Comment construire une batterie lipo ?

Le cœur de puissance des drones : dévoiler le talent artistique derrière les batteries au lithium polymère

Assemblage d'unbatterie de dronepack est une compétence pleine de défis et de récompenses. Il vous permet non seulement de personnaliser entièrement l'endurance et la puissance, mais fournit également un aperçu approfondi du noyau énergétique du drone. Cependant, il s'agit loin d'un simple jeu de soudure : il s'agit d'un art précis qui équilibre les connaissances en électronique, la dextérité manuelle et la conscience de la sécurité. Cet article vous guidera systématiquement dans le monde de la construction de batteries LiPo pour drones.

I. Principes fondamentaux : pourquoi des connexions en série et en parallèle ?

Avant de plonger, saisissez l’architecture électrique fondamentale des batteries. Nous atteignons différents objectifs grâce à deux méthodes :

Connexion en série : augmente la tension

Méthode : Connectez la borne positive d’une cellule à la borne négative de la cellule suivante.

Effet : La tension augmente alors que la capacité reste inchangée.

Application de drone : une tension plus élevée dans le système d'alimentation réduit la consommation de courant à puissance de sortie équivalente, améliorant ainsi l'efficacité et offrant une réponse de puissance plus rapide. Les batteries 3S courantes fournissent environ 11,1 V, tandis que les batteries 6S fournissent environ 22,2 V.

Connexion parallèle : augmentation de la capacité

Méthode : Connectez les bornes positives de toutes les cellules ensemble et les bornes négatives ensemble.

Effet : La capacité augmente tandis que la tension reste inchangée.

Application drone : prolonge directement la durée du vol. Par exemple, la mise en parallèle de deux cellules de 2 000 mAh donne une capacité totale de 4 000 mAh tout en maintenant la tension d’une seule cellule.

La plupart des batteries de drones utilisent une structure « série-parallèle ».

Exemple : « 6S2P » se compose de 6 groupes de cellules connectés en série pour la haute tension, chaque groupe comprenant 2 cellules connectées en parallèle pour une capacité accrue.

II. Quatre éléments essentiels des batteries

Cellules : La qualité est fondamentale. Sélectionnez toujours des cellules de puissance de marques réputées avec des spécifications cohérentes.

La cohérence est la bouée de sauvetage de l’assemblage du pack, englobant la capacité, la résistance interne et le taux d’autodécharge. Les nouvelles cellules provenant du même lot de production sont préférées.

Liens en nickel : Les « ponts conducteurs » entre les cellules. Sélectionnez le matériau, la largeur et l'épaisseur appropriés en fonction du courant continu maximum de la batterie. Une section transversale insuffisante provoque une surchauffe et présente des risques pour la sécurité.

Système de gestion de batterie (BMS) : Le « cerveau intelligent » de la batterie.

Boîtier et câblage :

Fils : les câbles de décharge principaux (par exemple, connecteurs XT60, XT90) doivent être suffisamment robustes (par exemple, fil de silicone 12AWG) pour supporter des courants élevés.

Tête d'équilibrage : utilisée pour se connecter au BMS ou au chargeur d'équilibrage ; doit correspondre au nombre de cellules (S).

Boîtier : une gaine thermorétractable ou un boîtier rigide offre une isolation, une protection contre l'humidité et un blindage physique.

III. Étapes pratiques : créer un système complet à partir de zéro

Préparation:

Outils essentiels : soudeuse par points, multimètre, gants résistant à la chaleur, lunettes de sécurité.

Environnement de travail : Zone bien ventilée, exempte de matériaux inflammables ; plan de travail recouvert d'un tapis antistatique.

Étape 1 : Tri et tests

Testez et triez toutes les cellules à l’aide d’un testeur de capacité et d’un compteur de résistance interne. Assurez-vous que les paramètres des cellules de chaque groupe parallèle ou série sont aussi cohérents que possible. Cela constitue la base d’un équilibrage ultérieur efficace du BMS.

Étape 2 : Planification et aménagement

Planifiez la disposition physique des cellules en fonction de votre configuration cible. Isolez les cellules avec des entretoises isolantes pour éviter les courts-circuits.

Étape 3 : Connexions par soudage par points

Soudage de groupe parallèle : Soudez d’abord les cellules à connecter en parallèle à l’aide de bandes de nickel. Assurez-vous que la connexion est sécurisée et présente une faible résistance.

Connexion en série : traitez les groupes parallèles comme une seule unité. Ensuite, connectez-les en série à l’aide de bandes de nickel, reliant les bornes positives et négatives pour former des « chaînes de cellules » complètes.

Soudage des lignes d'échantillonnage principales : soudez les câbles plats d'échantillonnage de tension BMS aux bornes positives et négatives de chaque chaîne de cellules.

Étape 4 : Installation du BMS et soudage final

Fixez le BMS dans la position désignée.

Tout d’abord, insérez le câble ruban d’échantillonnage dans le BMS. Utilisez un multimètre pour vérifier la tension correcte pour chaque chaîne de cellules.

Après confirmation, soudez les bornes positives (P+) et négatives (P-) du câble de décharge principal aux ports correspondants du BMS.

Étape 5 : Isolation et encapsulation

Enveloppez l'ensemble de cellules avec des matériaux isolants comme du papier kraft ou du panneau époxy pour éviter les courts-circuits internes.

Faites glisser la gaine thermorétractable sur l'ensemble et chauffez-la uniformément avec un pistolet thermique pour former un joint étanche autour de la batterie.

Installez le connecteur d'équilibrage et le connecteur de décharge principal.

Étape 6 : Activation et test initiaux

Connectez la batterie assemblée à un chargeur d'équilibrage et effectuez la première charge à un faible courant (par exemple, 0,5 C).

Surveillez en permanence la tension de chaque cellule pour vérifier le bon fonctionnement d'équilibrage du BMS.

Une fois la charge terminée, laissez le pack reposer pendant plusieurs heures. Revérifiez les tensions pour confirmer qu’il n’y a pas de chute de tension anormale.

IV. Consignes de sécurité

Portez toujours des lunettes de sécurité : protégez vos yeux des arcs ou des explosions provoqués par des courts-circuits accidentels pendant toute opération.

Prévenir les perforations physiques : Manipulez les cellules avec une extrême prudence, comme s’il s’agissait d’œufs.

Utilisez des sacs antidéflagrants : Les tests initiaux et le chargement doivent être effectués dans des sacs antidéflagrants.

Isoler les outils : assurez-vous que toutes les poignées d'outils métalliques sont isolées pour éviter tout contact simultané avec les bornes positives et négatives.

V. Tendances futures : instructions de mise à niveau pour les blocs-batteries LiPo

Actuellement,batterie LiPo pour droneles packs évoluent vers une « haute densité énergétique + fonctionnalité intelligente » : les cellules LiPo semi-solides ont atteint des densités énergétiques de 400 Wh/kg (une augmentation de 50 % par rapport aux cellules traditionnelles), permettant ainsi une « endurance doublée pour le même poids ». Les systèmes BMS intelligents intégreront des alertes de température et une surveillance de l'état des cellules, fournissant des informations en temps réel sur l'état de la batterie via des applications pour atténuer davantage les risques de sécurité.