做个好用的电池包！记BQ40Z50控制的3S 21700电池包制作

极客新人 · 发表于 2024-7-3 17:57:11

本帖最后由极客新人于 2024-7-3 18:08 编辑

  由于调试需要3S的锂电池，但是普通的航模电池需要额外的平衡充，过充放短路等保护也不够完善，使用上有诸多的不便，所以想要具有以下功能的电池包：

1：3S三元锂电池，容量>5000mAh，持续放电6A以上(对放电电流要求不高)
2：带电量显示，基础保护功能(充放过流，充放过压，短路，过温等)
3：支持TypeC输入充电(方便不用找充电器)
4：XT60输出，外壳相对牢固，可以放置在桌面
  综合以上需求，最终选择TI生产的BQ40Z50-R2作为锂电池保护控制器，配合英集芯的IP2326锂电池充电器作为电池包的保护板。

  开始绘制PCB！在BQ40Z50的电路设计上基本与官方手册里面的示例电路一致，但是手动添加了几个功能，通过两个按键+光耦控制芯片的PRES信号即可控制电池输出的通断，非常好用！

  这个芯片的功能非常强大！除了常见的锂电池保护控制功能，还集成了库仑计，电量显示等功能，还可以连接SMBUS和其他设备通信！电路的保护上使用了一颗30A的三端保险(U5)，它与常见保险丝的区别就是带有一个控制脚，可以由外部电路控制它主动熔断(可以受控断开，不过是一次性的)这个保险丝非常贵，价格接近5元一颗

IP2326的外围电路非常简单，仅需要一些电容电阻，这边通过配置电阻设置为3S电池，1.2A充电电流，12h的充电超时时间
******原理图设计完成******
  完成电路后，需要考虑的就是使用的电芯和安装方式了，为了安全性和结构强度，软包锂电池在这一步就放弃了；结合体积和容量来说圆柱电池是个不错的选择，综合价格容量和安装方式，最终选择了21700电池，遂在某宝下单了相对便宜的力神21700-LA(4000mAh 10C)PS：其实应该买21700-SD容量型电池，但是后者太贵了；预计使用两个三联支架将电池做成3串2并使用；保护板直接粘贴在整个电池包的上端，B+和B-直接用镍带焊接在PCB的对应焊盘上，平衡线通过GH1.25的插座插在保护板上

******PCB设计******
  确定了连接方式后，按照21700支架的尺寸制作PCB的外框，在电池的B-和B+位置添加大块焊盘用于直接焊接镍带，在背面对应三个电芯的位置放置NTC温度传感器用于监测电池的温度，使用导热硅脂垫与电芯接触；整个PCB使用3M的5608双面胶直接粘贴在电池的支架上。将常用的XT60电源接口，TypeC充电输入和SMBUS通信接口放置在PCB的一侧，PCB的下半部分为操作面板，三个按键分别控制电源的输出和电量显示(长按2秒左侧两个按键接通/断开电源输出，短按第三个按键显示当前电量)，按键上部5颗LED用于显示电池的电量。

******一周后******
  PCB用了JLC的SMT券，60块钱就搞定了双面沉金PCB+SMT贴片；爽到！

手动补齐没有贴片的元件

  放置在支架上检查尺寸和位置；完美！

  开始组装电池，这里使用0.15mm 4格21700镍带和8mm镍带，使用460A电流点焊，并在两端留出焊接用的长度

  确认连接无误后焊接平衡线并贴双面胶

  组装完成后套热缩管并连接EV2400使用bq Studio进行调参

  对电池参数进行设置，并校准电池

  经过测试，功能一切正常，开始正常使用！

dxfhdxf · 发表于 2024-9-3 13:36:41

电池有并联，这个平衡怎么保证呢？

yn5920 · 发表于 2024-7-11 19:56:47

其实没必要用三端保险丝吧？这东西触发PF了也有得折腾。

极客新人 · 发表于 2024-7-5 08:18:16

wenkusheng 发表于 2024-7-4 21:10
换新片不会调只会解锁大疆电池要不你发个调参教程贴

调参教程有大佬做了，我这边不方便发，可以去看原作者https://pan.baidu.com/s/1Bt2ORFvk3tdfavH5NQ1G7A?pwd=XDZZ

wenkusheng · 发表于 2024-7-4 21:10:32

极客新人发表于 2024-7-4 13:52
这个不知道，买的全新芯片的话默认是全访问状态，没有密码的

换新片不会调只会解锁大疆电池要不你发个调参教程贴

极客新人 · 发表于 2024-7-4 13:55:39

xw801 发表于 2024-7-4 10:24
这个圈圈贴在正极特别有必要，做的很到位！
但是负极就没有必要贴了吧，哈哈~~
...

买都买了就全贴上了

极客新人 · 发表于 2024-7-4 13:54:41

沧浪氵发表于 2024-7-4 07:26
做得很漂亮，力神的电池和标称容量不足。

好像确实由这种情况，我这电池负极有K字样的标识，不知道是不是B品；BQ的库仑计测出来容量在3650mAh左右（标称4000），但是一致性倒是还不错

极客新人 · 发表于 2024-7-4 13:52:46

wenkusheng 发表于 2024-7-3 23:56
楼主知不知道一些笔记本保护板的密码比如华硕也是用的40z50

这个不知道，买的全新芯片的话默认是全访问状态，没有密码的

wangcuncai · 发表于 2024-7-4 13:00:51

谢谢！学习了

a1259758 · 发表于 2024-7-4 12:06:46

在3d打印外壳就更完美了

xw801 · 发表于 2024-7-4 10:24:02

这个圈圈贴在正极特别有必要，做的很到位！
但是负极就没有必要贴了吧，哈哈~~

xw801 · 发表于 2024-7-4 10:11:42

沧浪氵发表于 2024-7-4 07:26
做得很漂亮，力神的电池和标称容量不足。

买了4个，标4000，一般0.5C放电达到3700以上，也还行吧。就是离散性比较大。
两家，各买了2个，实际拿到的如下：

xw801 · 发表于 2024-7-4 10:04:34

本帖最后由 xw801 于 2024-7-4 10:26 编辑

下一步就是加个ESP32，用手机控制，查看电池组了。

直接查看电池对外的供电电压，电流，供电功率，免得要串万用表进去量。

solarshen666 · 发表于 2024-7-4 09:36:23

厉害，精华贴的节奏

创意工坊 · 发表于 2024-7-4 09:21:35

牛批，有30节18650，还没想好杂咋玩

wlhcq · 发表于 2024-7-4 09:01:47

电池包做的很漂亮。

martinku · 发表于 2024-7-4 08:45:44

这电池包做出来很专业了。

沧浪氵 · 发表于 2024-7-4 07:26:19

做得很漂亮，力神的电池和标称容量不足。

st911 · 发表于 2024-7-3 23:58:06

制作的效果不错

wenkusheng · 发表于 2024-7-3 23:56:51

楼主知不知道一些笔记本保护板的密码比如华硕也是用的40z50

moontree · 发表于 2024-7-3 20:45:05

这个有些费功夫，看着效果不错。

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