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航模之最-----------史上最详细的DIY电池详细实例教程

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2019猪事大吉

发表于 2019-4-7 23:31:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
电池自组有风险,一定不要侥幸马虎对待,电芯短路电流大、易燃,有爆炸危险,模友务必确认自己有能力再自组。

容量高且电压大的成品电池很贵,某式牌子4S 5300mAh的成品电池差不多要400元,某普牌子4S 5300mAh的电池接近300元,那5S、6S容量更大的电池也就更贵了。玩航模需要的电池不只是一块,而是两块、三块或者是更多才能玩个尽兴,那一下 子买电池的费用就很高了。

然而自组电芯却很便宜,自组一套成本仅为成品电池费用的三分之一。所以很多自我感觉动手能力不错的模友就心动了,苦于网上DIY电池的教程都零散不全且自组电池有一定的危险性,最终打消了DIY的念头。

我们以自组一个4S电池作为实例(4S 5000mAh 35C)

(一)需要的材料

1、电芯

自组电芯内阻差异大小决定电池容量和寿命,自组电池性能关键点是在于多个电芯内阻要相近,如果自组的电芯内阻相差太大的话,组出来的电池的容量和寿 命都大打折扣。但测量内阻需要专业的设备,并且要买多快电芯测量后后再配对使用,我们不可能为了组个电池买个十块八块电芯回来测量。

我们只能靠卖电芯商家对电芯分容后把相近的电芯配对,有点拼RP的感觉。电芯买回来后,我们可以简单测量下配对情况:

(1)称重量:逐个电芯称重重量,每个的电芯重量应该在差别几克之间,如果有个电芯重量差别特别大的,估计有点问题。
(2)测量电压:逐个电芯充满电,每个电芯满电时候的电压应该差别在0.03V以内。差别太大的电芯不能用。

购买的电芯的正极必须要已转镍的,因为正常的电芯极耳是铝做的无法用焊锡焊接。而已转镍的就能轻易的焊接普通焊锡了。此次我们选择的单片5000mAh 35C电芯重量为131g,尺寸为:145*49*8mm。



2、平衡线

每组平衡线需要用电芯总数的黑色电线加一条红色电线,如4S的就用4条黑色电线和一条红色电线组成,平衡充放功能能否顺利实现就靠它了。


3、动力电源线

电流输入和输出的主干道,要选用硅胶材质外皮的电源线,一般选用12AWG或者14AWG规格的。因为我们的多轴机身上配的是T插头,为了方便我们选购的 是已经焊接有T头母线的12AWG电源线。当然你可以根据自身实质情况选择相对应的插头,比如XT60,XT150等等。


4、电芯焊接板

这个简直就是DIY电池的神器,大大增大了DIY过程的安全性和简易性。电芯焊接板有很多选择,根据DIY电池芯数来选择。我们这次是自组4S电池,所以选择是4S电芯焊接板,它的构造很明显,你只要根据电芯串联规则依次排布就好。



5、高温胶布

高温胶布的使用也是必不可少,因为航模动力锂电池瞬间电流很大,在全力放电的情况下很容易发烫,特别是焊点处,而且高温胶布具有高绝缘,耐高温的特性,是航模电池组成必备之一。我们用的宽12mm的高温胶布。


6、玻璃纤维胶带

玻璃纤维胶带的作用是对已焊接好线路和焊点位置进行再次包裹保护,大大加大使用安全性。根据所选电芯的尺寸,我们选择的是30mm宽的玻璃纤维一卷,当然实际操作只需要一小段。


7、碳纤维胶带

碳纤维胶带对电池也是起保护作用的。使用的时候对电池的正面进行环绕包裹,避免轻微摩擦时损坏到电池芯。ACE成品电池外表那像蛇皮的蒙皮就是碳纤维胶 带。碳纤维胶带的宽度要与电芯宽度相似,长度是电芯长度的2.5倍左右。我们用的电芯宽度是49mm,长度是145mm,所以这次买了长度是1米,宽度是 48mm碳纤维胶带。


8、热缩膜

热缩膜用于电池全部组装后后,套住电池包裹并固定电芯,形成一个整体不易变形。我们选用的是透明的PVC材料的热缩膜,热缩膜的宽度要根据电芯的尺寸规格 选择,计算公式是:电芯高度*电芯数量+电芯宽度。例如这次的电芯尺寸是145*49*8mm,需要的热缩套宽度是:8*4+49=81mm 。选择的热缩膜宽度必定要大于81mm,鉴于热缩膜收缩特性,选择时要留一定的余地。此次,我们选用为90mm宽的热缩膜。


9、普通透明胶

普通透明胶只要起捆绑固定作用。

10、海绵

海绵是用来填充保护的,在填充之前一定是要有高温胶带垫底。

(二)需要的工具

1、电烙铁、焊锡

电烙铁是最关键的工具,功率一定要大,至少要大于60W的电烙铁,最好80W以上。电芯的极耳面积大,焊接时候散热快容易降温,但如果长期加热极耳又会损坏电芯。选择直径较粗的并且中心带松香的焊锡

2、万用表

测量电芯正负极和电压要用万用表。一般来说电芯已转镍的极耳是正极,但也不能百分百的确定,以测量为准。电芯正负极一定要准确,否则可能会酿成不可挽回的错误。
3、BB响
BB响的作用是在连上平衡线之后测量电池芯是否正常,是否因为过热或者接触不良导致显示不了读数。如果出现这种情况只能卸掉坏电芯。
(三)组装过程

一、处理电芯

1、拿出万用表逐个测试电芯的正负极和电压并用笔标明贴在电芯上,虽然一般来说电芯已转镍的极耳为正极,没有转镍的极耳为负极,但是还是用万用表测试为准,一定不要存在侥幸心理。

然后为了安全,要把负极极耳用胶带包好,避免不小心造成短路。



2、为了更好的焊锡,用小刀逐一轻轻的在已转镍电芯正极上刮掉氧化膜,然后用胶带极耳包好。


二、焊接电芯焊接板

1、拿出4S电芯焊接板,小板上边有四个槽位,先取两块电芯以串联的形式排好在小板上,两块电芯用透明胶固定好,然后串联焊接。



下图为4S串联顺序和线路的连接方法。




焊接时多上点锡,因为上面还是焊接电源线的


2、焊接要一片一片来。为了避免短路,只有焊接相对应极耳的时候取下极耳上的绝缘胶带,第三块电芯焊接也是要透明胶固定再继续。




3、按以上的办法焊接第四片电芯


焊接的时候,电烙铁接触极耳时间长,电池就会过热,很明显的热度上升,所以不必最求饱满成圆珠状态,只要不出现虚焊和断裂就可以了。


如果焊点表面有明显的尖锐点,用锉刀修一下,或者电烙铁化平

然后就是使用万用表,主要是测量一下每一片电芯的电压是否正常,如果电压相差很大或者为0,则焊接时电池过热已损坏或者出现虚焊、接触不良等情况,要进一步检查。如果出现坏的一定要拆出来,更换电芯。


三、焊接动力电源线及平衡线

处理一下电源线,上一段热缩管


在焊接电源线和平衡线之前,要了解一下相对应充电器的接口排布,避免在充电的时候出现短路情况。对应B6充电器,如下图,限位箭头向上,正极红色平衡线一定要在最左边。



焊接电源线的时候焊点一定要饱满,多上一点锡,检查一下,一定不要出现虚焊情况。然后就是焊接动力电源线(12AWG T头母线),根据所标的正负极焊接上相对应颜色的线,红色为正极,黑色为负极。焊上电源线只需要正负极焊点,其余焊点用绝缘胶布包起来,避免短路。


接下来就是焊接平衡线了,红色接电源正极,黑色按顺序依次链接,可根据链接图。


焊接平衡线之前要比对一下,限位箭头向上的时候,红色正极是不是在最左边,如果不是,那就出错了,使用平衡充充电就会短路。


注意了,如果出现上述情况,有两种方法解决:
一种是把已经焊了的电源线卸下来重新排布焊接就不列举了。在标注好正负极的情况下,先把平衡线的插头有限位箭头一面向上,红色线接正极并排在最左端,在排电源线。切记红色一定是接正极。
另一种就是把平衡线插头端的线拔出来,然后再排布,如下图



焊好后一定要检查是否有虚焊的情况,轻轻拉扯所焊接的线是否存在掉落、异位或者松动的情况。
焊好平衡线了之后,使用BB响测试一下。测试每一个电芯是否正常。


如果,显示和你之前用万用表测试的差不多,你就可以继续往下了。BB响显示的读数有误差,一切以万用表读数为准。

四、贴高温胶带

高温胶是高绝缘的,所以每一个焊点都要独立的黏贴上。


然后,在来一次横截面的粘贴。粘贴的时候,焊点之间的空隙要用不导电的物体压紧,从而达到填充和绝缘的作用。




五、放置海绵

放置已经准备好的海绵,把电源线之间的凹槽堵上。目的有两,一是填充,二是保护电池,避免受冲击变形导致短路。



六、缠绕玻璃纤维胶带

首先用玻璃纤维皮把海绵包住



接下来用玻璃纤维横向缠绕,把电源线和平衡线包在内



七、碳纤维外皮包裹

然后就是用碳纤维皮了,上下蒙上一圈,调整好位置,一定要把电源线和平衡线保护在内,以免在使用过程中受损。碳纤维皮,选用和电芯尺寸一样的。首先测量一下,上下包裹需要多长,剪下,在包裹,这样容易调整纤维皮,达到粘贴的最佳效果。这里需要350mm长。


在粘贴的时候,应该从中间开始,经过电池底部的时候,在放入海绵,对电池底部进行保护。


最后包好了


八、热缩膜固定

最后上PVC热缩膜,先把整快电池的外体包住,调整好位置,再使用热风枪使热缩管收缩达到理想状态。

热缩膜受热收缩,最好使用热风枪加热,因为用明火加热容易烧穿或者收缩起皱纹。


剪裁热缩膜的时候,要拿电池和热缩膜比对,热缩膜的长度要比电池长10mm。


使用热风枪加热的时候,要自上而下。温度不要太高,太高容易烧穿,而且电池也会受热。


对比一下DIY的电池和成品电池。电池的性能和使用寿命与电芯的质量有直接的关系。质量好的电芯,才能DIY一个好的电池。还有自组电池记得选用内阻和电压相近的电芯,才有可能有个安全的电池。


材料
数量
单价
总价
电芯
4个
32元
128元
平衡线
1条
0.9元
0.9元
T型插头
1条
2.6元
2.6元
电芯焊接板
1块
0.9元
0.9元
高温胶
1卷
8元
8元
玻璃纤维胶带
1卷
9元
9元
碳纤维胶带
1米
4元
4元
透明PVC热缩管
1米
6元
6元
BB响
1个
9.5元
9.5元
全部材料总价为168.9元。
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