Hur bygger man ett lipo-batteri?

Drönarnas krafthjärta: Avslöjar konstnärskapet bakom litiumpolymerbatteripaket

Montering av endrönare batteripack är en färdighet full av utmaningar och belöningar. Det låter dig inte bara anpassa uthållighet och kraft helt utan ger också djup insikt i drönarens energikärna. Det här är dock långt ifrån ett enkelt lödspel – det är en exakt konst som balanserar elektronisk kunskap, fingerfärdighet och säkerhetsmedvetenhet. Den här artikeln guidar dig systematiskt in i världen av drönare LiPo-batteripaketkonstruktion.

I. Grundprinciper: Varför serie- och parallellkopplingar?

Innan du dyker in, förstå den grundläggande elektriska arkitekturen hos batteripaket. Vi uppnår olika mål genom två metoder:

Serieanslutning: Ökar spänningen

Metod: Anslut den positiva terminalen på en cell till den negativa terminalen på nästa cell.

Effekt: Spänningen ökar medan kapaciteten förblir oförändrad.

Drönartillämpning: Högre spänning i kraftsystemet minskar strömförbrukningen vid motsvarande effekt, förbättrar effektiviteten och ger snabbare effektrespons. Vanliga 3S-batterier ger cirka 11,1V, medan 6S-batterier levererar cirka 22,2V.

Parallell anslutning: Ökad kapacitet

Metod: Anslut de positiva terminalerna på alla celler tillsammans och de negativa terminalerna tillsammans.

Effekt: Kapaciteten ökar medan spänningen förblir oförändrad.

Drönarapplikation: Förlänger flygtiden direkt. Till exempel ger parallellisering av två 2000mAh-celler en total kapacitet på 4000mAh samtidigt som spänningen för en enda cell bibehålls.

De flesta drönarbatterier använder en "serieparallell" struktur.

Exempel: "6S2P" består av 6 cellgrupper kopplade i serie för högspänning, där varje grupp består av 2 celler kopplade parallellt för ökad kapacitet.

II. Fyra kärnelement i batteripaket

Celler: Kvalitet är grundläggande. Välj alltid kraftceller från välrenommerade märken med konsekventa specifikationer.

Konsistens är livlinan för paketmontering, som omfattar kapacitet, internt motstånd och självurladdningshastighet. Nya celler från samma produktionssats är att föredra.

Nickelband: De "ledande broarna" mellan celler. Välj lämpligt material, bredd och tjocklek baserat på batteriets maximala kontinuerliga ström. Otillräcklig tvärsnittsarea orsakar överhettning och utgör säkerhetsrisker.

Battery Management System (BMS): Den "intelligenta hjärnan" i batteripaketet.

Hus och ledningar:

Ledningar: Huvudurladdningskablar (t.ex. XT60, XT90-kontakter) måste vara tillräckligt robusta (t.ex. 12AWG silikontråd) för att klara höga strömmar.

Balanseringshuvud: Används för att ansluta till BMS eller balansladdare; måste motsvara antalet celler (S).

Hus: Värmekrympslang eller styvt hölje ger isolering, fuktskydd och fysisk avskärmning.

III. Praktiska steg: Bygg ett komplett system från grunden

Förberedelse:

Viktiga verktyg: Punktsvets, multimeter, värmebeständiga handskar, skyddsglasögon.

Arbetsmiljö: Välventilerat område fritt från brandfarliga material; arbetsyta täckt med en antistatisk matta.

Steg 1: Sortering och testning

Testa och sortera alla celler med en kapacitetstestare och intern motståndsmätare. Se till att parametrarna för celler i varje parallell- eller seriegrupp är så konsekventa som möjligt. Detta utgör grunden för effektiv BMS-balansering senare.

Steg 2: Planering och layout

Planera den fysiska celllayouten baserat på din målkonfiguration. Isolera celler med isolerande distanser för att förhindra kortslutning.

Steg 3: Punktsvetsanslutningar

Parallell gruppsvetsning: Svets först cellerna som ska kopplas parallellt med nickelremsor. Se till att anslutningen är säker och har lågt motstånd.

Serieanslutning: Behandla de parallella grupperna som en enda enhet. Anslut dem sedan i serie med nickelremsor, koppla ihop positiva och negativa terminaler för att bilda kompletta "cellsträngar".

Svetsning av huvudsamplingsledningar: Svetsa BMS-bandkablarna för spänningssampling till de positiva och negativa polerna på varje cellsträng.

Steg 4: BMS-installation och slutsvetsning

Säkra BMS i den avsedda positionen.

Sätt först in samplingsbandkabeln i BMS. Använd en multimeter för att verifiera rätt spänning för varje cellsträng.

Efter bekräftelse svetsar du de positiva (P+) och negativa (P-) terminalerna på huvudurladdningskabeln till motsvarande portar på BMS.

Steg 5: Isolering och inkapsling

Linda in cellenheten med isolerande material som kraftpapper eller epoxikartong för att förhindra interna kortslutningar.

Skjut krympslangen över enheten och värm den jämnt med en värmepistol för att bilda en tät tätning runt batteripaketet.

Installera balanseringskontakten och huvudurladdningskontakten.

Steg 6: Initial aktivering och testning

Anslut det sammansatta batteripaketet till en balansladdare och utför den första laddningen med låg ström (t.ex. 0,5C).

Övervaka kontinuerligt spänningen för varje cell för att verifiera korrekt BMS-balanseringsfunktion.

När laddningen är klar, låt paketet vila i flera timmar. Kontrollera spänningarna igen för att bekräfta att det inte finns några onormala spänningsfall.

IV. Säkerhetsriktlinjer

Bär alltid skyddsglasögon: Skydda dina ögon från ljusbågar eller explosioner orsakade av oavsiktliga kortslutningar under någon operation.

Förhindra fysiska punkteringar: Hantera celler med extrem försiktighet, som om de vore ägg.

Använd explosionssäkra påsar: Inledande testning och laddning måste utföras i explosionssäkra påsar.

Isolera verktyg: Se till att alla metallverktygshandtag är isolerade för att förhindra samtidig kontakt med positiva och negativa poler.

V. Framtida trender: Uppgraderingsanvisningar för LiPo-batteripaket

För närvarande,drönare LiPo batteriförpackningar utvecklas mot "hög energitäthet + intelligent funktionalitet": Halvfasta LiPo-celler har uppnått energitätheter på 400Wh/kg (en 50% ökning jämfört med traditionella celler), vilket möjliggör framtida "fördubblad uthållighet vid samma vikt." Intelligenta BMS-system kommer att inkludera temperaturvarningar och cellhälsoövervakning, vilket ger batteristatusåterkoppling i realtid via appar för att ytterligare minska säkerhetsrisker.