Soldadora por puntos de batería

kWeld - Soldadora por puntos de batería de siguiente nivel

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La historia

Si desea hacer sus propios paquetes de baterías a partir de celdas redondas de LiIon, entonces debe resolver el problema de conectar las celdas individuales. Soldar los cables a ellos no es una opción, porque el calor prolongado requerido en las pestañas de la batería tiende a dañar la estructura interna de la celda.

Enfrenté exactamente este problema y aprendí que el método más común para interconectar las celdas es soldar tiras de níquel o acero niquelado a través de ellas utilizando soldadores de puntos de resistencia.

El principio de funcionamiento de estos es empujar la corriente eléctrica a través de la tira de metal y la pestaña de la batería. Como los metales tienen una resistencia eléctrica, esta corriente hace que el material se derrita. El metal fundido solo debe ocupar un área pequeña para evitar daños a la batería. Esto se logra usando una corriente alta, lo que permite pulsos muy cortos.

Como esta es una tarea desafiante de lograr, los soldadores profesionales comienzan en varios 1000 $. Hay modelos más baratos de una empresa china, pero decidí no hacerlo ... Como soy un ingeniero electrónico con bastante experiencia en electrónica de potencia, decidí desarrollar mi propio soldador. Debe ser asequible para los aficionados al bricolaje, más potente y robusto que los diseños comparables y fácil de usar.

Y no me gustó el hecho de que aparentemente todos los soldadores por puntos usarían una longitud de pulso preestablecida para establecer la intensidad de la soldadura. La corriente que fluye normalmente no se puede regular, sino que varía con la resistencia eléctrica del punto de soldadura en sí. Y eso depende de bastantes factores como la contaminación, la corrosión y la fuerza mecánica a la que los metales se juntan. El resultado es una variación en la cantidad de energía (= calor) que ingresa a la soldadura, lo que genera resultados inconsistentes. Para mitigar este efecto, los soldadores modernos usan dos o más pulsos, para ablandar los metales y quemar cualquier contaminación.

Pero hay una forma mucho más sencilla de obtener soldaduras consistentes: si la cantidad de energía que se vierte en el punto de soldadura se mantiene constante, entonces la misma cantidad de metal se funde cada vez. Esto es lo que hace kWeld . No es necesario experimentar con los intervalos de tiempo o el número de pulsos de limpieza. Simplemente marque la cantidad de energía deseada y comience a trabajar. La unidad ajusta automáticamente la duración del pulso para lograr el mismo resultado con todas y cada una de las soldaduras.

Esta imagen muestra el resultado de soldar tiras de níquel de 0,15 mm a 18650 celdas (fuente: foro eevblog, usuario "romantao"):

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Con la fuente de alimentación adecuada, la unidad kWeld es capaz de soldar tiras de níquel puro de hasta 0,3 mm de espesor. Pero también es lo suficientemente ágil para soldar alambres de cobre delgados a bajas energías. La siguiente imagen muestra una fina hebra de cobre soldada a una varilla de acero de 2 mm:

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¿Dónde puedo conseguirlo?

El sistema kWeld está disponible en forma de kit para autoensamblaje en mi tienda: https://www.keenlab.de/index.php/product-category/kspot-welder-kit/

Los manuales de montaje y funcionamiento están disponibles para descargar aquí:
https://www.keenlab.de/wp-content/uploads/2018/07/kWeld-assembly-manual-r5.0.pdf
https://www.keenlab.de/wp-content/uploads/2018/07 /kWeld-operation-manual-r3.0.pdf

El firmware del sistema se puede actualizar, lo que le permite beneficiarse de nuevas funciones o mejoras.

El firmware más reciente está disponible para descargar aquí:
https://www.keenlab.de/wp-content/uploads/2019/01/190128_kweld_release_r2_9.zip

Esta herramienta https://www.keenlab.de/index.php/product/ Se requiere kweld-firmware-update-tool / para conectar kWeld a una computadora.

La fuente de alimentación necesaria para el soldador no forma parte del kit. Idealmente, debería tener un voltaje de salida de 5 a 15 V CC, y debería poder entregar al menos 1500 A de corriente cuando se cortocircuita durante algunas decenas de milisegundos. Como esto es bastante difícil de lograr, la siguiente lista ofrece algunas recomendaciones:

• Batería de polímero de litio Turnigy nano-tech 3S / 5000mAh / 130C ( enlace ). He hecho una prueba de esfuerzo en uno de ellos durante varios ciclos completos de descarga y, a partir de entonces, no muestra hinchazón visible. La corriente medida es de 1300-1500 amperios.
• Batería de polímero de litio Turnigy graphene 3S / 6000mAh / 65C ( enlace ). Estos no muestran ningún oleaje después de algunos ciclos de descarga de potencia completa, pero aún no tengo datos sobre su vida útil. El nivel actual es comparable con el modelo de nanotecnología.
• Ultracell UXL65-12 ( enlace ). Según los comentarios de un usuario, la corriente informada por kWeld es de aproximadamente 1000 A cuando se prueba con tiras de níquel de 0,15 mm.
• Bosch SMT 31-100 ( enlace ). Según los comentarios de un usuario, la corriente de soldadura informada por kWeld es aproximadamente 1400A.

ADVERTENCIA: Las baterías de polímero de litio son potencialmente peligrosas. Si fallan internamente, pueden encenderse espontáneamente. Por lo tanto, se recomienda encarecidamente supervisarlos permanentemente durante su uso y también mientras se cargan, y guardarlos en un contenedor a prueba de incendios cuando no se utilicen.

Está lidiando con niveles de energía muy altos al usar este sistema, lo que puede provocar lesiones personales o un incendio si se maneja de manera incorrecta. Tome las medidas de seguridad adecuadas y utilice este sistema con precaución. Nunca lo deje desatendido mientras esté encendido.

Este producto contiene piezas pequeñas, manténgalo fuera del alcance de los niños.

Este sistema produce campos magnéticos importantes, ¡no lo use cuando tenga un marcapasos cardíaco!

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