Автомобильный аккумулятор для электровелосипеда

Как выбрать АКБ для электровелосипеда? АКБ и что они решают

Аккумуляторная батарея – важный узел электровелосипеда, обеспечивающий автономное питание электрического мотора. От типа АКБ зависит ее вес, циклический ресурс и диапазон рабочих температур. От емкости батареи зависит пробег электровелосипеда на одном заряде, а ее напряжение влияет на скорость и должно совпадать с рабочим напряжением мотора и контроллера. Поэтому АКБ для электрического велосипеда нужно выбирать с учетом желаемой дальности хода и характеристик остальных электрокомпонентов.

Выбор типа аккумуляторов для электровелосипеда

На электровелосипеды устанавливаются аккумуляторные батареи разных типов:

1. Свинцовые (гелевые) – используются редко и только в целях экономии. Они тяжелые, имеют низкую удельную емкость, долго заряжаются и выдерживают не более 200 циклов перезарядки.
2. Литий-ионные (Li-ion) – рекордсмены по удельной емкости, батареи этого типа чаще всего устанавливаются на современные е-байки. Li-ion батареи быстро заряжаются, не имеют большого саморазряда и выраженного эффекта памяти, способны работать в широком температурном диапазоне – от -20 до +50 °С. Их ресурс – около 1000 циклов перезарядки.
3. Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) – особая разновидность литий-ионных АКБ. Эти батареи морозоустойчивы, способны эффективно работать даже при -30 °С, имеют малый саморазряд и ресурс свыше 2000 циклов. Они отлично выдерживают пиковые нагрузки и высокие зарядные токи, меньше склонны к деградации, подходят для интенсивной эксплуатации в жестких условиях, отличаются надежностью и долговечностью. Часто такие батареи ставятся на мощные электровелосипеды, развивающие высокие скорости.

Лучшие АКБ для электрических велосипедов и других видов персонального электротранспорта – литиевые, причем их характеристики зависят от химического состава катода в используемых аккумуляторах. В качестве катодного материала может применяться литий-марганцевая шпинель LiMn₂O₄, кобальтат лития LiCoO₂, литий-кобальт-марганцевая шпинель Li(NiCoMn)O₂, литий-железофосфат LiFePO₄.

В таблице представлены параметры литиевых АКБ в зависимости от материала катода:

Критерий сравнения

Источник

На Токе заряженный портал

Аккумуляторы для электровелосипеда: литиевые против свинцово-кислотных — На токе

• Статьи об электротранспорте
• Технологии
• Аккумуляторы
• Аккумуляторы для электровелосипеда: литиевые против свинцово-кислотных

Аккумуляторы для электровелосипеда: литиевые против свинцово-кислотных

Когда дело доходит до аккумуляторов для электрических велосипедов, у вас есть два основных варианта: литиевые аккумуляторы и свинцово-кислотные аккумуляторы. Конечно, есть несколько других типов батарей, но основными двумя типами, которые вы увидите повсюду, остаются литий и свинцовая кислота. Конечно, у литиевых и свинцово-кислотных батарей есть свои преимущества и недостатки, и знание различий поможет вам решить, какой вариант лучше подходит для вашего байка.

Литиевые батареи

Есть много различных типов литиевых батарей на выбор. Я дам краткое описание различных типов литиевых батарей для электрических велосипедов, но вы можете получить более подробное описание в интернете, а также плюсы и минусы каждого типа литиевых батарей.

Литий фосфат железа (LiFePO₄)

Батареи LiFePO4 являются одними из самых тяжелых и дорогих литиевых батарей, но также являются самыми безопасными и долговечными.

Оксид марганца лития (LiMn₂O₄) и оксид лития никеля и марганца кобальта (LiNiMnCoO₂)

БатареиLiMn₂O₄и LiNiMnCoO2 относятся к литиевым батареям среднего размера по размеру, весу, безопасности, сроку службы и стоимости. Они являются хорошим выбором почти во всех отношениях.

RC литий-полимерные батареи (RC LiPo)

LiPo — это самые маленькие, самые дешевые, легкие и мощные литиевые батареи. К их недостаткам относятся короткая продолжительность жизни и склонность к возгорания в гигантские огненные шары, если не проводить периодическое (я не шучу, посмотрите короткий видеоклип ниже).

Преимущества литиевых батарей

Теперь, когда мы получили сводку различных типов литиевых батарей, давайте посмотрим, как эти литиевые батареи в целом.

Одним из первых преимуществ литиевых батарей является их небольшой размер. Вы можете поместить много лития на раму велосипеда. Одно это может дать вашему e-bike впечатляющий диапазон. Две или три литиевые батареи средней и большой емкости могут легко поместиться на одном велосипеде, обеспечивая потенциальный диапазон в 160 км или более.

Литиевые батареи, изготовленные специально для e-bikes, часто поставляются с особыми точками крепления для велосипеда, что облегчает их крепление болтами к раме велосипеда, стойке сиденья или задней стойке. Если вы используете литиевую батарею другого типа без специальных креплений, вам, скорее всего, придется положить ее в сумку на велосипеде, что тоже неплохой вариант.

Литиевые элементы также достаточно малы, чтобы позволить вам разместить ваши батареи практически на любом месте вашего велосипеда.Это особенно актуально для людей, которые хотят собрать свою собственную упаковку или использовать литиевые батареи в термоусадке вместо литиевых батарей в твердом корпусе с готовыми креплениями для рамы велосипеда. Это может помочь распределить вес по кругу или спрятать батареи, чтобы сделать велосипед незаметнее.

Литиевые батареи (за исключением RC LiPos) служат намного дольше, чем свинцово-кислотные батареи. Батареи LiPo обычно рассчитаны только на несколько сотен циклов зарядки, но батареи LiFePO4 продолжают работать после тысяч циклов зарядки.Каждый производитель оценивает свои батареи по-разному, но большинство LiFePO4 аккумуляторов рассчитаны на 1500-2200 циклов зарядки.

Недостатки литиевых батарей для электрических велосипедных

Большим недостатком литиевых батарей является то, что они намного дороже, чем свинцово-кислотные батареи. Цены варьируются в зависимости от напряжения и емкости литиевой батареи, но стандартные e-bikes обычно имеют литиевые батареи, начинающиеся с 9000 т.р. и быстро растущие вверх. Большинство велосипедов, имеют литиевые батареи в диапазоне от 16000 до 24000 рублей.

Однако, если учесть более короткий жизненный цикл свинцово-кислотных батарей, они становятся сопоставимыми с литиевыми батареями в течение всего срока службы электрического велосипеда. Например, литиевая батарея может стоить в пять раз дороже свинцово-кислотной батареи, но она также может работать в пять раз дольше, что делает цену примерно одинаковой в течение срока службы литиевой батареи. Вы должны были бы купить по крайней мере четыре свинцово-кислотных аккумулятора (возможно, даже больше) к тому времени, когда ваша литиевая батарея наконец окончательно загнется.

Другим недостатком литиевых батарей, о котором не часто говорят, но который должен быть упомянут, является их вероятность кражи. Литиевые батареи становятся целями для велосипедных воров в результате их небольшого размера и высоких цен. Воры видят легкую цель и достаточный рынок перепродажи, а это значит, что вы должны быть очень осторожны.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Когда речь идет о свинцово-кислотных батареях для использования, вы, как правило, будете искать так называемые «герметичные свинцово-кислотные» батареи или батареи SLA. SLA поставляются в жестком пластиковом корпусе и могут быть безопасно повернуты в любой ориентации без утечки кислоты.Это делает их подходящими для использования на ebike. Свинцово-кислотные аккумуляторы, как и многие автомобильные аккумуляторы, могут протечь опасными кислотами, если их перевернуть на бок или вверх дном. Это делает их не очень простыми для использования на электрическом велосипеде, который с гораздо большей вероятностью может упасть, чем автомобиль.

Свинцово-кислотные батареи намного крупнее и тяжелее литиевых, что ограничивает их размещение на электровелосипедах. Они почти никогда не поставляются в комплекте с крепежом, специально предназначенным для электрического велосипеда. Это означает, что они обычно должны быть в сумке на задней стойке или в корзинах с обеих сторон. Так что с установкой придется подумать, хотя нет ничего невозможного конечно.

Преимущества свинцово-кислотных аккумуляторов для электровелосипеда

Самым большим преимуществом свинцово-кислотных аккумуляторов является их цена: очень дешево. Свинцово-кислотные аккумуляторы можно купить во многих интернет-магазинах, например у нас:).

Еще одним преимуществом свинцово-кислотных аккумуляторов является их высокий выходной потенциал. Литиевые батареи обычно не любят слишком большой ток. SLA, с другой стороны, могут обеспечить огромное количество тока. Если в планах электрические велосипеды очень высокой мощности, SLA может быть хорошим вариантом.

Недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов

Одним из основных недостатков свинцово-кислотных аккумуляторов является их вес. И это основной недостаток. Вам понадобится надежное крепежное решение на транспорте, чтобы выдержать дополнительный вес SLA. Вы также наверняка понимаете, что лишний вес будет негативно влиять на диапазон. Лучший способ улучшить дальность передвижения любого электрического транспортного средства — это снизить вес, и SLA в этом отношении идут противоположным путем.

Другим недостатком свинцово-кислотных аккумуляторов является более короткий срок службы. Большинство из них претендуют более чем на 200 циклов, но на практике многие SLA начинают демонстрировать «усталость» примерно после 100 циклов. Они по-прежнему будут работать, но Вы начнете видеть, как диапазон быстро уменьшается. Если Вы путешествовали по 30 км за один заряд, когда SLA были новыми, через год Вы бы едва могли преодолеть 22 км.

Кто выигрывает? Это зависит от вас

(… Но на самом деле это литий :))

Когда мы проводим эксперименты с некоторыми новыми деталями электровелосипедов и хотим проверить различные напряжения аккумуляторов на разных скоростях, мы часто используем свинцово-кислотные аккумуляторы, тупо дешевле. Затем, когда результаты испытаний свинцово-кислотных аккумуляторов покажут, например, хочет заказчик использовать напряжение 36 В, 48 В или 60 В, мы обязуемся купить или собрать соответствующую литиевую батарею.

Есть только три случая, когда рекомендется использовать свинцово-кислотные батареи вместо литиевых

1. Выпытаетесь собрать электрический велосипед с очень ограниченным бюджетом;
2. Вы собираете трехколесный электрический велосипед, который может легко нести SLA без проблем с балансом или стабильностью;
3. Вы хотите проверить различные напряжения батареи на вашей системе.

В любом другом случае преимущества литиевых батарей значительно перевешивают SLA. Мы надемся, что эта информация поможет Вам сделать правильный выбор для ваших собственных потребностей.

Источник

Какой аккумулятор лучше выбрать для электровелосипеда?

Статья обновлена: 2020-12-17

Аккумуляторная батарея – важный узел электровелосипеда. От ее характеристик зависит вес байка, комфорт его использования и дальность хода на одном заряде. Так какие они – лучшие аккумуляторы для электровелосипедов, и каким требованиям они должны соответствовать? Прежде всего, для питания электромотора нужна АКБ, способная длительно выдавать большой разрядный ток. Например, мотор-колесо мощностью 1500 Вт и напряжением 60 В при пиковых нагрузках потребляет ток до 40 А.

Поэтому на велосипеды устанавливаются тяговые АКБ, способные стабильно выдавать необходимый ток в течение длительного времени. Стартерные аккумуляторы, используемые для запуска топливного двигателя в автомобилях, для этих целей не подходят. Они рассчитаны только на кратковременную подачу высокого пускового тока, а электромотору нужна постоянная токоотдача от АКБ на протяжении всего движения байка.

Типы АКБ для электровелосипеда

Чтобы определить, какие аккумуляторы для электровелосипеда лучше, рассмотрим распространенные типы АКБ и их особенности.

Свинцово-кислотные – бывают с жидким и гелеобразным электролитом.

Каждый элемент содержит внутри толстые электродные пластины (катод и анод из свинца и его диоксида) и водный раствор серной кислоты в качестве электролита. Ячейки на 2 В соединяются последовательно для получения нужного напряжения.

Возможность использования на морозе.

Низкая удельная емкость.

Большой вес, утяжеляющий конструкцию байка.

Длительный процесс заряда – 8–10 часов.

Скромный циклический ресурс – 150–200 циклов заряд-разряд, у некоторых моделей – до 500.

Чувствительность к глубокому разряду.

У моделей с жидким электролитом – необходимость регулярного обслуживания и выделения специального помещения для зарядки.

Литий-ионные (Li-ion) – современный стандарт для электро велосипедов и остальных видов СИМ.

Собираются из элементов цилиндрической или призматической формы, содержащих анод из пористого углерода и катод из оксида металла (LiCoO₂, LiMn₂O₄ и др.). Снабжаются управляющей электроникой – BMS платой, оберегающей элементы питания от перезарядки, короткого замыкания, перегрева, глубокого разряда и других опасных состояний.

Высокая удельная емкость.

Быстрое восполнение заряда.

Ресурс около 1000 циклов.

Отсутствие выраженного эффекта памяти.

Стабильное напряжение при разряде.

Широкий диапазон рабочих температур – от -20 до +40°С.

Допустимость зарядки только при плюсовых температурах.

При прокалывании и механических повреждениях – риск возгорания.

Подверженность естественному старению – невозвратимому снижению емкости на 10% в год.

Разновидность Li-ion батарей с катодом на основе литий-фосфата железа.

В дополнение к общим преимуществам Li-ion батарей:

Превосходная термическая и химическая стабильность.

Расширение диапазона рабочих температур до границ от -30 до +50°С.

Максимальная безопасность эксплуатации – отсутствие возгорания даже при прокалывании и разгерметизации.

Повышенная устойчивость к перезарядке, КЗ и другим нештатным ситуациям.

Возможность сверхбыстрой подзарядки.

Способность выдерживать пиковые токи разряда до 25С.

Совместимость с мощными электромоторами.

Срок службы свыше 2000 циклов.

Меньшая подверженность старению – всего 1,5% в год.

Меньшее номинальное напряжение ячеек – 3–3,3 В.

При прямом воздействии влаги – уменьшение плотности энергии из-за потери активного лития.

Подвид Li-ion с формулой катода LiNiMnCoO₂.

Сочетание никеля, марганца и кобальта обычно составляет 1:1:1 или 5:2:3.

Рабочее напряжение 3,7 В на ячейку.

Высокая энергоемкость – до до 220 Вт·ч/кг.

Большой ресурс – до 2000 циклов.

Совместимость с мощными электромоторами.

Какой аккумулятор для велосипеда лучше?

При мощности мотора до 750 Вт оптимальным выбором для электровелосипеда станет Li-ion батарея с любым типом химии. Главное – выбрать модель достаточной емкости и высокого качества. При использовании более мощного электромотора лучшим аккумулятором для велосипеда станет LiFePO4 или NMC модель. Характеристики у них схожие, но у NMC батарей выше удельная энергоемкость, а остальные рабочие параметры зависят от сочетания компонентов в составе.

Кроме типа литиевой АКБ, при выборе обязательно учитываются ее номинальное напряжение, емкость, форма и размеры. Последние параметры зависят от места установки АКБ на байке. Можно купить модели, специально разработанные для крепления на багажнике, в треугольнике рамы или на подседельном штыре.

Источник