Construire un pack d'accus 18650 vous permet de créer une source d'énergie personnalisée pour vos projets, tout en économisant de l'argent par rapport à l'achat de packs d'accus pré-construits. Mais pour construire un pack sûr et performant, il faut des connaissances et de l'attention.
Dans ce guide ultime, en tant que professionnel Fabricant de batteries 18650Dans cet article, je vous explique étape par étape tout ce qu'il faut pour bricoler un accu 18650. Vous deviendrez un expert de ces merveilles au lithium-ion !
Pourquoi choisir les piles 18650 ?
18650 fait référence à la taille de ces piles cylindriques : elles mesurent 18 mm de large et 65 mm de haut. Elles sont donc un peu plus grandes que les piles AA courantes.
Ce facteur de forme offre cependant une grande polyvalence. Par rapport aux piles AA, les 18650 offrent :
- Des tensions plus élevées - généralement de 3,6 à 3,7 volts. Cela réduit le nombre de cellules nécessaires en série.
- Résistance interne plus faible - il faut donc moins de cellules pour un courant donné.
- Densité d'énergie beaucoup plus élevée - stockage d'environ 3 fois la puissance des piles alcalines AA.
Avec le circuit de protection adéquat, les cellules 18650 peuvent être configurées en packs de batteries pour tout ce qui concerne les ordinateurs portables, les vélos électriques et même les voitures électriques ! Leur production en masse les rend très abordables.
Pour les bricoleurs, les piles 18650 sont un moyen de créer des solutions énergétiques personnalisées.
Les éléments d'un accu 18650
Pour construire un pack 18650 sûr, il ne suffit pas d'un tas de cellules placées dans un boîtier. Plusieurs éléments sont nécessaires pour rendre ces piles pratiques et utilisables :
Cellules 18650 - Cellules de marque de haute qualité de type Panasonic, Samsung ou LG. Évitez les piles sans marque.
Bandes de nickel - Des bandes de nickel pur, et non d'acier, relient électriquement les cellules entre elles. Une épaisseur de 0,15 mm est courante.
Système de gestion de la batterie (BMS) - Le BMS est le cerveau qui maintient l'équilibre des cellules et empêche la surcharge ou la décharge excessive.
Porte-cellules - Les supports de cellules en plastique permettent d'aligner les cellules avec précision et offrent un espace de ventilation pour le refroidissement.
Enceinte - Il abrite les cellules, le BMS et les périphériques tout en les isolant électriquement. L'impression 3D est une option.
Terminaisons de fils et interrupteurs - Des fils relient les cellules aux appareils alimentés, des interrupteurs contrôlant la connectivité.
Combinées intelligemment, ces pièces permettent aux bricoleurs de créer des batteries lithium-ion personnalisées moins chères que les packs commerciaux, tout en permettant des configurations que les packs commerciaux n'offrent pas.
Comment fabriquer une batterie 18650 ?
Étape 1 - Déterminer la configuration du paquet
Avec des cellules en vrac, la première étape consiste à décider de la forme du pack - combien de groupes de cellules en parallèle et combien de cellules en série dans chaque groupe. Cela détermine la tension et la capacité globales.
Configuration de la série
Les connexions en série augmentent la tension des cellules. La tension nominale du 18650 est de 3,6 à 3,7 V.
Pour 12V, connectez 3 cellules en série (3 x 3,7V = 11,1V). 4 cellules pour 14,8V, 5 cellules pour 18,5V, etc. Cette "chaîne" en série unique est 1S.
Configuration parallèle
Les connexions en parallèle augmentent la capacité des cellules (mAh). Si une cellule a une capacité de 2500 mAh, deux cellules de 2500 mAh en parallèle forment un groupe de 5000 mAh.
Notre pack 12V a besoin de 100Ah (ampères-heures), et en utilisant des cellules de 3,4Ah, 100Ah / 3,4Ah = 30 groupes parallèles. Il s'agit de 30P.
L'assemblage en série et en parallèle donne la forme du pack - pour un pack de 12V 100Ah utilisant des cellules de 3.4Ah, il s'agit de 3S30P. 90 cellules au total.
Les outils de planification en ligne simplifient ces calculs. Ils garantissent que vous achetez suffisamment de cellules et de pièces.
Étape 2 - Sélection d'éléments 18650 de qualité
Une fois la forme décidée, il est temps d'acheter des cellules. Les cellules d'ordinateur portable d'occasion peuvent fonctionner si leur état est vérifié. Pour la fiabilité, cependant, des cellules neuves provenant de marques de qualité valent la peine d'être achetées.
Vérifiez les fiches techniques des vendeurs pour connaître les caractéristiques des cellules, la capacité de confirmation, le taux de décharge maximal, etc. Comparez les options de marque avant de décider quelle cellule 18650 choisir.
Stockez les cellules en toute sécurité en attendant l'assemblage du pack, en les laissant dans leur emballage et en évitant tout contact avec le métal. Un étui à munitions en plastique est une option de stockage peu coûteuse.
Étape 3 - Soudage des cuves avec du ruban de nickel
Pour relier les cellules électriquement, la bande de nickel pur est supérieure à l'acier. Une épaisseur de 0,15 mm est courante.
Soudures parallèles - Poser une bande sur les cellules, de manière à ce qu'elle entre en contact avec toutes les bornes positives ou négatives lorsqu'elle est soudée. Un fil pend pour le câblage du BMS. Répéter les bandes pour tous les groupes.
Série Soudures - De petites bandes sont soudées entre les groupes de cellules, alternant les bornes positives et négatives pour une augmentation de la tension en série.
Une soudeuse par points de qualité (pas de fer à souder !) garantit des connexions fiables et à faible résistance. Entraînez-vous d'abord si vous êtes novice en matière de soudage. Travaillez avec précaution - il peut être dangereux d'endommager les cellules.
Étape 4 - Configuration de la protection avec un BMS
Un système de gestion de la batterie (BMS) est obligatoire pour assurer la sécurité des batteries lithium-ion. Le BMS :
- Surveillance des tensions de groupe pendant la charge/décharge
- Équilibre les tensions de groupe inégales
- Prévient les surtensions de charge ou de décharge
Sélectionner un BMS correspondant à la tension du pack et au courant de décharge continu maximum. Prévoir une marge de manœuvre si le courant de charge risque de monter en flèche.
Les bornes à vis permettent un câblage propre du BMS sans soudure. Les "fils d'équilibrage" des cellules se fixent entre les groupes pour permettre le contrôle de la tension.
Étape 5 - Sécurisation des cellules et du BMS
Une fois l'électricité connectée, la sécurisation physique du pack permet d'obtenir des performances fiables à long terme.
Les supports de cellules en plastique permettent d'aligner et d'espacer les cellules, en les verrouillant fermement en place, couche par couche, comme des briques. Cela améliore le refroidissement tout en protégeant les cellules en cas de chute ou de choc.
Pour les packs rigides, les pistolets à colle thermofusible permettent de faire adhérer rapidement les cellules. Certains constructeurs utilisent de la fibre de verre stratifiée autour du pack pour les enceintes rigides. Le mastic silicone est également utile.
Le BMS se monte sur le pack ou à côté dans l'enceinte si l'espace le permet. Cela permet de protéger les circuits imprimés délicats des vibrations et des chocs.
Étape 6 - Isolation, câblage et boîtier
Presque terminé ! Les boîtiers isolent désormais la batterie, tandis que les interrupteurs et le câblage assurent la connectivité d'entrée et de sortie.
Isolation - Le ruban Kapton, le papier de poisson et même l'essuie-tout offrent une isolation simple et efficace contre les courts-circuits accidentels des cellules.
Câblage - Des fils de calibre approprié relient les bornes du BMS aux prises DC, aux interrupteurs, etc. en fonction du courant de charge prévu. Ajoutez des fusibles en ligne pour plus de sécurité !
Enceintes - Il est satisfaisant de fabriquer ou d'imprimer en 3D un boîtier sur mesure pour son propre appareil. Les plateaux de cellules permettent d'accéder à l'intérieur des boîtiers rigides des fournisseurs de drones/RC.
Veillez à dimensionner le câblage, les interrupteurs, les prises, etc. en fonction du courant de charge et à les isoler complètement avant de les sceller !
Étape 7 - Essai initial, équilibrage et chargement
Avant de connecter votre nouvelle batterie à un équipement important, testez-la !
Vérifiez les tensions des groupes de cellules à l'aide d'un multimètre de qualité. Les groupes doivent être très proches (à quelques millivolts près) s'ils sont bien appariés et s'ils viennent d'être assemblés.
Si les groupes présentent une plus grande variance, arrêtez immédiatement et examinez les différences de cellules ou les problèmes de connexion.
Idéalement, de légères différences s'équilibreront d'elles-mêmes lors des premiers cycles de charge douce. Utilisez un chargeur Li-ion approprié en respectant les limites du pack/de l'élément... Le BMS ne vous laissera pas surcharger une fois connecté.
Alimentez vos projets avec des piles 18650 !
Grâce à une construction intelligente et à la mise en place de mesures de protection appropriées, votre batterie lithium-ion personnalisée vous offrira des années de service. La modification de cellules en vrac dans une batterie permet de construire des solutions énergétiques répondant exactement à vos besoins.
Utilisez des éléments et des pièces de marque 18650 de qualité, procédez à l'assemblage étape par étape et testez minutieusement... et votre batterie fonctionnera à merveille !
Qu'il s'agisse d'alimenter un projet Arduino, de traverser la ville à vélo ou de faciliter une installation solaire, votre pack 18650 DIY rend les choses possibles. Le savoir-faire en matière de construction de batteries s'avère également très utile à mesure que notre monde devient électrique.
Pour vous aider dans les détails de votre projet, consultez mes autres guides sur les batteries DIY couvrant la planification du pack, l'approvisionnement en pièces, les options de construction et plus encore. N'hésitez pas à me faire part de vos questions - bonne construction !
