Tehniskā rokasgrāmata: Elektrisko skrejriteņu akumulatori

Tehniskā rokasgrāmata: Elektrisko skrejriteņu akumulatori

Elektrisko skrejriteņu akumulatori
Akumulators ir jūsu elektriskā skrejriteņa “degvielas tvertne”.Tas uzglabā enerģiju, ko patērē līdzstrāvas motors, gaismas, kontrolieris un citi piederumi.

Lielākajai daļai elektrisko skrejriteņu būs sava veida litija jonu akumulatoru komplekts, jo tiem ir lielisks enerģijas blīvums un ilgmūžība.Daudzi bērnu elektriskie skrejriteņi un citi lēti modeļi satur svina-skābes akumulatorus.Motorollera akumulators ir izgatavots no atsevišķām šūnām un elektronikas, ko sauc par akumulatora pārvaldības sistēmu, kas nodrošina tā drošu darbību.
Lielākiem akumulatoriem ir lielāka ietilpība, ko mēra vatstundās, un tas ļaus elektriskajam skrejritenim pārvietoties tālāk.Tomēr tie arī palielina skrejriteņa izmēru un svaru, padarot to mazāk pārnēsājamu.Turklāt baterijas ir viena no visdārgākajām motorollera sastāvdaļām, un attiecīgi palielinās kopējās izmaksas.

Bateriju veidi
E-skūtera akumulatoru komplekti ir izgatavoti no daudzām atsevišķām akumulatora šūnām.Precīzāk, tie ir izgatavoti no 18650 elementiem, kas ir litija jonu (Li-Ion) akumulatoru izmēru klasifikācija ar 18 mm x 65 mm cilindriskiem izmēriem.

Katra 18650 baterija akumulatora komplektā ir diezgan neizteiksmīga — rada ~ 3,6 voltu elektrisko potenciālu (nominālais) un ar jaudu aptuveni 2,6 ampērstundas (2,6 A·h) vai aptuveni 9,4 vatstundas (9,4 Wh).

Akumulatora šūnas tiek darbinātas no 3,0 voltiem (0% uzlādes) līdz 4,2 voltiem (100% uzlāde).18650 lifepo4

Litija jons
Li-Ion akumulatoriem ir lielisks enerģijas blīvums, uzkrātās enerģijas daudzums uz to fizisko svaru.Tiem ir arī izcils ilgmūžība, kas nozīmē, ka tos var izlādēt un atkārtoti uzlādēt vai “ciklizēt” daudzas reizes, un tie joprojām saglabā uzglabāšanas jaudu.

Li-ion faktiski attiecas uz daudzām akumulatoru ķīmijām, kas ietver litija jonu.Tālāk ir sniegts īss saraksts:

Litija mangāna oksīds (LiMn2O4);aka: IMR, LMO, Li-mangāns
Litija mangāna niķelis (LiNiMnCoO2);aka INR, NMC
Litija niķeļa kobalta alumīnija oksīds (LiNiCoAlO2);aka NCA, Li-alumīnijs
Litija niķeļa kobalta oksīds (LiCoO2);aka NCO
Litija kobalta oksīds (LiCoO2);aka ICR, LCO, Li-kobalts
Litija dzelzs fosfāts (LiFePO4);aka IFR, LFP, Li-fosfāts
Katra no šīm akumulatoru ķīmiskajām īpašībām ir kompromiss starp drošību, ilgmūžību, ietilpību un strāvas jaudu.

Litija mangāns (INR, NMC)
Par laimi, daudzi kvalitatīvi elektriskie skrejriteņi izmanto INR akumulatora ķīmiju — vienu no drošākajām ķīmiskajām vielām.Šis akumulators nodrošina lielu jaudu un izejas strāvu.Mangāna klātbūtne samazina akumulatora iekšējo pretestību, nodrošinot lielu strāvas izvadi, vienlaikus saglabājot zemu temperatūru.Līdz ar to tas samazina termiskās bēgšanas un ugunsgrēka iespējamību.

Daži elektriskie skrejriteņi ar INR ķīmiju ietver WePed GT 50e un Dualtron modeļus.

Svins-skābe
Svins-skābe ir ļoti veca akumulatoru ķīmija, kas parasti sastopama automašīnās un dažos lielākos elektriskajos transportlīdzekļos, piemēram, golfa ratiņos.Tie ir atrodami arī dažos elektriskajos skrejriteņos;jo īpaši lēti bērnu skrejriteņi no tādiem uzņēmumiem kā Razor.

Svina-skābes akumulatoru priekšrocība ir tā, ka tās ir lētas, taču tām ir ļoti zems enerģijas blīvums, kas nozīmē, ka tās sver daudz salīdzinājumā ar uzkrāto enerģijas daudzumu.Salīdzinājumam, litija jonu akumulatoriem ir aptuveni 10 reizes lielāks enerģijas blīvums salīdzinājumā ar svina-skābes akumulatoriem.

Akumulatoru komplekti
Lai izveidotu akumulatoru ar simtiem vai tūkstošiem vatstundu jaudu, daudzas atsevišķas 18650 litija jonu šūnas tiek saliktas kopā ķieģeļiem līdzīgā struktūrā.Ķieģeļiem līdzīgo akumulatoru bloku uzrauga un regulē elektroniskā shēma, ko sauc par akumulatoru pārvaldības sistēmu (BMS), kas kontrolē elektroenerģijas plūsmu akumulatorā un no tā.
Atsevišķi akumulatora elementi ir savienoti virknē (no gala līdz galam), kas summē to spriegumu.Tādā veidā ir iespējams iegādāties skrejriteņus ar 36 V, 48 V, 52 V, 60 V vai pat lielākiem akumulatoru komplektiem.

Šīs atsevišķās šķipsnas (daudzas baterijas virknē) tiek savienotas paralēli, lai palielinātu izejas strāvu.

Pielāgojot sērijveida un paralēlo šūnu skaitu, elektrisko skrejriteņu ražotāji var palielināt izejas spriegumu vai maksimālo strāvu un ampērstundu jaudu.

Akumulatora konfigurācijas maiņa nepalielinās kopējo uzkrāto enerģiju, taču tā efektīvi ļauj akumulatoram piedāvāt lielāku diapazonu un zemāku spriegumu un otrādi.

Spriegums un atlikušais %
Katra baterijas komplekta šūna parasti tiek darbināta no 3,0 voltiem (0% uzlādes) līdz 4,2 voltiem (100% uzlādes).

Tas nozīmē, ka 36 V akumulatoru komplekts (ar 10 baterijām sērijveidā) tiek darbināts no 30 V (0% uzlādes) līdz 42 voltiem (100% uzlāde).Mūsu akumulatora sprieguma diagrammā varat redzēt, kā atlikušais % atbilst akumulatora spriegumam (daži motorolleri to parāda tieši) katram akumulatora veidam.

Sprieguma samazināšanās
Katrs akumulators cietīs no parādības, ko sauc par sprieguma kritumu.

Sprieguma pazemināšanos izraisa vairāki efekti, tostarp litija jonu ķīmija, temperatūra un elektriskā pretestība.Tas vienmēr rada nelineāru akumulatora sprieguma uzvedību.

Tiklīdz akumulatoram tiek piemērota slodze, spriegums uzreiz samazināsies.Šis efekts var izraisīt nepareizu akumulatora jaudas aplēsi.Ja jūs tieši nolasāt akumulatora spriegumu, jūs domājat, ka esat uzreiz zaudējis 10% no savas jaudas vai vairāk.

Kad slodze ir noņemta, akumulatora spriegums atgriezīsies tā patiesajā līmenī.

Sprieguma pazemināšanās notiek arī ilgstošas ​​akumulatora izlādes laikā (piemēram, ilga brauciena laikā).Litija ķīmija akumulatorā prasa zināmu laiku, lai panāktu izlādes ātrumu.Tā rezultātā akumulatora spriegums var pazemināties vēl straujāk ilga brauciena beigās.

Ja akumulatoram ir atļauts atpūsties, tas atgriezīsies pie patiesā un precīzā sprieguma līmeņa.

Jaudas reitingi
E-motorollera akumulatora jauda ir noteikta vatstundu vienībās (saīsināti Wh), kas ir enerģijas mērs.Šo vienību ir diezgan viegli saprast.Piemēram, akumulators ar 1 Wh reitingu uzglabā pietiekami daudz enerģijas, lai vienu stundu nodrošinātu vienu vatu.

Lielāka enerģijas jauda nozīmē lielāku akumulatora vatstundu skaitu, kas nozīmē garāku elektriskā skrejriteņa darbības rādiusu konkrētam motora izmēram.Vidēja motorollera jauda būs aptuveni 250 Wh, un tas varēs nobraukt aptuveni 10 jūdzes ar vidējo ātrumu 15 jūdzes stundā.Ekstrēmas veiktspējas motorolleru jauda var sasniegt tūkstošiem vatstundu un nobraukt līdz 60 jūdzēm.

Akumulatoru zīmoli
Atsevišķas litija jonu šūnas e-skūtera akumulatorā ražo tikai daži dažādi starptautiski pazīstami uzņēmumi.Augstākās kvalitātes šūnas ražo LG, Samsung, Panasonic un Sanyo.Šāda veida šūnas mēdz atrast tikai augstākās klases motorolleru akumulatoru komplektos.

Lielākajai daļai budžeta un piepilsētas elektrisko skrejriteņu ir akumulatoru komplekti, kas izgatavoti no vispārējiem Ķīnā ražotiem elementiem, kuru kvalitāte ievērojami atšķiras.

Atšķirība starp motorolleriem ar zīmolu šūnām un vispārējiem ķīniešu motorolleriem ir lielāka garantija kvalitātes kontrolei ar pazīstamiem zīmoliem.Ja tas neietilpst jūsu budžetā, pārliecinieties, ka pērkat skrejriteni no cienījama ražotāja, kurš izmanto kvalitatīvas detaļas un ir ieviesis labus kvalitātes kontroles (QC) pasākumus.

Daži uzņēmumu piemēri, kuriem, visticamāk, ir laba kvalitātes kontrole, ir Xiaomi un Segway.

Akumulatora vadības sistēma
Lai gan Li-ion 18650 elementiem ir pārsteidzošas priekšrocības, tie ir mazāk piedodoši nekā citas akumulatoru tehnoloģijas un var eksplodēt, ja tos izmanto nepareizi.Šī iemesla dēļ tie gandrīz vienmēr tiek salikti akumulatoru komplektos, kuriem ir akumulatora pārvaldības sistēma.

Akumulatora vadības sistēma (BMS) ir elektroniska sastāvdaļa, kas uzrauga akumulatoru bloku un kontrolē uzlādi un izlādi.Litija jonu akumulatori ir paredzēti darbam no aptuveni 2,5 līdz 4,0 V. Pārlādēšana vai pilnīga izlāde var saīsināt akumulatora darbības laiku vai izraisīt bīstamus termiskus apstākļus.BMS ir jānovērš pārmaksa.Daudzi BMS arī pārtrauc strāvu, pirms akumulators ir pilnībā izlādējies, lai paildzinātu kalpošanas laiku.Neskatoties uz to, daudzi braucēji joprojām izlādē akumulatorus, nekad tos pilnībā neizlādējot, kā arī izmanto īpašus lādētājus, lai precīzi kontrolētu uzlādes ātrumu un daudzumu.

Sarežģītākas akumulatora pārvaldības sistēmas arī uzraudzīs iepakojuma temperatūru un aktivizēs pārslēgšanu, ja notiks pārkaršana.

C likme
Ja veicat izpēti par akumulatora uzlādi, jūs, visticamāk, saskarsities ar C-likmi.C-rate apraksta, cik ātri akumulators tiek pilnībā uzlādēts vai izlādējies.Piemēram, ja C līmenis ir 1 C, tas nozīmē, ka akumulators tiek uzlādēts vienā stundā, 2 C nozīmē, ka tas ir pilnībā uzlādēts 0,5 stundu laikā, bet 0,5 C — pilnībā uzlādēts divās stundās.Ja jūs pilnībā uzlādējat 100 A·h akumulatoru, izmantojot 100 A strāvu, tas aizņemtu vienu stundu, un C ātrums būtu 1 C.

Akumulatora darbības laiks
Tipisks litija jonu akumulators spēs izturēt 300 līdz 500 uzlādes/izlādes ciklus, pirms samazinās jauda.Vidējam elektriskajam skrejritenim tas ir 3000 līdz 10 000 jūdžu!Ņemiet vērā, ka “jaudas samazināšanās” nenozīmē “zaudēt visu jaudu”, bet nozīmē ievērojamu kritumu par 10–20%, kas turpinās pasliktināties.

Mūsdienīgas akumulatoru vadības sistēmas palīdz paildzināt akumulatora kalpošanas laiku, un jums nevajadzētu pārāk daudz uztraukties par to, ka tas būs jauns.

Tomēr, ja vēlaties pēc iespējas ilgāk pagarināt akumulatora darbības laiku, ir dažas lietas, ko varat darīt, lai pārsniegtu 500 ciklus.Tie ietver:

Neglabājiet skrejriteni ilgstoši pilnībā uzlādētu vai ar pievienotu lādētāju.
Neglabājiet elektrisko skrejriteni pilnībā izlādētu.Litija jonu akumulatori sabojājas, ja tie nokrīt zem 2,5 V. Lielākā daļa ražotāju iesaka glabāt skrejriteņus ar 50% uzlādi un periodiski papildināt tos līdz šim līmenim ļoti ilgstošai uzglabāšanai.
Nedarbiniet motorollera akumulatoru temperatūrā, kas zemāka par 32 F° vai augstāka par 113 F°.
Uzlādējiet skrejriteni ar zemāku C ātrumu, kas nozīmē, ka akumulators ir jāuzlādē ar mazāku ātrumu salīdzinājumā ar tā maksimālo jaudu, lai saglabātu/uzlabotu akumulatora darbības laiku.Optimāla ir uzlāde ar C ātrumu zem 1.Daži no labākajiem vai ātrgaitas lādētājiem ļauj to kontrolēt.
Uzziniet vairāk par to, kā uzlādēt elektrisko skrejriteni.

Kopsavilkums

Galvenais šeit ir neizmantot akumulatoru ļaunprātīgi, un tas ilgs visu motorollera kalpošanas laiku.Mēs dzirdam no visdažādākajiem cilvēkiem par viņu salūzušajiem elektriskajiem skrejriteņiem, un tā reti ir problēma ar akumulatoru!


Publicēšanas laiks: 30. augusts 2022