Как сделать аккумулятор на 12В из аккумуляторов 18650?
Аккумуляторные батареи номинальным напряжением 12 вольт используют в подводных камерах, шуруповертах, радиоуправляемых моделях, медицинских приборах и других устройствах. Как и другие АКБ, такие источники питания можно купить в готовом виде или собрать своими руками из отдельных элементов.
Принцип сборки Li-ion батареи на 12 В
Единичный аккумулятор Li-ion типа имеет номинальное напряжение 3,6 или 3,7 В, а модели с типом химии LiFePO4 – 3,2 В. Для получения большего вольтажа ячейки соединяются последовательно. Например, для сборки аккумуляторной батареи на 12 В нужно соединить последовательно 3–4 литиевых элемента. Чтобы получить увеличенный запас емкости, нужно вначале соединить «банки» параллельно. Аккумуляторы используются незащищенные, а для защиты от перенапряжения, глубокого разряда и других вредных факторов батарея оснащается БМС платой.
Схемы сборки
Для сборки литиевых батарей номинальным напряжением 12 В из аккумуляторов 18650 и других типоразмеров используют схемы:
- 3S1P, 3S2P, 3S3P, 3S4P, …, 3S15P, 3S16P;
- 4S1P, 4S2P, 4S3P, 4S4P, …, 4S15P, 4S16P и т.д.
Количество последовательных соединений указывается коэффициентов при букве S, а параллельных – коэффициентом при букве P. Схема сборки выбирается в зависимости от параметров соединяемых элементов питания и характеристик, которые нужно получить в итоге.
Характеристики аккумуляторов 18650
В таблице приведены технические параметры популярных аккумуляторов форм-фактора 18650:
|
Аккумулятор |
Емкость, мАч |
Максимальная токоотдача, А |
Номинальное напряжение, В |
Диапазон рабочих напряжений, В |
|
Samsung 33G |
3300 |
7 |
3,7 |
2,7–4,2 |
|
LG HE4 |
2500 |
20 |
||
|
Panasonic 18650PF |
2900 |
10 |
||
|
Samsung 30Q |
3000 |
10 |
||
|
Samsung 25R |
2500 |
25 |
||
|
Macroson |
2600 |
7 |
||
|
BAK N18650CNP |
2500 |
25 |
||
|
Panasonic 18650BD |
3200 |
10 |
3,6 |
|
|
LG MH1 |
3200 |
10 |
||
|
SONY VTC6 |
3000 |
30 |
||
|
Zhihang |
2600 |
7 |
||
|
EVE INR18650 25P |
2500 |
25 |
||
|
LiFePO4 Exell Battery |
1500 |
30 |
3,2 |
2–3,6 |
Чтобы собрать батарею напряжением ≈12 вольт, нужно последовательно соединить 3 или 4 литий-ионных аккумулятора. Количество параллелей выбирается в зависимости от необходимой емкости и допустимых размеров АКБ. Например, по схеме 3S3P из Li-ion ячеек типоразмера 18650 получим батарею с размерами 70х75х75 мм. Ее номинальное напряжение составит 11,1 В, а емкость – от 7500 до 9900 мАч, в зависимости от параметров выбранных ячеек.
Из таблицы видно, что у одних элементов питания выше емкость, а у других – допустимые токовые нагрузки. Это связано с различиями в химическом составе. Для питания устройств с интенсивным потреблением энергии (например, для шуруповертов и других видов портативного электроинструмента) нужны высокотоковые элементы. Хоть запас емкости у них и ниже, такие ячейки обеспечат стабильно высокую токоотдачу и не будут ощутимо нагреваться при работе.
Как сделать АКБ?Аккумуляторные батареи собираем по заранее выбранной схеме из идентичных ячеек 18650 – одного бренда и серии. В таком случае легче отобрать элементы с полностью совпадающими значениями емкости и внутреннего сопротивления. Перед сборкой напряжение на «банках» выравниваем зарядкой. Ячейки соединяем параллельно, а затем последовательно.
Для этого применяем аппарат контактной сварки и никелевую ленту. Ее нарезаем на отрезки с запасом длины 1 см, накладываем на контакты и привариваем с соблюдением используемой схемы. К полученной батарее припаиваем BMS плату и силиконовые AWG провода с разъемами ХТ60. Они будут использоваться для зарядки батареи и подключения к ней нагрузки. Дополнительно можно установить на АКБ индикатор заряда и его выключатель.
Готовую батарею проверяем в цикличном режиме – поочередно разряжаем под нагрузкой и заряжаем током 0,5С. Например, для батареи емкостью 7800 мАч и используем зарядный ток 3,9 А. Если АКБ работает хорошо (нормально питает нагрузку и принимает заряд, не греется), ее можно упаковывать в стеклотекстолит и термоусадочную трубку подходящих размеров. После нагрева феном она плотно покроет поверхность АКБ и обеспечит ей необходимую изоляцию.
Читайте в нашей предыдущей статье о том, как правильно заряжать аккумулятор шуруповерта.
