Hvordan bygger man en lipo batteripakke?

Drones krafthjerte: Afsløring af kunstnerskabet bag lithiumpolymerbatteripakker

Samling af endrone batteripack er en færdighed fyldt med udfordringer og belønninger. Det giver dig ikke kun mulighed for fuldt ud at tilpasse udholdenhed og kraft, men giver også dyb indsigt i dronens energikerne. Dette er dog langt fra et simpelt loddespil – det er en præcis kunst, der balancerer elektronisk viden, håndhævelse og sikkerhedsbevidsthed. Denne artikel vil systematisk guide dig ind i verden af ​​drone LiPo batteripakkekonstruktion.

I. Kerneprincipper: Hvorfor serie- og parallelforbindelser?

Før du dykker ind, skal du forstå batteripakkernes grundlæggende elektriske arkitektur. Vi opnår forskellige mål gennem to metoder:

Serieforbindelse: Øger spændingen

Metode: Forbind den positive terminal på en celle til den negative terminal på den næste celle.

Effekt: Spændingen stiger, mens kapaciteten forbliver uændret.

Droneanvendelse: Højere spænding i strømsystemet reducerer strømforbruget ved tilsvarende udgangseffekt, forbedrer effektiviteten og leverer hurtigere effektrespons. Almindelige 3S-batterier giver cirka 11,1V, mens 6S-batterier leverer omkring 22,2V.

Parallelforbindelse: Øger kapacitet

Metode: Forbind de positive terminaler på alle celler sammen og de negative terminaler sammen.

Effekt: Kapaciteten øges, mens spændingen forbliver uændret.

Droneapplikation: Forlænger flyvevarigheden direkte. For eksempel giver parallelisering af to 2000mAh-celler en samlet kapacitet på 4000mAh, mens spændingen af ​​en enkelt celle opretholdes.

De fleste dronebatterier anvender en "serieparallel" struktur.

Eksempel: "6S2P" består af 6 cellegrupper forbundet i serie for højspænding, hvor hver gruppe omfatter 2 celler forbundet parallelt for øget kapacitet.

II. Fire kerneelementer i batteripakker

Celler: Kvalitet er grundlæggende. Vælg altid strømceller fra anerkendte mærker med ensartede specifikationer.

Konsistens er livline for pakkesamling, som omfatter kapacitet, intern modstand og selvafladningshastighed. Nye celler fra samme produktionsbatch foretrækkes.

Nikkelbånd: De "ledende broer" mellem celler. Vælg passende materiale, bredde og tykkelse baseret på batteriets maksimale kontinuerlige strøm. Utilstrækkeligt tværsnitsareal forårsager overophedning og udgør en sikkerhedsrisiko.

Battery Management System (BMS): Batteripakkens "intelligente hjerne".

Hus og ledninger:

Ledninger: Hovedafladningskabler (f.eks. XT60, XT90 stik) skal være tilstrækkeligt robuste (f.eks. 12AWG silikonetråd) til at håndtere høje strømme.

Balanceringshoved: Bruges til at forbinde til BMS eller balanceringsoplader; skal svare til antallet af celler (S).

Hus: Krympeslange eller stiv kappe giver isolering, fugtbeskyttelse og fysisk afskærmning.

III. Praktiske trin: Opbygning af et komplet system fra bunden

Forberedelse:

Væsentlige værktøjer: Punktsvejser, multimeter, varmebestandige handsker, sikkerhedsbriller.

Arbejdsmiljø: Godt ventileret område fri for brændbare materialer; arbejdsflade beklædt med en antistatisk måtte.

Trin 1: Sortering og test

Test og sorter alle celler ved hjælp af en kapacitetstester og intern modstandsmåler. Sørg for, at parametre for celler i hver parallel- eller seriegruppe er så konsistente som muligt. Dette danner grundlaget for en effektiv BMS-balancering senere.

Trin 2: Planlægning og layout

Planlæg det fysiske cellelayout baseret på din målkonfiguration. Isoler celler med isolerende afstandsstykker for at forhindre kortslutninger.

Trin 3: Punktsvejseforbindelser

Parallel gruppesvejsning: Først skal du svejse cellerne, der skal forbindes parallelt med nikkelstrimler. Sørg for, at forbindelsen er sikker og har lav modstand.

Serieforbindelse: Behandl de parallelle grupper som en enkelt enhed. Forbind dem derefter i serie ved hjælp af nikkelstrimler, der forbinder positive og negative terminaler for at danne komplette "cellestrenge".

Svejsning af hovedprøveledninger: Svejs BMS-spændingsprøvebåndskablerne til de positive og negative terminaler på hver cellestreng.

Trin 4: BMS-installation og endelig svejsning

Fastgør BMS i den angivne position.

Indsæt først prøvebåndskablet i BMS'en. Brug et multimeter til at kontrollere den korrekte spænding for hver cellestreng.

Efter bekræftelse svejses de positive (P+) og negative (P-) terminaler på hovedafladningskablet til de tilsvarende porte på BMS.

Trin 5: Isolering og indkapsling

Pak cellesamlingen ind med isolerende materialer som kraftpapir eller epoxyplade for at forhindre intern kortslutning.

Skub varmekrympeslange over samlingen, og opvarm den jævnt med en varmepistol for at danne en tæt forsegling omkring batteripakken.

Installer afbalanceringsstikket og hovedafgangsstikket.

Trin 6: Indledende aktivering og test

Tilslut den samlede batteripakke til en balanceringsoplader og udfør den første opladning ved lav strøm (f.eks. 0,5C).

Overvåg kontinuerligt spændingen af ​​hver celle for at verificere korrekt BMS-balanceringsfunktion.

Når opladningen er fuldført, skal du lade pakken hvile i flere timer. Kontroller spændingerne igen for at bekræfte, at der ikke er unormale spændingsfald.

IV. Sikkerhedsretningslinjer

Bær altid sikkerhedsbriller: Beskyt dine øjne mod buer eller eksplosioner forårsaget af utilsigtede kortslutninger under enhver operation.

Forebyg fysiske punkteringer: Håndter celler med ekstrem forsigtighed, som om de var æg.

Brug eksplosionssikre poser: Indledende test og opladning skal udføres i eksplosionssikre poser.

Isoler værktøj: Sørg for, at alle metalværktøjshåndtag er isolerede for at forhindre samtidig kontakt med positive og negative terminaler.

V. Fremtidige tendenser: Opgraderingsvejledning til LiPo-batteripakker

For tiden,drone LiPo batteripakker udvikler sig mod "høj energitæthed + intelligent funktionalitet": Halvfaste LiPo-celler har opnået energitætheder på 400Wh/kg (en stigning på 50 % i forhold til traditionelle celler), hvilket muliggør fremtidig "fordoblet udholdenhed ved samme vægt." Intelligente BMS-systemer vil inkorporere temperaturalarmer og cellesundhedsovervågning, hvilket giver feedback om batteristatus i realtid via apps for yderligere at mindske sikkerhedsrisici.