Kỳ 2: Các bước tự đóng pin lithium từ các cell pin lẻ

Bước 6: Sạc cân bằng

Có hai cách để sạc pin như thế này. Bạn có thể áp dụng 4,2 volt cho từng cell riêng lẻ hoặc bạn có thể áp dụng 16,8 volt cho toàn bộ pin. Mặc dù cái sau đơn giản hơn, nhưng trong trường hợp này, cái trước tốt hơn vì chúng ta đang sử dụng các cell đã sử dụng. Khi các pack mới được sản xuất, tất cả chúng đều sử dụng pin mới có cùng dung lượng amp giờ. Bằng cách này, chúng có thể được sạc hàng trăm lần mà không bị mất cân bằng. Tuy nhiên, cân bằng sẽ kéo dài tuổi thọ của bất kỳ pack nào. Với pack của chúng tôi, pin ở các trạng thái hao mòn và dung lượng giờ amp khác nhau, do đó việc cân bằng là điều bắt buộc. Pin cân bằng là pin trong đó tất cả các cell đều giữ nguyên điện áp.

Hãy để tôi giải thích làm thế nào các pack có thể trở nên mất cân bằng và tại sao điều đó thực sự tồi tệ. Pin chắc chắn sẽ hao mòn với tốc độ hơi khác nhau. Giả sử điện áp của mỗi cell trong pack của bạn là 4,2 vôn sau khi sạc khi mới.

• Ô 1 là 4,2
• Ô 2 là 4,2
• Ô 3 là 4,2
• Ô 4 là 4,2
• Toàn bộ pin là 16,8 volt

Bây giờ nói rằng một trong những pin đã bắt đầu hao mòn. Chúng thể hiện sự hao mòn của mình bằng cách đôi khi từ chối sạc đến 4,2 vôn. Bây giờ cell 4 chỉ sạc tới 3,8 volt. Bộ sạc không biết điều này nhưng vẫn sạc tới 16,8 volt và các cell khác được sạc cao hơn để bù lại.

• Ô 1 là 4,3
• Ô 2 là 4,3
• Ô 3 là 4,3
• Ô 4 là 3,8
• Toàn bộ pin là 16,8 volt

Bạn có thể thấy cách một cell xấu có thể phá hủy những cell tốt vì những cell khác bị quá tải. Bộ sạc cân bằng không bao giờ sạc các cell trên 4,2 volt và chúng có thể cho bạn biết nếu một cell từ chối sạc hoàn toàn. Bộ sạc của tôi có bốn đèn và hiển thị màu xanh lam là đã sạc đầy và màu đỏ là chưa sạc. Ở đây họ chế tạo một vôn kế rất phù hợp để theo dõi sức khỏe của các cell.

Bộ sạc cân bằng phổ biến hơn trong pin. Người ta sử dụng pin lithium polymer (gọi tắt là LIPO) để cung cấp năng lượng cho mô hình máy bay trực thăng, máy bay, tàu thuyền, v.v. LIPO rẻ hơn và bền hơn, tốt hơn để sống sót sau các vụ tai nạn. Họ yêu cầu cân bằng hơn sau đó ion lithium. Một số có tỷ lệ C là 50! Điều đó có nghĩa là pin 5 amp giờ có thể cung cấp 250 ampe và xả hoàn toàn chỉ trong vài phút! Các hóa chất gần như giống nhau nên các bộ sạc có thể hoán đổi cho nhau. Tôi khuyên bạn nên xem qua Sở thích để bạn biết tất cả những gì đang diễn ra ở đó. Họ có một loạt các bộ sạc đặc biệt chóng mặt.

Bước 7: Kích hoạt mạch BMS (PCB)

Khi tôi lần đầu tiên nối mọi thứ lại với nhau, tôi đã lo lắng khi thấy rằng mặc dù tôi đã nối mọi thứ đúng cách và pin đã được sạc nhưng PCB vẫn không hoạt động. Cuối cùng tôi đã làm cho nó hoạt động khi đặt điện áp 16,8 vôn vào các cực P+ và P- trên PCB. Đó là bởi vì PCB này được thiết kế để sạc nối tiếp với điện áp 16,8 volt. Tôi không muốn làm điều đó vì những lý do tôi đã mô tả. Bạn phải lừa PCB nghĩ rằng nó đang được sạc qua P+ và P-. Tôi đã sử dụng một nguồn cung cấp năng lượng thay đổi để nhảy PCB. Tôi chạm dây vào PCB chỉ trong một giây và điều này đã kích hoạt PCB.

Tôi phát hiện ra rằng tôi phải làm điều tương tự nếu một sợi dây bị lỏng và PCB mất kết nối với một trong các ô. Đây là lỗi an toàn trong PCB. Nó tắt nên không có kết nối. PCB giả định rằng bạn phải kết nối lại dây nếu bạn đang cố sạc pin. Cuối cùng, bạn phải nhảy PCB nếu hết pin. Nếu bạn không bao giờ để pin cạn hoàn toàn và pin không bị ngắt kết nối thì bạn hoàn toàn không cần phải nhảy (ngoại trừ lần đầu tiên).

Bước 8:  Bộ sạc và xếp hạng C

Bạn nghe nhiều về xếp hạng C khi bắt đầu xây dựng bộ pin. C có nghĩa là dung lượng và nó đại diện cho bất kỳ dung lượng pin nào của bạn. Nếu tôi có pin 8 amp giờ và tôi sạc nó ở 8 amps, thì nó đang sạc ở 1C và sẽ sạc xong sau một giờ. Nếu tôi sạc nó ở mức 2 ampe, tốc độ của bộ sạc Hextronics của tôi, thì nó sẽ sạc ở một phần tư C và sẽ sạc trong 4 giờ. Nếu tôi xả hết pin ở mức 8 ampe, nó sẽ tồn tại trong một giờ; đó là cống 1C.

Dung lượng pin cũng được đo bằng watt giờ. Để có được số watt giờ, bạn sử dụng công thức (Watts= Volts x Amps) để nhân công suất (8 amp giờ) với điện áp (14,4) để có được 115 watt giờ. Nó sẽ chạy thứ gì đó sử dụng 1 watt trong 115 giờ hoặc bất kỳ tỷ lệ bằng nhau nào khác. Tất nhiên đó là thời gian chạy lý thuyết của nó. Thời gian thực tế sẽ ít hơn. Việc tính toán dung lượng pin còn lại dựa trên mức tiêu hao hiện tại rất phức tạp và không chính xác.

Cuối cùng, bạn sẽ cần một cách để cắm nó vào thứ gì đó. Tôi đã sử dụng phích cắm. Thước đo của dây và chất lượng của các điểm tiếp xúc là quá đủ cho mức tối đa 1,5 ampe mà tôi rút ra từ gói của mình

Bạn thường không muốn sạc trên 1C. Nếu bạn làm như vậy, pin có thể bị hao mòn sớm hoặc bắt lửa. Ngoài ra, dòng điện liên tục tối đa có thể rút ra từ pin này là 12 ampe. Tôi tính toán điều đó từ xếp hạng của một chiếc 18650 duy nhất là 1,5C. 1,5 nhân với 8 amp giờ là 12 amps. Tất nhiên pin có thể xử lý việc này nhưng dây thì không. Tôi đã sử dụng dây nhỏ trong mỏ vì tôi không lấy được nhiều dòng điện từ nó. Đối với cống cao hơn, sử dụng dây lớn hơn. Tra bảng số đo dây và công suất hiện tại để chọn dây phù hợp. Sử dụng các dây nhỏ nhất có thể mà vẫn có thể xử lý dòng điện. Cũng sử dụng dây ren vì nó dễ làm việc hơn.

Bộ sạc này “thông minh” vì nó theo dõi điện áp của pin khi sạc. Nó sẽ không sạc nếu phát hiện tế bào chết (dưới 2 vôn) hoặc nếu điện áp đã trên 4,2 vôn.

Bước 9: Cân bằng cả pack pin

Để rõ ràng, tôi không nói về tính phí số dư. Bạn sẽ không thể tránh khỏi việc có một cell có dung lượng cao hơn tất cả các cell còn lại. Chúng sẽ giảm điện áp ở các tốc độ khác nhau. Một cell sẽ giảm xuống dưới 2,4 volt trước các cell khác, sau đó toàn bộ pin sẽ tắt. Sau khi chết, nếu có sự khác biệt lớn về điện áp giữa cell có điện áp thấp nhất và cao nhất, bạn nên lấy hai cell của cell có điện áp cao nhất và hoán đổi chúng với hai cell của cell có điện áp thấp nhất. Bằng cách đó, liên kết yếu nhất sẽ không quá yếu và pin của bạn sẽ bền hơn.

Tốt hơn nữa là thay pin điện áp thấp nhất bằng pin khác nếu có.

Bước 10: Tạo an toàn cho pin

Nếu pin của bạn bị chập, rất có thể nó sẽ nóng lên và có mùi như đồ điện tử chiên rán. Đó là những gì đã xảy ra với tôi vài ngày trước. Do đó, cần cách điện nhiều hơn giữa các chồng pin

Tuy nhiên, trong trường hợp xấu nhất, nó có thể bốc cháy khi bạn không ở nhà và thiêu rụi ngôi nhà của bạn. Điều đó không có nghĩa đây là một dự án cực kỳ nguy hiểm, bạn chỉ cần cẩn thận. Nhiều dự án trên trang web này có thể kết thúc trong hỏa hoạn. Chỉ nhận dự án này nếu bạn hiểu rõ về những gì bạn đang làm và hiểu những rủi ro.

Một biện pháp phòng ngừa đơn giản là làm vỡ pin khi pin đang ở trong một xô cát hoặc trên một miếng bê tông cách bất cứ thứ gì dễ cháy ít nhất 8 feet. Bằng cách thử này, tôi có thể thử sạc và xả nó vài lần để đảm bảo nó không có sự cố gì khi sử dụng.

Vì vậy, có bạn có nó. Khi bạn tạo một pin, bạn sẽ tự tin tạo các gói ở bất kỳ cấu hình nào bạn cần.