كيفية بناء بطارية عربة الغولف ببطاريات 18650

تعرّف على كيفية صنع بطارية عربة الغولف الليثيوم أيون بنفسك باستخدام خلايا 18650 3.7 فولت يغطي دليلنا المعلمات الرئيسية وخطوات التجميع والأدوات الأساسية. وفّر التكاليف وخصص نظام الطاقة الخاص بك باستخدام حزمة بطارية اصنعها بنفسك من أجل عربة الغولف الخاصة بك.

المعلمات الأساسية لبطاريات الليثيوم أيون 18650 لبطاريات عربة الجولف

قبل البدء في التجميع، دعنا نراجع المعلمات الأساسية لبطارية الليثيوم أيون 18650:

• الحجم: القطر 18 مم، الارتفاع 65 مم
• الجهد الاسمي: 3.7V
• السعة:: 2600 مللي أمبير/ساعة
• حد جهد الشحن: 4.2V
• حد جهد التفريغ: 3.0V

لتسهيل عملية الحساب، نستخدم عادةً جهدًا اسميًا 3.6 فولت وسعة 2500 مللي أمبير في الساعة لكل خلية.

كيفية حساب سعة بطارية عربة الجولف

لكل بطارية 18650 جهد اسمي 3.6 فولت وسعة 2500 مللي أمبير في الساعة. عند توصيل الخلايا على التوالي، يزداد الجهد الإجمالي، بينما تبقى السعة كما هي. على سبيل المثال، إذا قمت بتوصيل خليتين متسلسلتين (الطرف الموجب لخلية بالطرف السالب للأخرى)، يصبح الجهد الإجمالي 7.2 فولت، ولكن السعة تبقى 2500 مللي أمبير في الساعة. من ناحية أخرى، عند توصيل الخلايا على التوازي (موجب إلى موجب وسالب إلى سالب)، تزداد السعة، بينما يبقى الجهد كما هو. على سبيل المثال، إذا قمت بتوصيل خليتين على التوازي، فستكون السعة الإجمالية 5000 مللي أمبير في الساعة، ولكن الجهد سيبقى 3.6 فولت.

والآن، لنتعرف على كيفية تجميع حزمة بطارية عربة الغولف بجهد 72 فولت 80 أمبير (80,000 مللي أمبير):

• لتحقيق 72 فولت، نحتاج إلى توصيل 20 خلية على التوالي (72 فولت ÷ 3.6 فولت = 20). ينتج عن ذلك حزمة 72 فولت بسعة 2500 مللي أمبير في الساعة.
• للوصول إلى سعة 80 أمبير في الساعة (80,000 مللي أمبير في الساعة)، نحتاج إلى توصيل 32 مجموعة متسلسلة على التوازي (80,000 مللي أمبير في الساعة ÷ 2500 مللي أمبير في الساعة = 32). ينتج عن ذلك سعة إجمالية تبلغ 80 أمبير، بينما يبقى الجهد عند 72 فولت.

إجمالاً، ستحتاج إلى 640 18650 خلية (20 خلية متسلسلة × 32 مجموعة متوازية) لإنشاء حزمة بطارية عربة غولف بجهد 72 فولت 80 أمبير في الساعة. قبل بدء التجميع، تأكد من شحن جميع الخلايا بالكامل وتأكد من أنها في حالة شحن متشابهة. للحصول على أفضل أداء، قم بتجميع الخلايا ذات الجهد والمقاومة الداخلية المتشابهة معًا، على سبيل المثال، الخلايا ذات الجهد بين 3.68 فولت و3.72 فولت والمقاومة الداخلية بين 2 مΩ و4 مΩ.

نظام إدارة البطارية (BMS) لبطاريات عربات الجولف

عند تجميع حزمة بطارية عربة الغولف، فإن نظام إدارة البطارية (BMS) هو مكون أساسي يضمن سلامة البطارية وأدائها وطول عمرها. يوفر نظام إدارة أداء البطارية العديد من الوظائف الأساسية، بما في ذلك الشحن الزائد والتفريغ الزائد والحماية من التيار الزائد، لمنع تلف البطارية من مستويات الجهد أو التيار غير الطبيعية.

كما يساعد نظام إدارة البطارية BMS أيضاً في إدارة درجة الحرارة من خلال مراقبة وتقييد الشحن والتفريغ في درجات الحرارة القصوى، مما يحمي البطارية من الحرارة الزائدة أو التجمد. بالإضافة إلى ذلك، يوفر نظام إدارة البطارية BMS موازنة الخلية، مما يضمن بقاء الجهد الكهربائي لجميع الخلايا ثابتًا، مما يساعد على إطالة عمر حزمة البطارية. تتضمن بعض أنظمة BMS المتقدمة ميزات مراقبة البيانات والاتصالات التي تسمح بمراقبة حالة البطارية في الوقت الفعلي، والتي تُستخدم عادةً في السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة.

عند تجميع بطارية عربة غولف 72 فولت 80 أمبير الحزمة، يجب أن يكون نظام إدارة المحرك متوافقًا مع نظام 72 فولت (20 خلية متسلسلة) وقادرًا على التعامل مع تيارات الشحن والتفريغ العالية، مثل 50 أمبير أو أعلى. كما يجب أن يتضمن أيضاً حماية الجهد ومراقبة درجة الحرارة ووظائف موازنة الخلايا لضمان التشغيل الآمن والمستقر. يعمل نظام إدارة البطاريات بمثابة "العقل" لحزمة البطارية، وبدونه، يمكن أن تتلف الحزمة بسبب الشحن الزائد أو التفريغ الزائد أو الفولتية غير المتوازنة، مما قد يؤدي إلى مخاطر تتعلق بالسلامة.

الأدوات الأساسية لتجميع بطارية عربة الغولف

يتطلب تجميع حزمة بطارية ليثيوم أيون لعربة الغولف الخاصة بك مجموعة من الأدوات المتخصصة. أولاً، ستحتاج إلى أدوات لحام البطارية مثل آلة لحام موضعي لتوصيل الخلايا المنفردة، بينما قد يكون من الضروري استخدام مكواة لحام أو مسدس لتقوية الوصلات. معدات اختبار البطارياتبما في ذلك مقاييس الفولتميتر ومقاييس الأميتر ومقاييس السعة ضرورية لضمان عمل الخلايا بشكل صحيح.

بالإضافة إلى ذلك، ستحتاج إلى لوحة موازنة البطارية للحفاظ على ثبات الجهد ومنع الشحن الزائد أو التفريغ الزائد. أدوات الحماية مثل أنابيب الانكماش الحراري، شريط العزلو لوحات حماية البطارية (PCBs) ضرورية لمنع حدوث قصور في الدوائر الكهربائية والتلف. توفر حاوية البطارية ومكونات تبديد الحرارة حماية مادية للخلايا وتضمن التبريد المناسب.

تشمل الأدوات الأخرى نظام إدارة البطارية (BMS) لمراقبة صحة البطارية، فإن الشاحن لضمان الشحن المناسب، و الأسلاك والموصلات لإجراء التوصيلات الكهربائية اللازمة. الأدوات الأساسية مثل مقص وزردية ومفكات براغي ومفكات براغي ستكون مفيدة أيضًا في تقليم الأسلاك وتجميع النظام وتأمين المكونات. تضمن هذه الأدوات التشغيل الآمن والفعال لحزمة بطارية عربة الغولف الخاصة بك وقد تختلف حسب الإعداد الخاص بك.

خطوات تجميع حزمة بطارية عربة الجولف الخاصة بك

• الخطوة 1: ضع الخلايا في تكوين متسلسل ومتوازي. بالنسبة لبطارية عربة جولف بجهد 72 فولت 80 أمبير، ستحتاج إلى 20 خلية على التوالي، وإعداد 32 مجموعة متسلسلة من هذه المجموعات.
• الخطوة 2: استخدم ماكينة لحام موضعي لتوصيل الخلايا. قم بلحام شريط من النيكل من الطرف الموجب لخلية واحدة إلى الطرف السالب للخلية التالية لتشكيل وصلة سلسلة 72 فولت. تأكد من أن اللحامات صلبة لتجنب الوصلات الضعيفة.
• الخطوة 3: بمجرد اكتمال التوصيلات المتسلسلة، قم بتوصيل المجموعات على التوازي. لكل مجموعة متسلسلة، قم بتوصيلها بالتوازي لزيادة السعة الكلية (Ah). بالنسبة لـ 32 مجموعة متوازية، قم بتوصيل طرفي كل مجموعة موجب وسالب.
• الخطوة 4: قم بتركيب نظام إدارة البطارية (BMS). سيضمن نظام إدارة البطارية (BMS) شحن الخلايا وتفريغها بالتساوي. اتبع تعليمات BMS لتوصيله بكل مجموعة متسلسلة.

اعتبارات مهمة عند بناء بطارية عربة الغولف

عند تجميع بطارية عربة الغولف الخاصة بك، تأكد من اختيار خلايا عالية الجودة وتأكد من اتساق جهد الخلايا وسعتها. كن حذرًا مع التوصيلات القطبية وتجنب التوصيلات العكسية أو التلامسات الرديئة. عند استخدام ماكينة اللحام الموضعي، تأكد من دقة اللحامات لتجنب ارتفاع درجة حرارة الخلايا أو تلفها.

قم بتهيئة نظام إدارة البطارية BMS بشكل صحيح لحماية البطارية من الشحن الزائد، والتفريغ الزائد، والتيار الزائد، والسخونة الزائدة. قم بموازنة البطارية وفحصها بانتظام لضمان ثبات الجهد والسعة عبر الخلايا، مما يساعد على إطالة عمر البطارية. بالإضافة إلى ذلك، احرص على التبريد المناسب وحماية البطارية من الرطوبة ودرجات الحرارة المرتفعة لمنع التلف. وأخيراً، افحص البطارية بانتظام وقم بصيانتها لضمان أداء مستقر على المدى الطويل.

فوائد ومخاطر تجميع بطارية الليثيوم أيون الخاصة بك

يمكن أن يؤدي تجميع بطارية الليثيوم أيون الخاصة بك إلى توفير التكاليف والسماح بأداء بطارية مخصصة، وتلبية الاحتياجات الخاصة، مع توفير فرصة للتعلم واكتساب الخبرة في تكنولوجيا البطاريات. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يوفر ميزة تحسين إمكانيات الصيانة والإصلاح، مما يسمح باستبدال الخلايا الفردية بسهولة في حالة ظهور أي مشاكل.

ومع ذلك، هناك مخاطر، خاصةً بالنسبة للمستخدمين ذوي الخبرة القليلة، حيث يمكن أن يؤدي التجميع غير السليم إلى مشاكل مثل قصر الدارة الكهربائية أو الشحن الزائد أو التفريغ، وقد يؤدي حتى إلى حرائق البطارية أو انفجارات. من دون حماية نظام إدارة البطارية (BMS) المناسب، ومع احتمال عدم وجود رقابة على الجودة، قد يتعرض استقرار البطارية وعمرها الافتراضي للخطر. ولذلك، إذا اخترت تجميع بطارية بنفسك، فمن الضروري أن تكون لديك معرفة تقنية كافية وتنفيذ احتياطات السلامة.

مزايا استخدام بطاريات الليثيوم في عربات الجولف

• أخف وزناً: بطاريات الليثيوم أخف وزناً بأكثر من 501 تيرابايت 3 تيرابايت من بطاريات الرصاص الحمضية، مما يقلل من وزن السيارة ويحسن من مدى السير والتحكم.
• عمر أطول: عادةً ما تدوم بطاريات الليثيوم من 5 إلى 10 سنوات، مقارنةً بـ 3 إلى 5 سنوات لبطاريات الرصاص الحمضية، مما يؤدي إلى انخفاض التكاليف على المدى الطويل.
• سرعة شحن أسرع: يمكن شحن بطاريات الليثيوم بالكامل في غضون 2-4 ساعات، بينما تتطلب بطاريات الرصاص الحمضية عادةً من 8 إلى 10 ساعات.
• كفاءة طاقة أعلى: تتميّز بطاريات الليثيوم بكفاءة أعلى في تحويل الطاقة (95% تقريباً)، مما يقلل من فقدان الطاقة ويزيد من مدى القيادة.
• لا تحتاج إلى صيانة: لا يحتاج إلى سقي أو فحوصات منتظمة، مما يقلل من تكاليف الصيانة والوقت.
• قدرة تفريغ عميقة قوية: يمكن تفريغها بأمان أكثر عمقًا (أكثر من 80% عمق التفريغ)، في حين أن التفريغ العميق يقصر عمر بطاريات الرصاص الحمضية.
• إخراج أداء مستقر: يظل الجهد مستقرًا أثناء التشغيل، مما يوفر خرج طاقة ثابتًا دون التعرض لتلاشي الطاقة.
• صديقة للبيئة / صديقة للبيئة: لا يحتوي على رصاص أو حمض، مما يقلل من التلوث ويلبي المعايير البيئية.
• متانة أعلى: مقاومة قوية للاهتزاز، وتتحمل درجات الحرارة العالية والمنخفضة، ومناسبة لمختلف الظروف الجوية.
• تكلفة أقل على المدى الطويل: على الرغم من ارتفاع الاستثمار الأولي، إلا أن العمر الأطول والصيانة المنخفضة والشحن الأسرع يؤدي إلى انخفاض التكلفة الإجمالية للملكية.

عيوب استخدام بطاريات الليثيوم في عربات الجولف

• تكلفة أولية أعلى: تعد بطاريات الليثيوم أغلى من بطاريات الرصاص الحمضية بمقدار مرتين أو ثلاث مرات من بطاريات الرصاص الحمضية، مما يتطلب استثماراً أولياً كبيراً.
• يتطلب شاحن مخصص: شواحن بطاريات الرصاص الحمضية القياسية غير متوافقة؛ هناك حاجة إلى معدات شحن متخصصة لبطاريات الليثيوم.
• حساسية درجة الحرارة: يمكن أن يتأثر الأداء في ظروف البرودة الشديدة (أقل من 0 درجة مئوية / 32 درجة فهرنهايت) أو الحرارة (أعلى من 45 درجة مئوية / 113 درجة فهرنهايت). قد تتطلب بعض الموديلات أنظمة تدفئة أو تبريد إضافية.
• الاعتماد على نظام إدارة البطارية (BMS): يتطلب نظام إدارة البطاريات (BMS) لمراقبة حالة البطارية والحماية من الشحن الزائد أو التفريغ الزائد أو قصر الدوائر، مما يزيد من التعقيد التقني.
• تتطلب بنية تحتية للشحن: يتطلب مصدر طاقة مستقر. قد لا تتوفر المرافق اللازمة للشحن السريع في بعض المواقع.
• ارتفاع تكاليف الإصلاح والاستبدال: على الرغم من العمر الافتراضي الطويل، يمكن أن تكون تكلفة إصلاح وحدات البطارية الفردية أو استبدالها مرتفعة في حالة حدوث عطل.
• أكثر صعوبة في إعادة التدوير: بالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية، فإن البنية التحتية لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أقل نضجاً، مما قد يخلق تحديات بيئية أكبر في التخلص منها.
• يمكن أن يؤدي الطلب العالي على الطاقة إلى تسريع الشيخوخة: يمكن أن يؤدي التشغيل المستمر للأحمال العالية (على سبيل المثال، تسلق التلال والتحميل الزائد) إلى تسريع تدهور البطارية وتقصير عمرها الافتراضي بشكل عام.
• خطر محتمل للهروب الحراري: إذا أصيبت البطارية بتلف شديد أو فشل نظام إدارة المباني، فهناك خطر ارتفاع درجة الحرارة واحتمال نشوب حريق (على الرغم من أن الاحتمال منخفض جداً). يمكن أن يكون هذا الخطر أعلى مقارنة ببعض كيميائيات البطاريات الأخرى.

الأسئلة الشائعة