法の1つです。あなたがストリップを買いに行くとき、あなたはニッケル鋼のストリップを豊富に見つけるでしょう、そして購入したくなるかもしれません。ただし、スチールメッキのものよりも抵抗がはるかに低いため、純粋なニッケルストリップを使用することをお勧めします。

ステップ4：スポット溶接

通常、18650セルの接続には2つのオプションがあり、はんだ付けとスポット溶接が含まれます。最も効率的で推奨される選択は、はんだ付けよりもスポット溶接を行うことです。ただし、スポット溶接機は、適切なはんだごてと比較してコストがかかる傾向があります。はんだ付けよりもスポット溶接が推奨される理由は、過度の熱を加えることなく、セルをしっかりとしっかりと接合するためです。ホビーグレードのスポット溶接機を手に入れることができます。これは、プログレードのスポット溶接機の約10分の1のコストです。

ステップ5：セル電圧を確認します

セルを並列に接続する前に、各セルのセル電圧を確認する必要があります。セルを並列回路で接続するため、各セルの電圧が近いか類似していることを確認する必要があります。これは、回路が閉じているときにセルに大きな電圧差があると、高電圧セルから低電圧セルに大量の電流が流れるためです。これが発生すると、低電圧セルに大きな圧力がかかり、最終的にセルに損傷を与える可能性があります。マルチメータを使用して、各セルの電圧を確認します。

電圧差が大きくなる可能性が低いため、新品のセルを使用することをお勧めします。通常の18650セルは3.5Vから3.7Vの間で測定できます。これは、この実験に含まれるバッテリーの最も安全な電圧範囲です。

ステップ6：パックの容量と電圧

バッテリーパックを作成するには、公称電圧と容量を確定する必要があります。必要な容量（mAh）を確認するには、セルを並列接続する必要があります。一方、公称電圧Vの場合、セルは直列に配置する必要があります。たとえば、合計容量を約17000mAhまたは17Ahにすることを目標としていたとします。それぞれが3.7Vで容量が3400mAhの18650セルを使用すると、合計5つのセルが必要になります。

一方、セルの電圧に関しては、必要なパックの合計電圧を決定する必要があります。たとえば、3.7Vセルを使用してパックの合計電圧を約11.1 Vにする場合、直列接続ごとに約3つの18650シングルセルが必要になります。

ステップ7：セルを組み立てる

手順6のデータを使用して、バッテリーパックが直列に接続された3つの並列グループで構成されていることを確認します。また、これらの各グループには5つのセルがあり、合計15のセルになります。次に、BMSと一緒に最適な電気接続を取り付けるために、15個のセルすべてを適切に配置する必要があります。

セルの最初のグループを正の端子を屋根に向けて配置し、2番目のグループを負の端子を上に向けて配置できます。 3番目のグループでは、プラス端子が再び上を向いている必要があります。次に、18650セル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。セルの間にスペースを提供するため、接着剤の代わりにセルホルダーを使用してセルを所定の位置に保持することをお勧めします。これにより、その間に新鮮な空気が流れるため、バッテリーが冷却されます。また、パックの防振安全対策としても役立ちます。

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ステップ8：ストリップをスポット溶接します

溶接を開始する前に、ニッケルストリップと溶接機も準備する必要があります。ストリップを5つのセルの上に平行に置き、すべての端子を確実に覆うようにします。 BMSに接続するためのスペースを約10mm残します。並列接続には約4つの長いストリップが必要で、直列接続には10のストリップが必要になる場合があります。

次に、ニッケルストリップの厚さごとに溶接機のパルスと電流ノブを調整する必要があります。ストリップがしっかりと固定されるまで、ストリップをセルにゆっくりと注意深く溶接します。

ステップ9：BMSのインストール

BMSは4つのはんだ付けパッドで構成され、B-、B1、B2、およびB +が含まれます。最初の並列グループのマイナス端子をB-パッドに接続し、それらのプラス端子をB +パッドに接続する必要があります。 3番目の並列グループの場合、負の端子バスをB2パッドに接続し、正の端子バスをB +パッドに接続する必要があります。ニッケルストリップをBMSにスポット溶接できます。

ステップ10：エンクロージャーを印刷する

バッテリーパックはほぼ完成していますが、全体が露出しています。短絡を回避するために、3Dプリンターを使用して、完全な測定値でエンクロージャーを印刷できます。

ステップ11：ワイヤーを接続する

一般的なバッテリーには、負荷を接続してバッテリーを充電するための2つの端子があります。必要に応じて、バッテリーレベルインジケーターを追加して、バッテリーレベルを確認できます。入出力にはDCジャックを使用し、バッテリーレベルインジケーターをオンまたはオフにするにはロッカースイッチを使用します。収縮チューブを使用して、パックのさまざまな導電性部分を絶縁することもできます。ワイヤをBMSにスポット溶接する前に、パックのコンポーネントをエンクロージャに取り付ける必要があります。

ステップ12：最後の仕上げ

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、上蓋を所定の位置にねじ込むことができます。これで、使用する前に適切なアダプターを使用してバッテリーを充電できます。

モジュラーリチウム電池を接続できますか？

モジュラーリチウム電池を接続して、ハイエンドマシンに重要なエネルギー源を提供できるより強力なエネルギー源を得ることができます。ただし、接続できるのは、同じリチウム電池タイプで、同じ仕様の機能が含まれている場合のみです。

最後の言葉

電動自転車やその他のハイエンドマシンでは、十分なエネルギーを供給するためにリチウムなどの優れたモジュラーバッテリーシステムが必要になります。