Objetivo do Projeto
Este projeto inovador visa a reutilização de baterias antigas de laptops e uma caixa de excedente militar para construir um sistema de armazenamento de energia com capacidade de 1,72kWh. Através do reaproveitamento de baterias descartadas, promovemos uma abordagem sustentável, ecológica e econômica, ideal para fornecer energia de reserva confiável em situações de emergência ou ao ar livre.
Materiais Necessários
Para a implementação deste sistema, você precisará de diversos componentes essenciais. Primeiramente, adquira baterias de íons de lítio 18650 de laptops antigos, frequentemente encontradas em dispositivos descartados ou em centros de reciclagem eletrônica. Além disso, serão necessários suportes de células 4×5 e 3×5, utilizados para organizar e proteger as baterias. Uma caixa de munição de alta resistência serve como contêiner durável e portátil.
Para gerenciar a carga e descarga de forma segura, utilize um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) de 40A. Essa peça garante a manutenção adequada das células, prolongando sua vida útil e prevenindo sobrecargas. Ferramentas como um soldador de ponto, tiras de níquel fundido, fita Kapton e tubo de encolhimento de calor são indispensáveis para conectar, isolar e proteger o sistema de baterias.
Configuração das Células
O primeiro passo é determinar a quantidade de baterias 18650 que cabem na caixa escolhida. Para este projeto, utilizamos dois pacotes de 91 células cada, totalizando 182 células. Essas células são organizadas em suportes de 4×5 e 3×5, formando dois portadores de células de 7×13. Para atingir uma tensão de 24V, é necessário montar uma configuração 7S (sete células em série). Como cada célula possui uma tensão nominal de 3,7V, a combinação de sete grupos em série resulta em uma tensão aproximada de 25V, ideal para o sistema de backup.
Conexão das Células
As células Samsung ICR18650-28A, com capacidade de 2800mAh, são utilizadas neste projeto. Para garantir segurança, cada célula recebe uma camada de encolhimento de calor e um disco isolador ao lado positivo. As primeiras 26 células são conectadas em paralelo, preservando a polaridade, e depois agrupadas em série. As células restantes são conectadas de forma semelhante, formando uma configuração 7S 2P, com uma capacidade total de 72,8Ah (26 células x 2,8mAh).
Conexão em Série e Paralelo
Para garantir a conexão segura, utilizamos tiras de níquel fundido de alta qualidade, que são cuidadosamente colocadas sobre as células e soldadas com soldador de ponto. Cada célula é fundida individualmente, permitindo que em caso de curto-circuito ou mau funcionamento, apenas a célula afetada seja isolada, protegendo o restante do banco de baterias. As linhas de conexão são configuradas em paralelo nas primeiras células e em série nas linhas subsequentes, formando uma rede 7S2P com tensão de 25V e capacidade de 72,8Ah.
Conectando Múltiplos Pacotes
Para unir duas baterias separadas, posicionamos os pacotes uma sobre a outra e conectamos a extremidade positiva de um ao negativo do outro com tiras de níquel fundido. Essa conexão em série garante uma tensão combinada de 25V. Uma folha de plástico ABS de 1/8 de polegada é inserida entre os pacotes para distribuir a pressão e evitar movimentos indesejados. Posteriormente, o pacote completo é envolvido com fita Kapton, que serve para isolar e fixar as células de forma segura, prevenindo curto-circuitos.
Conexões dos Terminais e Sistema de Gerenciamento
Fios de cobre THHN são utilizados para conectar os terminais positivo e negativo às abas principais. Conectores XT90 são utilizados para garantir uma conexão firme e resistente às altas correntes. O sistema de gerenciamento de bateria (BMS) de 7S 24V e 20A de carga com capacidade de descarga de 40A é instalado para proteger as células contra sobrecarga e desequilíbrio. Os fios de equilíbrio do BMS são conectados individualmente a cada série de células, garantindo uma distribuição uniforme de carga e descarga.
Preparação da Caixa de Munição
Antes de inserir as baterias, um orifício é perfurado na parte traseira da caixa para passagem dos cabos. Uma peça de plástico ABS de 1/8 de polegada é colocada na parte inferior para suporte adicional. Essa preparação assegura uma instalação segura e organizada. O BMS é posicionado na parte superior da bateria e conectado aos terminais através do conector XT90. Para isolamento adicional, duas peças de folha de ABS são fixadas em ambos os lados da caixa, evitando movimentos e protegendo as conexões internas.
Finalização e Testes
Com toda a montagem concluída, a tampa da caixa é colocada de volta, garantindo que o sistema esteja bem protegido. Os cabos finais são conectados ao sistema externo de energia ou carregador, e testes de carga são realizados para verificar a operação correta. O resultado final é um sistema de armazenamento de energia eficiente, sustentável e de alta confiabilidade, pronto para uso em emergências ou aplicações off-grid.
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