Устройство аккумулятора электровелосипеда (li-ion аккумулятор)

Для чего нужно разряжать аккумулятор электровелосипеда?

Чаще всего к этой процедуре прибегают на батарее из li-ion банок для поиска «паршивой овцы». Плата защиты BMS постоянно проверяет состояние батареи и измеряет напряжение на каждой ячейке. Если одна ячейка проседает под нагрузкой быстрее других и стремительно разряжается, то плата BMS не сможет понять, в чем проблема и отключит нагрузку со всей батареи. Это приведет к отключению всей сети велосипеда. Происходит это же из-за того, что одна банка просела по ряду определённых причин (не будем вникать глубже в этой статье).

В итоге из четырех параллельно соединенных банок, одна из них будет повреждена. На ней напряжение падает быстрее других и это легко регестрируется. Для её поиска и нужна разрядка аккумулятора. Когда вся батарея разряжается, можно с помощью мультиметра, выявить мертвую банку, а затем заменить на новую.

Также, полная разрядка батареи может потребоваться, если вы используете в качестве источника питания Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы, подверженные эффекту памяти. Эффект памяти заключается в том, что аккумулятор не заряжается полностью, если не пройти весь полный цикл разрядка-зарядка.

Помимо этого, разряжать аккумулятор может потребоваться и в случае использования кислотно-свинцового аккумулятора. Этот тип аккумулятора в некоторых случаях требует т.н. тренировки для исключения эффекта сульфатации пластин.

Все эти процедуры требуют процесса разрядки с контролируемыми параметрами.

Собираем литиевую батарею

Литиевые батареи для велоаккумулятора

Для того чтобы собрать аккумулятор для велосипеда, нам понадобятся:

  • несколько литиевых элементов;
  • соединительные провода, разъёмы;
  • коробка или кейс, т. е. любая подходящая ёмкость, металлическая либо пластиковая;
  • амперметр;
  • паяльник;
  • зарядное устройство.

Батареи складываем в пакеты попарно, учитывая полярность (элементы должны быть с параллельным соединением). Последовательно соединяем пакеты между собой, выводим охапку проводов с плюсом, уже соединённую, и так же поступаем с минусом.

Аккумулятор для велосипеда с выведенными проводами

Хорошо стянуть все элементы и сложить в приготовленную ёмкость. Желательно сразу же припаять плату BMS, чтобы приложенные усилия окупились долгим сроком службы.

Велоаккумулятор в чехле

Вести провода наружу из коробки следует из заранее просверлённых отверстий, затем к верхней части присоединить штекер, через который будет осуществляться зарядка. Все отверстия бокса обязательно должны быть герметизированы.

Теперь остаётся только подключить кабель готового аккумулятора к электродвигателю ну и, конечно же, заняться размещением источника питания на конструкции велосипеда.

Велосипед с самодельными аккумуляторами

Сохранить на дольше работоспособность энергонакопителей поможет своевременная зарядка, соблюдение температурного режима и благоприятные условия хранения.

Секреты батареестроения

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.

READ  Светодиоды на велосипед, как установить светодиодную ленту на колёса

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.

Собираем литиевую батарею

 Загрузка …

Итак, грядет наиболее интересный и захватывающий момент — непосредственная сборка аккумулятора для электровелосипеда. Теоретическая подготовка прошла успешно, самое время переходить к практической части сего не самого легкого, но вполне выполнимого задания. Чтобы оно увенчалось успехом, а готовая литиевая батарея соответствовала первоначальным ожиданиям, необходимы:

плата управления BMS.;
достаточное количество специальных разъемов, удлинителей и проводов для соединения;
соответствующий предпочтительным размерам аккумулятора элемент (это может быть произведенная из пластика или металла коробка, не важно купленная или сделанная собственными руками);
пара противопожарных пактов;
дополнительные принадлежности, такие как паяльник, амперметр и, конечно же, зарядное устройство.

Чтобы собрать аккумулятор для электровелосипеда, такого небольшого наборчика будет достаточно. Далее необходимо придерживаться некоего алгоритма работы. Элементы типоразмера 18650 с учетом их полярности укладываются в подготовленные пакеты. Таким образом обеспечивается их параллельный контакт. Чтобы добиться желаемого напряжения, необходимо аккуратно соединить пакеты друг с другом. Делается это очень простым способом, основанным на том, чтобы, используя специальные удлинители, вывести разъемы наружу, а провода (их еще называют балансирными) соединить между собой в последовательном порядке.

Далее в дело вступает заранее подготовленная коробка, кейс или что-то подобное. В этом изделии необходимо проделать любым доступным способом дыры, чтобы сквозь них могли пройти кабеля. Погрузить в этот бокс тщательно стянутые литий-ионные элементы и надежно припаять плату. Если все прошло удачно, проводки можно выводить наружу, пропуская их через отверстия, которые после следует подвергнуть герметизации. К верхней части полученного приспособления прикрепляется штекер — через него и будет осуществляться зарядка. В самом конце, когда сборка батареи для электровелосипеда своими руками завершена, полученный аккумулятор посредством кабеля присоединяется к контроллеру и устанавливается на средстве передвижения.

Выход из ситуации может быть в том, чтобы применять литейные элементы с так называемыми клеммами, что позволит свести процесс паяния к минимуму. Альтернативу паяльнику найти сложно. Да, можно использовать редкоземельные магниты в роли контактов или специальные держатели, но это не столь эффективные методы. Вывод — если ощущать уверенность в своих действиях, все делать аккуратно, применять только качественные комплектующие, то батарея для электровелосипеда получится что надо, в обратном случае — лучше за это дело не браться вовсе.

READ  Идеальный u-образный велозамок? может быть

Как же разрядить батарею подручными средствами?

1. Ознакомьтесь с характеристиками аккумулятора и определите оптимальный режим разрядки. Неправильно выбранный режим не то что не найдет «паршивую овцу», но и уничтожит живые элементы.

Режим разрядки определяется свойствами и химией аккумулятора.

Например, для Li-ion аккумулятора не допустимо достижение разрядных токов на одной банке, превышающих 0,2 – 0,5 от их емкости (в случае использования стандартных не высокомощных банок) и падения напряжения ниже 3 В. Для кислотно-свинцового аккумулятора при тренировке нужно выбирать режим разряда с током 0,1 от его емкости и не разряжать батарею меньше 10 В. Никель-кадмиевые аккумуляторы можно разряжать нагрузкой с х10 от его емкости до напряжения 1 В, а металлгидридные аккумуляторы до х4 от емкости и до напряжения 1 В.

Нужно понимать, что все эти показатели должны быть пересчитаны на каждый элемент питания в системе. Именно исходя из этого выбирается нагрузка для разрядки.

2. Когда есть понимание, как правильно нужно разряжать вашу батарею, самое время подумать о устройстве для разряда.

Можно использовать готовое устройство, а можно смастерить его самостоятельно. Готовое устройство – это устройство типа IMAX b6, а самодельным может стать даже обычный чайник или утюг.

Устройства типа IMAX обладают большим удобством использования и рядом регулируемых параметров для аккумулятора каждой химии, однако они довольно слабенькие и с большими батареями не справятся. Кроме того, потребуется подключать балансиры, что не особенно удобно.

Любители электротранспорта порой любят пошутить и делают электрические табуретки и электрические стулья. Берется кусочек высокоомной проволоки, замеряется её сопротивление и дальше она используется как нагреватель, а соответственно и как потребитель тока. Дальше всё рассчитывается по закону Ома. Не страдайте максимализмом. Не всегда требуется именно утюг. Иногда по расчёту получается, что достаточно взять лампу накаливания.

3. Если вольт-амперные характеристики позволяют подключать к аккумулятору утюг или чайник, то делается это тоже крайне просто. Не нужно удивляться, что чайник рассчитан на работу в сети 220 В

Нам важно, что в чайнике нет никакой лишней электроники, т.е. подключая его как нагрузку, мы имеем прямой доступ к его спирали

Кстати, чайник разбирать и ломать не нужно. Просто подключите к батарее розетку и включайте в неё мощный потребитель. Берем вывод аккумулятора и вешаем на него нагрузку в виде утюга.

В случае наличия платы защиты у батареи – нагрузку вешаем прямо через плату защиты. Плату защиты можно и отключить, а нагрузку вешать прямо на саму батарею. В этом случае нужно крайне внимательно проверять напряжение на каждом элементе при разрядке. Ведь так опять можно уничтожить всю систему.

READ  Веломобиль своими руками

Если возникает вопрос, как подключить потребитель к аккумулятору, то тут тоже особенной мудрости не нужно.  Часто смущает плата BMS. Плата обычно подключена к отрицательному выводу системы. Т.е. вывод с BMS – это минус аккумулятора. Положительный же провод или плюс, пускается прямо на потребитель.  Если BMS отсутствует, то всё ещё проще – вешает на два силовых провода наш потребитель. Полярность в обоих случая не играет никакой роли.

Ну и не забывайте — всё, что вы делаете со своей батареей, вы делаете на свой страх и риск! 

Виды аккумуляторов, устанавливаемых на велосипед

Отличаются аккумуляторы по многим параметрам, от которых зависят технические показатели электробайка и, соответственно, цена вопроса. По видам могут быть:

  • литий-ионный аккумулятор;
  • никель-металл-гидридный;
  • свинцово-кислотный.

Литиевые

Наиболее удачный вариант для оснащения электрического велосипеда — литиевые батареи, обладающие высокой ёмкостью. Они являются самыми высококачественными источниками энергии, имеют больший срок эксплуатации в сравнении с остальными, низкий вес, но и отличаются, благодаря своим характеристикам, высокой ценой.

Различают несколько разновидностей литиевых энергонакопителей для велосипедов:

  • литий-марганцевые;
  • литий-полимерные;
  • литий-железо-фосфатные.

Все литиевые батареи разнятся по своему химическому составу, но являются экологически чистыми, поскольку герметичны и не содержат ядовитых веществ.

Срок службы таких аккумуляторов до 5 лет, количество циклов зарядки до 1000, за исключением железо-фосфатных, самых мощных и дорогостоящих из всех, срок эксплуатации которых при правильном уходе может достигать 10 лет, до 2000 циклов.

В любой батарее должны быть сбалансированы все элементы: эту функцию выполняет специальная плата BMS (Battery Management System) — система управления. Кроме выравнивания заряда ячеек, она полностью контролирует процесс заряда и разряда батареи. На заводских накопителях плата установлена по умолчанию, а на самодельный источник питания придётся устанавливать, чтобы увеличить срок эксплуатации своего творения и не выполнять работу за BMS.

Никель-металл-гидридные

В составе никельсодержащего аккумулятора смесь никеля с другими металлами. Такие батареи довольно лёгкие, находятся в средней ценовой категории. Срок их службы составит около 3 лет, 850 циклов зарядки.

Свинцово-кислотные

Чаще всего производители ставят на велосипед свинцовый аккумулятор, отличающийся высокой энергоёмкостью, низким уровнем саморазряда, минимальной ценой. Но при этом такие аккумуляторы недолговечны, имеют больший вес, значительно уступая по своим характеристикам литиевым. Срок службы 2 года, приблизительно 700 циклов зарядки.

Основные параметры батарей:

  • Напряжение, измеряемое в вольтах. Батарея может выдавать 12, 24, 36, 48 вольт.
  • Ёмкость — это вся запасённая энергия батареи до полной её разрядки, измеряемая в ампер-часах. Чем больше ёмкость, тем дольше велосипед проедет без подзарядки.
  • Мощность, измеряемая в ваттах. Кроме мощности самих ячеек, на этот показатель влияет также плата BMS, контролирующая безопасность батареи, ограничивая мощность в случае необходимости.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: