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[资料教程] 自组电池详细教程+经验分享

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发表于 2017-5-16 12:12:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 anuo 于 2017-5-16 13:26 编辑

哈喽,大家好。强哥又来了!自从7年前退魔(直机)后,这次复模(多轴)已经折腾了小半年。在与论坛中各位交流和学习过程中,终于逐渐找回当初的那种自信感。答谢大家和论坛,再写一篇组装电池教程与大家分享讨论。
电池占了航模开销很大一部分的比例,为了家庭和睦和持久玩航模,降低日常开销是非常必要且重要的事情,于是有了写一篇关于组装电池的帖子的想法。在此之前我也参考了一些前辈的帖子,发现其中的些许不足。有朋友如果觉得文中存在的问题,也请各位指正!我会尽量将一些窍门讲清楚,“手残党”只要按部就班去做,也能做出自组电池。其实,自组电池成本大概比成品电池便宜1/3~1/2左右,价格相对便宜是优点之一。另外一个优点是,原材料自己采购,比较知根知底。为了写这篇帖子,我特地买了三组电芯共12片,以4S1P为例子演示整个过程。

0x00  工具和材料准备
工欲善其事,必先利其器!
下图是必备工具(不限于!)
02.jpg

02_.jpg

几件趁手的工具,可以让你制作过程安全顺畅。
必备工具:镊子、压线钳、剪线钳、剥线钳、剪刀、电压表、60W以上(400℃以上)烙铁、热风枪;
可选工具:尖头钳、美工刀、隔热垫、砂纸;
以上工具会在下文中逐渐介绍使用。
下图是原材料准备:
01.jpg

主要有:电芯、主电源插头、热缩管、大号(电源)硅胶线、小号(平衡)硅胶线、XH254端子头和金属件、PVC热缩膜、铁富龙高温胶布、3M高温胶带、纤维胶带、EVA发泡胶带、助焊剂、焊丝、(上图忘记拍了:704硅胶);
可选材料:PBC板(挺好使,还能起到保护作用,但是要跟电池规格匹配,比较难买到合适的),碳纤维胶布(土豪专用);
关于电芯,行业内主要分为ABC品级;其中A品,代表足C足量且外观干净;三项指标少任何一项则划入B品;不建议购买C品!一定要买极耳转镍的电芯,否则非常难焊!
关于各类胶带:我在这里尝试过不下10种胶带,截至目前趁手的就以上几项。网纹纸胶布也挺好用的,且价格便宜。在选购胶布的时候,请各位一定要选择绝缘且耐高温!
关于热缩膜:买了10多种热缩膜,发现太薄了,后来是电芯商家送的这种热缩膜最好用。其实只要足够厚就行!
以上的材料作用会在下文中逐渐介绍其用途;

0X01  目标设定
知己知彼方能百战不殆。了解自身需求跟采购什么样的电芯同样重要。
电芯的主要参数有:长宽高、重量、标准电压、放电倍率、容量、内阻。
如果不是航模类模型,对重量不太明感,我们先不谈。航模则对重量非常敏感,所以在选购的时候一定要留意。别等组装完了才发现飞机带不动,那就是个十足的悲剧了。一般而言,容量越大体重越大;放电倍率约高,体重越大。35C的电池1AH大概在27克左右。大致可以按照这个标准去推断电池是否足量(正负误差20%以内应该算正常,误差特别大的话,就要怀疑是否足量了。)
长宽高:电芯的型号一般会由一组6位或者7位的数字标识;其中,前2~3位代表厚度(单位1/10毫米);后2位代表宽度(单位毫米);最后2位代表长度(单位毫米);有一些特别大的电池会用3位数值代表一个纬度。例如:903085,代表9毫米厚、3公分宽、8.5公分长。不管怎样,也许有些厂商命名方式不一样,购买之前还是需要确认一下的。请注意,以上说的是单片电芯尺寸,如果是:3S的电池,厚度*3,4S电池厚度*4,依此类推。按照这个尺寸计算并且加上一些余量,再根据实际飞机的电池位置尺寸购买合适外形的电池。
现在标准锂电池的标称电压都是3.7伏特,如果是高压锂电池则是3.85伏特。买的时候要留意!大疆的很多飞机用的是高压锂电池,追求极致飞行的朋友也可以考虑购买高压锂电;(谁用谁知道
放电倍率:这是一道应用题,可以通过简单的计算得到一个非常标准的数值;例如:1AH容量的电芯,在1小时内平均放电直至全部放完,则说明这电池的放电倍率为1C;同理,如果在2小时内放完,则是0.5C;求:60C电池能在多久放电放完?(答案下文找)
你还真找答案啊?小学重读!
以四轴为例,假设一个电机峰值功耗100W,4个电机就是则400W,如果采用4S电池组,那么要求瞬间的安时是27A左右;假设你的电池是1AH的,那么就需要27C左右倍率的电池。
各位请留意,如果要让最终电机达到这个功率,还要求电调能够达到这个功率。不在这帖子的讨论范围之内,我们不深究。
关于电池容量,并不是越大越好。因为越大越重啊!18650电芯比较便宜,如果是400以上的多轴可以考虑采用这种方案。因为直接采购电芯,相对比较难买到高C数的电芯,所以适当的采购略高一点容量的电芯,以弥补放电倍率的不足,也是一个比较合理的选择。
内阻:电池的内部阻值;这个值越大,则说明电池内部损耗越大,发热越大,也就是说:电池体制越差。一般这个数值以豪欧计量,常温下不超过10豪欧。
电机功率的大小以及电池,直接要求了电调以及导线的规格,电调我们不谈,导线也是一个“坑”。
美标规格的常见航模导线从7AWG~30AWG,其截面积不同,能够承载通过的电流单位值也不同。在计算得出电流值后,组装电池之前一定要选择合适的导线规格。详细参考下表
AWG.png

还是以前文为例,假设电池放电峰值27A的情况下,则应该选择18或者17号线。1C充电需求的情况下,选择22号的平衡线比较合适。


0x02 安全第一!
电池属于危险品!电池属于危险品!电池属于危险品!
航模电芯由于放电大,又不同于普通的电子产品电芯,出厂的时候已经焊接了保护板。这东西是纯裸奔状态的,非常“狂野”!在动手开始之前,新手千万要留意所有可能接触到电池的金属工具!亲身经历过火花四射,经历过浓浓青烟的我,至今对组装电池还有“敬畏之心”……再说一遍,所有金属工具要留意摆放!接触电池极耳的时候,尽量只撕掉一个极耳的绝缘胶布,另外一个贴着。这不是闹着玩的,轻则火花四溅,重则爆炸起火。
免责:按照本文操作组装电池的动作,本人概不对造成的任何后果负责!请各位自行评估能力与可能存在的风险后再决定做不做这件事!本人概不负责!本人概不负责!本人概不负责!

0X03    Just Do It
首先,测量极耳的电压极性。有经验的玩家一定可以一眼识别,保险起见还是量一下,并做好标记。有些前辈建议要挑选电芯,选择内阻和初始电压尽量一致的电芯做成一组。我觉得我这种终端客户不会采购很多电芯,一个一个量过来也特别费事,所以这一步就免了吧。
03.jpg

04.jpg

规划好电芯的排列方法,逐个进行串联焊接。如果镍片够长,可以卷曲起来后焊接。如果不够长,可以通过硅胶线焊接导通。
05.jpg

06.jpg
08.jpg
07.jpg

为了安全,最好还是撕一组绝缘胶焊一组,焊好之后再贴起来。直到全部焊接完。全部连好之后,量一下电压是否正常。
接着制作平衡线,可以先不用把硅胶线剪下来,直接先用压线钳压好端子。4S的电池要用5P的端子,3S用4P,依此类推。
09.jpg

依照电池的尺寸,再把线剪下来。(可以省点线
10.jpg

接着是焊接XT60的插头,注意极性不要弄错。(这一段忘记拍了)。用个夹子(或其他的工具)固定住母头,涂上一些助焊剂,然后往金属脚里先灌一点锡进去,络铁放在金属洞里停留一段时间,让整个金属脚加热,锡就会自己吸附到金属壁上。这个时候先不要取出络铁,在锡是液态的时候把导线插进去,调整到合适的位置,移开络铁,自然降温。5秒左右锡就固化了,同时能牢牢的包裹住导线。不要忘记上热缩管套住XT60母头的金属脚,以免发生短路意外。

接着平衡线和主电源线焊在电池的几个引脚上。
11.jpg

12.jpg

这个时候,如果络铁温度不够,可以试着上一点助焊剂或者用砂纸打磨一下镍片,如果络铁温度低于380℃真的很难焊,我都是调到400℃以上焊接的。连接方法见图。
完成之后涂上一层704硅胶,做初步绝缘。
13.jpg

15.jpg

硅胶一定要包裹住整个捏片,不要露出金属部分。再用高温绝缘胶布贴上,做二道保险。
16.jpg

在间隔最宽的电芯之间,塞一段合适尺寸的发泡胶带,作为填充物。这样可以在剧烈碰撞的时候一定程度保护捏片,防止断裂变形。
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操作完捏片焊接,顶部再贴上一片,保护捏片,在顶部碰撞的时候可以作为缓冲。
18.jpg

这是偶然买到的特氟龙胶带拉扯强度很高,表面很光滑且耐磨,可以一定程度保护电芯被类似于石子之类的东西撞击后破损。用于替代碳纤维胶,那玩意太贵了……
19.jpg

然后贴上纤维胶布。这东西主要是一定程度上保护电池鼓包后不发生爆炸。然后根据接近完工的电池,剪裁所需要尺寸的热缩膜。
20.jpg

用热风枪一阵吹,注意不要吹过头,这东西会破!看到PVC摸收紧即可。底部的口收缩的时候,趁热在桌子上压一下会很平整。

0x04   完工
21.jpg

22.jpg


贴上魔术贴作为固定(个人感觉比防滑胶好用,优点是便宜+轻)。

最后看看净重和毛重的对比
23.jpg

24.jpg

这次制作的电池是1AH  35C,完工后126克。略重!主要是我还贴了一层厚纸板做碰撞保护。感觉有点多余,所以也没写进帖子里。

下图是格氏 850mAH 70C电池重量对比。

25.jpg


好了,先写到这里。后续看是否有必要,再补充一点内容。

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 楼主| 发表于 2017-5-16 12:12:45 | 显示全部楼层
一楼抢占,留作后用
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 楼主| 发表于 2017-5-16 12:12:56 | 显示全部楼层
板凳抢占,留作后用
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    厉害啊,收藏留用!
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    厉害了,学习备用
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    发表于 2017-5-16 12:47:13 | 显示全部楼层
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    发表于 2017-5-16 12:49:46 | 显示全部楼层
      必须精华帖啊!
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    2017-7-3 06:08
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    发表于 2017-5-16 12:56:23 | 显示全部楼层
    申精。好贴
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    厉害,学习了
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    发表于 2017-5-16 13:16:02 | 显示全部楼层
    哪里能买到优质的电芯呢
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