چگونه یک بسته باتری لیپو بسازیم؟

قلب قدرتمند پهپادها: رونمایی از هنر پشت بسته باتری های لیتیوم پلیمری

مونتاژ aباتری پهپادپک یک مهارت پر از چالش و پاداش است. این نه تنها به شما امکان می دهد استقامت و قدرت را به طور کامل شخصی سازی کنید، بلکه بینش عمیقی از هسته انرژی پهپاد را نیز فراهم می کند. با این حال، این یک بازی ساده لحیم کاری نیست - این یک هنر دقیق است که دانش الکترونیکی، مهارت دستی و آگاهی ایمنی را متعادل می کند. این مقاله به طور سیستماتیک شما را به دنیای ساخت پک باتری پهپاد LiPo راهنمایی می کند.

I. اصول اصلی: چرا اتصالات سری و موازی؟

قبل از غواصی، معماری اساسی الکتریکی بسته های باتری را درک کنید. ما از طریق دو روش به اهداف مختلفی دست پیدا می کنیم:

اتصال سری: ولتاژ را افزایش می دهد

روش: پایانه مثبت یک سلول را به پایانه منفی سلول بعدی وصل کنید.

اثر: ولتاژ افزایش می یابد در حالی که ظرفیت بدون تغییر باقی می ماند.

کاربرد هواپیماهای بدون سرنشین: ولتاژ بالاتر در سیستم قدرت، مصرف جریان در توان خروجی معادل را کاهش می‌دهد، راندمان را بهبود می‌بخشد و پاسخ سریع‌تری به توان ارائه می‌دهد. باتری های معمولی 3S تقریباً 11.1 ولت دارند، در حالی که باتری های 6S حدود 22.2 ولت را ارائه می دهند.

اتصال موازی: افزایش ظرفیت

روش: پایانه های مثبت همه سلول ها را به یکدیگر و پایانه های منفی را به هم وصل کنید.

اثر: ظرفیت افزایش می یابد در حالی که ولتاژ بدون تغییر باقی می ماند.

برنامه پهپاد: به طور مستقیم مدت زمان پرواز را افزایش می دهد. به عنوان مثال، موازی سازی دو سلول 2000 میلی آمپر ساعتی، ظرفیت کل 4000 میلی آمپر ساعت را در حالی که ولتاژ یک سلول را حفظ می کند، تولید می کند.

اکثر باتری‌های پهپاد از ساختار «سری موازی» استفاده می‌کنند.

مثال: "6S2P" شامل 6 گروه سلولی است که به صورت سری برای ولتاژ بالا به هم متصل شده اند، که هر گروه شامل 2 سلول به صورت موازی برای افزایش ظرفیت است.

II. چهار عنصر اصلی بسته های باتری

سلول ها: کیفیت اساسی است. سلول های برق را همیشه از برندهای معتبر با مشخصات ثابت انتخاب کنید.

سازگاری راه نجات مونتاژ بسته است، ظرفیت، مقاومت داخلی و میزان تخلیه خود را در بر می گیرد. سلول های جدید از همان دسته تولید ترجیح داده می شوند.

پیوندهای نیکل: "پل های رسانا" بین سلول ها. مواد، عرض و ضخامت مناسب را بر اساس حداکثر جریان پیوسته باتری انتخاب کنید. سطح مقطع ناکافی باعث گرم شدن بیش از حد و خطرات ایمنی می شود.

سیستم مدیریت باتری (BMS): "مغز هوشمند" بسته باتری.

مسکن و سیم کشی:

سیم‌ها: کابل‌های تخلیه اصلی (مانند کانکتورهای XT60، XT90) باید به اندازه کافی قوی باشند (مثلاً سیم سیلیکونی 12AWG) تا جریان‌های بالا را تحمل کنند.

Balancing Head: برای اتصال به BMS یا شارژر متعادل استفاده می شود. باید با تعداد سلول ها (S) مطابقت داشته باشد.

محفظه: لوله های انقباض حرارتی یا پوشش سفت و سخت، عایق، محافظت در برابر رطوبت و محافظ فیزیکی را فراهم می کنند.

III. مراحل عملی: ساختن یک سیستم کامل از ابتدا

آماده سازی:

ابزار ضروری: جوش نقطه ای، مولتی متر، دستکش های مقاوم در برابر حرارت، عینک ایمنی.

محیط کار: منطقه ای با تهویه مناسب و عاری از مواد قابل اشتعال. سطح کار با یک تشک ضد الکتریسیته ساکن پوشانده شده است.

مرحله 1: مرتب سازی و آزمایش

تمام سلول ها را با استفاده از یک تستر ظرفیت و مقاومت سنج داخلی تست و مرتب کنید. اطمینان حاصل کنید که پارامترهای سلول ها در هر گروه موازی یا سری تا حد ممکن سازگار هستند. این پایه و اساس را برای متعادل کردن موثر BMS بعدا تشکیل می دهد.

مرحله 2: برنامه ریزی و چیدمان

طرح سلول فیزیکی را بر اساس پیکربندی هدف خود برنامه ریزی کنید. سلول ها را با جداکننده های عایق جدا کنید تا از اتصال کوتاه جلوگیری شود.

مرحله 3: اتصالات جوش نقطه ای

جوش گروهی موازی: ابتدا سلول هایی را که قرار است به صورت موازی متصل شوند با استفاده از نوارهای نیکل جوش دهید. اطمینان حاصل کنید که اتصال ایمن است و مقاومت کمی دارد.

اتصال سری: با گروه های موازی به عنوان یک واحد برخورد کنید. سپس آنها را با استفاده از نوارهای نیکل به صورت سری به هم وصل کنید و پایانه های مثبت و منفی را به هم وصل کنید تا "رشته های سلولی" کامل را تشکیل دهند.

خطوط نمونه برداری اصلی جوشکاری: کابل های نوار نمونه برداری ولتاژ BMS را به پایانه های مثبت و منفی هر رشته سلول جوش دهید.

مرحله 4: نصب BMS و جوشکاری نهایی

BMS را در موقعیت تعیین شده ایمن کنید.

ابتدا کابل نوار نمونه برداری را وارد BMS کنید. از یک مولتی متر برای بررسی ولتاژ صحیح برای هر رشته سلول استفاده کنید.

پس از تایید، پایانه های مثبت (P+) و منفی (P-) کابل تخلیه اصلی را به پورت های مربوطه در BMS جوش دهید.

مرحله 5: عایق کاری و کپسوله سازی

برای جلوگیری از اتصال کوتاه داخلی، مجموعه سلول را با مواد عایق مانند کاغذ کرافت یا تخته اپوکسی بپیچید.

لوله انقباض حرارتی را روی مجموعه بلغزانید و آن را با یک تفنگ حرارتی به طور یکنواخت گرم کنید تا یک مهر و موم محکم در اطراف بسته باتری ایجاد شود.

کانکتور متعادل کننده و کانکتور تخلیه اصلی را نصب کنید.

مرحله 6: فعال سازی و آزمایش اولیه

بسته باتری مونتاژ شده را به یک شارژر متعادل کننده وصل کنید و اولین شارژ را با جریان کم (به عنوان مثال 0.5 درجه سانتیگراد) انجام دهید.

ولتاژ هر سلول را به طور مداوم نظارت کنید تا عملکرد متعادل کننده مناسب BMS را تأیید کنید.

پس از اتمام شارژ، بسته را برای چند ساعت استراحت دهید. ولتاژها را مجدداً بررسی کنید تا افت غیرعادی ولتاژ نداشته باشید.

IV. دستورالعمل های ایمنی

همیشه از عینک ایمنی استفاده کنید: از چشمان خود در برابر قوس یا انفجار ناشی از اتصال کوتاه تصادفی در طول هر عملیات محافظت کنید.

از سوراخ‌های فیزیکی جلوگیری کنید: سلول‌ها را با احتیاط زیاد اداره کنید، انگار که تخمک هستند.

از کیسه های ضد انفجار استفاده کنید: آزمایش و شارژ اولیه باید در داخل کیسه های ضد انفجار انجام شود.

عایق بندی ابزارها: اطمینان حاصل کنید که تمام دسته های ابزار فلزی عایق هستند تا از تماس همزمان با پایانه های مثبت و منفی جلوگیری شود.

V. روندهای آینده: دستورالعمل های ارتقاء برای بسته های باتری LiPo

در حال حاضر،باتری LiPo پهپادبسته‌ها به سمت «چگالی انرژی بالا + عملکرد هوشمند» در حال تکامل هستند: سلول‌های نیمه جامد LiPo به چگالی انرژی 400 وات ساعت بر کیلوگرم (50 درصد افزایش نسبت به سلول‌های سنتی) دست یافته‌اند که «استقامت مضاعف در همان وزن» را در آینده ممکن می‌سازد. سیستم‌های هوشمند BMS هشدارهای دما و نظارت بر سلامت سلولی را در خود جای می‌دهند و بازخورد لحظه‌ای وضعیت باتری را از طریق برنامه‌ها برای کاهش بیشتر خطرات ایمنی ارائه می‌کنند.