怎样创建自己的18650电池充电站

步骤1：资源

电子产品：

4S BMS;

4S 18650电池座;

4S 18650电池电量指示器;

4个18650锂离子电池;

4个80x55毫米太阳能电池板;

USB 2.0母插孔;

笔记本电脑充电器母插孔;

具有电流限制功能的降压转换器；

可将其降压至+5伏的小型降压转换器；

电池电量指示器的触觉按钮；

4个BAT45肖特基二极管;

1N5822肖特基二极管或类似的东西;

2个SPDT开关;

构造：

有机玻璃板；

螺栓和螺母；

9个尖角支架；

2个铰链；

热熔胶；

手锯；

钻孔；

胶带（可选）；

步骤2：BMS

是在我开始这个项目之前，我对锂离子电池充电了解不多，我发现我可以说BMS（也称为电池管理系统）是解决此问题的主要方法（我并不是说这是最好的，也是唯一的）。该板可确保18560个锂离子电池在安全稳定的条件下运行。它具有以下保护功能：

过充电保护；

每个电池单元的电压不会高于+4.195 V；

以高于最大工作电压（通常为+4.2 V）的电压充电会损坏电池；

如果锂离子电池的最大充电电压为+4.1 V，则其寿命会更长相比于已充电至+4.2 V的电池；

欠压保护；

电芯电压无法获得小于+2.55 V;

如果允许电池放电的电压低于最小工作电压，它将受到损坏，失去部分容量，自放电率将提高；

为电压低于其最小工作电压的锂离子电池充电时，可能会发生短路并使其周围环境处于危险之中；

短路保护；

如果系统发生短路，则您的电池不会损坏tem;

过流保护；

BMS不会让电流超过额定值；

电池平衡；

如果系统包含多个串联连接的电池，则该板将确保所有电池具有相同的电量；

如果是前我们有一个锂离子电池单元，它的电荷比其他电池要多，它会放电到其他电池上，这对他们来说非常不健康；

BMS电路种类繁多出于不同目的而设计。它们具有不同的保护电路，并且针对不同的电池配置而构建。就我而言，我使用4S配置，这意味着四个电池单元串联连接（4S）。根据电池的质量，这将大约产生+16.8伏和2 Ah的总电压。同样，您可以根据需要为该板并联连接几乎所有数量的电池单元。这将增加电池容量。要为该电池充电，您需要为BMS提供约+16，8伏特电压。 BMS的连接电路如图所示。

请注意，要给电池充电，必须将必要的电源电压连接到P +和P-引脚。要使用已充电的电池，请将组件连接到B +和B-引脚。

步骤3：18650电池供电

电源我为18650电池提供的电源是HP +19伏和4，74安培笔记本电脑充电器。由于其电压输出太高，我添加了一个降压转换器以将电压降低至+16.8伏。一切就绪后，我测试了该设备以查看其性能。我将其留在窗台上，以使其通过太阳能充电。当我回到家时，我发现我的电池根本没有充电。实际上，它们已经完全放电，当我尝试使用笔记本电脑充电器为它们充电时，降压转换器芯片开始发出奇怪的嘶嘶声，并且变得非常热。当我测量到BMS的电流时，我的读数超过3.8安培！这远高于我的降压转换器的最大额定值。 BMS消耗了太多电流，因为电池完全没电了。

首先，我重新整理了BMS与外部组件之间的所有连接，然后解决了在用太阳能充电时发生的放电问题。我认为发生此问题是因为没有足够的阳光供降压转换器打开。发生这种情况时，我认为充电器开始朝相反的方向-从电池到降压转换器（降压转换器指示灯亮）。通过在BMS和降压转换器之间添加肖特基二极管解决了所有这些问题。这样一来，电流绝对不会回到降压转换器。该二极管的最大直流阻断电压为40伏，最大正向电流为3安培。

为解决巨大的负载电流问题，我决定用具有限流功能的降压转换器代替降压转换器。该降压转换器的体积是其两倍，但幸运的是，我的机箱中有足够的空间来容纳它。这样可以保证负载电流永远不会超过2安培。

步骤4：太阳能电源

对于这个项目，我决定将太阳能电池板纳入产品组合。通过这样做，我想更好地了解它们的工作方式和使用方法。我选择串联连接四个6伏和100 mA太阳能电池板，这反过来又可以在最佳阳光条件下为我提供24伏和100 mA的总电流。这加起来不超过2.4瓦，这不是很多。从功利主义的角度来看，这种添加是没有用的，几乎不能给18650个电池单元充电，因此它更多地是作为装饰而不是功能。在本部分的测试运行中，我发现这组太阳能电池板在理想条件下只能为18650个电池单元充电。在阴天时，它甚至可能不会打开在太阳能电池板阵列之后的降压转换器。

通常，您将在PV4面板后连接一个隔离二极管（在示意图中查看）。这样可以避免在没有阳光照射且面板不会产生任何电力时电流流回太阳能面板。然后，电池组将开始放电到太阳能电池板阵列上，这可能会损坏它们。由于我已经在降压转换器和18650电池组之间添加了一个D5二极管来防止电流回流，因此我不需要添加另一个二极管。为此目的，建议使用肖特基二极管，因为它们的电压降比常规二极管低。

太阳能电池板的另一预防措施是旁路二极管。当太阳能电池板串联连接时，它们是必需的。当连接的一个或多个太阳能电池板被遮蔽时，它们会提供帮助。发生这种情况时，带阴影的太阳能电池板将不会产生任何功率，其电阻将变高，从而阻止来自未带阴影的太阳能电池板的电流。这是旁路二极管进入的地方。例如，当PV2太阳能电池板被遮挡时，PV1太阳能电池板产生的电流将采用电阻最小的路径，这意味着它将流过二极管D2。这将导致总功率降低（由于面板阴影），但至少不会将电流全部阻塞。当没有一块太阳能电池板被阻塞时，电流将忽略二极管，并流过太阳能电池板，因为这是电阻最小的路径。在我的项目中，我使用了与每个太阳能电池板并联的BAT45肖特基二极管。推荐使用肖特基二极管，因为它们具有较低的压降，这又将使整个太阳能电池板阵列更高效（在某些太阳能电池板被遮蔽的情况下）。

在某些情况下，太阳能电池板中已经集成了旁路二极管和阻挡二极管，这使设备的设计变得更加容易。

整个太阳能电池板阵列通过SPDT开关连接到A1降压转换器（将电压降低到+16.8伏）。这样，用户可以选择应如何为18650个电池供电。

步骤5：附加功能

为方便起见，我添加了通过触觉开关连接的4S电池充电指示器，以显示18650电池组是否已充电。我添加的另一个功能是用于设备充电的USB 2.0端口。当我将18650电池充电器带到外面时，这可能会派上用场。由于智能手机需要+5伏特充电，因此我添加了一个降压降压转换器，以将电压从+16.8伏特降低到+5伏特。另外，我还添加了一个SPDT开关，因此当不使用USB端口时，A2降压转换器不会浪费任何额外的电源。

步骤6：构建外壳

作为外壳的底座，我使用了透明的有机玻璃板用手锯割了。它相对便宜且易于使用。为了将所有东西固定在一个地方，我将金属尖括号与螺栓和螺母结合使用。这样，您可以根据需要快速组装和拆卸机箱。另一方面，这种方法由于使用金属而给设备增加了不必要的重量。为了打通螺母所需的孔，我使用了电钻。使用热胶将太阳能电池板粘合到有机玻璃上。当所有东西放在一起时，我意识到该设备的外观并不完美，因为您可以通过透明玻璃看到所有电子混乱。为了解决这个问题，我用不同颜色的胶带覆盖了有机玻璃。

步骤7：遗言

尽管这是一个相对容易的项目，但我仍有机会获得电子学方面的经验，为我的电子设备建造外壳，并被介绍给新的（对我来说）电子组件。

责任编辑：wv