在本文中，我們將了解如何設計一個簡單的 12V 鋰離子電池組 以及如何將其與 保護電路一起使用。鋰離子電池是當今用于為設備和小工具供電的最常用的儲能設備之一。由于 高能量密度 和可充電能力，鋰離子電池以不同的串聯(lián)和并聯(lián)方式連接，以形成具有不同電壓輸出和容量的電池組。設計一個簡單的電池組并將其與具有成本效益的保護電路連接，以制造一個 堅固的電池組 ，該電池組可用于為 RC 汽車、四軸飛行器或其他在 12VDC 下運行的不同小工具供電。

如果您有興趣了解有關鋰離子電池的更多信息，您一定對我們之前介紹的有關 不同鋰離子電池化學成分的文章感興趣， 并且您可能還想學習和設計 我們之前制作 的2S 電池充電器電路。

串聯(lián)和并聯(lián)連接鋰離子電池

大多數鋰電池化學物質的標稱電壓低于 4 伏。因此，為了使其可用于更高電壓的應用，我們可能必須使用升壓轉換器，或者我們可以設計一個電池組，通過將電池串聯(lián)和并聯(lián)連接來提供所需的輸出電壓。

串聯(lián)電池：當一個電池的正極端子與第二個電池的負極端子連接時，該電池被認為是串聯(lián)連接。在串聯(lián)的情況下，電池的總電壓會增加，并由所有串聯(lián)電池的電壓之和給出。下圖顯示了串聯(lián)連接的樣子。

并聯(lián)電池：當第一個電池的正極端子連接到第二個電池的正極端子并且類似地兩個電池的負極端子連接在一起時，電池被稱為并聯(lián)連接。在并聯(lián)的情況下，電池的總容量增加，而電壓保持不變。下圖顯示了并行連接中的單元的外觀。

制作 12 V 電池組

要制作電池組，第一步是了解電池的標稱電壓。我們選擇的電池標稱電壓為 3.7V，充電電壓為 4.2V。因此，為了制作 12 V 電池組，我們需要 串聯(lián) 3 節(jié)電池。我們使用的細胞圖像如下所示

我們選擇的是容量為 1200mAh 的 3.7V 電池。因此，使用 3 個類似的 3.7V 1200mAh 電池并將它們串聯(lián)起來，如下圖所示。

注意： 請務必連接所有相同容量的電池，否則會影響電池組的使用壽命。

我拿了一個 3 電池支架（或電池墊片）并放置 3 個電池，使第一個和 第三個電池 的正極面朝下，中間電池的正極面朝上。放置電池后，放置另一個 3 芯支架并確保電池組已固定，電池已固定在其位置?，F(xiàn)在下一步是將電池彼此串聯(lián)。我們稱這 3 個單元格為 C1、C2 和 C3。首先，使用鎳帶將 C1 的 +ve 端子與 C2 的負極端子連接，并將 C2 的正極端子與 C3 的負極端子連接，如下圖所示。

下一步是連接來自 C1 負極端子的電線和來自 C3 正極端子的另一根電線。上述配置稱為 3S 配置或 3 串聯(lián)配置，當測量 C3 的正極端子和 C1 的負極端子之間的電壓時，它將等于 12V 電池。

如何將鎳條連接到電池

最好的方法是使用點焊機。首先，用干凈的布清潔電池表面和鎳帶表面，去除表面的灰塵或污垢顆粒。將鎳條放在電池的端子上并帶上點焊機的插腳并進行短暫接觸，您可以通過旋轉電池來重復該過程以進行額外的連接，您的電池現(xiàn)在已牢固地連接到鎳條上。重復相同的步驟以建立其他連接。

如果沒有點焊機怎么辦？

第一步是使用釘子或任何金屬物體刮擦要連接的電池的所有端子。

劃傷后，在電池端子上涂抹少量助焊劑，并在端子上粘上一點焊料。對鎳條執(zhí)行相同的操作，并將鎳條與電池的端子連接。

多次重復該步驟以根據需要進行連接。您的 12V 電池已準備就緒。

連接電池保護模塊

鋰離子電池需要一個電池保護模塊來保持電池的健康。這些器件可保護電池組免受過充電、深度放電甚至過電流的損壞。這對于保持電池安全和延長其使用壽命至關重要。為了保證我們的電池安全，我們使用了現(xiàn)成的 3-S 6Amps 電池保護模塊或 BMS 模塊。

將 BMS 模塊與電池組連接。大多數 BMS 將具有相同的連接術語。

為了測量溫度，您可以使用 NTC 熱敏電阻。您必須將熱敏電阻的一端連接到 P+ 端子，而 NTC 熱敏電阻的另一端必須連接到 BMS 模塊上的 T 焊盤。

測試

為了測試模塊，在目視檢查所有連接后，檢查 P+ 和 P- 兩端的電壓。電壓應等于 B+ 和 B- 焊盤上的電壓。下一步是測試 P- 和 B1 兩端的電壓，電壓應該在 3.7V 附近，因為它是單個電池的電壓。

下一步是測試 P- 和 B2 兩端的電壓，該測量將為我們提供 2 個串聯(lián)電池之間的電壓，顯示的電壓將在 7.4V 左右。

測試完所有的焊盤后，我用 12 V 充電器給電池組充電，半小時后測量電池組的電壓。電池組的起始電壓為，電池組的最終電壓如下：

我還使用電池組為燈泡、電機和其他設備供電，電池組運行良好。

結論

設計電池組的知識非常重要，因為電池由于容量和電壓低而很少用作單個實體，因此，電池被捆綁在一起形成電池組。當電池串聯(lián)時，電池的電壓會增加，而當電池并聯(lián)時，電池的容量會增加。由于鋰離子電池存在損壞的風險，電池組配備了電池管理系統(tǒng)，以確保電池組的正常工作。BMS 通常監(jiān)控電池的健康狀況、充電、電壓和電流，而更先進的 BMS 還可以監(jiān)控溫度并具有將電池數據傳送到遠程位置的功能。我希望你學到了一些新的東西，如果你對電池組的設計有任何疑問或問題，