จะสร้างชุดแบตเตอรี่ lipo ได้อย่างไร?

หัวใจอันทรงพลังของโดรน: เผยศิลปะเบื้องหลังชุดแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์

การประกอบกแบตเตอรี่โดรนpack เป็นทักษะที่เต็มไปด้วยความท้าทายและผลตอบแทน ไม่เพียงช่วยให้คุณปรับแต่งความทนทานและกำลังได้อย่างเต็มที่ แต่ยังให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับแกนพลังงานของโดรนอีกด้วย อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่เกมบัดกรีธรรมดา แต่เป็นศิลปะที่แม่นยำที่สร้างสมดุลระหว่างความรู้ทางอิเล็กทรอนิกส์ ความชำนาญในการใช้มือ และความตระหนักด้านความปลอดภัย บทความนี้จะแนะนำคุณเข้าสู่โลกของการสร้างชุดแบตเตอรี่ LiPo ของโดรนอย่างเป็นระบบ

I. หลักการหลัก: ทำไมต้องเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน

ก่อนที่จะดำน้ำ ให้เข้าใจสถาปัตยกรรมไฟฟ้าพื้นฐานของชุดแบตเตอรี่ เราบรรลุวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันด้วยสองวิธี:

การเชื่อมต่อแบบอนุกรม: เพิ่มแรงดันไฟฟ้า

วิธีการ: เชื่อมต่อขั้วบวกของเซลล์หนึ่งเข้ากับขั้วลบของเซลล์ถัดไป

ผลกระทบ: แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นในขณะที่ความจุยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

การใช้งานโดรน: แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นในระบบไฟฟ้าช่วยลดการดึงกระแสที่เอาต์พุตพลังงานที่เท่ากัน ปรับปรุงประสิทธิภาพและให้การตอบสนองพลังงานที่รวดเร็วยิ่งขึ้น แบตเตอรี่ 3S ทั่วไปให้พลังงานประมาณ 11.1V ในขณะที่แบตเตอรี่ 6S ให้พลังงานประมาณ 22.2V

การเชื่อมต่อแบบขนาน: การเพิ่มความจุ

วิธีการ: เชื่อมต่อขั้วบวกของเซลล์ทั้งหมดเข้าด้วยกัน และขั้วลบเข้าด้วยกัน

ผลกระทบ: ความจุเพิ่มขึ้นในขณะที่แรงดันไฟฟ้ายังคงไม่เปลี่ยนแปลง

แอปพลิเคชั่นโดรน: ขยายระยะเวลาการบินโดยตรง ตัวอย่างเช่น การขนานเซลล์ 2000mAh สองเซลล์ทำให้ได้ความจุรวม 4000mAh โดยที่ยังคงรักษาแรงดันไฟฟ้าของเซลล์เดียวไว้ได้

แบตเตอรี่โดรนส่วนใหญ่ใช้โครงสร้างแบบ "อนุกรม-ขนาน"

ตัวอย่าง: “6S2P” ประกอบด้วยกลุ่มเซลล์ 6 กลุ่มที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมสำหรับไฟฟ้าแรงสูง โดยแต่ละกลุ่มประกอบด้วย 2 เซลล์เชื่อมต่อแบบขนานเพื่อเพิ่มความจุ

ครั้งที่สอง องค์ประกอบหลักสี่ประการของชุดแบตเตอรี่

เซลล์: คุณภาพเป็นพื้นฐาน เลือกพาวเวอร์เซลล์จากแบรนด์ที่มีชื่อเสียงและมีคุณสมบัติสอดคล้องกันเสมอ

ความสม่ำเสมอคือเส้นชีวิตของการประกอบบรรจุภัณฑ์ ความจุที่ครอบคลุม ความต้านทานภายใน และอัตราการคายประจุเอง แนะนำให้ใช้เซลล์ใหม่จากชุดการผลิตเดียวกัน

ความสัมพันธ์ของนิกเกิล: "สะพานนำไฟฟ้า" ระหว่างเซลล์ เลือกวัสดุ ความกว้าง และความหนาที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุดของแบตเตอรี่ พื้นที่หน้าตัดไม่เพียงพอทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย

ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS): “สมองอัจฉริยะ” ของก้อนแบตเตอรี่

ที่อยู่อาศัยและสายไฟ:

สายไฟ: สายคายประจุหลัก (เช่น ขั้วต่อ XT60, XT90) จะต้องมีความแข็งแรงเพียงพอ (เช่น สายซิลิโคน 12AWG) เพื่อรองรับกระแสสูง

หัวปรับสมดุล: ใช้เพื่อเชื่อมต่อกับ BMS หรือเครื่องชาร์จแบบปรับสมดุล ต้องตรงกับจำนวนเซลล์ (S)

โครง: ท่อหดด้วยความร้อนหรือโครงแข็งให้ฉนวน การป้องกันความชื้น และเกราะป้องกันทางกายภาพ

III. ขั้นตอนการปฏิบัติ: การสร้างระบบที่สมบูรณ์ตั้งแต่เริ่มต้น

การตระเตรียม:

เครื่องมือสำคัญ: เครื่องเชื่อมสปอต, มัลติมิเตอร์, ถุงมือกันความร้อน, แว่นตานิรภัย

สภาพแวดล้อมในการทำงาน: พื้นที่ที่มีการระบายอากาศดี ปราศจากวัสดุไวไฟ พื้นผิวการทำงานปูด้วยแผ่นป้องกันไฟฟ้าสถิต

ขั้นตอนที่ 1: การเรียงลำดับและการทดสอบ

ทดสอบและจัดเรียงเซลล์ทั้งหมดโดยใช้เครื่องทดสอบความจุและมิเตอร์วัดความต้านทานภายใน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์ของเซลล์ในแต่ละกลุ่มขนานหรือกลุ่มอนุกรมมีความสอดคล้องกันมากที่สุด นี่เป็นรากฐานสำหรับการปรับสมดุล BMS ที่มีประสิทธิภาพในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 2: การวางแผนและเค้าโครง

วางแผนเค้าโครงเซลล์ทางกายภาพตามการกำหนดค่าเป้าหมายของคุณ แยกเซลล์ด้วยตัวเว้นระยะฉนวนเพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร

ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อมต่อจุดเชื่อม

การเชื่อมกลุ่มขนาน: ขั้นแรก เชื่อมเซลล์ที่จะเชื่อมต่อแบบขนานโดยใช้แถบนิกเกิล ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อมีความปลอดภัยและมีความต้านทานต่ำ

การเชื่อมต่อแบบอนุกรม: ถือว่ากลุ่มขนานเป็นหน่วยเดียว จากนั้นเชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยใช้แถบนิกเกิล เชื่อมขั้วบวกและขั้วลบเพื่อสร้าง "สายเซลล์" ที่สมบูรณ์

การเชื่อมสายเก็บตัวอย่างหลัก: เชื่อมสายแพเก็บตัวอย่างแรงดันไฟฟ้า BMS กับขั้วบวกและขั้วลบของแต่ละสายเซลล์

ขั้นตอนที่ 4: การติดตั้ง BMS และการเชื่อมขั้นสุดท้าย

รักษาความปลอดภัย BMS ในตำแหน่งที่กำหนด

ขั้นแรก ให้เสียบสายแพเก็บตัวอย่างเข้าไปใน BMS ใช้มัลติมิเตอร์เพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องสำหรับแต่ละเซลล์

หลังจากการยืนยัน ให้เชื่อมขั้วบวก (P+) และขั้วลบ (P-) ของสายเคเบิลคายประจุหลักเข้ากับพอร์ตที่เกี่ยวข้องบน BMS

ขั้นตอนที่ 5: ฉนวนและการห่อหุ้ม

ห่อชุดเซลล์ด้วยวัสดุฉนวน เช่น กระดาษคราฟท์หรือบอร์ดอีพ็อกซี่ เพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรภายใน

เลื่อนท่อหดแบบใช้ความร้อนไปไว้เหนือชุดประกอบ และให้ความร้อนอย่างสม่ำเสมอด้วยปืนความร้อนเพื่อสร้างการซีลที่แน่นหนารอบๆ ชุดแบตเตอรี่

ติดตั้งขั้วต่อสมดุลและขั้วต่อจำหน่ายหลัก

ขั้นตอนที่ 6: การเปิดใช้งานและการทดสอบครั้งแรก

เชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่ที่ประกอบเข้ากับเครื่องชาร์จแบบปรับสมดุล และทำการชาร์จครั้งแรกโดยใช้กระแสไฟต่ำ (เช่น 0.5C)

ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์อย่างต่อเนื่องเพื่อตรวจสอบฟังก์ชันการปรับสมดุล BMS ที่เหมาะสม

หลังจากการชาร์จเสร็จสิ้น ให้พักแบตเตอรี่ไว้เป็นเวลาหลายชั่วโมง ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าอีกครั้งเพื่อยืนยันว่าไม่มีแรงดันไฟฟ้าตกผิดปกติ

IV. แนวทางด้านความปลอดภัย

สวมแว่นตานิรภัยเสมอ: ป้องกันดวงตาของคุณจากส่วนโค้งหรือการระเบิดที่เกิดจากการลัดวงจรโดยไม่ตั้งใจระหว่างการทำงานใดๆ

ป้องกันการเจาะทะลุ: ดูแลเซลล์ด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่งเสมือนเป็นไข่

ใช้ถุงป้องกันการระเบิด: ต้องทำการทดสอบและชาร์จเบื้องต้นภายในถุงป้องกันการระเบิด

ฉนวนเครื่องมือ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าด้ามจับเครื่องมือโลหะทั้งหมดมีฉนวนเพื่อป้องกันการสัมผัสกับขั้วบวกและขั้วลบพร้อมกัน

V. แนวโน้มในอนาคต: ทิศทางการอัพเกรดสำหรับชุดแบตเตอรี่ LiPo

ตอนนี้,แบตเตอรี่โดรน LiPoแพ็คกำลังพัฒนาไปสู่ ​​"ความหนาแน่นของพลังงานสูง + ฟังก์ชันอัจฉริยะ": เซลล์ LiPo กึ่งแข็งได้รับความหนาแน่นของพลังงานที่ 400Wh/กก. (เพิ่มขึ้น 50% จากเซลล์แบบเดิม) ทำให้อนาคต "มีความทนทานเป็นสองเท่าที่น้ำหนักเท่ากัน" ระบบ BMS อัจฉริยะจะรวมการแจ้งเตือนอุณหภูมิและการตรวจสอบสุขภาพของเซลล์ โดยให้การตอบรับสถานะแบตเตอรี่แบบเรียลไทม์ผ่านแอพเพื่อลดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยเพิ่มเติม