Ako zostaviť lipo batériu?

Silné srdce dronov: Odhalenie umenia za lítium-polymérovými batériami

Zostavenie abatéria dronupack je zručnosť plná výziev a odmien. Nielenže vám umožňuje plne prispôsobiť výdrž a výkon, ale poskytuje aj hlboký pohľad do energetického jadra dronu. Toto však zďaleka nie je jednoduchá hra na spájkovanie – je to precízne umenie, ktoré vyvažuje elektronické znalosti, manuálnu zručnosť a povedomie o bezpečnosti. Tento článok vás systematicky zavedie do sveta konštrukcie LiPo batérií pre drony.

I. Základné princípy: Prečo sériové a paralelné pripojenia?

Pred ponorením sa oboznámte so základnou elektrickou architektúrou batérií. Rôzne ciele dosahujeme dvoma spôsobmi:

Sériové pripojenie: Zvyšuje napätie

Metóda: Pripojte kladný pól jedného článku k zápornému pólu ďalšieho článku.

Efekt: Napätie sa zvyšuje, zatiaľ čo kapacita zostáva nezmenená.

Aplikácia dronu: Vyššie napätie v napájacom systéme znižuje odber prúdu pri ekvivalentnom výstupnom výkone, čím sa zvyšuje účinnosť a poskytuje rýchlejšia odozva energie. Bežné 3S batérie poskytujú približne 11,1 V, zatiaľ čo batérie 6S dodávajú približne 22,2 V.

Paralelné pripojenie: Zvýšenie kapacity

Metóda: Spojte kladné póly všetkých článkov dohromady a záporné póly dohromady.

Účinok: Kapacita sa zvyšuje, zatiaľ čo napätie zostáva nezmenené.

Aplikácia dronu: Priamo predlžuje trvanie letu. Napríklad paralelné spojenie dvoch 2000mAh článkov poskytuje celkovú kapacitu 4000mAh pri zachovaní napätia jedného článku.

Väčšina batérií pre drony využíva „sériovo-paralelnú“ štruktúru.

Príklad: „6S2P“ pozostáva zo 6 skupín článkov zapojených do série pre vysoké napätie, pričom každá skupina obsahuje 2 články zapojené paralelne na zvýšenie kapacity.

II. Štyri základné prvky súprav batérií

Bunky: Kvalita je základ. Vždy vyberajte napájacie články od renomovaných značiek s konzistentnými špecifikáciami.

Konzistencia je základom zostavy balenia, zahŕňa kapacitu, vnútorný odpor a rýchlosť samovybíjania. Výhodné sú nové bunky z rovnakej výrobnej šarže.

Niklové väzby: „vodivé mosty“ medzi bunkami. Vyberte vhodný materiál, šírku a hrúbku na základe maximálneho trvalého prúdu batérie. Nedostatočná plocha prierezu spôsobuje prehrievanie a predstavuje bezpečnostné riziká.

Battery Management System (BMS): „Inteligentný mozog“ batérie.

Puzdro a elektroinštalácia:

Drôty: Hlavné výbojové káble (napr. konektory XT60, XT90) musia byť dostatočne robustné (napr. 12AWG silikónový drôt), aby zvládli vysoké prúdy.

Vyvažovacia hlava: Používa sa na pripojenie k BMS alebo vyrovnávacej nabíjačke; musí zodpovedať počtu buniek (S).

Kryt: Tepelne zmrštiteľné hadičky alebo pevné puzdro poskytujú izoláciu, ochranu proti vlhkosti a fyzické tienenie.

III. Praktické kroky: Vytvorenie kompletného systému od začiatku

Príprava:

Základné nástroje: Bodová zváračka, multimeter, tepelne odolné rukavice, ochranné okuliare.

Pracovné prostredie: Dobre vetraný priestor bez horľavých materiálov; pracovná plocha pokrytá antistatickou podložkou.

Krok 1: Triedenie a testovanie

Otestujte a roztrieďte všetky bunky pomocou testera kapacity a merača vnútorného odporu. Zabezpečte, aby parametre buniek v každej paralelnej alebo sériovej skupine boli čo najkonzistentnejšie. Toto tvorí základ pre neskoršie efektívne vyvažovanie BMS.

Krok 2: Plánovanie a rozloženie

Naplánujte si fyzické rozloženie buniek na základe vašej cieľovej konfigurácie. Izolujte články izolačnými rozperami, aby ste predišli skratom.

Krok 3: Spoje bodového zvárania

Paralelné skupinové zváranie: Najskôr zvarte články, ktoré sa majú spojiť paralelne, pomocou niklových pásikov. Uistite sa, že pripojenie je bezpečné a má nízky odpor.

Sériové pripojenie: S paralelnými skupinami zaobchádzajte ako s jednou jednotkou. Potom ich zapojte do série pomocou niklových pásikov, prepojte kladné a záporné póly, aby ste vytvorili kompletné „reťazce buniek“.

Zváranie hlavných vzorkovacích vedení: Privarte páskové káble vzorkovania napätia BMS ku kladným a záporným svorkám každého reťazca článkov.

Krok 4: Inštalácia BMS a konečné zváranie

Zaistite BMS v určenej polohe.

Najprv vložte vzorkovací plochý kábel do BMS. Na overenie správneho napätia pre každý reťazec článkov použite multimeter.

Po potvrdení privarte kladné (P+) a záporné (P-) svorky hlavného vybíjacieho kábla k príslušným portom na BMS.

Krok 5: Izolácia a zapuzdrenie

Zabaľte zostavu článku izolačným materiálom, ako je kraftový papier alebo epoxidová doska, aby ste predišli vnútorným skratom.

Nasuňte teplom zmršťovaciu hadičku cez zostavu a rovnomerne ju zohrejte teplovzdušnou pištoľou, aby sa vytvorilo tesné utesnenie okolo súpravy batérií.

Nainštalujte vyvažovací konektor a hlavný vybíjací konektor.

Krok 6: Počiatočná aktivácia a testovanie

Pripojte zostavenú batériu k vyrovnávacej nabíjačke a vykonajte prvé nabitie pri nízkom prúde (napr. 0,5 C).

Nepretržite monitorujte napätie každého článku, aby ste overili správnu funkciu vyváženia BMS.

Po dokončení nabíjania nechajte batériu niekoľko hodín odpočívať. Znova skontrolujte napätie, aby ste sa uistili, že nedošlo k abnormálnemu poklesu napätia.

IV. Bezpečnostné pokyny

Vždy noste ochranné okuliare: Chráňte si oči pred oblúkmi alebo výbuchmi spôsobenými náhodným skratom počas akejkoľvek operácie.

Zabráňte fyzickému prepichnutiu: S bunkami zaobchádzajte mimoriadne opatrne, ako keby to boli vajcia.

Používajte vaky odolné proti výbuchu: Počiatočné testovanie a nabíjanie sa musí vykonávať vo vreciach odolných proti výbuchu.

Izolujte nástroje: Uistite sa, že všetky kovové rukoväte nástrojov sú izolované, aby sa zabránilo súčasnému kontaktu s kladnými a zápornými pólmi.

V. Budúce trendy: Pokyny na aktualizáciu LiPo batérií

v súčasnostiLiPo batéria dronubalíčky sa vyvíjajú smerom k „vysokej energetickej hustote + inteligentnej funkčnosti“: Polotuhé LiPo články dosiahli hustotu energie 400 Wh/kg (50 % nárast oproti tradičným článkom), čo v budúcnosti umožňuje „dvojnásobnú výdrž pri rovnakej hmotnosti“. Inteligentné systémy BMS budú zahŕňať teplotné výstrahy a monitorovanie stavu buniek, pričom prostredníctvom aplikácií budú poskytovať spätnú väzbu o stave batérie v reálnom čase, aby sa ďalej zmiernili bezpečnostné riziká.