Акумуляторні батареї
Вибір акумуляторної батареї: види, місткість, потужність і інші параметри.
Акумулятор є одним з ключових компонентів, чиї характеристики визначають ціну електровелосипеда, його експлуатаційні якості і потенціал. Визначаючись з конкретною моделлю велогібріда або набору для електрифікації велосипеда, важливо мати повноцінне уявлення про технічну сторону питання. Батарея визначає запас ходу на одному заряді і максимальну потужність, що подається на електромотор. Важливим параметром для акумулятора легкого електротранспорту є вага на одиницю ємності. Крім того, має значення ресурс батареї, час зарядки і особливості роботи із низькою температурою.
Поширені запитання
На скільки вистачає батареї?
Кількість енергії, запасається батареєю вимірюється в ват-годинах. Даний показник є основним для будь-якого акумулятора і говорить про теоретичному пробігу на одному заряді і максимальної вихідної потужності. Один Ват-година становить 1/1000 кВт / ч, звичної одиниці виміру спожитої електрики. Ємність батареї в Ватт-годинах визначається твором фактичних Ампер-годин і номінальної напруги АКБ (для батареї 36 В, 10 Ач значення становить 360 Вт * год).
Теоретичний пробіг на заряді визначається діленням енергоємності на середнє енергоспоживання, яке залежить від швидкості пересування. Споживання енергії на швидкості 25 км / ч = 10 Вт * ч на км, відповідно батарея на 360 Вт * год в теорії забезпечує пробіг 36 км по прямій, на швидкості 25 км / ч.
Фактична ж дальність поїздки залежить від багатьох параметрів: вага пілота, швидкість поїздки, допомогу педалями, частота прискорень, рельєф місцевості, наявність вітру і температура навколишнього середовища. Іншими словами, при рівномірному русі по рівній дорозі з помірною швидкістю, крутячи педалі (ідеальні умови) Ви отримаєте один результат, а при поїздці по місту з частими прискореннями, наявністю гірок і зустрічному вітрі результат може бути зовсім іншим.
Для типового серійного електровелосипеда з батареєю 36 В, 10 Ач (360 Вт * год) виробники вказують дальність 40 км на одному заряді, що є адекватною оцінкою при їзді за допомогою педаляей зі швидкістю 25 км / ч.
Як довго заряджається акумулятор?
Час зарядки батареї залежить від параметрів зарядного устройтва. Зарядний пристрій потужністю 2 А зарядить батарею ємністю 10 А * год за 6 годин. При цьому батарея зарядиться до 80% всього за 4 години. Зарядка акумулятора до 100% займе ще 2 години, в зв'язку з особливістю режиму зарядки постійною напругою (CV) зі зменшенням сили струму. Батарею можна використовувати, не чекаючи стопроценоной зарядки. Якщо для Вас це занадто довго, час зарядки можна зменшити, докупивши більш потужний зарядний пристрій. Перш, ніж купувати такий пристрій, слід з'ясувати максимальний зарядний струм здатна витримати ваша батарея. Необхідно проконсультуватися з продавцем.
Як довго прослужить батарея?
5 рекомендацій по експлуатації літієвих акумуляторів
Виконуючи кількох нескладних дій, можна продовжити життєвий цикл вашої літій-іонної батареї.
1. Заряджайтеся регулярно. Візьміть собі за правило заряджати електротранспорт після кожної поїздки. У літій-іонних акумуляторів відсутній «ефект пам'яті», тому підзарядка батареї навіть при рівні заряду 50-70% їй не зашкодить. Крім того, при наступному використанні у вас буде 100% заряджений АКБ, що ніколи не буває зайвим. Варто також уникати регулярного глибокого розряду нижче 10-20% ємності.
2. Раз в 3 місяці повністю розряджайте АКБ. Фахівці рекомендують повністю розряджати акумулятор 4 рази на рік, після чого заряджати його до 100% і залишати на 8-12 годин на зарядці для балансування.
3. Зберігайте частково зарядженими. Оптимальним станом для зимового зберігання літій-іонного акумулятора є рівень заряду від 30-50% при температурі від 0 до 25 ° C. Якщо ж залишити батарею повністю зарядженої, з часом її ємність може знизиться. Важливо також уникати зберігання в повністю розрядженому стані, це може завдати батареї великої шкоди!
4. Необхідно зарядити правильно. Не припустимо заряджати батарею при мінусовій температурі. Якщо Ви катаєтеся взимку, залишайте байк прогрітися перед зарядкою, температура акумулятора повинна бути вище 0 ° C. Використовуйте лише сумісні зарядні пристрої для літій-іонних акумуляторів. Важливо щоб зарядний пристрій відповідало за напругою і максимальному току зарядки Вашого АКБ. Серед владельнов Tesla також є думка, що заряд акумулятора до 80% замість 100% кілька подовжує термін його служби.
5. Не допускайте перегріву. Найлютішим ворогом літій-іонних акумуляторів є висока температура. Тому не залишайте техніку в безпосередній близькості від джерел тепла, наприклад електрообігрівачів та намагайтеся уникати паркування в спеку під палючим сонцем. Максимальна температура, при якій допустимо використання літій-іонних акумуляторів: + 50-60 ° C.
Технічні характеристики
Напруга (вольти)
Сучасні акумуляторні батареї складаються з літій-іонних осередків, з'єднаних між собою. Кожна осередок має номінальну напругу 3,7 В. При цьому в 100% зарядженому стані напруга становить 4.2 В, а в розрядженому від 2.5 до 3 В.
Справедливості заради, варто згадати про свінцоко-кислотних батареях з номіналом 12 В (дешевше, менш довговічне, сильно важче) і літій-залізо-фосфатних елементах з номіналом 3.2 В (дорожче, важче, але довговічніше).
Двигуни, що використовуються в персональному електротранспорті, розраховані на робочу напругу 24, 36 або 48-вольт. Для отримання відповідного номінальної напруги, осередки послідовно з'єднують в батарею. Наприклад, 48 В це 13 послідовних літій-іонних елементів (4 свинцевих або 15 lifepo4).
Ємність (ампер-години)
Акумулятор, який віддає силу струму 1 ампер протягом години, має ємність 1 ампер на годину (Ач, Ah). Більшість батарей електровелосипедів характеризуються ємністю близько 10 Ач. Припустимо, що споживана сила струму вашого електротранспорту в середньому 15 Ампер. При оснащенні його батареєю в 10Ah ви можете очікувати повний розряд АКБ протягом приблизно 40 хвилин.
Розмір і вартість осередку безпосередньо співвідноситься з її ємністю, вираженої в ампер-годинах. Тобто дворазове збільшення показника ампер-годин означатиме збільшення в два рази розміру, ваги та вартості батареї.
Потужність батареї (вати)
Ще один термін, з яким ви зіштовхнетеся, це «C rate» або кратність розрядного струму до ємності акумулятора (1 С, 2С). Потужність, яку здатна віддати батарея, визначається множенням значення C на енергоємність, тобто якщо у вас батарея 360 Вт * год, 2С, то вона здатна видавати потужність не більше 720 Вт. Показник З має різні значення для тривалого і короткочасного струму розряду. Більшість літій-іонних батарей видає 0.5-1С при тривалому розряді і 2С при піковому навантаженні. Спеціальні, високопотужні осередку здатні видавати 3, 5 і навіть 10С. Крім того, на потужність впливає встановлена в батарею BMS. Вона може обмежувати максимальну потужність, щоб не пошкодити батарею і продовжити термін її служби. Батареї на серійних електровелосипед як правило вже підібрані під встановлений мотор.
Вага (щільність енергії)
Даний показник безпосередньо впливає на вагу акумулятора, тобто наскільки важкою буде акумуляторна батарея певної енергоємності. Щільність енергії виражається в співвідношенні ємності в Ватт-годинах на кілограм ваги АКБ. Для свинцево-кислотних батарей це значення становить 20-40 Вт · год / кг, Lifepo4 = 90-130 Вт · год / кг, літій-полімер = 130-180 Вт · год / кг, літій-іон = 180-250 Вт · ч / кг. Маючи в своєму розпорядженні цими значеннями, ви можете легко прикинути вагу пакета осередків без необхідності шукати дані виробника.
Види акумуляторних батарей для електротранспорту
Свінцовиеаккумулятори - найбільш поширений і дешевий вид батарей. Використовуються у всіх автомобілях, мотоциклах і скутерах. Свинцевий акумулятор має низьку щільність енергії 30-40 Вт⋅ч / кг (батарея ємністю 1 кВт⋅ч важитиме близько 30 кг) та нетривалий термін служби при використанні як основного джерела живлення (300 циклів заряду). Короткочасні можуть видавати високий струм, однак при тривалому розряді під навантаженням втрачають ємність. Номінальна напруга 12 В. Використовуються в найдешевших версіях електровелосипедів та електроскутерів, а також в старих моделях електромобілів.
Літій-тітанатние (LTO) акумулятори порівняно недавно з'явилися на ринку. Для них характерні екстремально довгий термін служби (25000 -30000 циклів) і розширений робочий температурний діапазон. Мають дуже високі показники по струмами заряду і розряду - LTO акумулятор можна зарядити за 10 хвилин! Щільність енергії порівняно невелика - 80-100 Вт⋅ч / кг (батарея ємністю 1 кВт⋅ч важитиме 10-12 кг). Номінальна напруга 2.4 В. Вимагають особливої системи балансування і захисту осередків (BMS). У електровелосипед на даний момент не застосовуються.