Como construir uma bateria de carro de golfe com pilhas 18650

Aprenda a fazer uma bateria de iões de lítio para carrinhos de golfe com células 18650 de 3,7 V. O nosso guia abrange os principais parâmetros, passos de montagem e ferramentas essenciais. Poupe custos e personalize o seu sistema de energia com uma bateria DIY para o seu carro de golfe.

Parâmetros básicos das baterias de iões de lítio 18650 para baterias de carros de golfe

Antes de iniciar a montagem, vamos rever os parâmetros básicos da bateria de iões de lítio 18650:

• Tamanho: Diâmetro 18mm, Altura 65mm
• Tensão nominal: 3.7V
• Capacidade: 2600mAh
• Limite de tensão de carga: 4.2V
• Limite de tensão de descarga: 3.0V

Para facilitar os cálculos, utilizamos normalmente uma tensão nominal de 3,6V e uma capacidade de 2500mAh por célula.

Como calcular a capacidade da bateria do carrinho de golfe

Cada pilha 18650 tem uma tensão nominal de 3,6V e uma capacidade de 2500mAh. Ao ligar células em série, a tensão total aumenta, enquanto a capacidade permanece a mesma. Por exemplo, se ligar duas pilhas em série (terminal positivo de uma pilha ao terminal negativo da outra), a tensão total passa a ser de 7,2V, mas a capacidade mantém-se em 2500mAh. Por outro lado, ao ligar as pilhas em paralelo (positivo com positivo, negativo com negativo), a capacidade aumenta, enquanto a tensão permanece a mesma. Por exemplo, se ligar duas células em paralelo, a capacidade total será de 5000mAh, mas a tensão manter-se-á em 3,6V.

Agora, vamos ver como montar uma bateria de carrinho de golfe de 72V 80Ah (80.000mAh):

• Para atingir 72V, precisamos de ligar 20 células em série (72V ÷ 3,6V = 20). O resultado é um pack de 72V com uma capacidade de 2500mAh.
• Para atingir uma capacidade de 80Ah (80.000mAh), é necessário ligar 32 grupos em série em paralelo (80.000mAh ÷ 2500mAh = 32). O resultado é uma capacidade total de 80Ah, enquanto a tensão se mantém nos 72V.

No total, são necessárias 640 células 18650 (20 células em série × 32 grupos paralelos) para criar um conjunto de baterias para carros de golfe de 72V 80Ah. Antes de iniciar a montagem, certifique-se de que carrega totalmente todas as células e de que estas se encontram num estado de carga semelhante. Para obter o melhor desempenho, agrupe células com tensão e resistência interna semelhantes, por exemplo, células com tensões entre 3,68V e 3,72V e resistência interna entre 2mΩ e 4mΩ.

Sistema de gestão de baterias (BMS) para baterias de carros de golfe

Ao montar uma bateria de carrinho de golfe, o Sistema de gestão da bateria (BMS) é um componente crítico que garante a segurança, o desempenho e a longevidade da sua bateria. O BMS fornece várias funções essenciais, incluindo proteção contra sobrecarga, sobredescarga e sobrecorrente, para evitar danos na bateria devido a níveis anormais de tensão ou corrente.

O BMS também ajuda a gerir a temperatura, monitorizando e restringindo a carga e a descarga em temperaturas extremas, protegendo a bateria de sobreaquecimento ou congelamento. Além disso, o BMS permite o equilíbrio das células, assegurando que a tensão de todas as células se mantém constante, o que ajuda a prolongar a vida útil do conjunto de baterias. Alguns sistemas BMS avançados incluem funcionalidades de monitorização e comunicação de dados que permitem a monitorização em tempo real do estado da bateria, o que é normalmente utilizado em veículos eléctricos e sistemas de armazenamento de energia.

Ao montar um Bateria para carro de golfe 72V 80Ah Para garantir o funcionamento seguro e estável da bateria, o BMS deve ser compatível com um sistema de 72V (20 células em série) e capaz de suportar correntes de carga e descarga elevadas, como 50A ou mais. Deve também incluir funções de proteção de tensão, monitorização de temperatura e equilíbrio de células para garantir um funcionamento seguro e estável. O BMS actua como o "cérebro" do conjunto de baterias e, sem ele, o conjunto pode ser danificado por sobrecarga, descarga excessiva ou tensões desequilibradas, o que pode levar a riscos de segurança.

Ferramentas essenciais para a montagem do seu Bateria para carrinho de golfe

A montagem de uma bateria de iões de lítio para o seu carro de golfe requer uma série de ferramentas especializadas. Em primeiro lugar, vai precisar de ferramentas de soldadura a bateria como um soldador por pontos para ligar as células individuais, podendo ser necessário um ferro de soldar ou uma pistola para reforçar as ligações. Equipamento de teste de bateriasA utilização de um aparelho de medição, incluindo voltímetros, amperímetros e testadores de capacidade, é essencial para garantir que as células estão a funcionar corretamente.

Além disso, é necessário um placa de equilíbrio da bateria para manter a consistência da tensão e evitar a sobrecarga ou a descarga excessiva. Ferramentas de proteção tais como tubos termo-retrácteis, fita isoladorae placas de proteção das baterias (PCB) são essenciais para evitar curto-circuitos e danos. O invólucro da bateria e os componentes de dissipação de calor fornecem proteção física para as células e asseguram um arrefecimento adequado.

Outras ferramentas incluem o Sistema de gestão da bateria (BMS) para monitorizar o estado da bateria, um carregador para garantir um carregamento correto, e fios e conectores para fazer as ligações eléctricas necessárias. Ferramentas básicas, tais como tesouras, alicates e chaves de fendas também serão úteis para cortar os fios, montar o sistema e fixar os componentes. Estas ferramentas garantem o funcionamento seguro e eficiente do conjunto de baterias do seu carrinho de golfe e podem variar consoante a sua configuração específica.

Passos para montar a bateria do seu carrinho de golfe

• Passo 1: Dispor as células numa configuração série-paralela. Para uma bateria de carrinho de golfe de 72V e 80Ah, são necessárias 20 células em série e 32 grupos em série.
• Passo 2: Utilize um soldador por pontos para ligar as pilhas. Soldar uma tira de níquel do terminal positivo de uma célula ao terminal negativo da célula seguinte para formar a ligação em série de 72V. Assegure-se de que as soldaduras são sólidas para evitar ligações fracas.
• Passo 3: Uma vez terminadas as ligações em série, colocar os grupos em paralelo. Para cada grupo em série, ligá-los em paralelo para aumentar a capacidade total (Ah). Para 32 grupos em paralelo, ligar os terminais positivo e negativo de cada grupo.
• Passo 4: Instale o sistema de gestão da bateria (BMS). O BMS irá garantir que as células carregam e descarregam de forma homogénea. Siga as instruções do BMS para o ligar a cada grupo em série.

Considerações importantes ao construir uma bateria de carrinho de golfe

Ao montar a bateria do seu carrinho de golfe, certifique-se de que seleciona células de alta qualidade e de que a tensão e a capacidade das células são consistentes. Tenha cuidado com as ligações de polaridade e evite ligações invertidas ou maus contactos. Quando utilizar um soldador por pontos, certifique-se de que as soldaduras são precisas para evitar sobreaquecer ou danificar as células.

Configure corretamente o BMS para proteger a bateria contra sobrecarga, descarga excessiva, sobrecorrente e sobreaquecimento. Equilibre e verifique regularmente a bateria para garantir uma tensão e capacidade consistentes entre as células, o que ajudará a prolongar a vida útil do conjunto. Além disso, assegure um arrefecimento adequado e proteja a bateria da humidade e de temperaturas elevadas para evitar danos. Por fim, inspeccione e mantenha regularmente a bateria para garantir um desempenho estável e a longo prazo.

Vantagens e riscos de montar a sua própria bateria de iões de lítio

Montar a sua própria bateria de iões de lítio pode poupar custos, permitir um desempenho personalizado da bateria e satisfazer necessidades específicas, ao mesmo tempo que proporciona uma oportunidade de aprender e ganhar experiência em tecnologia de baterias. Além disso, oferece a vantagem de melhores capacidades de manutenção e reparação, permitindo a fácil substituição de células individuais se surgirem quaisquer problemas.

No entanto, existem riscos envolvidos, especialmente para utilizadores com pouca experiência, uma vez que uma montagem inadequada pode levar a problemas como curto-circuitos, sobrecarga ou descarga, podendo mesmo resultar em incêndios ou explosões da bateria. Sem a proteção adequada do Sistema de gestão da bateria (BMS) e com a potencial falta de controlo de qualidade, a estabilidade e a vida útil da bateria podem ser comprometidas. Por conseguinte, se optar por montar uma bateria por si próprio, é crucial ter conhecimentos técnicos suficientes e implementar precauções de segurança.

Vantagens da utilização de baterias de lítio em carrinhos de golfe

• Peso mais leve: As baterias de lítio são mais de 50% mais leves do que as baterias de chumbo-ácido, reduzindo o peso do veículo e melhorando a autonomia e o manuseamento.
• Vida útil mais longa: As baterias de lítio duram normalmente 5 a 10 anos, em comparação com os 3 a 5 anos das baterias de chumbo-ácido, o que leva a custos mais baixos a longo prazo.
• Velocidade de carregamento mais rápida: As baterias de lítio podem ser totalmente carregadas em 2-4 horas, enquanto as baterias de chumbo-ácido requerem normalmente 8-10 horas.
• Maior eficiência energética: As baterias de lítio têm uma eficiência de conversão de energia mais elevada (aprox. 95%), reduzindo a perda de energia e aumentando a autonomia de condução.
• Livre de manutenção: Não necessita de rega nem de controlos regulares, reduzindo os custos e o tempo de manutenção.
• Forte capacidade de descarga profunda: Pode ser descarregada com segurança mais profundamente (acima de 80% Depth of Discharge), enquanto que a descarga profunda reduz o tempo de vida das baterias de chumbo-ácido.
• Saída de desempenho estável: A tensão mantém-se estável durante o funcionamento, fornecendo uma saída de energia consistente sem sofrer desvanecimento de energia.
• Amigo do ambiente / amigo do ambiente: Não contém chumbo ou ácido, reduzindo a poluição e cumprindo as normas ambientais.
• Maior durabilidade: Forte resistência à vibração, tolerante a temperaturas altas e baixas, adequado para várias condições climatéricas.
• Custo mais baixo a longo prazo: Apesar de um investimento inicial mais elevado, a vida útil mais longa, a manutenção reduzida e o carregamento mais rápido conduzem a um custo total de propriedade mais baixo.

Desvantagens da utilização de baterias de lítio em carrinhos de golfe

• Custo inicial mais elevado: As baterias de lítio são 2-3 vezes mais caras do que as baterias de chumbo-ácido, exigindo um investimento inicial significativo.
• Requer um carregador específico: Os carregadores normais de baterias de chumbo-ácido são incompatíveis; é necessário equipamento de carregamento especializado para baterias de lítio.
• Sensibilidade à temperatura: O desempenho pode ser afetado em condições de frio extremo (abaixo de 0°C / 32°F) ou de calor extremo (acima de 45°C / 113°F). Alguns modelos podem necessitar de sistemas de aquecimento ou arrefecimento adicionais.
• Dependência do sistema de gestão da bateria (BMS): Requer um BMS para monitorizar o estado da bateria e proteger contra sobrecarga, descarga excessiva ou curto-circuitos, aumentando a complexidade técnica.
• Infraestrutura de carregamento exigente: Requer uma fonte de alimentação estável. Alguns locais podem não dispor de instalações prontamente disponíveis para o carregamento rápido.
• Elevados custos de reparação e substituição: Apesar da longa vida útil, o custo de reparação ou substituição de módulos de bateria individuais pode ser elevado em caso de avaria.
• Mais difícil de reciclar: Em comparação com as baterias de chumbo-ácido, a infraestrutura de reciclagem das baterias de lítio é menos madura, criando potencialmente maiores desafios de eliminação ambiental.
• A elevada procura de energia pode acelerar o envelhecimento: O funcionamento sustentado com cargas elevadas (por exemplo, subida de colinas, sobrecarga) pode acelerar a degradação da bateria e encurtar o seu tempo de vida útil global.
• Risco potencial de fuga térmica: Se a bateria sofrer danos graves ou o BMS falhar, existe o risco de sobreaquecimento e potencial incêndio (embora a probabilidade seja muito baixa). Este risco pode ser mais elevado em comparação com outras baterias químicas.

FAQ