Я начал эту сборку, сделав основу из нескольких сосновых досок, которые у меня были. По сути, я сделал L-образный пут из двух частей. Одна часть является основанием, а другая – вертикальной. Вертикальная часть будет той, к которой я тоже прикрепил компоненты. Нижняя часть предназначена только для устойчивости.

Установка компонентов

Затем я прикрепил соленоид к вертикальной деревянной стойке на основании. Я просверлил два отверстия и использовал болты и гайки, чтобы прикрепить его. Я также добавил плату управления синхронизацией. Эта плата поставляется с двумя пластиковыми стойками, чтобы снять плату с любой поверхности, на которой она установлена. Я установил крепления на плату управления, а затем закрепил ее горячим клеем.

Соленоид, установленный на аппарате для точечной сварки Плата управления, установленная на аппарате для точечной сварки

Прежде чем продолжить монтаж проводки, мне нужно было сделать две вещи. Один из них был спусковым крючком с мгновенным выключателем. Другой — сварочная ручка. И то, и другое было довольно легко сделать, и я дам вам краткий обзор здесь.

Изготовление триггера

Чтобы сделать триггер, я использовал мгновенный переключатель SPST. Сначала я убедился, что у меня достаточно провода звонка, чтобы у меня был небольшой провис для перемещения переключателя при использовании сварочного аппарата, в итоге я использовал около двух футов проволоки. Я припаял красный и черный провода звонка (около 20 калибра) к выключателю.

Затем я вставил провод через 6-дюймовый кусок ПВХ толщиной 3/4 дюйма. К счастью, край переключателя был достаточно широким, чтобы сидеть на краю ПВХ. После этого я надел термоусадочную трубку на всю сборку, убедившись, что край термоусадочной трубки перекрывает край переключателя. Ударяя по трубке тепловым пистолетом, я убедился, что трубка скручивается вокруг края переключателя, удерживая его на месте.

Изготовление сварочной ручки

Сварочная ручка была немного сложнее в изготовлении. В качестве электродов я использовал два медных стержня диаметром 3 мм. Первой задачей было разработать метод удержания их на месте во время сварки. Второй заключался в том, чтобы прикрепить их к первичному проводу 8 калибра. Сначала я пытался паять, но это превратилось в огромный беспорядок. В итоге я использовал медные обжимные соединители. Они скользили прямо по проволоке и медному стержню и прочно удерживали все вместе при обжатии.

Изготовление ручки для ручки точечной сварки

Ручка должна быть достаточно прочной, чтобы удерживать на месте два медных стержня, а также удобной для удержания. В итоге я использовал старую деревянную лестницу от чердачной лестницы. В ступенях лестницы были канавки, в которые могли укладываться стержни. В конце концов я вырезал две части, которые я прикрутил вместе так, чтобы канавки были обращены друг к другу. Идея заключалась в том, что медные стержни будут удерживаться на месте канавками.

Я использовал инструмент Dremel, чтобы вырезать области на одном конце, чтобы освободить место для проволоки 8 калибра. Пришлось немного подрезать, чтобы медные стержни легли в канавку, а также хватило места для провода. Как только я это сделал, я использовал маленькие винты, чтобы закрепить две деревянные части на месте. В качестве последнего шага я оборачиваю ручку прочной термоусадочной пленкой.

Подключение самодельного аппарата для точечной сварки

Кабели калибра 8

Первичный провод калибра 8 служит двум целям. Первая и, пожалуй, самая важная — это передача тока от батареи через соленоид к сварочному стержню. Второе, и не менее важное, это подключение к аккумулятору. Я выбрал кабели калибра 8 из-за силы тока, которую они будут выдерживать. Даже калибр 8 технически недостаточно велик, но с учетом небольшого количества времени, в течение которого они будут проводить ток, я подумал, что они будут в порядке. Если вам интересно, они были.

Сварочная ручка

Я приобрел кабельные наконечники специально для провода 8 калибра. Конкретные, которые я получил, пришли с прочной термоусадочной пленкой, одна красная и одна черная. В термоусадочной пленке также был клей внутри, поэтому, когда вы ее сжимали, она также расплавляла клей и помещала защитный слой внутрь термоусадочной пленки.

Я отрезал около 12 дюймов красного и черного провода и пока отложил их в сторону. Затем я обжал два клеммных наконечника на концах красного и черного проводов, идущих от сварочной ручки, которую я сделал. Наконечник красного провода подключен к одной стороне соленоида. Наконечник клеммы черного провода соединен с болтом, которым соленоид крепится к стойке.

Соединения с батареей

Используя два провода, которые я обрезал и отложил в сторону, я сделал последние соединения с батареей. Я обжал клемму на одном конце красного провода и большой зажим типа «крокодил» на другом. Далее я повторил те же подключения к черному проводу.

Оба эти провода будут использоваться для подключения аппарата точечной сварки к аккумулятору. Красный провод подключается к другой стороне соленоида с помощью клеммной колодки.

Черный провод соединяется с болтом на задней стороне стойки (к этому же болту мы соединили черный провод от сварочной ручки).

Сделал так, чтобы было удобно подключать к аккумулятору. Прохождение черной (отрицательной) стороны через болт также обеспечивает заземление соленоида. В этот момент я также проложил кусок черного провода звонка между передней массой (болт, удерживающий соленоид) и одним из выступов управления на соленоиде (маленький разъем)

Проводка модуля управления

Проводка в модуле управления было довольно просто. Ключевыми цепями, о которых мы беспокоимся, являются выходная цепь, которая управляет соленоидом, питанием платы управления и триггера. Ниже приведена схема, показывающая электрические соединения, которые я использовал, чтобы заставить это работать.

Чтобы подать питание на плату управления, я в основном протянул провод от наконечника клеммы на соленоиде (сторона, подключенная к аккумулятору) к плате управления. Оттуда я подключился к тому же соединению, чтобы запитать триггер и общую сторону выходного реле на плате управления.

Я также протянул провод (черный) к клемме заземления, которую мы использовали ранее для заземления печатной платы. Затем я подключил его к общей стороне триггерного входа. Возможно, это звучит сложнее, чем есть на самом деле, поэтому я добавил электрическую схему в эту статью!

Программирование модуля управления

Программирование модуля оказалось сложной задачей. Инструкции, прилагаемые к нему, являются плохим переводом и не имеют для меня абсолютно никакого смысла. Что ж, вроде как, но я нашел отличное руководство по программированию этого модуля на YouTube Programming the Control Module. В итоге я перевел модуль в режим 1.

Режим 1 закрывает реле на плате управления на определенное время, а затем размыкает его. Это, в свою очередь, закрывает соленоид на это время. По сути, плата управления позволяет точно запрограммировать время закрытия соленоида и подачи сварочного тока.

Тестирование устройства точечной сварки

Сначала я установил устройство точечной сварки на 100 мс. Это выглядело немного жарко. Он определенно приварил никелевую полосу к старой литий-ионной батарее, которая у меня была. Но это бросило немного искры. Я поэкспериментировал с настройками времени и, наконец, обнаружил, что 70 мс с этой батареей кажутся идеальными.

Я думаю, что с батареями разного размера в качестве источника вам придется поиграться с синхронизацией на плате управления. Батарея усилителя холодного пуска 800 будет выдавать намного больший ток, чем меньшая батарея 200CCA. Поэтому придется внести некоторые коррективы. Я бы определенно рекомендовал протестировать любую установку на металлоломе или батареях, прежде чем приваривать батарейный блок точечной сваркой.

Вы можете посмотреть видеоверсию этой статьи здесь: Как сделать свой собственный аппарат для точечной сварки своими руками для литий-ионных аккумуляторов 18650

Ниже приведены партнерские ссылки на детали, которые я использовал в этом проекте.

Учебное пособие по сборке батарейного блока

Эта третья часть в основном посвящена особым соображениям, которые необходимы при сборке мощного аккумуляторного блока, плюс… я перечислю некоторые продукты и инструменты, которые иногда используются для сборки аккумуляторного блока. Итак, приступим.

Аппараты для точечной сварки, используемые в промышленности для изготовления аккумуляторов для электровелосипедов, большие и дорогие, и нереально даже рассматривать их для сборки домашнего гаража своими руками. Это важно, потому что во многих странах до сих пор очень сложно купить полный аккумуляторный блок, поскольку самые известные продавцы аккумуляторов не доставляют его во многие страны.

Правила доставки полного комплекта аккумуляторов сложны и с каждым годом становятся все хуже. Даже если вам удастся заставить сборщика пакетов доставить вам его, это дорого и рискованно. Кроме того, даже самые успешные производители упаковки не производят упаковки всех возможных форм и размеров.

Тем не менее, на самом деле довольно легко купить отдельные компоненты для сборки пакета, независимо от того, где вы живете (как указано в части 2, нажмите здесь), и это означает, что находчивые строители гаража будут продолжать собирать свои собственные паки. Это главная причина, по которой я написал эту серию статей о сборке пакетов.

Используемые методы и материалы постоянно совершенствуются, но… Я надеюсь задокументировать некоторые из наиболее распространенных «лучших практик» в том виде, в каком они известны в настоящее время, чтобы помочь новым энтузиастам избежать распространенных дорогостоящих ошибок при их первой сборке.

Аппараты для точечной сварки Sunkko

Я просто не могу порекомендовать какой-либо продукт этой марки (извиняюсь перед Sunkko, но… должен быть честен). Я вообще упоминаю о них только потому, что они так хорошо известны, и они сразу же появятся в любом поиске Google о «18650 точечной сварке».

Главный вывод, который я сделал, изучив их, заключается в том, что… версия на 220 В немного более надежна, чем версия на 110 В (а у версии на 110 В ужасная репутация… Не верьте мне, исследуйте это сами).

Во многих странах, таких как ЕС и Австралия, уже есть 220 В переменного тока в качестве системы по умолчанию во всех домах. Дома в США, как правило, на 110 В, но имейте в виду, что нетрудно подключить в гараже напряжение 220 В для электрической сушилки для белья, а также во многих кондиционерах в США есть розетка, рассчитанная на 220 В.

Типовая модель аппарата точечной сварки Sunkko.

Поскольку версия на 110 В и на 220 В потребляют примерно одинаковое количество ватт, версия на 110 В потребляет вдвое больше AMPS от электрической розетки вашего дома, которая часто отключает прерыватель (15A обычно в США, 110V X 15A = 1650W). Даже если вы приобретете версию на 220 В (и либо найдете розетку на 220 В где-нибудь в своем доме, либо добавите ее), электроника для обоих является известным слабым местом. Если у вас уже есть Sunkko, вот веб-сайт с информацией о том, как его обновить и исправить в случае поломки (нажмите здесь).

Кроме того, вот видео (нажмите здесь), где строитель открывает Sunkko 709 за 240 долларов (плюс доставка).AD, и показывает, как модернизировать внутренности, чтобы он работал надлежащим образом (600 ампер).

Аппарат для точечной сварки Malectrics

Этот «карманный точечный сварочный аппарат» из Германии работает очень хорошо, и у него много довольных клиентов. Программируемый мозговой чип — популярный «Arduino Nano». Длительность сварочного импульса можно регулировать от 1 миллисекунды до 500 мс.

Где-то в процессе кто-то понял, что если у вас есть большая батарея, способная выдавать много ампер, вы можете добавить какой-нибудь переключатель включения/выключения и таймер, чтобы сделать точечную сварку. этого.

Я видел ютубы, которые сделали это, где они добавили соленоидный переключатель автомобильного стартера в качестве элемента включения / выключения. Проблема с этой конструкцией заключается в том, что соленоидный переключатель автомобильного стартера представляет собой один физический переключатель, который пропускает все полные ампер 12-вольтового автомобильного аккумулятора (12 В X 200 А = 2400 Вт)…

Общая мощность (без сопротивления на линии) может включать мощность до 800-CCA (усилители холодного пуска). Если в качестве нагрузки используется стартер двигателя («сопротивление» цепи), то типичный 4-цилиндровый двигатель обычно потребляет около 200 А в течение полсекунды, а затем стабилизируется до 100 А, чтобы продолжать крутить двигатель.

Однако использование автомобильного электромагнитного стартера в качестве элемента включения/выключения в аппарате для точечной сварки, работающем от автомобильного аккумулятора, является «плохим проектом». Этот тип переключателя может иногда навсегда завариться во включенном положении, поскольку обычно он пропускает ТОЛЬКО пики 200 А, но «теперь» вы убрали сопротивление стартера автомобиля, и переключатель проходит полные 800 А, которые аккумулятор на это способен.

Это такие усилители, которые производят достаточно тепла, чтобы плавить никелевые полоски при точечной сварке. Я упоминаю об этом только для того, чтобы указать, что обычной автомобильной батареи на 12 В оказалось достаточно для питания операции точечной сварки элементов 18650.

Кроме того… поскольку соленоид автомобильного стартера зависит от двух физических металлических контактов, которые должны соприкасаться [и затем оттягиваться пружиной], это приведет к очень непостоянной продолжительности сварочного импульса (измеряемой в миллисекундах, что это одна тысячная секунды)

Итак… что мы можем использовать в качестве переключателя включения/выключения, способного выдерживать высокие токи? а также можно ли регулировать импульс точечной сварки в тысячных долях секунды? Возможно, скромный и распространенный полупроводник MOSFET?

«ПТ» (полевой транзистор) — это интеллектуальный тип транзистора, который можно использовать в качестве усилителя сигнала, диода или переключателя включения/выключения… в зависимости от того, как он сконфигурирован в схеме.

Комплект Malectrics представляет собой точный таймер, который использует группу полевых транзисторов [параллельно] для включения и выключения БОЛЬШОГО тока батареи в качестве точечной сварки. Вам также нужно будет добавить большой [и довольно новый] автомобильный аккумулятор на 12 В в качестве источника питания, и самая распространенная ошибка для нового строителя — использовать «маленький и старый» автомобильный аккумулятор, который у них уже был. Если вы используете самую длинную настройку сварочного импульса, но все равно получаете слабые сварные швы? вполне вероятно, что батарея, которую вы используете, слабая.

12 В X 800 А = импульсная мощность 9 600 Вт

Если вас заинтересовало устройство Malectrics, вы можете найти их веб-сайт, нажав здесь.

kWeld

В интересах полного раскрытия информации… когда я впервые увидел kWeld, я стал их первым дилером в США, чтобы увеличить количество пользователей в США. Это выглядело очень инновационным и многообещающим, и я хотел, чтобы реальные пользователи побили их, чтобы увидеть, есть ли у него слабые места, и… результаты были впечатляющими. Я продавал их в розницу около года, и компания быстро росла, поэтому теперь у них есть «настоящий» деловой партнер, который управляет всеми продажами в США [18650 термоусадка и держатели ячеек, вкл. ].

На первый взгляд КВелд очень похож на Малектрикс. Что касается функциональности, то один кабель для точечной сварки просто пропускает свой ток через большой плавкий предохранитель от клеммы автомобильного аккумулятора к зонду для точечной сварки. Второй аккумуляторный стержень пропускает ток через группу параллельно соединенных полевых транзисторов, которые действуют как переключатель включения/выключения, на пути ко второму датчику точечной сварки.

КВелд стоит дороже, чем Малектрикс, и вот почему. Он использует запатентованную систему управления электроникой, которая измеряет ток, проходящий через устройство, в режиме реального времени. Это означает, что если входное напряжение медленно падает во время использования сварочного аппарата, устройство автоматически регулирует длительность импульса, чтобы общее количество подаваемой энергии было очень постоянным от одного сварного шва к другому.

Он также имеет режим проверки батареи, чтобы сообщить вам, сможет ли батарея, которую вы собираетесь использовать, выполнять свою работу. Первоначальная версия KWeld была специально разработана для использования либо со свинцово-кислотным автомобильным аккумулятором, либо с литий-полимерным аккумулятором 3S (3S, 11,1 В номинальное LiPo, 12,6 В при полной зарядке). Тем не менее, приемлемый выбор аккумуляторов LiPo ограничен лишь несколькими конкретными моделями, которые, как известно, имеют очень низкое сопротивление и способны к внезапным всплескам тока без каких-либо повреждений (ищите обозначение батареи 3S «130C, 5000 мАч”… или больше).

Благодаря использованию легкодоступных автомобильных аккумуляторов (местного производства, поскольку они тяжелые, а доставка будет дорогой) и аккумуляторов LiPo с большим усилием первые устройства KWeld заработали отличную репутацию.

Однако почти сразу же… некоторые клиенты запросили возможность использования суперконденсаторов (которые обычно работают при более низких напряжениях). Во второй версии kWeld был расширен диапазон напряжений, так что kWeld будет работать с входным напряжением от 3 до 30 В (многие литиевые батареи с номинальным напряжением 24 В / 7S имеют полностью заряженное напряжение примерно 28 В).

Блок суперконденсаторов «kCap» 8,2 В в качестве опции. Некоторые строители считают, что автомобильные аккумуляторы громоздки и тяжелы, а некоторые клиенты предпочитают избегать использования аккумуляторов LiPo из-за опасений возгорания аккумуляторов LiPo.

Прибор KWeld производится компанией Keenlab.de в Германии, им владеет и управляет инженер-электрик. Основываясь на успехе нескольких энтузиастов, которые использовали суперконденсаторы, Keenlab разработала и начала производить вариант батареи суперконденсаторов, работающий от 8,2 В, а также источник питания, который может потреблять 110 В переменного тока в доме и обеспечивать 8,2 В при очень высокие токи, так что банк питания быстро пополняется.

Если у вас есть доступ к большому количеству бывших в употреблении элементов 18650, использование группы 2P, заряженной до рекомендуемого нами значения 4,1 В на элемент, обеспечит 8,2 В , необходимые для блока суперконденсаторов kCap. Ячейки с низким усилием могут медленно заряжать kCap, и когда вы приводите в действие устройство kWeld, суперконденсаторы очень быстро разряжают всю энергию.

Хотя заводская гарантия имеет ограничения, этот сварочный аппарат использовался при 8,2 В x 1400 А с импульсной мощностью 11 500 Вт.

Клиенты kWeld, находящиеся в США, могут связаться с Китом по телефону «18650 Heat Shrink and Cell Holders INC», нажав здесь.

Группу поддержки KWeld North American Facebook можно найти, нажав здесь.

Медные и никелевые шины

Если вас устраивает «обычный» комплект для электровелосипеда, то вас также устроит обычный аккумулятор для электровелосипеда [моя рекомендация по умолчанию для аккумуляторного блока — высококачественный Пакет 48V-52V, как и пакеты Luna Cycle, по состоянию на лето 2019 г.].

При этом, может быть, вы строите электрический мотоцикл или мощный электрический велосипед? Вам НЕОБХОДИМО, чтобы ваш блок обеспечивал большее количество усилителей, чем «обычный» блок. Существуют ячейки формата 18650, которые могут обеспечить 15A-30A (в настоящее время Samsung 30Q и 25R, LG HB2, Sony VTC6). Если для вашей конструкции батареи требуется ячейка с высоким усилием, подобная этой, узким местом конструкции будут межсоединения ячеек и два коллектора батареи (положительный и отрицательный выводы).

Чистый никель в качестве материала шины (и точечная сварка в качестве метода сборки) является выбором по умолчанию для «обычных» межсоединений ячеек (цилиндрические ячейки 18650/21700). Однако, когда в вашей конструкции требуются усилители ВЫСОКОЙ мощности, выбор материала шины становится критическим проектным решением.

Обычная ленточная шина из чистого никеля имеет ширину примерно 8 мм (1/3 дюйма в ширину), а ее допустимая нагрузка по току измеряется ее толщиной. Обычные аккумуляторные блоки (пиковое значение 25 А от 5P?) используют толщину 0,15 мм для 5 А на элемент с номиналом 8 А. Никелевая лента толщиной 0,20 мм является обычной для популярных аккумуляторов «высокой емкости» с номиналом 10 А, таких как LG MJ1, Samsung 35E и Panasonic GA.

В настоящее время дилемма строителей возникает при использовании ячейки с большим усилием (15A-30A). Я видел строителей, использующих двойные слои никелевой ленты для последовательных соединений, но… я не рекомендую такой подход. При более высоких токах использование никеля в качестве материала шины оказывается скорее резистором, чем проводником. Под этим я подразумеваю… он преобразует МНОГО ватт батареи в тепло вместо того, чтобы выполнять работу. Кроме того, два клеммных коллектора будут испытывать просадку напряжения, поэтому строитель не получит полных ампер, за которые они заплатили, используя подлинные ячейки с большим усилием.

Использование МАГНИТОВ!

Звучит как шутка, но уверяю вас, это действительно работает. Я бы не стал использовать магниты на никелевой шине, потому что никель слишком жесткий, чтобы соответствовать поверхности наконечников ячеек. Я считаю, что медный лист является очень подходящим материалом для высокоамперных ячеек 15A-30A, таких как 30Q, 25R, HG2 и VTC6.

Если вы хотите поэкспериментировать с материалами медных шин, я бы начал с 30-ga или, возможно, 32-ga (толщина листового металла отличается от уже знакомой нам проволоки). Один мил — это одна тысячная часть дюйма.

0,20 мм___8-mil__32 ga
0,25 мм__10-mil__30 ga

Медный лист такой толщины достаточно тонкий, чтобы его можно было разрезать ножницами. Медь при такой толщине мягкая, но никель такой же толщины очень жесткий.

Обратите внимание, что этот сборщик использует дополнительные шайбы из термостойкого волокна на положительных концах. Кроме того, он собирает рюкзак на жестком пластиковом листе над своим верстаком. Показан пакет 12S / 4P

. На рисунке выше мягкий медный лист разрезается на пластины шин, которые обеспечивают как последовательное, так и параллельное соединение. Неодимовые «кнопочные» магниты удивительно мощные, а электроды ячеек формата 18650 — «никелированная сталь». Никель обладает очень низким магнитным притяжением, но стальные сердечники на кончиках электродов ячейки будут сильно притягиваться к этим магнитам.

Поскольку магниты также очень сильно притягиваются друг к другу, строитель выше приклеил магниты к медному листу с помощью геля «суперклей». Вы также можете приобрести магниты-кнопки со скошенным отверстием в центре, что позволит вам вставить винт с плоской головкой со стороны ячейки через магнит и ввинтить его в боковую панель какого-либо типа (например, 1/4-дюймовую фанеру, или пластиковая кухонная разделочная доска?).

Я бы также порекомендовал каким-либо образом прочно прикрепить пластины-шины к пластиковым держателям ячеек, чтобы пластины не двигались. Мне сказали, что магниты прочно удерживают пластины на месте, но я обеспокоен тем, что при аварии они могут сместиться и, возможно, закоротить.

Точечная сварка сэндвича из меди/никеля

Это новая разработка. Было проведено много экспериментов с никелированным медным материалом шины в надежде, что это позволит легко сваривать его точечной сваркой. Однако его не всегда можно купить, и такие компании, как Makita, Milwaukee и DeWalt, используют дорогой лазер для приваривания их к аккумуляторным инструментальным ячейкам. Это оставило домашнюю самодельную никелировку предметом многих экспериментов, которые до сих пор не увенчались успехом.

Недавно анонимный ютубер сообщил, что если поместить никель поверх медной ленты, она легко сварится с помощью обычных устройств для точечной сварки, перечисленных выше (kWeld, Malectrics, Boss-Level, Riba и т. д.). Вот ссылка на YouTube, перемотайте вперед на 8:38, чтобы увидеть часть для сварки меди.

Точечная сварка никель-медного сэндвича на ячейке 18650

Показанные выше медные и никелевые полоски имеют толщину 0,20 мм, и, как сообщается, никель толщиной 0,15 мм также подходит. Дальнейшие эксперименты продолжаются, чтобы определить все другие толщины, которые будут работать. Увидев это, мое исследование показало, что это старый трюк слесарей при попытке точечной сварки алюминиевых листов друг с другом. Вот ссылка на видео на YouTube, в котором показан метод металлического сэндвича, используемый на алюминии.

Я собрал эти части вместе, чтобы быстро сфотографировать то, что я предлагаю в качестве варианта с высоким усилителем. Эта черная пластиковая сетка предназначена для 7S/4P (24 В). На этом рисунке медные полоски предназначены для последовательного тока с большим усилием, а никель — только для параллельного выравнивания ячеек, плюс… никелевый сэндвич необходим для точечной сварки меди с наконечниками ячеек 18650-х годов. . Никель 0,15 мм ОЧЕНЬ легко режется ножницами, как и медь 0,20.

Есть некоторые предположения относительно того, почему это работает, но это было проверено, так что это захватывающая разработка для сборок, когда вы хотите использовать ячейки с высоким усилием. Интересным примечанием является то, что некоторые строители в прошлом заказывали чистый никель в качестве материала для автобусов, и когда он прибыл… они обнаружили, что им продали никелированную сталь.

Это было достаточно плохо, чтобы быть ограбленным, но теперь они должны были ждать подлинного чистого никеля, чтобы прибыть во втором заказе. Однако, если у вас или вашего друга есть какая-либо никелированная стальная лента, просто лежащая на полке, медь в никель-медном сэндвиче будет проводить ток, поэтому никелевая часть сэндвича может быть дешевой лентой со стальным сердечником.

Это два распространенных типа никелевых лент «лестница» для выполнения как последовательных, так и параллельных соединений. На этом рисунке я добавил медь на некоторые последовательные соединения. Я думаю, что может быть некоторая польза от разделения посередине меди, чтобы заставить весь сварочный ток проходить через наконечник ячейки, а не только через саму медь. Медь может удерживаться на месте крошечным мазком клея в центре длины полосы, где не будет мест сварки, на полпути между ячейками. Никелевые шины любезно предоставлены термоусадочными и держателями ячеек 18650, найдены здесь

Пакет 20S/6P, выполненный методом точечной сварки сэндвичем из меди. Один слой меди толщиной 0,10 мм выполняет как последовательную, так и параллельную функции. Небольшие квадраты никеля толщиной 0,15 мм помещаются над каждым концом ячейки для облегчения сварки. В этом пакете значение энергии в кВт составляло 50 Дж.

Использование плоских аккумуляторов с высоким усилием

Хотя я иногда видел крупноформатные плоские аккумуляторы на электровелосипедах и аккумуляторы 18650, используемые на электромотоциклах, чаще всего вы увидите обратное. Для большинства электровелосипедов элементы 18650 по-прежнему легко конфигурируются в индивидуальный пакет, который соответствует необычной форме, а производительность и диапазон пакетов 18650 часто лучше всего подходят для большинства байкеров, а ячейки мешка являются предпочтительным стилем для E-мотоциклов. Цилиндрическая ячейка 18650 — это, по сути, просто ячейка-мешочек, свернутая и вставленная в металлический цилиндр.

Чем выше сила тока, на которую рассчитаны эти ячейки, тем больше будут выводы, чтобы они не стали узким местом для тока. Отверстия под болты в ушках вырезались обычным канцелярским дыроколом.

Однако, несмотря на то, что использование плоских ячеек вынуждает сборщика использовать довольно большую прямоугольную форму в качестве строительного блока рюкзака, переоборудование мотоциклов часто требует таких высоких токов, что плоские ячейки являются единственным жизнеспособным вариантом.

Как только вы решите, что будете использовать этот формат ячеек, я полагаю, что соединения ячеек на самом деле легче собрать вместе, по сравнению с точечной сваркой с большим усилием.

Плоские ламинированные ячейки пакета, здесь показаны широкие язычки на одном конце (слева) или… широкие язычки на противоположных концах (справа). Соединения лепестков между ячейками для плоских ламинированных ячеек гораздо проще надежно выполнить по сравнению с цилиндрическими ячейками, такими как 18650 и 21700.

Эти плоские мешкообразные элементы сжимаются на своих боковых поверхностях, что помогает снизить внутреннее электрическое сопротивление. Показанные выступы были приварены друг к другу точечной сваркой. Показанная упаковка 12S / 1P

Если вы добавите физическое сжатие к боковым сторонам плоских мешкообразных ячеек, это снизит внутреннее электрическое сопротивление. При этом ток распределяется более равномерно по всем химически активным внутренним поверхностям. Если половина внутренних поверхностей имеет плохой контакт, они будут пропускать меньший ток и меньше нагреваться, но поверхности с хорошим контактом будут вынуждены пропускать гораздо больший ток, чем они были рассчитаны.

Если это произойдет, то внутренние «горячие точки» вызовут выделение электролита в этих местах, что приведет к вздутию элемента. Чем больше образуется газа, тем хуже становится это состояние (газы, образующиеся внутри, вызывают расслоение внутренних слоев).

Использование только силы сжатия 20 фунтов на квадратный дюйм намного лучше, чем ничего, и я видел опубликованные отчеты о том, что давление до 100 фунтов на квадратный дюйм может быть полезным.

Вырезание листов-разделителей ячеек со стенок старой пластиковой емкости для хранения. Они оказались толщиной 1,5 мм.

На картинке выше я купил несколько аккумуляторов с высоким усилием и обрисовываю форму, чтобы вырезать разделители ячеек, которые помогут предотвратить короткое замыкание между выступами, когда они будут у меня на рабочем столе, пока я работаю. соединение вкладок ячеек.

Начало сборки карманного аккумуляторного блока.

На картинке выше я использую мешочные элементы, чтобы собрать 12-вольтовый чемодан для зарядки моего телефона и ноутбука во время отключения электроэнергии, так как я живу в стране торнадо (а раньше я жил в стране землетрясений). Очень большие выступы являются подсказкой о том, что я выбрал аккумуляторы с высоким усилием, и я сделал это, чтобы я мог также использовать этот пакет, чтобы «завести» мою машину, если это необходимо.

Пользуясь случаем, я сфотографировал несколько этапов процесса сборки рюкзака, которые, по моему мнению, важны для новичков. Обратите внимание, что я выполняю эту задачу поверх красной пластиковой крышки контейнера для хранения, а под этой ячейкой находится зеленый пластиковый разделитель ячеек (виден на рисунке выше предыдущего абзаца).

[вернитесь через месяц, чтобы увидеть дополнительные фотографии этой сборки]

Язычки были отмечены как + / – , но это было очень мелким шрифтом, поэтому я использовал войлочные маркеры, чтобы сделать крупные отметки. Я также использовал ножницы, чтобы вырезать крышку язычка для положительного язычка, используя пакеты для сэндвичей с застежкой-молнией в качестве материала покрытия. Затем я прикрепил пластиковую крышку с застежкой-молнией с помощью синего малярного скотча с низкой липкостью, который легко снимается и не оставляет следов клея.

Обратите внимание, что на этой конкретной марке кюветы небольшая часть правого верхнего угла язычка негатива срезана под углом, чтобы облегчить идентификацию.

Я нашел несколько алюминиевых плоских стержней, которые можно использовать в качестве фиксаторов, и в них уже были отверстия с резьбой. Имейте в виду, что язычки-зажимы могут быть сделаны из стали, если вы хотите, так как они не должны проводить ток (два язычка-клетки прижимаются друг к другу, кожа к коже). Я целенаправленно использую алюминиевые зажимы в качестве радиатора. Ранее я считал, что алюминиевая пластина, расположенная между ячейками, будет отводить внутреннее тепло к краю в качестве меры охлаждения, но это приводит к тому, что поверхности сторон ячеек становятся холоднее, чем ядра.

Если различные области внутри ячейки нагреваются сильнее или холоднее друг друга, это также изменит внутреннее сопротивление этой ячейки. Обширные исследования показали, что охлаждение вкладок приводит к наиболее стабильным и ровным внутренним температурам в активных материалах, в то же время вытягивая часть внутреннего тепла из активных слоев ячейки.

120F (49C) очень теплый, почти слишком горячий для прикосновения. Однако, если эта температура распределена равномерно, то ячейка должна прослужить как можно дольше. 140F (60C) слишком жарко, и никакая часть ячейки не должна достигать такой температуры. Если одна часть элемента горячая, а другая часть остается холодной, то горячая часть умрет, что приведет к преждевременному умиранию этой ячейки, что приведет к просадке напряжения, при которой вся батарея выходит из строя.

Теперь перейдем к конструкции язычковых зажимов…

Довольно легко нарезать резьбу в просверленном отверстии на алюминиевом стержне из сплава 7075 (нажмите здесь, чтобы выбрать один из вариантов), потому что этот сплав более хрупок, что позволяет чипсы отломить. Алюминий из сплава 6061 лучше проводит электричество, но он очень мягкий, и вы можете легко сломать метчик, используя его в качестве материала для стержневого зажима, пытаясь нарезать резьбу в просверленном отверстии.

В этом приложении мне нравится использовать резьбовые отверстия в алюминиевом стержне (со скошенным отверстием под головкой винта с плоской головкой), чтобы зажимы были максимально толстыми, поскольку использование обычных болтов и гаек на сквозное отверстие потребует, чтобы зажимы были тоньше. Поскольку нет стопорной шайбы, чтобы уменьшить возможное ослабление соединителя из-за вибрации, я буду использовать жидкость для скрепления резьбы, например, Locktite.

Этот метод позволяет использовать зажимные стержни той же ширины/толщины, что и ячейка. Последовательное соединение выполняется между двумя ячейками-выводами, а показанный тип зажима состоит из двух одинаковых частей, поэтому расчеты при покупке материала будут легкими. Измерьте толщину ячейки, и эта толщина является толщиной зажимного материала, или тоньше.

Из LFP

Это всплыло в недавней дискуссии на форуме, где сравнивали паяльные шины с ячейками и точечной сваркой. ЛФП (Люк) был главным инженером по аккумуляторным батареям в мотоциклах Zero.

«…Тема этой ветки может быть перефразирована так: лучше бить себя по яйцам бейсбольной битой или клюшкой для гольфа?

Во-первых, использование FLIR на блестящих никелевых поверхностях смехотворно, потому что это что-то вроде коэффициента излучения 5-10%, поэтому те значения температуры, которые он считывает, составляют + или-> 100-градусов Цельсия для чего-то полезного.

Наконец, температура верхней части никеля совершенно не имеет значения, так как верхняя часть никеля не является термочувствительным участком.

Когда вы спаиваете банку, а затем разрезаете ячейку, вы увидите, что разделительный слой сплавлен и деформирован на торцах, а в банке избыточное давление газа и продукты термического разложения карбонатных эфиров в электролит приведет к его плохому старению и развитию саморазряда от примесей, выделяемых этим тепловым пробоем.

При точечной сварке банки внешняя сторона вообще не имеет значения. Не имеет значения даже для того, чтобы об этом говорить, или смотреть, или рассматривать. Когда вы разрезаете эту ячейку и видите внутреннюю часть банки, которая была раскалена докрасна (2500 градусов по Фаренгейту) для возможности сварки, вы видите, что внутренняя коррозионно-стойкая облицовка поверхности банки испаряется. прочь, и на его месте углеродные остатки от карбонатов электролита мгновенного кипения, и теперь этот углерод будет загрязнять вашу батарею, чтобы увеличить скорость саморазряда.

Если вы пытаетесь выполнить точечную сварку, вы делаете это не исходя из того, как сварные швы выглядят снаружи или насколько трудно их [физически] снять с банки, эти показатели — детская игра, чтобы прибить их, и просто не имеет значения в отношении создания пакета, который прослужит долго. Вы должны настроить процесс, разрезав дно каждой ячейки, к которой вы присоединились, и осмотрев повреждение конца желейного рулета, а также осмотрев дно поверхности банки на предмет того, какие виды продуктов термического разложения теперь отравляют ваш в остальном очень чистый электролит. .

Пакеты для пайки предназначены для приложений, где вам все равно, сработает ли он хотя бы один раз, и допустимы случайные уровни саморазряда, и желателен случайный отказ в течение короткого времени.

Точечная сварка (к днищам банок) — когда не волнует утечка электролита из банок из концентраторов напряжений в околошовную зону вблизи места сплавления шва (где было 2500 град. по Фаренгейту) , и вы не заботитесь о том, чтобы коррозионностойкие покрытия банки оставались функциональными, и хотите загрязнить электролит случайным углеродным мусором (подумайте о том, чтобы поставить свой завтрак на сковороду при температуре 2500 градусов по Фаренгейту)…»

Итак, какой метод следует использовать?

Что ж… только вы можете решить, на какой риск вы готовы пойти и что впишется в ваш бюджет.