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炸飞老铁之自组电池组

炸飞老铁之自组电池组

前情提要

近期由于入了短波无线(电)坑,迫切需要一块电池供野外架台使用,所以萌生了组一块电池组的想法。刚好自己有一些曾经从PDD薅羊毛来的电芯,遂,开干!

前期准备

查阅了一些资料,刚开始认为电池12.6V给电台用够了,另外给我自己的12V用电设备也OK,所以初步拟定电池是3S2P。然后想着8Ah容量会不会太小了,准备再并一组,在淘宝上买了一些疑似假的40LA,内阻比普通的40LA高,普遍都在9mΩ左右,不过好在还能用,容量也差不多。

BOM表

名称 价格 数量 实付款 购买渠道
21700 LS40LA K标 5 6 30 拼多多 砸金蛋,现无活动
21700 LS40LA 假标 5 3 15 淘宝 诺祥锂电池
21700 支架款镍片 4.5 1 2.5 天猫
21700 青稞纸 60张 2.8 1 0.8 天猫 启色数码旗舰店
21700 三联支架 6个 2.2 1 0.2 天猫 汉亨旗舰店
4P排线 XH2.54 1.7 2 1.4 淘宝 新容芯科技企业店
三线电压表 0.28寸 2.8 1 0.8 淘宝
船型开关 0 0 0 坏的热熔胶枪上拆的
外壳 AG 110 * 80 * 85 4.6 1 2.71 淘宝
软硅胶线 12AWG 4.3 2 5.4 淘宝
XT60E-F 带黑色防尘盖 3 1 0.91 淘宝
M2.5/2.0 螺丝螺母诺干 0 0 0 现有的

通过88VIP+签到红包配合下来买这些零碎的东西还是很便宜的。

收货中

测试新电池

东西陆陆续续到货中,最开始到的是这个假标的40LA,外皮皱皱巴巴,尺寸也比K标的40LA大一圈,重量也不对。扫码二维码是不对的,观察外皮上的二维码图案也看的出来是一样的。怀疑是其他的型号套皮,不过测出来的内阻和容量都在可接受范围内,问商家商家装傻,就不和他纠缠了,直接如实评价送上。

制作过程

装盒预组

支架和青稞纸到了,把电池拿来做一下预组,称一下重量和量一下尺寸,塞进盒子里面。

发现塞不进盒子的顶盖,后面才发现顶盖是有凸起的结构的,具体尺寸还是要比标称的内盒尺寸小一圈,卖家完全没有说这个尺寸会偏小的问题,我这个AG 110*80*85型号的实测尺寸如下。

上盖:69.2mm*70.1mm

内盒:73.3mm*73.7mm

电池组之前量的尺寸是70.6mm,刚好塞不进去上盖,把凸起的榫头给他切了,刚好放进去。

最后的电池尺寸是68.8mm*69.3mm。

盒子开孔

因为电池组不带保护板,为了监控电池电压,准备加一个开关和一个电压表,初步定的位置是在上盖。XT60接口的话,就开在盒子内正面。

想法有了,立马开干,可结果不尽人意。

计划是用宝塔钻开孔,然后慢慢扩,可是掌握不了力度,最后开的稀烂,如图。

和狗啃一样,但是还能用(xD。发群里请教经验,结果被狠狠嘲笑了。

然后 BG7EHL 大佬出来传授经验,如下

第一步 这个方孔要先划线,用刀片就行。划完脏手一摸就有印了,手太干净可以先到锅底摸一把。
第二步 四个角打孔。3.2-4.0就行。俗称小钻花。打到线里面不要过线。
第三步 烧报废的钢锯条。或者刀片都行,烧红了就沿着线里面一按就切穿了。4个边一切这个孔就出来了。
第四步 用锉刀修,用刀子削。

事已至此,已经没有补救机会了,下次再用这个办法,准备新购一把锉刀。

点焊电池

苦于没有点焊机,手头上的电池都没法发挥作用,上次组手电钻电池还是让商家点焊好发过来我这边再焊接的。最近一直在寻觅点焊机,找了一圈发现只有两种点焊机能买,电容式点焊机和变压器点焊机。

其中的门道还有很多很多,但是软包锂电的点焊机据说不能买,多点焊几次电池就不行了,事实是怎么样我也不清楚。刚开始是准备买一个电容式点焊机的,但是市面上的方案很多很多,另外看起来这个路线还没卷到头,所以就一直在观望,现在看到的比较合适的就是小强电子的电容式点焊机,他做了很多种方案,性能很好,但是价格不友好。一套能用的价格得300+了,我的预算是100左右搞一套能点0.2镀镍钢带的就够了。闲鱼上也看了看,参差不齐,有些成品电容到控制板的线还很长,另外一些成品没有外壳,很丑,我还是想搞一套比较精致的。

变压器点焊机则受限于控制板和变压器了,具体我没看,因为太重被我直接 Pass 了。

最后是求助于本地 HAM,刚开始准备去 BG7EHL 麻烦他帮点焊一下,然后 BD7BS 说他最近比较忙,直接用 BD7BS 的点焊机点好了,效果还出奇的好,他用的是变压器点焊机,焊点都不发黑,看着真舒服。

在点焊电池之后,让BD7BS帮忙给盒子重新开了一下孔,同时也观摩了一下开孔过程。效果还是比我的好很多,但是细节不够完美。

测试容量

顺带测了一下容量,12.43V放电到9V,放出来10Ah,可以!

组装电池组

组装上盖

船型开关直接插进去即可,电压表则我是用 M2.5 10mm 的沉头螺丝加一个 3.7mm 厚的螺母,这些材料其实都是利旧。有现成的就没有刻意去买了。

建议的参数是用 M2 * 10mm 的螺丝 加一个 4mm 厚的螺母,在电压表对应螺丝孔位置用 1.8 的麻花钻开一个孔,不要开透了,然后用螺丝直接攻丝进去,这样固定住了也很美观。也可以不用螺丝固定,直接热熔胶固定。

这里要注意的就是船型开关和电压表垂直距离要离开大一点,实际距离可以自己比划一下。

最后在表面帖一层透明胶或者保护膜都行,盖住电压表就行,注意电压表表面上是有一层膜的,记得撕掉。

焊接采集排线

首先在支架上标记好焊接点,比如-,B1,B2,+,然后给镍片上预先上一点锡。完成之后,先焊接最远的一根线,然后固定好位置,其他的线超过焊接点的长度剪掉,这样搞出来的采集排线挺规整的,最后效果如下所示。

如果需要电压表的话,从电池的总负记得预留一根线上来,我用的是30AWG的硅胶线,就算碰到短路了也应该能很快烧断吧?

焊接XT60

然后就是焊接XT60接头和线,建议正负极都横着出线。我正极预留的线是10cm,负极20cm(15cm比较合适)。盒子空间比较紧凑,硅胶线在浸润锡之后有一截会变硬,导致弯折不了(是真的一点都弯折不了),最后我把正极的拆了重新弯着焊接了一下。最后热缩管是肯定要安排上的,碰到了电池外皮破皮了之后就直接炸飞老铁了(不是说着玩的!),负极的线也要上热缩管,碰到了也相当于后面两串短路了,很危险!

焊接好XT60之后就可以装壳了,把XT60塞进去,上好螺丝,上好螺丝,上好螺丝,重要的事情说三遍,别问我为什么说三遍。

焊接电池

接下来是焊接电池的总正和总负,考虑到过流能力就没焊在镍片的末尾,在镍片中间焊接的。这一步烙铁温度要开高点,建议给硅胶线先上好锡,然后再焊接到镍片上。原因是硅胶线相较于镍片线的热容积比较大,毕竟是12AWG的线,要加热好一会。我用的烙铁头是K头,Ku头不行,导热面积不够。先焊接负极,装壳进去,然后再焊接正极。其最终效果如图

焊接电压表

这里就不多做叙述了,看图就行,建议先焊接表正极的检测点到开关,再焊接电池的总正到开关,防止短路。最终效果如下图所示。

三线表的话,直接电源和采集电压正极焊在一起就行,当两线用

收尾工作

开洞填补

之前不是有开了很丑的洞嘛,我是首先在洞的另一面贴上透明胶,然后打上热熔胶等待他自然流平然后凝固,最后撕掉热熔胶,就得到平整的表面了。

其实为了追求好看的话,比如说增加一个透明窗,可以用UV胶之类的高透胶,同时硬度也会好很多,我这边就是最低成本凑合用的做法,仅供参考。

测试电压表

打开电压表,It works!

插入SW3518模块,检测协议正常,给设备充电也正常,由于是纯降压模块,没有20V档位正常。

不均衡充电测试

不均衡冲到满电12.6V,各串压差小于10mv,满意了。

后续

通过观察三元锂电池SOC曲线可以得知。在3S情况下,三元锂电池还有90%电量时,单串电压有3.95V,体现到电池组上只有11.85V了。而在50%电量时单串还有3.6V左右,整串就只有10.8V了。考虑到放电时还有压降,实际使用中可能直接掉到10V以下了。

而磷酸铁锂就没这个问题,放电曲线很平缓,如下图所示。

4S情况下,SOC 90%情况下,总电压13.12,SOC 10% 下 12.6V,可见磷酸铁锂的放电特性非常适合电台使用。

还是 BD7BS 有先见之明。

改进

在我实际场合中,用的设备是 IC-7300。

他的表显是 10V - 16V,查阅规格书得知推荐电压范围是

13.8 volts DC (+/- 15%) at 21 amps

通过计算得知推荐最低电压是 11.73V,在用三元锂的情况下,可能实际效果不尽人意。所以计划改到4串。

在4串情况下,整个电池组不能充满,充满电压是 16.8V,超过IC-7300的 16V 上限了,我计划是充到 16V,也就是单串 4V,正好对应上面三元锂电池的 SOC 90%+ 状况下,同时在 10% SOC 下,也有 13.4V 的总电压,不用担心大电流掉压导致GG的问题了。

所以准备改成4串3并,然后简单计算了一下尺寸。

4串电池

68.8mm * 91.7mm

130 * 80 * 85mm 盒子

内盒标称:71.2mm * 92.9mm

内盒预估:73.3mm * 93.8mm

上盖预估:69.2mm * 90.2mm

电池组应该装得下,但是支架可能要切一下,应该是没有问题的。

直接下单新的电池和盒子还有电池支架,等待到货。

本文作者:Recopec
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