Hoe bouw ik een lipo-batterijpakket?

Het krachtige hart van drones: onthulling van het talent achter lithium-polymeerbatterijpakketten

Assembleren van eendrone-batterijpack is een vaardigheid boordevol uitdagingen en beloningen. Hiermee kun je niet alleen het uithoudingsvermogen en de kracht volledig aanpassen, maar krijg je ook diep inzicht in de energiekern van de drone. Dit is echter verre van een eenvoudig soldeerspel; het is een precieze kunst die elektronische kennis, handvaardigheid en veiligheidsbewustzijn in evenwicht brengt. Dit artikel zal u systematisch begeleiden in de wereld van de constructie van drone LiPo-batterijpakketten.

I. Kernprincipes: waarom serie- en parallelle verbindingen?

Voordat u erin duikt, moet u de fundamentele elektrische architectuur van batterijpakketten begrijpen. We bereiken verschillende doelstellingen via twee methoden:

Serieschakeling: verhoogt de spanning

Methode: Verbind de positieve pool van de ene cel met de negatieve pool van de volgende cel.

Effect: De spanning neemt toe terwijl de capaciteit onveranderd blijft.

Drone-toepassing: Een hogere spanning in het voedingssysteem vermindert het stroomverbruik bij een gelijkwaardig uitgangsvermogen, waardoor de efficiëntie wordt verbeterd en een snellere vermogensrespons wordt geleverd. Gemeenschappelijke 3S-batterijen leveren ongeveer 11,1 V, terwijl 6S-batterijen ongeveer 22,2 V leveren.

Parallelle verbinding: capaciteit vergroten

Methode: Verbind de positieve aansluitingen van alle cellen met elkaar en de negatieve aansluitingen met elkaar.

Effect: De capaciteit neemt toe terwijl de spanning onveranderd blijft.

Drone-toepassing: verlengt de vluchtduur direct. Als u bijvoorbeeld twee cellen van 2000 mAh parallel plaatst, krijgt u een totale capaciteit van 4000 mAh, terwijl de spanning van een enkele cel behouden blijft.

De meeste drone-batterijen maken gebruik van een ‘serie-parallelle’ structuur.

Voorbeeld: “6S2P” bestaat uit 6 celgroepen die in serie zijn geschakeld voor hoogspanning, waarbij elke groep bestaat uit 2 cellen die parallel zijn geschakeld voor een grotere capaciteit.

II. Vier kernelementen van batterijpakketten

Cellen: Kwaliteit is van fundamenteel belang. Selecteer altijd krachtcellen van gerenommeerde merken met consistente specificaties.

Consistentie is de levensader van de assemblage van pakketten en omvat capaciteit, interne weerstand en zelfontladingssnelheid. Nieuwe cellen uit dezelfde productiebatch hebben de voorkeur.

Nikkelbanden: de ‘geleidende bruggen’ tussen cellen. Selecteer het juiste materiaal, de juiste breedte en dikte op basis van de maximale continue stroom van de batterij. Onvoldoende dwarsdoorsnede veroorzaakt oververhitting en brengt veiligheidsrisico's met zich mee.

Battery Management System (BMS): Het ‘intelligente brein’ van het accupakket.

Behuizing en bedrading:

Draden: Hoofdontladingskabels (bijv. XT60-, XT90-connectoren) moeten voldoende robuust zijn (bijv. 12AWG siliconendraad) om hoge stromen te kunnen verwerken.

Balanskop: wordt gebruikt om verbinding te maken met het GBS of de balanceringslader; moet overeenkomen met het aantal cellen (S).

Behuizing: Krimpkousen of stijve behuizing zorgen voor isolatie, bescherming tegen vocht en fysieke afscherming.

III. Praktische stappen: vanaf nul een compleet systeem opbouwen

Voorbereiding:

Essentiële hulpmiddelen: puntlasapparaat, multimeter, hittebestendige handschoenen, veiligheidsbril.

Werkomgeving: Goed geventileerde ruimte, vrij van brandbare materialen; werkblad bedekt met een antistatische mat.

Stap 1: Sorteren en testen

Test en sorteer alle cellen met behulp van een capaciteitstester en interne weerstandsmeter. Zorg ervoor dat de parameters van cellen in elke parallelle of seriegroep zo consistent mogelijk zijn. Dit vormt de basis voor een effectieve BMS-balancering later.

Stap 2: Planning en lay-out

Plan de fysieke celindeling op basis van uw doelconfiguratie. Isoleer de cellen met isolerende afstandhouders om kortsluiting te voorkomen.

Stap 3: Puntlasverbindingen

Parallelgroeplassen: Las eerst de parallel te verbinden cellen met behulp van nikkelstrips. Zorg ervoor dat de verbinding veilig is en een lage weerstand heeft.

Serieschakeling: behandel de parallelle groepen als één geheel. Verbind ze vervolgens in serie met behulp van nikkelstrips, waarbij u de positieve en negatieve aansluitingen met elkaar verbindt om complete ‘celreeksen’ te vormen.

Lassen van de belangrijkste bemonsteringslijnen: Las de BMS-lintkabels voor spanningsbemonstering aan de positieve en negatieve aansluitingen van elke celreeks.

Stap 4: BMS-installatie en eindlassen

Zet het GBS op de aangegeven positie vast.

Steek eerst de bemonsteringslintkabel in het GBS. Gebruik een multimeter om de juiste spanning voor elke celreeks te verifiëren.

Las na bevestiging de positieve (P+) en negatieve (P-) aansluitingen van de hoofdafvoerkabel aan de overeenkomstige poorten op het GBS.

Stap 5: Isolatie en inkapseling

Wikkel de celconstructie in met isolatiemateriaal zoals kraftpapier of epoxyplaat om interne kortsluiting te voorkomen.

Schuif de krimpkous over het geheel en verwarm deze gelijkmatig met een warmtepistool om een ​​goede afdichting rond het batterijpakket te vormen.

Installeer de balanceringsconnector en de hoofdafvoerconnector.

Stap 6: Eerste activering en testen

Sluit het gemonteerde accupakket aan op een balanceerlader en voer de eerste lading uit met een lage stroomsterkte (bijvoorbeeld 0,5C).

Bewaak voortdurend de spanning van elke cel om de juiste BMS-balanceringsfunctie te verifiëren.

Nadat het opladen is voltooid, laat u het pack enkele uren rusten. Controleer de spanningen opnieuw om er zeker van te zijn dat er geen abnormale spanningsdalingen zijn.

IV. Veiligheidsrichtlijnen

Draag altijd een veiligheidsbril: Bescherm uw ogen tegen vlambogen of explosies veroorzaakt door onbedoelde kortsluiting tijdens elke bewerking.

Voorkom fysieke lekke banden: behandel cellen met uiterste zorg, alsof het eieren zijn.

Gebruik explosieveilige zakken: De eerste tests en het opladen moeten worden uitgevoerd in explosieveilige zakken.

Isoleer gereedschap: Zorg ervoor dat alle metalen handgrepen van het gereedschap geïsoleerd zijn om gelijktijdig contact met de positieve en negatieve aansluitingen te voorkomen.

V. Toekomstige trends: upgrade-instructies voor LiPo-batterijpakketten

Momenteel,drone LiPo-batterijpacks evolueren naar “hoge energiedichtheid + intelligente functionaliteit”: Halfvaste LiPo-cellen hebben een energiedichtheid van 400 Wh/kg bereikt (een stijging van 50% ten opzichte van traditionele cellen), waardoor toekomstig “verdubbeld uithoudingsvermogen bij hetzelfde gewicht” mogelijk wordt. Intelligente BMS-systemen zullen temperatuurwaarschuwingen en celgezondheidsmonitoring omvatten, waardoor realtime feedback over de batterijstatus wordt geboden via apps om de veiligheidsrisico’s verder te beperken.