【18650リチウムイオン電池】高価なBMSは不要！直列バッテリーパック用BMSをDIY
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- Опубликовано: 9 сен 2024
- ついに完成！
これまでの集大成ともいえる、18650リチウムイオン電池直列バッテリーパック用の自作BMS(バッテリーマネジメントシステム)が完成しました。
D-subコネクタ式BMSと呼ぶことにしました。
18650をDIYで使用するためには直列接続が避けては通れない問題で、
対応する市販のBMSや充電器は高価であり、DIYにとって大きな障害でした。
18650リチウムイオン電池が直列で使いにくい理由をご紹介！
• 18650リチウムイオン電池が直列で使いにくい理由
今回自作したD-subコネクタ式BMSは、
過充電保護、過電流保護、過放電防止、バランス充電、電池温度監視などなど、
機能てんこ盛り、なおかつ非常に低価格で、製作と使用の容易化を実現できたと思います。
これらを実現する肝になっているのが、PC等で使われるD-subコネクタを使った電池セルの直列／並列切り替え機能です。
コネクタ差し替えにより、
充電時はすべてのセルを並列接続し、TP4056モジュールを使って充電、
機器使用時は直列接続に切り替えて、機器に必要な電圧を供給します。
D-subコネクタについてはこちらで詳しくご紹介しています。
• 超便利！D-subコネクタを使ったバッテリー...
TP4056モジュールについてはこちらで詳しくご紹介しています。
• 18650リチウムイオン電池をDIYで最も簡...
TP4056モジュールに電池温度監視機能を追加した充電器
• 【安全】3Dプリンターで温度保護機能付き18...
本体ボデーは3Dプリンターで製作し、簡単かつ何個でも製作できます。
今後、製作編もアップする予定にしています。
また、DIYしていく機器の電源として、積極的に使用していきたいと思います。
フリーBGMダウンロードサイト
DOVA-SYNDROME
dova-s.jp/
使用曲
dova-s.jp/bgm/...
曲名：探索部隊
![Megan Thee Stallion - Neva Play (feat. RM) [Official Video]](http://i.ytimg.com/vi/TpYTyAaTRts/mqdefault.jpg)
素晴らしい。。。やっぱ保護回路の充実が鍵ですね。素人には、部品を揃える事、工具も、これが困難。
どうしたもんでしょう、自力では無理ですね。
コメントありがとうございます！
もっと簡単にできると良いんですけどね！
考えた事はあったけれど、この完成度の高さには感服しました。私の技術では３Dプリンターを使ってもこれ程スタイリッシュには仕上げれません。
ステップコンバータと組み合わせれば鬼に金棒ですしね。
野暮ではありますが、無理矢理問題点をひとつ。並列で使用すると電圧低下に伴い、指数関数的にdiffが広がります。過放電対策のLEDはセルの平均ではなく、最も電圧の低いセルの電圧を表示できるようコンパレーター能力を付与すれば更に素晴らしいアイテムになるのでは？
今後もオリジナリティー溢れる動画に期待してます！
コメントありがとうございます！
過放電のLEDはセルごとに表示してますよ。
劣化したセルは最初にLEDが消えるので分かります！
組立編にありました。ありがとうございます。
1セルごとの管理充放電。素晴らしいですね。損失の少ないバッテリーケースも！
改良点としては、
1，現時点では電池を多くして高い電圧出せたにせよ、1セル分の容量しかない→複数の電池を並列にし、容量を増やす。
2，並列の電池の充放電を管理できるか
3、コネクタ付け外ししないで充放電が可能か
これらが可能なら、ドライブレコーダーの24時間監視の車側バッテリー上がりが緩和されると思います。ドライブレコーダー用のバッテリーはお高いので自作できればなあと。。
コメント＆解説ありがとうございます！
最近、大電力に対応したバッテリーパックも作りたいと思っています！
電動ドリル対応な大電流おｋなのも、いいっすねえ。昔のバッテリーがお亡くなりになった電ドリ復活させたい。。
倹約DIYさんの動画見て3Dプリンタがめちゃくちゃ欲しくなりました
コメントありがとうございます！
ぜひやってみて下さい！
組み立て式は安いけど、死ねます。ドSの人向きです。
いろいろと調整や部品をアップグレードしていくと、結局組み立て上がったヤツと似たような金額になりました。
ただ、壊れたとき、部分部分で自己で改修できるので、そこの部分は安くついたりします。
メタルフレームのタイプがイイですよ。アクリル板とかのはゆがみがでて調整に手間がかかります。
18650リユース界に革命を起こしてほしいです！
コメントありがとうございます！
またアイデアがあったらご紹介していきたいと思います！
いつも楽しく拝見しています。
素人の私でも大変分かりやすくて感謝しております。
ところで動画内で直列電圧が16.34V出てましたが一本当り4V以上出ると云うことでしょうか？
コメントありがとうございます！
リチウムイオン電池は満充電で4.2V出ますので、
このくらいはいきますね！
素晴らしい動画ありがとうございます！すみませんが、質問させてください、、
放電時は直列だが、充電時は並列ということでしょうか？
初歩的な質問ですみませんが、並列であれば複数のリチウムイオン電池を充電しても問題ないのでしょうか？（電圧が一定に保たれるから...？)
コメントありがとうございます！
おっしゃる通り、充電時は全並列で強制的にバランス充電になるというのが狙いです！
面白そうなシステムですね。1:35 辺りの説明に出てくるモジュールはどういった役割をもつのでしょうか？
そのあたり判然としないので解説いただけたら嬉しいです。
コメントありがとうございます！
あの画像は市販品のBMSモジュールです。
リチウムイオン電池の過充電・過放電防止など各種保護機能を持つ基板です！
サーミスタの配線ですが、水色線はD-subの端に残った空いているピンに、黒色線は、その隣にあるピンにつないで電池のマイナス線と同居させているのでしょうか？
コメントありがとうございます！
そうですね！
これで12vできたらなぁ〜😅
コメントありがとうございます！
12Vもできますよ！
TP4056 もっと出力の大きいモジュールがほしいです💦
コメントありがとうございます！
確かに！
コスパは抜群ですが、ちょっと物足りないと感じることもありますね！
並列充電は誰でもリチウムイオンのバランス充電で、思いつくと思いますがシステムにする所がいいですねー！ 2点質問です、撮影の為だけでしょうけど直列用のケーブルの先がショートしそうで恐いですｗ、それと過放電の電圧監視で２．？V設定のトランジスタをスイッチにするか、物理的にリレーとか入れると消費電流がもったいないですかね？
コメントありがとうございます！
一応ポリスイッチがあるので大丈夫なんですが怖かったですw
過放電対策は残された課題の一つです。
もっと簡単確実な方法は無いものか・・・
電池ケースやD-subケースはどのように作られたのですか？
コメントありがとうございます！
3Dプリンタで作りました！
いつもDIYに参考にさせていただいております
BMSについてわからない事がありますご教授お願いします
3S 60AのBMSを購入したいのですがenhancedとbalanceがあり調べても違いがわかりません
どのような違いや使い方があるのでしょうか？
コメントありがとうございます！
ちょっと分からないので、今後調査させていただいてBMSの動画としてご紹介できたらと思います！
最初見た時良いかと思ったのだが、よくよく考えると一つ危険な事がある。直列で使用した際にバランスが悪くて一本だけ極端に減ってしまった場合、並列のアダプターを繋いだ瞬間、他のバッテリーが満タンだと大電流が流れ、配線や電池が加熱する。過電流防止回路やヒューズなどを並列回路側にセルごとに入れた方がいいよ
よく見て頂けるとわかるかと思いますが、
動画では全てのセルにヒューズ（ポリスイッチ）が入っていますよ。
たとえ電池間であってもポリスイッチの定格以上の電流は流れないようになっています。
んん？？
tp4056モジュールひとつで4個の電池をまかなえるんですか？？
コメントありがとうございます！
そうですね。
D-subコネクタ式ならそれが可能です！
ただし電池は必ず同じ種類＆状態のものを使用します。
このシステムなら使用済み混合バッテリーでも使えそうですね。
劣化したバッテリーも見つけられそうですし、一本だけ交換も容易ですしね。
ただその場合、脳死では使えないのと、温度監視が一本では不安かな・・・
（均一性能なら温度一本でいいと思いますし、本来はそっちの用途ですかね。）
コメントありがとうございます！
そうなんです！
ニッケル水素電池では脳死で使っていますが、
リチウムイオン電池の場合はリスク的に常に気をつけるのがとても疲れます。
人間最初は気をつけていてもどうしても徐々に雑になるんですよね。
またニッケル水素電池の場合、
電池同士をぴったりくっつけて運用してまして、
大体温度は同じになるんで温度監視は一ヶ所でもいけてますが、
リチウムイオン電池の場合はくっつけるのもリスク、
離すと全体の温度監視が出来ないリスクと、色々と悩みは尽きません。。
欲しいものに出会いました、貴殿のsubバツテリ-パック、4本入りを3セツトを購入する方法を教えてください、おねがいします。
ポリスイッチがつけてあるにしても配線むき出しのままなのは怖いです。
ヒューズと違って電流遮断速度が遅いのでポリスイッチをあまり過信しないほうがいいと思います。
他の動画で散々18650の危険性を煽っているのにこの扱いはどうかと思いました。
ただ、このシステムの自作は凄いですね。自分でも考えはしますが制作計画段階で諦めますｗ
コメントありがとうございます！
配線の件は改良ポイントの一つですね。
一応、ポリスイッチがない部分にはどうがんばっても配線が届かず、
物理的にショートしない配置を心がけました。
ポリスイッチ、確かに中途半端な過電流だと遮断まで時間がかかるんですよね。
でもこの特性は結局ヒューズも同じっぽいですね。
ヒューズの選定は、かなり難しいです。