【導(dǎo)讀】我們知道,18650電池或其他電池組,包括特斯拉汽車(chē)的電池組,其工業(yè)化焊接過(guò)程中一般要用到點(diǎn)焊機(jī)(Spot Welder)。點(diǎn)焊機(jī),顧名思義,就是在某個(gè)點(diǎn)或局部地區(qū)進(jìn)行電氣焊接。點(diǎn)焊機(jī)原理眾多,比如電弧點(diǎn)焊或電阻點(diǎn)焊。當(dāng)然,網(wǎng)上有很多產(chǎn)品,價(jià)格從幾百元到幾千元不等。點(diǎn)焊機(jī)樣子如下圖:
焊接效果如下圖:
查了查資料,發(fā)現(xiàn)原理其實(shí)挺簡(jiǎn)單的。作為能讓女生眼前一亮的EE必備技能——電焊,必須要熟練掌握。他的焊接原理一句話(huà)概括就是:在某個(gè)點(diǎn)處通過(guò)很大但很短的脈沖電流,使得局部金屬熔融相接。
圖中電流集中于兩個(gè)點(diǎn)處,所以局部會(huì)非常紅熱,加上外部壓接的壓力,金屬片就很容易的和電池電極融合,在相應(yīng)的部位形成焊點(diǎn):
上圖是說(shuō)AC焊接比DC焊接更牢靠,但原理似乎不太對(duì)(電流反著流效果應(yīng)該是一樣的)。
好了,下面開(kāi)始DIY。
首先,我家里有一個(gè)壞了的微波爐。拆開(kāi),把上面的變壓器拆下來(lái):
這是別人的圖,因?yàn)槲也鸬臅r(shí)候忘了照了,就先用了。這是一個(gè)升壓變壓器,一次側(cè)220V(或110V),二次側(cè)升壓至2000V,額定容量是1000VA。用電鋸鋸掉二次側(cè)繞組:
換粗導(dǎo)線,纏繞3圈,就是下面這樣了。一次側(cè)接110V后,二次側(cè)的輸出是2V(交流有效值)
上面那個(gè)方塊是一個(gè)固態(tài)繼電器,用Arduino控制一次側(cè)開(kāi)斷。其電路圖如下:
不同的是我用Arduino代替了圖中的Timer,這樣我就可以自己設(shè)定脈沖電流的寬度和個(gè)數(shù)了。
完成圖:
焊接電極網(wǎng)上也有賣(mài),可惜一次賣(mài)10根,一共二十刀,我覺(jué)得不劃算,所以就自己用Dremel加工銅條做了兩個(gè):
然后為了對(duì)比電極,又做了 一些其他形狀、不同粗細(xì)的:
然后開(kāi)始焊接吧~~~
正好原來(lái)做EV的師兄留下來(lái)好多壞電池,讓我先練練手:
我需要調(diào)節(jié)的變量有這么幾個(gè):焊接壓力(用手控制),電極,脈沖個(gè)數(shù),脈沖寬度,脈沖間隔。
反復(fù)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)雙脈沖效果最好,第一個(gè)脈沖100毫秒,然后斷開(kāi)300毫秒,第二個(gè)脈沖250毫秒。
輸出電流理論最大值500A(1000VA/2V),但是實(shí)際值肯定小于此值,估計(jì)在200A左右(實(shí)際焊接電流和電極材料,電池電極材料,焊接壓力,電極形狀都有關(guān)系)。
鎳片厚度0.15mm以上建議就不要用普通鎳片了,而要用這種鎳片:
這種鎳片雖然厚,中間卻有條縫,確保了電流90%通過(guò)下層電池電極從而形成焊點(diǎn),否則電流將大部分留過(guò)鎳片,自然焊不牢靠啦。如果你要焊接成特斯拉的電池組形狀:
那么需要其他形狀的電極:
就是把金屬絲壓接到電極表面。當(dāng)然自己DIY可以,但是工業(yè)上是用更高級(jí)的方法,比如:
這種接頭自帶內(nèi)嵌式導(dǎo)線,可以像縫紉機(jī)一樣啪啪啪啪,就好了。
整個(gè)點(diǎn)焊機(jī)我就買(mǎi)了一個(gè)固態(tài)繼電器,5美元,其他都是從垃圾堆里刨出來(lái)的,所以基本不要錢(qián)……
文字來(lái)自39度。
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