在本文中，我們將了解如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的 12V 鋰離子電池組 以及如何將其與 保護(hù)電路一起使用。鋰離子電池是當(dāng)今用于為設(shè)備和小工具供電的最常用的儲(chǔ)能設(shè)備之一。由于 高能量密度 和可充電能力，鋰離子電池以不同的串聯(lián)和并聯(lián)方式連接，以形成具有不同電壓輸出和容量的電池組。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電池組并將其與具有成本效益的保護(hù)電路連接，以制造一個(gè) 堅(jiān)固的電池組 ，該電池組可用于為 RC 汽車(chē)、四軸飛行器或其他在 12VDC 下運(yùn)行的不同小工具供電。

如果您有興趣了解有關(guān)鋰離子電池的更多信息，您一定對(duì)我們之前介紹的有關(guān) 不同鋰離子電池化學(xué)成分的文章感興趣， 并且您可能還想學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì) 我們之前制作 的2S 電池充電器電路。

串聯(lián)和并聯(lián)連接鋰離子電池

大多數(shù)鋰電池化學(xué)物質(zhì)的標(biāo)稱(chēng)電壓低于 4 伏。因此，為了使其可用于更高電壓的應(yīng)用，我們可能必須使用升壓轉(zhuǎn)換器，或者我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)電池組，通過(guò)將電池串聯(lián)和并聯(lián)連接來(lái)提供所需的輸出電壓。

串聯(lián)電池：當(dāng)一個(gè)電池的正極端子與第二個(gè)電池的負(fù)極端子連接時(shí)，該電池被認(rèn)為是串聯(lián)連接。在串聯(lián)的情況下，電池的總電壓會(huì)增加，并由所有串聯(lián)電池的電壓之和給出。下圖顯示了串聯(lián)連接的樣子。

并聯(lián)電池：當(dāng)?shù)谝粋€(gè)電池的正極端子連接到第二個(gè)電池的正極端子并且類(lèi)似地兩個(gè)電池的負(fù)極端子連接在一起時(shí)，電池被稱(chēng)為并聯(lián)連接。在并聯(lián)的情況下，電池的總?cè)萘吭黾樱妷罕３植蛔?。下圖顯示了并行連接中的單元的外觀。

制作 12 V 電池組

要制作電池組，第一步是了解電池的標(biāo)稱(chēng)電壓。我們選擇的電池標(biāo)稱(chēng)電壓為 3.7V，充電電壓為 4.2V。因此，為了制作 12 V 電池組，我們需要 串聯(lián) 3 節(jié)電池。我們使用的細(xì)胞圖像如下所示

我們選擇的是容量為 1200mAh 的 3.7V 電池。因此，使用 3 個(gè)類(lèi)似的 3.7V 1200mAh 電池并將它們串聯(lián)起來(lái)，如下圖所示。

注意： 請(qǐng)務(wù)必連接所有相同容量的電池，否則會(huì)影響電池組的使用壽命。

我拿了一個(gè) 3 電池支架（或電池墊片）并放置 3 個(gè)電池，使第一個(gè)和 第三個(gè)電池 的正極面朝下，中間電池的正極面朝上。放置電池后，放置另一個(gè) 3 芯支架并確保電池組已固定，電池已固定在其位置。現(xiàn)在下一步是將電池彼此串聯(lián)。我們稱(chēng)這 3 個(gè)單元格為 C1、C2 和 C3。首先，使用鎳帶將 C1 的 +ve 端子與 C2 的負(fù)極端子連接，并將 C2 的正極端子與 C3 的負(fù)極端子連接，如下圖所示。

下一步是連接來(lái)自 C1 負(fù)極端子的電線(xiàn)和來(lái)自 C3 正極端子的另一根電線(xiàn)。上述配置稱(chēng)為 3S 配置或 3 串聯(lián)配置，當(dāng)測(cè)量 C3 的正極端子和 C1 的負(fù)極端子之間的電壓時(shí)，它將等于 12V 電池。

如何將鎳條連接到電池

最好的方法是使用點(diǎn)焊機(jī)。首先，用干凈的布清潔電池表面和鎳帶表面，去除表面的灰塵或污垢顆粒。將鎳條放在電池的端子上并帶上點(diǎn)焊機(jī)的插腳并進(jìn)行短暫接觸，您可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)電池來(lái)重復(fù)該過(guò)程以進(jìn)行額外的連接，您的電池現(xiàn)在已牢固地連接到鎳條上。重復(fù)相同的步驟以建立其他連接。

如果沒(méi)有點(diǎn)焊機(jī)怎么辦？

第一步是使用釘子或任何金屬物體刮擦要連接的電池的所有端子。

劃傷后，在電池端子上涂抹少量助焊劑，并在端子上粘上一點(diǎn)焊料。對(duì)鎳條執(zhí)行相同的操作，并將鎳條與電池的端子連接。

多次重復(fù)該步驟以根據(jù)需要進(jìn)行連接。您的 12V 電池已準(zhǔn)備就緒。

連接電池保護(hù)模塊

鋰離子電池需要一個(gè)電池保護(hù)模塊來(lái)保持電池的健康。這些器件可保護(hù)電池組免受過(guò)充電、深度放電甚至過(guò)電流的損壞。這對(duì)于保持電池安全和延長(zhǎng)其使用壽命至關(guān)重要。為了保證我們的電池安全，我們使用了現(xiàn)成的 3-S 6Amps 電池保護(hù)模塊或 BMS 模塊。

將 BMS 模塊與電池組連接。大多數(shù) BMS 將具有相同的連接術(shù)語(yǔ)。

為了測(cè)量溫度，您可以使用 NTC 熱敏電阻。您必須將熱敏電阻的一端連接到 P+ 端子，而 NTC 熱敏電阻的另一端必須連接到 BMS 模塊上的 T 焊盤(pán)。

測(cè)試

為了測(cè)試模塊，在目視檢查所有連接后，檢查 P+ 和 P- 兩端的電壓。電壓應(yīng)等于 B+ 和 B- 焊盤(pán)上的電壓。下一步是測(cè)試 P- 和 B1 兩端的電壓，電壓應(yīng)該在 3.7V 附近，因?yàn)樗菃蝹€(gè)電池的電壓。

下一步是測(cè)試 P- 和 B2 兩端的電壓，該測(cè)量將為我們提供 2 個(gè)串聯(lián)電池之間的電壓，顯示的電壓將在 7.4V 左右。

測(cè)試完所有的焊盤(pán)后，我用 12 V 充電器給電池組充電，半小時(shí)后測(cè)量電池組的電壓。電池組的起始電壓為，電池組的最終電壓如下：

我還使用電池組為燈泡、電機(jī)和其他設(shè)備供電，電池組運(yùn)行良好。

結(jié)論

設(shè)計(jì)電池組的知識(shí)非常重要，因?yàn)殡姵赜捎谌萘亢碗妷旱投苌儆米鲉蝹€(gè)實(shí)體，因此，電池被捆綁在一起形成電池組。當(dāng)電池串聯(lián)時(shí)，電池的電壓會(huì)增加，而當(dāng)電池并聯(lián)時(shí)，電池的容量會(huì)增加。由于鋰離子電池存在損壞的風(fēng)險(xiǎn)，電池組配備了電池管理系統(tǒng)，以確保電池組的正常工作。BMS 通常監(jiān)控電池的健康狀況、充電、電壓和電流，而更先進(jìn)的 BMS 還可以監(jiān)控溫度并具有將電池?cái)?shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程位置的功能。我希望你學(xué)到了一些新的東西，如果你對(duì)電池組的設(shè)計(jì)有任何疑問(wèn)或問(wèn)題，