如何使用鋰離子電池構(gòu)建一個12v電池組
我們將在這篇文章中制作一個12V 2000mAh的鋰離子電池組。我們將從設(shè)計一個3s電池組開始,然后將BMS連接到它以執(zhí)行BMS的所有功能。鋰離子電池由于其高能量密度和可充電特性,越來越多地被用作電池組用于許多應(yīng)用。然而,我們必須將鋰離子電池與BMS連接起來,以保護(hù)電路不被破壞或減少電池的壽命。在本教程中,我們將構(gòu)建一個簡單的3s電池組并將其連接到3s 6Amps BMS電路。
約18650個鋰離子電池
18650電池是直徑為18mm,高度為65mm的鋰離子電池。其高度和直徑均大于AA尺寸。它們與AA或AAA大小的電池不兼容。由于其高水平的性能,例如250+充電周期和更高的能量密度,18650電池類型在可充電和大電流排水設(shè)備中非常有用。由于其通用性,18650鋰離子電池可以在各種應(yīng)用中找到,包括電動汽車/踏板車,充電寶和應(yīng)急照明,手電筒等公用事業(yè)設(shè)備。
這種電池因其安全特性、高輸出電流和能量容量而在電子工業(yè)中聞名。
18650電池尺寸
18650電池的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為18x65mm。
?18650電池長65mm
?18650電池的直徑為18毫米
更具體地說,它的長度為65毫米,直徑為18毫米;然而,從技術(shù)上講,18650電池的尺寸是允許的,有一些長度和直徑公差。在鋰離子電池的數(shù)據(jù)表和特性上,可以看到18±0.3mm 65±0.5mm等規(guī)格。請記住,18x65mm是標(biāo)準(zhǔn)尺寸,其余部分將由設(shè)備和電池設(shè)計師和制造商處理。由于不同的小工具或設(shè)備限制了其他本地制造的技術(shù),所以18650電池的尺寸是允許的。這可能無法產(chǎn)生正確的長度和直徑的電池或電池容納空間,分別適合設(shè)備或18650鋰電池。
關(guān)于BMS
電池管理系統(tǒng)(BMS)監(jiān)控電池組,電池組是一組電芯的集合,在行x列矩陣中進(jìn)行分組,以提供特定范圍的電壓和電流,以在設(shè)定的周期內(nèi)響應(yīng)預(yù)計的負(fù)載情況。管理人員的監(jiān)督通常包括以下內(nèi)容:
?電荷狀態(tài)的計算
?電池的過壓和欠壓保護(hù)。
?平衡充電。
?電池組充電管理。
?溫度監(jiān)測包。
“電池”這個名字指的是整個電池組。盡管如此,監(jiān)測和控制功能還是應(yīng)用于整個電池組組件中的單個電池或電池組。鋰離子可充電電池提供最高的能量密度,用于各種消費(fèi)品的電池組,包括電腦和電動汽車。雖然它們功能良好,但如果在相對狹窄的安全操作區(qū)域(SOA)之外使用,它們可能會很苛刻,其后果從電池性能下降到完全危險。BMS具有復(fù)雜的工作描述,其總體復(fù)雜性和監(jiān)督范圍可能包括電氣,數(shù)字,控制,熱等。
有關(guān)BMS的更多信息,請參閱本文。
現(xiàn)在我們對18650鋰離子電池和BMS有了足夠的了解,讓我們開始制作電池組。
12V鋰離子電池組所需材料
?18650鋰離子電池x 3
?電池管理系統(tǒng)(BMS)
?0.15mm涂層鎳條
?Barallel連接器
?JST XH 2.54母頭4針連接器
?100mm PVC熱縮套筒
連接12V電池組與BMS
每節(jié)18650電池可充電至4.2V;我們需要三個電池串成一個12.6V的電池組。在上圖中,顯示了連接。
BMS的安裝方法如上所述。
為了平衡充電電池組,一組額外的電線必須與JST XH母連接器連接到電池組。
為了密封電池組的安全性和堅固性,我們使用了100mm的PVC熱收縮套管并將其收縮到電池組周圍。完成后,電池組將如下所示。
性能
為了測試電池組的性能,我們將其連接到恒流直流負(fù)載上,其詳細(xì)信息可以在這里找到。
我們將電流設(shè)置為恒定的1安培,下面是測試結(jié)果。
?卸載電池電壓-12.45 v
?電池電壓1Amp負(fù)載下-12.20V
從上圖可以看出,當(dāng)一個1A的負(fù)載接在電池組上時,電壓從12.45V下降到12.20V。在BMS關(guān)閉電池組以防止電池過放電之前,它一直下降到9.2V。
常見問題
問:鋰電池的壽命有多長?
根據(jù)大多數(shù)制造商的說法,鋰離子電池預(yù)計至少可以使用5年或2000次充電循環(huán)。另一方面,如果使用得當(dāng),鋰離子電池可以使用3000次。
問:鋰電池不使用時會失去電量嗎?
即使電池不使用,它也會耗盡電量,無論哪種類型或物質(zhì)。鋰離子電池在不使用的時候也會耗盡。
問:BMS中的安培是什么?
BMS的額定值以安培(電流/流量單位)為單位,而電池容量以安培小時(容量/儲能單位)為單位。BMS只關(guān)心流過它的最大安培數(shù),而不關(guān)心安培小時數(shù)。
本文編譯自circuitdigest