Jak měřit a kontrolovat vnitřní odpor baterie 18650 pomocí multimetru a dalších metod

Lidé postupně přecházejí k plně elektrické éře. Jedním z nejoblíbenějších typů baterií pro tento účel jsou lithium-iontové baterie.

Dnes jsou články s tvarovým faktorem 18650 nejběžnější v různých zařízeních, jako jsou rádiem ovládané hračky, elektromobily nebo elektrické nářadí. Tento formát baterií se již osvědčil, vyrábí se ve značných objemech a vyznačuje se dostupnou cenou.

Baterie 18650 jsou typem lithium-iontové baterie. Měří 18 mm v průměru a 65 mm na délku, takže jsou o něco větší než baterie AA. Baterie AA se někdy označují jako baterie 14500, protože mají průměr 14 mm a výšku 50 mm.

Dnes si ukážeme, jak sestavit bateriový blok z článků 18650. Základním principem je zapojení několika článků sériově a paralelně, čímž se vytvoří větší blok. Pro zajištění bezpečnosti je nutné nainstalovat systém správy baterií (BMS).

Tato příručka je určena pro osoby, které mají zkušenosti s prací s lithium-iontovými bateriemi. Pokud takové zkušenosti nemáte, nepokoušejte se sami opakovat zde popsané kroky. Buďte opatrní.

Výběr baterie

Existuje široká škála baterií 18650 v různých cenách. Ale které z nich je nejlepší vybrat? Doporučujeme kupovat baterie 18650 od důvěryhodných výrobců, jako jsou Panasonic, Samsung, Sanyo a LiitoKala.

Tyto baterie mají podrobné specifikace a přísnou kontrolu kvality. I když mohou být dražší než jiné možnosti, pokud je plánujete používat dlouhodobě, rozhodně se vyplatí.

Nedoporučujeme kupovat baterie s názvy, které obsahují slovo „FIRE“ (například Ultrafire, Surefire, Trustfire). Tyto produkty mohou být výrobními vadami, které byly přebaleny a prodávány pod jinými značkami. Některé přebalené baterie dostávají nový štítek, který uvádí nadsazenou kapacitu až 5000 mAh, zatímco skutečná kapacita může být pouze od 1000 do 2000 mAh.

Další vážnou nevýhodou těchto levných baterií je vysoké riziko poškození a požáru v případě přehřátí během nabíjení nebo vybíjení.

Náš internetový obchod nabízí široký výběr baterií od výrobce LiitoKala.

Výběr správné niklové pásky

Pro sestavení bateriového bloku je třeba propojit články 18650 pomocí niklových pásků nebo silného drátu. Niklové pásky jsou nejběžnější volbou.

Existují dva typy niklových pásků: poniklovaná ocel a čistý nikl. Doporučujeme dát přednost páskům z čistého niklu, a to i přes jejich mírně vyšší cenu ve srovnání s poniklovanými ocelovými pásky. To je dáno tím, že čistý nikl má výrazně nižší elektrický odpor.

Menší elektrický odpor znamená, že během nabíjení a vybíjení se bude vyvíjet méně tepla. To následně pomáhá prodloužit životnost baterie.

Důležité! Niklové pásky se liší velikostí a délkou. Při výběru pásků byste se měli zaměřit na jmenovitý proud.

Pájení nebo bodové svařování?

Existují dva způsoby připojení článků 18650:

• Pájené spojení
• Spojení bodovým svařováním

Nejvýhodnější možností je bodové svařování, ale náklady na odpovídající zařízení výrazně převyšují cenu kvalitní páječky.

Pokud zvolíte pájení, je důležité pochopit výhody bodového svařování. Jedním z problémů pájení je, že spotřebovává velké množství tepla, které se pomalu rozptyluje. To může způsobit chemické reakce uvnitř baterie, což negativně ovlivňuje její výkon. V důsledku toho může dojít ke ztrátě části kapacity a zkrácení životnosti baterií.

Pokud však neplánujete koupit drahé bodové svařovací zařízení, můžete na bateriích použít metodu pájení niklovým páskem, ale s dodržením určitých opatření:

• Chcete-li zkrátit dobu, po kterou je páječka na článku, ujistěte se, že je povrch čistý, a naneste dostatečné množství tavidla pro zlepšení toku pájky.
• Doporučuje se používat kvalitní páječku s vysokým výkonem (alespoň 80 W) a dobrou tepelnou kapacitou pro rychlý přenos tepla do spoje. Tím se zkrátí doba kontaktu páječky s baterií.

Bodové svařování zajišťuje spolehlivé připojení baterií bez významného zahřívání. Existují dva typy bodových svařovacích strojů: pro domácí použití a profesionální. Cena dobrého stroje pro domácí použití je asi 10 tisíc rublů, zatímco profesionální může stát desetkrát více.

Kontrola napětí článku

Před paralelním zapojením článků nezapomeňte zkontrolovat napětí každého článku. Při paralelním zapojení by napětí článků mělo být přibližně stejné. Pokud je rozdíl v napětí významný, může proud protékat z článku s vyšším napětím do článku s nižším napětím. To může články poškodit nebo dokonce zapálit.

Při použití nových článků se jejich napětí obvykle pohybuje mezi 3,5-3,7 V, což umožňuje jejich bezproblémové připojení. Při použití starých baterií do notebooků byste však měli nejprve zkontrolovat, zda je napětí jednotlivých článků přibližně stejné. Pokud se liší, doporučuje se před připojením články nabít na stejnou úroveň napětí pomocí spolehlivé nabíječky lithium-iontových baterií.

Napětí a kapacita

Pro vytvoření bateriového bloku je nutné určit jeho jmenovité napětí a kapacitu. Pro dosažení požadované kapacity se články zapojují paralelně a tyto paralelní skupiny se poté zapojují sériově, aby se dosáhlo požadovaného napětí.

Řekněme, že chcete baterii s napětím 11,1 V a kapacitou 15 Ah. Použijeme články typu 18650 s napětím 3,7 V a kapacitou 3000 mAh.

Výpočet kapacity

• Pro dosažení požadované kapacity bateriového bloku 15 Ah nebo 15000 3000 mAh na základě kapacity jednoho článku 5 15000 mAh je nutné zapojit 3000 článků paralelně (5 5 mAh / 5 3,7 mAh = 15000). Symbol pro paralelní zapojení článků je obvykle znázorněn písmenem „P“, takže tento blok bude označen jako „XNUMXP“. Paralelním zapojením XNUMX článků vznikne jeden článek s vyšší kapacitou (XNUMX V, XNUMX XNUMX mAh).

Výpočet napětí

• Pro dosažení požadovaného jmenovitého napětí bateriového bloku, které je 11,1 V, vycházejícího z jmenovitého napětí jednotlivého článku 3,7 V, je nutné zapojit 3 články do série (11,1 V / 3,7 V = 3 ks). Označení pro sériové zapojení článků se obvykle označuje písmenem „S“, takže tento blok bude označen jako „3S“.

V důsledku toho je pro vytvoření bateriového bloku s charakteristikami 11,1 V a 15 Ah nutné sériové zapojení tří paralelních skupin, z nichž každá obsahuje 5 článků.

Sestavení buňky

V předchozím kroku jsme zjistili, že náš akumulátorový blok je tvořen třemi paralelními skupinami zapojenými do série, které dávají celkové napětí 11,1 V (3 x 3,7 V). Každá z těchto paralelních skupin obsahuje pět článků, celkem tedy 15000 3000 mAh (5 XNUMX mAh x XNUMX).

Dále je třeba správně umístit 15 článků, abyste je připojili k desce BMS.

Nejprve umístíme první paralelní skupinu buněk kladnou stranou nahoru. Poté umístíme druhou paralelní skupinu zápornou stranou nahoru. Poté umístíme třetí paralelní skupinu kladnou stranou nahoru.

Pro sestavení článků do bloku se doporučuje použít plastové držáky pro baterie 18650. Jsou vhodnější z několika důvodů:

• Umožňuje vytvářet bloky různých velikostí sestavováním buněk jako puzzle.
• Zajišťuje mezery mezi články pro podporu cirkulace vzduchu a chlazení baterií.
• Dodávají baterii pevnost a spolehlivost.
• Chraňte sestavu před vibracemi.

Proces bodového svařování

Začněme používat bodové svářecí zařízení. Nejprve si připravte niklové pásky a svářecí stroj.

Řezání niklových pásků

• Umístěte niklový proužek s 5 články paralelně tak, aby zcela zakrýval všechny kontakty článků, a ponechte dalších 10 mm proužku pro pozdější připojení k desce BMS. Poté proužek ustřihněte.
• Pro sériové zapojení nastříhejte několik malých niklových proužků. Pro paralelní zapojení budete potřebovat 4 dlouhé proužky a pro následná zapojení 10 malých proužků.
• Připojte záporný pól první paralelní skupiny ke kladnému pólu druhé skupiny a poté záporný pól druhé skupiny ke kladnému pólu třetí skupiny.

Svařování bateriových pásků

• Zařízení lze použít pro svařování čistého niklu i poniklované oceli. Regulátory pulzů a proudu se nastavují v závislosti na tloušťce niklových pásků.
• Pro niklové pásky o tloušťce 0,15 mm nastavte pulzní regulátor na 4P a regulátor proudu na 4-5. Pro niklové pásky o tloušťce 2 mm nastavte pulzní regulátor na 4P, 6P a regulátor proudu na 7-8.
• Ujistěte se, že je svařovací rukojeť pevně přitlačena k niklovému proužku a pólu baterie, a poté sešlápněte nožní spínač. Na proužku uvidíte malou jiskru a dvě tečky.

Kvalitu svaru můžete posoudit zatažením za niklový proužek. Pokud se po stisknutí neodlepí nebo je k jeho oddělení potřeba značná síla, pak je svar úspěšný. Pokud se však niklový proužek odlepí snadno, může to znamenat, že je třeba zvýšit proud.

Důležité! Před zahájením bodového svařování vždy používejte ochranné brýle.

Instalace desky BMS

Systém správy baterií (BMS) je elektronický systém, který řídí provoz lithiových baterií a plní řadu důležitých funkcí:

• Odpojte baterii od zdroje napájení, jakmile dosáhne plného nabití (přibližně 4,2 V).
• Vyrovnávání napětí všech článků baterie.
• Zabránění nadměrnému vybití baterie.

Při výběru BMS je třeba zvážit dva klíčové parametry:

• Počet článků v sériovém zapojení (např. 2S, 3S nebo 4S).
• Maximální vybíjecí proud (např. 10 A, 20 A, 25 A nebo 30 A).

Pro tento příklad zvolíme desku BMS 3S a 25A.

Připojte systém správy baterií (BMS) podle schématu zapojení. Na desce BMS jsou čtyři pájecí kontakty: B-, B1, B2 a B+. Připojte zápornou sběrnici první paralelní skupiny k B- a kladnou sběrnici k B1. Obdobně připojte zápornou sběrnici třetí paralelní skupiny k B2 a kladnou sběrnici k B+.

Pro bezpečné spojení můžete niklové proužky k desce BMS bodově přivařit nebo je připájet na speciální kontaktní plošky na desce. Nejprve naneste pájecí tavidlo na kontaktní plošky desky plošných spojů a konce niklových proužků. Poté přidejte malé množství pájky na všechny kontaktní plošky, které chcete připojit, a připájejte je k sobě.

Zapouzdření

Akumulátor má ze všech stran odkryté niklové proužky. Pro zajištění bezpečnosti při používání musí být baterie umístěna v pouzdře.

Pouzdro si můžete navrhnout sami a vytisknout na 3D tiskárně, nebo si zakoupit hotové pouzdro vhodné velikosti.

Komponentní připojení

Standardní baterie má obvykle dva kontakty: jeden pro připojení zátěže a druhý pro nabíjení baterie.

Pro sledování stavu baterie lze přidat indikátor nabití. Nabíječku a zátěž lze připojit pomocí konektoru 5.5/2.5. Modul indikátoru stavu baterie 3S zobrazuje aktuální stav nabití. Indikátor můžete také zapnout nebo vypnout pomocí přepínače.

Důležité! Nepájejte vodiče k BMS, dokud nebudou všechny komponenty nainstalovány v pouzdře.

Konečná montáž

Posledním krokem je sestavení bateriového bloku a jeho umístění do pouzdra. Vložte bateriový blok do pouzdra a zajistěte ho na místě. K upevnění můžete použít tavné lepidlo nebo, pokud to konstrukce pouzdra umožňuje, zajistěte jej šrouby.

Ujistěte se, že všechny součásti jsou pevně na svém místě a že jsou kabely a připojení bezpečné. Tímto krokem je dokončen proces montáže a zajištěno, že je vaše baterie chráněna a spolehlivě funguje.

Závěr

Výroba bateriového bloku s použitím článků 18650 je zábavný a obohacující projekt. Naučili jsme se hodně o montáži, bezpečnosti a správě baterií. Výsledkem je kompaktní a spolehlivý bateriový blok, který lze použít k různým účelům, včetně napájení solárních generátorů, elektrokol a dalších zařízení.

Pokud si chcete sestavit vlastní bateriový blok, doporučujeme vám začít s tímto projektem. Je to skvělý způsob, jak získat praktické zkušenosti a lépe porozumět tomu, jak lithium-iontové baterie fungují. Doufáme, že vám tento návod pomůže. Pokud máte nějaké návrhy na vylepšení nebo dotazy, zanechte prosím komentář – rádi si od vás poslechneme!

Pokud chcete pochopit, jak efektivně vaše lithiová baterie 18650 funguje, je důležité vědět, jak správně měřit její vnitřní odpor. Tento parametr přímo ovlivňuje výkon a životnost baterie a můžete ho určit pomocí běžného multimetru a několika jednoduchých technik. V tomto článku vám podrobně povíme, jak takové měření provést sami, jaké nuance je třeba vzít v úvahu a proč správné měření pomůže v budoucnu vyhnout se problémům. Pro ty, kteří chtějí hlouběji porozumět a vidět celý proces na vlastní oči, doporučujeme shlédnout video na začátku a na konci materiálu – vše je tam zobrazeno co nejjasněji a nejsrozumitelněji.

Jak měřit a testovat vnitřní odpor baterie 18650

Jednoduchý multimetr ne vždy poskytne přesný výsledek, pokud jde o vnitřní odpor lithiové baterie. Vnitřní odpor není jen napětí nebo proud, ale velmi malý odpor uvnitř samotného článku, který ovlivňuje jeho účinnost a životnost.

Jak změřit vnitřní odpor baterie 18650 multimetrem

Standardní digitální multimetr dokáže měřit odpor, ale vnitřní odpor baterie 18650 je v řádu miliohmů a pro běžné přístroje je často nedostupný. Stav baterie však můžete zhruba odhadnout pomocí multimetru měřením napětí a proudu při zátěži.

1. Změřte napětí plně nabité baterie 18650 v klidu, kdy svorky nejsou zatíženy. Zaznamenejte hodnotu.
2. Připojte zátěž – například rezistor se známým odporem, který poskytne proud přibližně 1–2 ampéry.
3. Změřte napětí baterie pod zátěžíBude menší než v klidu kvůli vnitřnímu odporu.
4. Určete úbytek napětí mezi odpočinkem a zátěží.

Dále, znalost proudu zátěže a úbytku napětí, umožňuje zhruba odhadnout vnitřní odpor baterie 18650. Nejedná se o zcela přímé měření, ale tato metoda již pomáhá pochopit, jak je baterie opotřebovaná.

Specializované metody pro měření vnitřního odporu

Pro přesnější kontrolu vnitřního odporu baterií 18650 se používají specializovaná zařízení – impedanční měřiče a testery ESR. Pracují na vysokých frekvencích a poskytují přímou hodnotu vnitřního odporu v miliohmech. Taková zařízení jsou vhodná jak pro profesionální testování, tak pro domácí použití, pokud je vyžadována vysoká přesnost.

• Impedanční měřič přivádí do baterie střídavý proud a měří odezvu izolací vnitřního odporu.
• ESR tester se široce používá k měření odporu kondenzátorů, ale některé modely umožňují testovat i baterie 18650.

To znamená, že Jak změřit vnitřní odpor baterie 18650 pomocí multimetru – není to snadný úkol, ale pochopením zátěže a měřením změny napětí je docela možné získat přibližný výsledek. Pokud potřebujete přesné měření, je lepší použít specializované přístroje.

Technické vlastnosti měření vnitřního odporu baterie 18650 pomocí specializovaného zařízení

Vnitřní odpor baterie 18650 souvisí se ztrátami energie v chemické a elektrické struktuře prvku. Při použití specializovaných zařízení se měření provádí speciální technikou, která zohledňuje pulzní proud a rychlou změnu napětí. To umožňuje určit skutečné parametry vnitřního odporu a vyhnout se chybám, ke kterým dochází při tradičním měření multimetrem.

Vlastnosti zařízení pro měření vnitřního odporu 18650

• Metoda měření pulsu. Specializovaná zařízení produkují krátkodobý proudový impuls nízké intenzity. To zajišťuje minimální dopad na samotnou baterii a umožňuje měřit úbytek napětí spojený s vnitřním odporem.
• Vysoká přesnost a citlivost. Vnitřní odpor baterií 18650 se pohybuje od několika miliohmů do desítek miliohmů, takže zařízení musí být schopno zaznamenávat i tak malé hodnoty.
• Automatický výpočet parametrů. Mnoho zařízení si vnitřní odpor vypočítává sama na základě měření napětí a proudu, což eliminuje lidské chyby ve výpočtech.
• Možnost testování pod zátěží. Některá zařízení simulují provoz baterie za reálných podmínek, což je obzvláště užitečné pro posouzení účinnosti a životnosti článku.

Výhody specializovaného vybavení ve srovnání s multimetrem

1. Standardní multimetr je určen především k měření stejnosměrného napětí a odporu, ale nedokáže přesně změřit vnitřní odpor baterií 18650, protože je velmi malý a skrytý před jednoduchými metodami.
2. Zařízení pro měření vnitřního odporu zohledňuje dynamické procesy, které probíhají v baterii, a výsledek okamžitě zobrazuje skutečný stav.
3. S pomocí specializovaných zařízení můžete provádět pravidelné monitorování a diagnostiku, zatímco multimetr poskytne pouze přibližné hodnocení, které vám neumožní identifikovat základní problémy.

Pokud chcete přesně vědět, jak změřit vnitřní odpor baterie 18650, je lepší zvolit speciální zařízení nebo testery, které jsou pro tento úkol navrženy speciálně. To vám umožní získat vysoce kvalitní kontrolu a zajistit dlouhý a spolehlivý provoz baterie.

Praktické měření odporu baterie 18650 multimetrem: Omezení a doporučení

Mnoho lidí se zajímá o to, jak měřit vnitřní odpor baterie 18650 multimetrem, protože to přímo ovlivňuje výkon a životnost baterie. Standardní multimetr ve skutečnosti není určen k přesnému určení vnitřního odporu lithiové baterie, zejména typu 18650. Můžete se však pokusit získat přibližný odhad, pokud znáte některé nuance.

Před měřením vnitřního odporu baterie 18650 multimetrem je třeba pochopit, že takové zařízení je vhodné hlavně pro měření vnějšího odporu – tedy pro měření odporu vodičů, kontaktů a prvků obvodu. Vnitřní odpor baterie je mnohem nižší a měří se v miliohmech, což je nad rámec možností většiny multimetrů.

Omezení měření vnitřního odporu multimetrem

• Nízká úroveň přesnosti. Měření vnitřního odporu baterie 18650 multimetrem je téměř nemožný úkol, pokud používáte zařízení bez specializovaných funkcí. Většina multimetrů měří odpor v ohmech a vnitřní odpor baterie je mnohem menší, často zlomek ohmu.
• Vliv náboje a teploty. Vnitřní odpor je vysoce závislý na stavu nabití a teplotě baterie. Měření bez zohlednění těchto podmínek budou často nesprávná.
• Požadavek na vybíjení/zatížení. Pro získání přesnějších dat je třeba měřit odpor v režimu zátěže a jednoduchý multimetr tuto možnost neposkytuje.

Doporučení pro správný provoz multimetru

1. Připravte si baterii. Před měřením nezapomeňte nabít baterii na nominální úroveň (asi 3.7–4.2 V) a nechat ji trochu vychladnout.
2. Zkuste určit celkovou integritu baterie. I když multimetr neposkytne přesný údaj o vnitřním odporu, pomůže identifikovat přerušený obvod nebo velké zvýšení odporu, pokud je baterie evidentně poškozená.
3. Pro měření vnitřního odporu 18650 se doporučuje použít speciální zařízení. Impulzní testery nebo ESR metry poskytují přesné výsledky a ukazují skutečný vnitřní odpor.

Závěrem lze říci, že pokud chcete měřit vnitřní odpor baterie 18650 multimetrem, připravte se na to, že výsledek bude přibližný a užitečný spíše pro rychlou kontrolu integrity než pro profesionální diagnostiku. Spolehlivější data lze získat pouze pomocí specializovaného zařízení určeného speciálně pro tento účel.

Vliv vnitřního odporu na výkon a životnost lithiových baterií 18650

Je důležité si uvědomit, že změna vnitřního odporu v průběhu času signalizuje stáří a stav baterie. To je vynikající ukazatel pro posouzení jejího „zdraví“ a pro rozhodnutí, zda ji nadále používat, nebo zda je čas ji vyměnit za novou.

• Pravidelně kontrolujte vnitřní odpor – to pomůže včas zaznamenat zhoršení výkonu a vyhnout se problémům se zařízeními napájenými z baterie.
• Používejte vysoce kvalitní multimetry a specializované přístroje pro přesné měření. Běžný multimetr dokáže zobrazit celkový odpor, ale speciální zařízení dokáže získat údaje o vnitřním odporu.
• Baterie správně skladujte – Vyhněte se vysokým teplotám a hlubokému vybití, protože to přispívá ke zvýšení vnitřního odporu.
• Zabraňte rychlému vybíjení při vysokých proudech, zejména pokud se vnitřní odpor již zvýšil – to snižuje životnost a může vést k poškození.
• Naplánujte si výměnu baterie předem, na základě měření vnitřního odporu, nikoli pouze doby používání.

Všechny tyto znalosti vám dávají šanci prodloužit životnost vaší baterie 18650 a zajistit stabilnější a bezpečnější provoz zařízení. Díky pochopení toho, jak vnitřní odpor ovlivňuje baterie, můžete snadno sledovat jejich stav a činit informovaná rozhodnutí, což z dlouhodobého hlediska pomáhá šetřit peníze a nervy.

Nakonec, kompetentní přístup k měření a analýze vnitřního odporu není jen technická maličkost, ale záruka důvěry ve vaše zdroje energie. Nezapomeňte tedy kontrolovat své baterie a ať vám slouží dlouho a spolehlivě!