Батарея для электровелосипеда

Секреты батарей электровелосипедов

Мы не знаем точно, как некоторые известные производители экономят вес батареи или заряжают батарею быстрее, но при более внимательном рассмотрении различных фирменных батарей выявляются некоторые интересные цифры. Встроенная батарея Bosch PowerTube на 500 Wh весит примерно на 200 г меньше, чем встроенная батарея Shimano STEPS BT-E8020 на 504 Wh. Батарея Bosch PowerPack емкостью 500 Wh на 100 г легче батареи на 504 Wh Shimano STEPS BT-E8010.

Столь же интересно посмотреть на время зарядки. В то время как быстрое зарядное устройство Bosch полностью заряжает батарею за три часа, быстрое зарядное устройство Shimano STEPS EC-E6000 делает это только за четыре часа. TQ на шаг впереди и может зарядить батарею 630 Wh до 80% емкости за один час. Быстрое зарядное устройство Bosch разряжает только 40% батареи на 500 Wh за один час. Эти различия могут быть связаны как с химическим составом элементов, так и с зарядными токами, допустимыми производителями.

Сгорим или взорвемся?

Литий является легковоспламеняющимся металлом. В зависимости от типа элементов они могут без каких-либо проблем нагреваться от 150 °C до 250 °C. Если этот предел превышен, литий вступает в реакцию с другими химическими компонентами выделяя еще больше тепла. При температуре около 300 °C начинка элемента начинает гореть. Чтобы этого не случилось, аккумуляторные батареи на литий-ионных элементах имеют встроенную электронную схему, так называемую систему управления батареями (БМС или BMS) о которой я писал выше.

Несмотря на то, что воспламенение качественных батарей крайне редки, а производители батарей гарантируют качество своего продукта и используемых компонентов, рекомендуется придерживаться нескольких общих рекомендаций:

1. Используйте только те аккумуляторные элементы и зарядные устройства, которые сертифицированы в соответствии с определенным стандартом безопасности (стандарт CE). Элементы, BMS и зарядное устройство – это не то, на чем можно экономить.
2. Не подвергайте аккумулятор воздействию экстремальных температур. Идеальный диапазон температур составляет от 10 °C до 30 °C.
3. Избегайте глубокой разрядки: если вы не используете свой электровелосипед в течение длительного времени, вы должны снять аккумулятор с электровелосипеда и хранить его в соответствии с рекомендациями изложенными в статье: Долговременное хранение литий-ионных аккумуляторов.
4. Если батарея долгое время хранилась в холодном месте, перед зарядкой ее следует сначала медленно вернуть к комнатной температуре. Не оставляйте аккумулятор без присмотра при первой зарядке.
5. Не заряжайте батарею на легковоспламеняющихся предметах или вблизи легковоспламеняющихся веществ (бензин и т.п.). Лично я заряжаю батарею в армейском железном ящике.
6. Не используйте батарею, если она повреждена. Не все BMS могут обмениваться данными со всеми электромоторами, есть нюансы. Если BMS не подходит, это может привести к осложнениям.

Дмитрий Константинов20.01.2020последний апгрейд 27.08.2020

Преимущества и минусы стартовых литиевых АКБ для авто

Что для автомобилиста лучше, поставить на автомобиль аккумулятор нового поколения, стоящий около 120 000 рублей или купить дорогой (120$), но привычный кислотный АКБ?

К преимуществам литиевого аккумулятора относят его малый вес

Но так ли важно десять лишних килограмм для многосильного мотора? Да, зарядная емкость у литиевого аккумулятора выше раза в 2, циклов перезарядки он выдержит раза в 3 больше. Пусковой импульс стартер будет получать безотказно и стабильно, если выполнить условия эксплуатации

1. В первую очередь, новый аккумулятор нельзя заряжать напрямую от генератора. Вспомните, он не терпит перезаряд и очень быстро выйдет из строя. Значит, потребуется конвертор, который будет преобразовывать ток от генератора для питания аккумулятора.
2. Характеристики любых литиевых аккумуляторов резко падают при понижении температуры и в этом они уступают свинцовым АКБ.
3. Еще более опасна для батареи температура выше +60 С. Перегрев может привести к пожару и взрыву.
4. В бортовой системе не должно быть высоких токовых нагрузок. И стартер, и лебедка и другие инструменты должны принять условия работоспособности аккумулятора. А это выльется в дорогостоящую модернизацию электрической схемы.
5. Моторесурс аккумулятора зависит от равномерности заряда банок, постоянной вибрации, разрушающей контакты и способствующие коррозии корпуса. Емкость банок в таких условиях резко уменьшается.

Адаптация автомобиля под литиевый-литиевый аккумулятор выльется в сумму, больше стоимости самого источника энергии. Однако рассчитывать на длительную работу АКБ не приходится – максимум 3 года.

Зарядка батареи

• В каком порядке подключать зарядное устройство к розетке и батарее единого мнения нет. Желающие углубиться в тему могут проследовать сюда.
• Заряжайте аккумуляторы только теми зарядными устройствами, которые специально для этого разработаны. В Москве зарядные устройства вдвое дороже. Лучше купить на Алиэкспрессе.

Зарядное устройство на 5A. Цена: 3506 руб.

Наиболее бережно, но долго (около 8 часов) батареи с Li-ion заряжаются зарядками на 2A (у меня вот такая, со штекером для батареи типа “Дельфин”). Такая долгая зарядка неудобна в путешествиях. Поэтому для туризма лучше купить более мощное зарядное устройство на 10А (0,76 кг), 6,6А или 5А (1,2 кг), 4,5А.

На первый взгляд, более мощные зарядные устройства практически не имеют недостатков, но на практике существует фундаментальная проблема: с ростом производительности растет и вес. Быстрое зарядное устройство было бы особенно полезно в дальних путешествиях, поскольку компактные – слишком медленные, чтобы заряжать аккумулятор во время короткого перерыва на обед. Однако быстрое зарядное устройство значительно тяжелее и займет гораздо больше места в вашем рюкзаке. В настоящее время лидер отрасли Bosch предлагает три зарядных устройства, которые отлично иллюстрируют взаимосвязь между временем зарядки, весом и размером.

Время зарядки Bosch eBike Systems (аккумулятор на 500 Wh)

Правильные зарядные устройства заряжают батарею быстрее в начале процесса зарядки и медленнее к концу цикла зарядки (чтобы защитить элементы). Например, Bosch заявляет: «Чтобы зарядить аккумулятор до 50% емкости, быстрому зарядному устройству потребуется чуть больше часа». Если вы предположите, что для полной зарядки потребуется 2 часа, то ошибетесь, поскольку на самом деле это займет 3 часа.

Лидером по скорости зарядки батарей электровелосипедов является компания Haibike. Их быстрое зарядное устройство на 10А было разработано в сотрудничестве с BMZ и заряжает батарею 630 Wh до 80% за 60 минут, а для зарядки от 0 до 100% требуется всего 1,5 часа. Вес зарядного устройства: 2,275 кг и подходит оно только для электровелосипедов FLYON.

Ёмкость батареи и запас хода электровелосипеда

Емкость батареи измеряется в ватт-часах (Вт*ч, Wh). Батареи на 750 Wh хватит на 3 часа, если она будет питать двигатель с мощностью 250 W. Или 1 час, если ваш электромотор будет работать с постоянной мощностью 750W.

В некоторых странах (в России тоже) ёмкость батареи принято измерять в ампер часах А*ч (Ah). Батарея рассчитанная на напряжение 48 вольт и емкостью 20 Ач имеет энергоемкость (количество запасенной энергии), получаемое как произведение напряжения батареи на емкость, 48В*20Ач= 960 Вт*ч или 0,96 кВт*ч.

Для того, что бы примерно оценить зависимость пробега электровелосипеда от ёмкости батареи рекомендую поиграться с калькулятором.

Что собой будет представлять ваша батарея в совокупности с конкретным мотором можно прикинуть на симуляторе.

Типы батарей электромобиля

В электромобилях используется три типа аккумуляторных батарей: свинцово-кислотные, батареи гидрида металла никеля и литий-ионные источники питания.

Свинцово-кислотные АКБ изобретены в 1859 году и считаются привычной формой источника питания. Они использовались во всех типах автомобильного транспорта. Это вид жидких батарей, которые содержат емкости со слабым раствором серной кислоты.

Свинцовые электроды и кислота используется для производства электроэнергии в АКБ. Источник питания не имеет сложности в обслуживании и отличается небольшой стоимостью. Но содержит опасные газы, которые приводят к взрыву при неправильной эксплуатации.

Никель-металлогидридные аккумуляторы используются с 1980 года. Это маленькая, легкая и вместительная батарея, которая имеет высокую плотность и не содержит никаких токсических металлов.

Литий-ионные аккумуляторы для автомобилей используются с начала 1990 года. Они отличаются очень высокой плотностью энергии.

Из-за облегченных и низких требований к техническому обслуживанию, литий-ион используется в электронных устройствах, часто в портативных компьютерах.

Этот тип питающих элементов считается лучшим для питания электромобилей.