¿Cómo construir una batería lipo?

El corazón energético de los drones: revelando el arte detrás de los paquetes de baterías de polímero de litio

Montaje de unbatería de dronespack es una habilidad llena de desafíos y recompensas. No sólo le permite personalizar completamente la resistencia y la potencia, sino que también proporciona una visión profunda del núcleo de energía del dron. Sin embargo, esto está lejos de ser un simple juego de soldadura: es un arte preciso que equilibra el conocimiento electrónico, la destreza manual y la conciencia de seguridad. Este artículo lo guiará sistemáticamente en el mundo de la construcción de baterías LiPo para drones.

I. Principios básicos: ¿Por qué conexiones en serie y en paralelo?

Antes de profundizar, comprenda la arquitectura eléctrica fundamental de los paquetes de baterías. Conseguimos diferentes objetivos a través de dos métodos:

Conexión en serie: aumenta el voltaje

Método: Conecte el terminal positivo de una celda al terminal negativo de la siguiente celda.

Efecto: El voltaje aumenta mientras la capacidad permanece sin cambios.

Aplicación con drones: un voltaje más alto en el sistema de energía reduce el consumo de corriente con una salida de energía equivalente, lo que mejora la eficiencia y brinda una respuesta de energía más rápida. Las baterías 3S comunes proporcionan aproximadamente 11,1 V, mientras que las baterías 6S proporcionan alrededor de 22,2 V.

Conexión paralela: aumento de la capacidad

Método: Conecte los terminales positivos de todas las celdas entre sí y los terminales negativos entre sí.

Efecto: La capacidad aumenta mientras que el voltaje permanece sin cambios.

Aplicación Drone: Prolonga directamente la duración del vuelo. Por ejemplo, poner en paralelo dos celdas de 2000 mAh produce una capacidad total de 4000 mAh manteniendo el voltaje de una sola celda.

La mayoría de las baterías de drones emplean una estructura de "serie paralela".

Ejemplo: “6S2P” consta de 6 grupos de celdas conectadas en serie para alto voltaje, y cada grupo consta de 2 celdas conectadas en paralelo para mayor capacidad.

II. Cuatro elementos centrales de los paquetes de baterías

Células: La calidad es fundamental. Seleccione siempre celdas de energía de marcas reconocidas con especificaciones consistentes.

La consistencia es el sustento del ensamblaje de paquetes, y abarca la capacidad, la resistencia interna y la tasa de autodescarga. Se prefieren células nuevas del mismo lote de producción.

Lazos de níquel: los “puentes conductores” entre células. Seleccione el material, el ancho y el grosor adecuados según la corriente continua máxima de la batería. Un área de sección transversal insuficiente provoca sobrecalentamiento y plantea riesgos de seguridad.

Sistema de gestión de batería (BMS): el “cerebro inteligente” del paquete de baterías.

Vivienda y cableado:

Cables: Los cables de descarga principales (p. ej., conectores XT60, XT90) deben ser lo suficientemente resistentes (p. ej., cable de silicona de 12 AWG) para soportar corrientes altas.

Cabezal de equilibrio: Se utiliza para conectarse al BMS o al cargador de equilibrio; debe corresponder al número de celdas (S).

Carcasa: Los tubos termorretráctiles o la carcasa rígida proporcionan aislamiento, protección contra la humedad y protección física.

III. Pasos prácticos: construcción de un sistema completo desde cero

Preparación:

Herramientas esenciales: soldador por puntos, multímetro, guantes resistentes al calor, gafas de seguridad.

Ambiente de Trabajo: Área bien ventilada y libre de materiales inflamables; Superficie de trabajo cubierta con una alfombra antiestática.

Paso 1: clasificación y prueba

Pruebe y clasifique todas las celdas utilizando un probador de capacidad y un medidor de resistencia interna. Asegúrese de que los parámetros de las celdas en cada grupo paralelo o en serie sean lo más consistentes posible. Esto constituye la base para un equilibrado BMS eficaz en el futuro.

Paso 2: planificación y diseño

Planifique el diseño de la celda física según la configuración de destino. Aísle las celdas con espaciadores aislantes para evitar cortocircuitos.

Paso 3: Conexiones de soldadura por puntos

Soldadura en grupo en paralelo: Primero, suelde las celdas que se van a conectar en paralelo utilizando tiras de níquel. Asegúrese de que la conexión sea segura y tenga baja resistencia.

Conexión en serie: Trate los grupos paralelos como una sola unidad. Luego, conéctelos en serie usando tiras de níquel, uniendo los terminales positivos y negativos para formar "cadenas de celdas" completas.

Soldadura de líneas de muestreo principales: suelde los cables planos de muestreo de voltaje del BMS a los terminales positivo y negativo de cada cadena de celdas.

Paso 4: Instalación de BMS y soldadura final

Asegure el BMS en la posición designada.

Primero, inserte el cable plano de muestreo en el BMS. Utilice un multímetro para verificar el voltaje correcto para cada cadena de celdas.

Después de la confirmación, suelde los terminales positivo (P+) y negativo (P-) del cable de descarga principal a los puertos correspondientes en el BMS.

Paso 5: aislamiento y encapsulación

Envuelva el conjunto de la celda con materiales aislantes como papel kraft o tablero epoxi para evitar cortocircuitos internos.

Deslice el tubo termorretráctil sobre el conjunto y caliéntelo uniformemente con una pistola de calor para formar un sello hermético alrededor del paquete de baterías.

Instale el conector de equilibrio y el conector de descarga principal.

Paso 6: Activación inicial y prueba

Conecte el paquete de baterías ensamblado a un cargador de equilibrio y realice la primera carga con una corriente baja (por ejemplo, 0,5 C).

Monitoree continuamente el voltaje de cada celda para verificar la función de equilibrio adecuada del BMS.

Una vez completada la carga, deje que el paquete descanse durante varias horas. Vuelva a verificar los voltajes para confirmar que no haya caídas de voltaje anormales.

IV. Pautas de seguridad

Utilice siempre gafas de seguridad: Proteja sus ojos de arcos o explosiones causadas por cortocircuitos accidentales durante cualquier operación.

Prevenir pinchazos físicos: Manipule las células con sumo cuidado, como si fueran óvulos.

Utilice bolsas a prueba de explosiones: las pruebas iniciales y la carga deben realizarse dentro de bolsas a prueba de explosiones.

Aísle las herramientas: asegúrese de que todos los mangos metálicos de las herramientas estén aislados para evitar el contacto simultáneo con terminales positivos y negativos.

V. Tendencias futuras: instrucciones de actualización para paquetes de baterías LiPo

Actualmente,batería LiPo para dronesLos paquetes están evolucionando hacia una “alta densidad de energía + funcionalidad inteligente”: las celdas LiPo semisólidas han alcanzado densidades de energía de 400 Wh/kg (un aumento del 50 % con respecto a las celdas tradicionales), lo que permite en el futuro “duplicar la resistencia con el mismo peso”. Los sistemas BMS inteligentes incorporarán alertas de temperatura y monitoreo del estado de la celda, proporcionando información en tiempo real sobre el estado de la batería a través de aplicaciones para mitigar aún más los riesgos de seguridad.