Аккумулятор литий ионный для велосипеда

Всё об аккумуляторах для электровелосипеда

Аккумулятор – это один из самых главных компонентов любого электрического велосипеда. Именно от аккумулятора зависит то, сколько велосипед сможет пройти без подзарядки, сколько он прослужит, сколько будет весить… В общем, выбирая электровелосипед, из всех комплектующих смотрите в первую очередь на аккумулятор – не ошибётесь.

Куда именно смотреть, и что нужно там увидеть? Давайте разбираться.

Какие бывают аккумуляторы для электровелосипеда и чем они отличаются?

Сегодня аккумуляторы для электровелосипеда – это, собственно, батарея в привычном всем смысле + плата, которая ей управляет. Эта плата следит за тем, чтобы все батареи (а аккумуляторы состоят из нескольких элементов питания) были равномерно заряжены, за параметрами зарядки/разрядки, за прерыванием контакта в случае короткого замыкания.

Есть три основных вида батарей, которые используют в современном электрическом транспорте. Это:

Свинцовые (они же гелевые);

Каждый из этих элементов обладает своими достоинствами и недостатками, поговорим о них подробнее.

Свинцовые аккумуляторы

Самый старый вариант, который с каждым годом используется всё меньше. Причин этому много, основная из них – это низкая удельная ёмкость. Гелевые батареи банально много весят, аккумулятор вменяемой ёмкости сильно утяжеляет конструкцию велосипеда. Кроме того, он медленно заряжается: нужно 8-10 часов до полной зарядки. «Добивает» свинцовые аккумуляторы недолговечность, батареи этого типа рассчитаны всего на 150-200 циклов зарядки-разрядки.

Почему они вообще до сих пор используются? Дело в дешевизне: свинцовые аккумуляторы сильно выигрывают в цене у любой альтернативы. Кроме того, их можно использовать при отрицательных температурах – с учётом климата России, это серьёзный плюс. Вот и получается, что пока гелевые батареи рано списывать со счётов. Впрочем, если Вы не собираетесь гонять зимой и можете себе позволить чуть более дорогой вариант, лучше будет остановиться на…

Li-Ion аккумуляторы

Батареи с самой высокой удельной ёмкостью – именно это свойство сделало их современным стандартом для электротранспорта (и для большинства электрогаджетов, пусть там и используются другие модификации). Лёгкие, ёмкие, быстро заряжающиеся, они выглядят как идеальный выбор для электровелосипеда.

Минусы, впрочем, тоже присутствуют:

При отрицательных температурах Li-Ion использовать нельзя;

Для моторов с мощностью больше 750 Вт они не подходят;

Пожароопасны (возгорание происходит крайне редко: для этого должна как минимум выйти из строя управляющая электроника).

Литий-Ионные батареи рассчитаны на 300-400 циклов заряд-разряд, этого хватит на 3-4 года активной эксплуатации велосипеда.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы

LiFePo4 батареи – это лучшее, что есть на рынке. Они работают при морозе до -30 – раз! Заряжаются за 45 минут (если есть подходящий зарядник) – два! Генерируют мощность до 3000 Вт – три! Не горят – четыре! Чем не идеал?

Ну, например, весом: такой аккумулятор будет весить в два раза больше, чем литий-ионный аналогичной ёмкости. А ещё LiFePo4 батареи дорого стоят (хотя, в конечном итоге, цена эксплуатации у них самая низкая). Стоит ли за них переплачивать? Только если Вы планируете брать действительно мощный и скоростной велосипед.

Кратко скажем о литий-полимерных батареях, которые ставят на электроавтомобили: в электовелосипедах такие аккумуляторы не используют. Дело в том, что они очень чувствительны к вибрациям, от которых батарею нужно защищать специальным контейнером – поставить его на велосипед нереально.

Балансировка АКБ электровелосипеда

Что такое балансир для батареи электровелосипеда и для чего он нужен? Если у Вас заводской велосипед, Вам и знать про это не нужно – разве что, из любопытства. Выше мы уже говорили, что современные аккумуляторы состоят из нескольких энергоэлементов. Даже если они выпущены на одном заводе и в одной партии, у них могут быть чуть-чуть разные характеристики.

На практике это выльется в то, что, когда один элемент уже будет полностью заряжен, остальные ещё будут заряжаться. Чем это грозит? Перезарядкой «проблемного» элемента и его возгоранием. Балансир решает именно эту проблему: он забирает «лишний» ток на себя, не перегружая батарею.

С точки зрения пользователя: заряжайте велосипед через хороший зарядник, и проблем не будет.

Какую батарею для электровелосипеда выбрать?

Подводя итог всему вышесказанному: если не хотите заморачиваться, берите электровелосипед с литий-ионным аккумулятором. Это стабильно хороший стандартный вариант, который оптимально подходит для большинства городских электрических велосипедов. Хорошего катания!

Как зарядить аккумулятор электровелосипеда

Всем покупателям велосипедов с мотором в обязательном порядке выдается инструкция по их зарядке. Ее основные постулаты сводятся к тому, что обращаться с аккумулятором стоит бережно, ориентируясь на степень разрядки девайса и используя для восстановления его функциональности исключительно оригинальные зарядные средства.

Стоит принимать во внимание, что у разных производителей рекомендации по зарядке электрических велосипедов могут различаться. Всегда стоит внимательно читать руководство пользователя и ориентироваться на информацию, собранную на его страницах.

Типовой алгоритм зарядки электровелосипеда

Каждая батарея, которая устанавливается на электровелосипед, рано или поздно разряжается, становится неспособной питать совместимый с ней двигатель. В такие моменты девайс нуждается в экстренной подзарядке от сети 220 вольт. Выполнять данное мероприятие можно повсеместно: на работе, в офисе, в гараже, на даче. Главное, чтобы электросеть была с типовыми показателями. При наличии сомнений относительно напряжения в розетке, лучше не рисковать, так как подобные эксперименты могут обернуться бедой для агрегата.

Зарядка проводится, преимущественно, без съема АКБ с ее рабочего места и обязательно с выключенным двигателем. В отдельных моделях двухколесного транспорта есть возможность беспрепятственного изъятия батареи из конструкции перед ее непосредственной зарядкой. Это актуально в ситуации, когда владелец велосипеда не хочет заносить нуждающийся в восстановлении заряда транспорт в жилое помещение.

Чтобы аккумулятор мог быть заряжен на 100%, ему потребуется «родное» зарядное. Как правило, оно поставляется вместе с велосипедом или продается в том же магазине, что и транспортное средство. Использовать универсальные зарядники или «аналоги» можно только после официального подтверждения их совместимости производителем (сегодня вполне можно связаться с разработчиком велосипеда, чтобы выяснить, какие АКБ тот рекомендует).

Как заряжать электровелосипед с батареей Li-ion

Получив в свое распоряжение новый велосипед, обязательно начать его эксплуатацию с правильного обслуживания батареи. Для начала потребуется зарядить литий-ионный аккумулятор и проверить его работоспособность в действии. Далее после каждого выезда потребуется дозаряжать АКБ до 100%. Полная разрядка изделия нежелательна, поэтому старайтесь избегать подобных ситуаций, так как каждый раз, когда батарея уходит «в ноль», это автоматически снижает его жизненный срок.

Если аккумулятор имеет встроенную плату, он более устойчив к перегрузкам и нетипичным условиям эксплуатации, чем аналоги. Однако и те, и другие модели нужно оберегать от сильных перепадов температур, использования на морозе, явлений перезаряда и сверхразряда, контакта с прямыми солнечными лучами.

Хранить батарею нужно заряженной на 50% при условии, что температура в помещении колеблется в пределах от 10 до 15 градусов Цельсия. Не стоит класть АКБ рядом с источниками тепла.

Правильное обращение с литий-ионными аккумуляторами – вопрос принципиальной важности, поскольку данные изделия потенциально склонны к самовозгоранию. Любые действия с батареей, не предусмотренные инструкцией или запрещенные ею, чреваты непоправимыми последствиями.

Как зарядить аккумулятор электровелосипеда LiFePO4

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы являются разновидностью литий-ионных, но у них есть собственные правила зарядки и определенные ограничения. Владельцам электротранспорта, оснащенного такими батареями, стоит учесть специфику обращения с подобными устройствами.

1. Во-первых, для зарядки литий-феррофосфатных батарей используются определенные зарядные приспособления, на которых всегда указывается конечное напряжение зарядки. Ни в коем случае нельзя задействовать аккумуляторы других категорий, с иными маркировками и назначением. Это может губительно сказаться на производительности устройства.
2. Во-вторых, обязательно следить за температурой агрегата – его корпус не должен быть слишком холодным во время зарядки. В частности, если аккумулятор занесен с улицы, где царит холодная погода, ему нужно дать немного согреться. Запрещено выполнять зарядку при отрицательных температурах воздуха, например, в неотапливаемом помещении. В подобной ситуации неминуемо возникает эффект перезаряда, что негативным образом влияет на ресурс АКБ. Нельзя также провоцировать перегрев батареи в ходе восстановления ее заряда – накрывать аккумулятор и зарядное крайне нежелательно.
3. В-третьих, стоит оберегать устройство от полной разрядки и, тем более, от длительного пребывания в данном состоянии. Даже если изделие не используется (например, в зимние месяцы), стоит периодически его подзаряжать, чтобы аккумулятор не пустовал.

Основные советы для владельцев электровелосипедов

Оставляя аккумулятор на зарядке, очень важно засекать время и не давать батарее заряжаться дольше положенного срока. Как правило, на зарядку среднестатистической АКБ уходит порядка 8 часов (можно удостовериться в инструкции). Передерживать агрегат – значит, рисковать его работоспособностью в будущем.

Положительно влияет на продление эксплуатационного периода изделия бережное его использование – с разрядкой не ниже 30%.

Если предстоит длительное хранение велосипеда, батарею нужно зарядить по максимуму накануне этого периода и затем, по возможность, делать по несколько подзарядок ежемесячно.

Экономный расход ресурса АКБ – залог долгой службы батареи. Поэтому велосипедистам рекомендуется соблюдать такие правила:

• всякий раз, когда ситуация располагает (хорошая дорога, есть силы и желание), стоит крутить педали, устраняя тем самым необходимость задействования батареи;
• не стоит подключать к аккумулятору велосипеда посторонние девайсы;
• стиль езды желательно выбирать мягкий, спокойный, без резких движений и частого торможения;
• перевозить вещи желательно в минимальном объеме, не давая чрезмерную нагрузку на колеса;
• в ходе использования велосипеда, стоит отключать аккумулятор сразу же после того, как транспорт припаркован.

Если батарея используется по назначению холодной осенью или зимой, желательно утеплить отсек с АКБ. В то же время при эксплуатации аккумулятора в жаркие летние деньки, не помешает продумать дополнительное его охлаждение.

Внятная и подробная инструкция по зарядке велогибрида представлена в этом ролике:

Аккумулятор для электровелосипеда своими руками – практическое руководство по сборке

В специализированных магазинах или даже в интернете с доставкой «под дверь» можно купить электровелосипед или необходимые к нему запчасти на любой вкус. Удовольствие далеко не из самых дешевых, поэтому народным умельцам приходится всячески ухищряться, чтобы сделать его более доступным. Собрать «железного коня» или доукомплектовать его собственными силами — не такая уж плохая идея, если знать, как сделать аккумулятор для электровелосипеда своими руками.

Виды аккумуляторов, устанавливаемых на велосипед

Перед тем, как переходить к практической составляющей, следует поработать над теорией, особенно это касается инженеров-новичков, которым уж точно не будет лишней информация о том, что аккумуляторы для электровелосипедов бывают нескольких видов. Вот основные из них, наиболее часто используемые:

• свинцово-кислотные ( SLA);
• литий-ионные (Li-Ion);
• литий-полимерные ( Li-pol);
• литий-железофосфатные (LiFePо4).

Первый по порядку представитель этого мини-списка подкупает своей относительной дешевизной, широкой распространенностью, доступностью, а отталкивает — сравнительно большим весом ( в пределах 13 кг) и недостаточной емкостью (при указанном весе около 10 A/часов). Дополнительно в один ряд со свинцово-кислотными аккумуляторами можно поставить гелиевые, которые не столь чувствительны к глубокой разрядке при движении велосипеда вверх или по бездорожью. Но они даже близко по своим свойствам не могут приблизиться к литий-ионным батареям, по праву считающимся лучшими силовыми источниками тока.

Такие аккумуляторы обладают высокой энергетической плотностью и относительно низким самозарядом. Благодаря постоянному развитию технологий, их производство с каждым годом изменяется в лучшую сторону, следовательно, и привлекательнее становится соотношение качество/стоимость. Достоинством литий-полимерных аккумуляторов является их простая конструкция, небольшой вес, а к недостаткам можно отнести достаточно большое внутреннее сопротивление, для снижения которого вставляют гелиевый электролит. По техническим характеристикам они практически полностью сопоставимы с литий-ионными и железофосфатными батареями, более подробно о преимуществах и недостатках которых речь будет идти далее.

Основные параметры батарей

Если обобщить все параметры, то литий-железофосфатные аккумуляторы вполне заслуживают звания «топ». Они примечательны такими плюсами:

• работают с широким диапазоном температур;
• с достоинством выдерживают пики тока ( зарядные и нагрузочные);
• переносят более 2х тысяч зарядок, ненамного теряя свою емкость.

Иными словами, они успешно функционируют как при +30 градусах Цельсия, так и при -30, это если грубо говоря. Заряжаются быстро, что очень важно для велосипедистов, постоянно пребывающих в движении. Железофосфатным батареям свойственна впечатляющая способность генерировать мощность до 3000 Вт. Вдогонку и на определенном контрасте сразу же стоит сказать, что литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы не рекомендуется использовать при слишком низких температурах. Также они не могут взаимофункционировать с моторами, мощность которых превышает показатель в 750 Вт. А служить такие батареи успешно могут на протяжении четырех лет, осуществляя при этом порядка 400 циклов зарядки.

Что касается свинцовых батарей, то на фоне выше перечисленных они вовсе неуклюже смотрятся. Чего только стоит тот факт, что они заряжаются до 10 часов, а даже самые лучшие и качественные их представители изнашиваются за довольно короткий срок — непрактично и неудобно. В общем, таким самодельный аккумулятор для электровелосипеда быть уж точно не должен. Для сборки собственного аккумулятора, учитывая проведенный короткий анализ параметров, необходимо выбирать между литий-ионным и литий-железофосфатным. Второй по характеристикам выглядит предпочтительнее, но отпугивают его большой вес и аналогичная цена, а первый не намного хуже на практике, при этом гораздо легче и привлекательнее в материальном плане, что тоже очень важно учитывать перед тем, как собрать аккумулятор для электровелосипеда.

Собираем литиевую батарею

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:

• • элементы Li-Ion типоразмера 18650;

  

  • 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.

  

  Во время сборки аккумулятора для электровелосипеда очень важно соблюдать меры безопасности. Понятно, что нельзя допускать коротких замыканий или применять обратную полярность — это действительно опасно для жизни. Избегать следует и чрезмерного нагрева элементов, и сразу же прекращать работу, как только что-то идет не по плану. Необходимо испытывать уверенность не только в каждом движении, действии, но и в используемых инструментах. Они должны быть качественными. В ячейках Li-Ion не допускаются даже малейшие повреждения. Предельно осторожным надо быть во время их пайки, которая вообще-то крайне нежелательна, но все-таки нужна для достижения лучшей балансировки.

  

  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.

  Выбираем лучший литиевый аккумулятор

  Тест 12 литиевых аккумуляторов для лодки, лодочного электромотора, эхолота

  Владельцы лодок уже давно полагаются на свинцово-кислотные аккумуляторы для запуска своих двигателей и питания лодочных электромоторов, подключения эхолота, питания электрических ламп и, в наши дни, для подключения инверторов для запуска бытовых приборов, таких как чайники, микроволновые печи и многое другое (если конечно у вас большая яхта или катер). Тем не менее литиевые батареи предлагают гораздо лучшую производительность и срок службы, но по гораздо более высокой цене. Так не пора ли вам переключиться с технологии 19-го века на технологию 21-го?

  Общепринятое эмпирическое правило для свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что ёмкость аккумулятора должна быть вдвое больше, чем вы, вероятно, будете использовать в течение одного дня или между перезарядками. Это связано с тем, что большинство свинцово-кислотных аккумуляторов не следует регулярно разряжать до уровня ниже 50% от их ёмкости, иначе их срок службы быстро сократится. Некоторые свинцово-кислотные технологии помогают улучшить этот показатель, но с большими финансовыми затратами для владельца АКБ.

  В то же время, чем быстрее вы забираете энергию из свинцово-кислотной батареи, тем меньше общей ёмкости вы получаете. Обычно, батарея, которая дает вам 100 Ач, если она разряжается при токе 5А, то в течение 20-часового периода её работы, отдаст вам только 80 Ач, если вы разряжаете аккумулятор при токе в 20А, то в течение 5 часов вы получите ёмкость и 50 Ач, если вы разряжаете при 100А, то батарея будет отдавать энергию в течение номинального 1 часа. Это становится особенно важным, если вы приводите в действие инвертор или запитываете от аккумулятора лодочный электромотор.

  Таким образом, номинальная емкость свинцово-кислотной батареи должна быть еще больше, если вы регулярно снимаете с неё большие токи.

  Кроме того, количество полезных циклов, которые любая батарея даст вам в течение своего срока службы, определяется тем, насколько сильно вы её разряжаете каждый раз, называется это глубина разряда, и как быстро вы отключаете питание.

  Самый дешевый свинцово-кислотный аккумулятор для отдыха, продаваемый в среднестатистическом магазине, вероятно, даст вам в лучшем случае 100-125 циклов при 50% глубине разряда. Если вы регулярно разряжаете батарею до 80% (т.е. оставляете лишь 20% её первоначальной ёмкости), этот показатель упадет до 25-30 циклов, после чего у вас, вероятно, останется только 50-60% от первоначальной максимальной ёмкости. Если вы разрядите батарею до 90% (остаток 10%) – когда свет начнет тускнеть – вы, вероятно, получите в итоге не более 10-20 циклов заряда/разряда.

  

  Самые лучшие аккумуляторные батареи для вашей лодки и лодочного мотора, которые только есть в продаже улучшат эти показатели, но обычно не намного, и вам, как правило, придется искать тяговые батареи, предназначенные для питания электромобилей, чтобы получить более 500 циклов при 80% глубине разряда. Батареи глубокого цикла от Vetus и свинцово-углеродные батареи от DBS Leoch дадут еще больший срока службы и больше циклов.

  И еще одна проблема на лодке со свинцово-кислотной батареей – это сульфатация. Оставьте аккумулятор на зиму с 80% зарядом, и это станет её максимальной ёмкостью, независимо от того, на сколько вы зарядите батарею впоследствии. Сделайте это два года подряд, и вы снизите ёмкость уже до 60%.

  Являются ли литиевые батареи лучше свинцово-кислотных?

  Утверждается, что литиевые батареи перевернули все эти ожидания производительности с ног на голову. Маркетологи и продавцы утверждают, что разрядная ёмкость составляет почти 100% даже при разряде 100А, а срок службы более 2000 при аналогичных разрядных токах и 80% глубине разряда.

  Цель нашего теста состояла в том, чтобы проверить эти утверждения.

  

  Чтобы обеспечить беспристрастность и справедливость для всех литиевых аккумуляторов, мы заряжали каждую батарею во время тестирования одобренным литиевым зарядным устройством – либо тем, которое поставляется вместе с ней, либо умным зарядным устройством Victron, либо Mastervolt ChargeMaster Plus. Затем мы провели три измеренных разряда (с перезарядкой между каждым) и измерили Ач, который батареи выдавали:

  При разрядном токе в 25А – использование МК тестера разряда постоянного тока.
• При токе в 100А – путем подключения каждого аккумулятора к инвертору, с подключенным электронагревателем мощностью 1 кВт
• При 150А – см. пункт 2, но с нагревателем мощностью в 1,5 кВт
• Наконец, мы измерили максимальный ток, который они будут выдавать в течение 5 минут, может вам понадобиться вскипятить чайник или включить микроволновую печь, которые вы случайно захватили себе на лодку.
• Некоторые испытываемые батареи имели номинальную ёмкость только 90Ач или 60Ач, поэтому мы использовали только токи 90А и 60А, чтобы проверить фактическую производительность по сравнению с заявленной производителем.
• Некоторые батареи могли выдавать 150А, некоторые – нет. Во всех случаях именно внутренняя система управления батареями (BMS) определяла, когда они выключаются, причем разные производители выбирали разные точки отсечки, которые, по их мнению, позволят их устройству обеспечить наилучшие долгосрочные результаты и срок службы количество циклов.
• Температура нашей испытательной установки колебалась в пределах 10-15°C. заявленные мощности большинства производителей были достигнуты при температуре 25°C, поэтому наши результаты должны были быть немного ниже заявленных показателей, примерно на 2-4 часа работы батареи.

Свинцово-кислотные и литиевые батареи: факты

На протяжении более 100 лет в большинстве аккумуляторных батарей использовались свинец и серная кислота, впервые изобретенные в 1859 году Гастоном Плантом. Затем в 1970 году появились литиевые батареи, которые на 50% легче, без эффекта памяти, в десять раз больше срока службы (больше количество циклов заряда/разряда) и способны выдавать почти всю свою номинальную ёмкость даже при самых высоких токах разряда.

Но у лития есть и недостатки. Первый – это стоимость, в четыре раза превышающая цену эквивалентной свинцово-кислотной батареи, а второй – безопасность. Литий – это высокореактивный металл, который бурно реагирует при соприкосновении с водой или даже влагой в атмосфере, если элемент поврежден, и если он загорится, использование воды для его тушения не очень хорошая идея, а когда вы на открытой воде, пожар тушить особо то и не чем.

Использование соединений лития значительно снижает, но не устраняет пожароопасность. Оксид кобальта лития (LiCoO2) обладает высокой плотностью энергии, но большими рисками для безопасности, особенно при повреждении. Более низкоэнергетические, но более безопасные соединения включают оксид марганца лития (LiMn2O4) и фосфат железа лития (LiFePO4). Последний стал предпочтительным материалом для батарей умеренной производительности и из него как раз и состоят все блоки аккумуляторных батарей, которые мы тестировали.

Что находится в литиевой батарее?

Фактически литиевая батарея состоит из нескольких блоков основных элементов, и они могут значительно отличаться по размеру и форме. Они могут быть плоскими и в форме призмы, но в этом случае в батарею поместится только четыре блока в общей сложности. Или они могут быть цилиндрическими, в форме “швейцарского рулета”, со слоями анода и катода, свернутыми вместе с разделителем между ними.

Эти цилиндрические ячейки могут быть удивительно маленькими, примерно размером с батарейку типа АА, это если говорить о модели 18650, в результате чего аккумуляторный блок мощностью 85 кВт, используемый в автомобиле Tesla, состоит не менее чем из 7104 таких ячеек!

Номинальное напряжение одного литий-ионного элемента составляет 3,2 В, Это означает, что аккумуляторы, которые состоят из четырех ячеек дадут вам на батарею номинальное напряжением 12,8 В, что близко к свинцово-кислотному аккумулятору, который имеет шесть ячеек по 2,1 В и напряжение 12,6 В. Это позволяет нам напрямую менять свинцово-кислотную батарею на литиевую.

Системы управления литиевыми батареями (Battery Management Systems) или BMS

Для того чтобы сохранить ожидаемый срок службы литиевой батареи и обеспечить ее безопасность, необходимо, чтобы она не разряжалась ниже определенного напряжения, при максимальном токе, а в элементах поддерживались равные напряжения. Также зарядный ток и напряжение не должны превышать определенных значений. Для больших аккумуляторных батарей в автомобилях это потребовало отдельной и сложной электронной системы управления батареями, а также специально разработанного зарядного устройства.

Прорыв с нынешней новой культурой морских литиевых батарей заключается в том, что все они включают в себя встроенные системы управления батареями, либо в корпусе, либо в виде простого подключаемого устройства, и в результате этого их можно заряжать с помощью существующих зарядных устройств.

Единственное условие состоит в том, что зарядное устройство должно обеспечивать максимальное напряжение 14,4 В, которое типично для гелевое свинцово-кислотных тяговых батарей.

Однако некоторые поставщики указали, что если вы собираетесь получить максимальную ёмкость своих батареях, вы должны использовать зарядное устройство (ЗУ) с определенными настройками именно для литиевых батарей, а некоторые производители предоставили нам такие ЗУ.

Или если аккумулятор используется в катере или лодке или доме на колесах, с генератором переменного тока с приводом от двигателя, они рекомендуют установить зарядное устройство между пусковым АКБ двигателя и литиевой сервисной батареей, чтобы обеспечить максимальную скорость зарядки, защищая как генератор, так и батарею от чрезмерных токов.

Система управления батареями (BMS) является ключевым компонентом всех литиевых аккумуляторов и аккумуляторных блоков. Если напряжение падает ниже определенного заданного уровня, обычно где-то между 9,0 В и 10,0 В, или ток становится слишком высоким, BMS выключает внутреннее реле, и ток перекрывается.

Если это происходит, некоторые производители оставляют батарею постоянно выключенной до тех пор, пока к ней не будет приложено зарядное напряжение, в то время как другие позволяют батарее перезагрузиться через несколько секунд после отключения нагрузки.

BMS также уравновесит отдельные элементы в батарее – то есть приведет все напряжения к одному и тому же уровню. Это важно для поддержания длительного срока службы. Система также отключит напряжение на клеммах во время транспортировки аккумулятора.

Литиевые батареи для запуска двигателя

Ни одна из испытанных нами литиевых батарей не подходит для запуска двигателя. Для этого нужен очень большой ток для коротких промежутков времени – порядка 200-400А, а эти батареи просто не рассчитаны на то, чтобы выдавать такие токи на регулярной основе.

Гарантии на литиевые батареи

К гарантийным обязательствам, приведенным для литиевых батарей, следует относиться с осторожностью. Большинство из них основаны на цифрах, предоставленных производителями элементов, и от них часто можно уклониться с помощью разных оговорок, такими как ремонт, а не полная замена. А еще в гарантийном талоне можно найти условия о том, как батарея должна заряжаться и разряжаться, а вы потом попробуйте доказать продавцу, что вы делали все правильно, согласно инструкции.

По этой причине вы должны внимательно читать мелкий шрифт и не предполагать, что устройство с вдвое большим гарантийным сроком обязательно будет в два раза лучше.

Требования к жизненному циклу литиевой батареи

Мы не смогли проверить утверждения о циклическом сроке службы батарей, которые мы тестировали, но все они находятся в диапазоне от 2500 до 5000 при 80% глубине разряда, так что вряд ли все они ошибаются.

Но мы пошли дальше и спросили наших поставщиков от куда они взяли эти цифры про циклический срок службы своих литиевых аккумуляторов. Большинство признало тот факт, что фактически батарея никогда не тестировалась в течении всего цикла в 5000 зарядов/разрядов, т.к. для этого потребовалось бы около 10 лет. Цифры, которые вы видите в технических характеристиках батареи основаны на других цифрах, которые были предоставлены заводом изготовителем отдельных элементов каждой батареи.

И здесь возникает одна из возможных проблем с литиевыми батареями. Почти всё производство литиевых элементов находится в азиатском регионе (Китай, Тайвань, Корея и т.д.), и стандарты производства и нормы безопасности при их изготовлении трудно проверить. Хотя существует международный стандарт для транспортировки (UN38.3), насколько мы можем судить, существует мало – если вообще есть – международно согласованных стандартов для производства аккумуляторных батарей.

Это не означает, что испытанные нами батареи небезопасны, но мы бы посоветовали вам обратиться к поставщику любой аккумуляторной батареи, которую вы собираетесь купить, с просьбой предоставить вам соответствующие отчеты об испытаниях, подтверждающие соответствие требованиям и нормам безопасности в вашей стране.

Результаты тестирования литиевых аккумуляторов

Sterling AMPS 60 & и AMPS 100



Компания Sterling уже много лет занимается производством и поставками зарядных устройств и инверторов, и один из их крупнейших рынков – это аварийные транспортные средства, которые используют свои инверторы для питания растущего массива оборудования 240V, используемого сегодня. Обеспокоенные низкой производительностью свинцово-кислотных аккумуляторов при использовании на больших токах и до низкого уровня глубокого разряда, они начали искать альтернативы. Наряду с литиевыми батареями моделей AMPS они также поставляют зарядные устройства для зарядки батареи от батареи, что позволяет генератору автомобиля быстро перезаряжать АКБ.

Эти два аккумулятора показали замечательные результаты в испытании на разряд 100А/60А, обеспечивая 119 Ач и 77 Ач соответственно, что на 20% выше их номинальной мощности. 60-ая модель сохранила эту производительность на 95А, но 100-ая упала на 150А, выдавая только 55 Ач. Sterling прописал это в BMS в 100-ой модели для отключения её достаточно рано, не давая ей сильно разрядиться. При тестировании максимальных значений тока эти батареи показали аналогичные результаты, 60-ая выдала 120А в течение пяти минут, но 100-ка – только 160А. Внутри каждая из них состоит из четырех призматических ячеек; так же есть съемный ремень для переноски.

Super B Epsilon 90



Super B был самым дорогим устройством на тесте, но и показал один из лучших результатов. Его номинальная ёмкость составляет всего 90А, но он поддерживает ее при разряде 25А, 100А и 150А. Он также смог выдать 190А в течение пяти минут. Такие данные говорят о том, что этот литиевый аккумулятор имеет многоцилиндровое расположение ячеек внутри.

Внешне он имеет две ручки для переноски, которые складываются заподлицо, а также этикетки с его полной спецификацией и мерами предосторожности. Когда мы его получили, его напряжение было низким, это делается специально для транспортировки. Но в комплекте идет шестигранный ключ, с помощью которого открывается специальная пластиковая панель, под которой расположились несколько переключателей, с помощью которых восстанавливается нормальное, рабочее состояние аккумулятора.

Так же в комплекте поставляется USB-накопитель с полным руководством пользователя, а фирменное приложение позволяет контролировать заряд батареи с вашего телефона через Bluetooth. К сожалению, на клеммах аккумулятора нет цветового кодирования, и вам придется внимательно вглядываться в символы, выбитые на черном пластиковом корпусе.

Компания базируется в Голландии и проводит собственные внутренние испытания на производительность и разряд литиевых аккумуляторных батарей, а также внешние испытания на соответствие требованиям безопасности. Но сами внутренние ячейки поставляются из Китая.

Mastervolt MLI-E



Mastervolt – одна из крупнейших компаний на мировом рынке морской электроэнергии, предлагающая широкий ассортимент зарядных устройств, инверторов и аккумуляторов. У них уже несколько лет есть большие литиевые батареи на 24 В, установленные на многих самых больших парусных яхтах и суперяхтах, но это их первый автономный блок на 12 В. На самом деле, если не обращать внимание на цвет пластиковых ручек, он очень похож на Super B Epsilon 90 (см. выше).

Конечно, показатели производительности почти идентичны, и все те же комментарии по поводу корпуса и BMS подходят как для Super B Epsilon 90 так и для Mastervolt MLI-E, включая отсутствие цветовой кодировки на клеммах. Mastervolt утверждает, что эта батарея состоит из 240 цилиндрических элементов, и она произведена, собрана и испытан в Нидерландах.

И этот литиевый аккумулятор, и Super B имеют идентичный светодиодный дисплей на верхней панели, показывающий состояние заряда и предупреждающий вас о низком напряжении, и оба они предлагают вам приложение для мониторинга батареи через Bluetooth с помощью вашего смартфона.

Transporter Energy



Transporter – это европейское подразделение американской компании Dragonfly Energy, которая занимает лидирующее место на рынке кемперов, автофургонов и домов на колесах (RV). Вся его продукция собирается и тестируется в США.

Этот Transporter, на нашем сегодняшнем тесте, представляет собой многоцилиндровую аккумуляторную батарею, состоящую из ячеек типа 18650. Он снабжен съемным ремнем для переноски. Внешне он отличается от всех остальных батарей на нашем испытании наличием медных наконечников с гайками и болтами для соединения положительного и отрицательного кабелей, в отличие от утопленных резьбовых клемм из нержавеющей стали. Transporter заявляет, что это дает лучшее электрическое соединение и позволяет избежать деформацию внутреннего соединения с ячейками, если вы перетянете болты или если они проржавеют после нескольких лет эксплуатации в соленой воде.

Литиевый аккумулятор Transporter Energy хорошо показал себя в работе до 100А, но если ток превышал это значение, даже на 1А, то через 30 секунд BMS выключался и не сбрасывался до тех пор, пока вы не подадите напряжение заряда. Это явно конструктивное решение, предназначенное для предотвращения повреждения батареи в случае повторной длительной перегрузки, но это кажется излишней перестраховкой.

Victron Smart 100



Victron – еще один крупный игрок на мировом рынке портативных источников питания, включая морские, автономные и резервные источники питания, с зарядными устройствами, инверторами, контроллерами солнечных панелей и широким спектром батарей.

До сих пор их литиевые батареи требовали отдельного внешнего BMS (блока управления), и Smart 100 – такой же, но нам говорят, что скоро появятся новые автономные блоки. Внутренние ячейки это четыре больших призматических блока, с активным непрерывным балансированием. Аккумуляторы собираются в Китае или Восточной Европе, но компания проводит собственные внутренние испытания.

Внешне устройство не снабжено цветовым кодированием клемм, только рельефные символы, и отсутствует какой либо удобный способ поднять его, кроме крошечного гребня по периметру верхней части корпуса.

Аккумулятор Victron Smart 100 показал превосходную производительность, побил все рекорды на 25А, 100А и 150А, и обеспечивая 205А в течение пяти минут, и у него есть телефонное приложение для мониторинга заряда батареи.

Relion RB100 и RB100HP



Relion – это еще одна американская компания с широким ассортиментом литиевых батарей 12В, 24В и 48В, все они сделаны в Китае, и постоянно выходят новые модели под этим брендом. Компания поставляет литиевые аккумуляторы на все внешние рынки и имеет своё собственное подразделение по разработке.

Две батареи на нашем тесте различаются только своими максимальными текущими возможностями, и, как мы понимаем, они имеют идентичную внутреннюю многоцилиндровую конструкцию, но разными настройками BMS. Наши предположения были подтверждены в наших тестах, причем оба они были близки к своим номинальным мощностям на 25А и 100А, но RB100 выдавал всего 82 Ач на 150A, по сравнению с 102 Ач у RB100HP.

На максимальных токах была та же разница: 178А для RB100 и 198А для версии с индексом HP.

RB100 имеет пару складных пластиковых ручек, в отличие от RB100HP, у которого есть ремень для переноски.

3 Lion 3L-100



Аккумуляторы 3 Lion поставляются компанией NDS, которая базируется в Италии и является одним из крупнейших европейских игроков на рынке автономных сетей, с широким ассортиментом зарядных устройств, инверторов, солнечных панелей, контроллеров и литиевых батарей, предназначенных для рынка RV (кемперов, автофургонов и т.п.), а также для лодок и лодочных электромоторов.

Благодаря этому аккумулятор поставляется в комплекте с многофункциональным блоком управления и дисплеем, который принимает питание от каждого источника-генератора переменного тока двигателя, солнечных панелей и зарядного устройства – балансируя потребность батареи, а затем распределяет его по различным розеткам, причем все функции отображаются на жидкокристаллическом дисплее. Все это входит в его стоимость.

Внешне эта батарея была похожа на несколько других в сегодняшнем тесте, видимо, что многие из них вполне могут быть произведены на одно и той же китайской фабрике. Положительные и отрицательные клеммы имеют цветовую маркировку. Внутри он состоит из 132 цилиндрических ячеек.

Производительность была выше номинального значения при 25А, близка к 100А, но только 82 Ач при 150А. максимальный ток составлял 190А в течение пяти минут.

EZA 100 и EZA 130



Французская компания EZA является одним из крупнейших игроков на неэлектрифицированном рынке автофургонов и домов на колесах. 100-ая модель EZA собрана из призматических китайских ячеек, но они собраны в Европе и имеют прочный металлический корпус по сравнению с пластиковым у всех остальных аккумуляторов. Клеммы расположены близко друг к другу, и вам нужно будет быть осторожным с вашим гаечным ключом при их подключении. Блок имеет внутреннюю BMS, и множество световых индикаторов на верхней панеле, которые показывают состояние этой литиевой батареи.

Производительность близка к его номинальному показателю при 25А и 100А, но поскольку его не рекомендуют разряжать током выше 100А, мы не стали идти против слов производителя и устраивать ему стресс-тест.

EZA130 – это очень солидный и сложный агрегат в металлическом корпусе, опять же разработанный для рынка RV и собранный во Франции. У него два входа и два выхода и предназначен для подключения к входам от генератора переменного тока двигателя, а также к рядам солнечных панелей и сетевого зарядного устройства.

Эти две розетки способны обеспечить стандартные требования оборудования на 12 В плюс есть еще и инвертор. Внутри есть встроенное зарядное устройство для заряда батареи от батарее, предназначенное для использования с новейшими автомобильными интеллектуальными генераторами переменного тока. Есть и контроллер для заряда от солнечных панелей. А аккумуляторе EZA130 предусмотрена система отключения при длительном простое.

Производительность была на уровне 25А и 130А, но опять же это был его максимум, который аккумулятор может выдавать на разряд.

Lifos 68



Lifos – новый игрок на рынке литевых аккумуляторов. Не смотря на то, что его номинальная ёмкость ниже всех остальных, а это 100 Ач, мы все таки взяли его на тест, т.к. такие батареи могут пригодиться для небольшой трейлерной лодки или для питания маломощного лодочного электромотора, который установлен на легкую надувную лодку. Но Lifos выпускает и более мощные модели аккумуляторных батарей.

У Lifos 68 есть аккуратная складная пластиковая ручка, а его клеммы сделаны из латуни в форме конусов. К ним удобно подключать как зажимные контакты, так и кольцевые с затягивающими болтами. Что до его внутренностей, то там расположились четыре призматические ячейки. Все аккумуляторы Lifos производятся на заводах в Китае по лицензии головной компании.

Производительность была на уровне или близка к его номинальным показателям при 25А и 65А, но при токе выше 70А он отключился в соответствии со своей спецификацией.

Сравнительная таблица характеристик и результатов тестирования литиевых аккумуляторных батарей

АКБ	Ёмкость (Ач)	Постоянный ток (А)	Макс.ток в течении 30 сек. (А)	Результаты тестирования				Циклов при 80% глубоком разряде	Габариты (мм)	Вес (кг.)	Цена (£)	Гарантия (лет)
				Ач @25А	Ач @100А	Ач @150А	Макс.ток в течении 5 мин.
3 Lion 3L-100	100	100	100	103	99	82	190	2500	337x175x190	13.3	1299	3
EZA 100	100	100	130	96	95	–	100	2000+	320x130x250	15.1	1299	2
EZA 130	130	125	195	130	133*	–	155	2000+	380x265x200	25	2995	3
Lifos 68	68	60	80	68	65**	–	70	3700	258x175x200	7.8	699	5
Mastervolt 90	90	200	350	90	90	88	190	5000	353x175x190	13.5	1530	2
Relion 100	100	100	200	99	98	82	178	5000	329x172x223	13.5	1000	5
Relion 100HP	100	100	800	103	102	102	198	5000	329x172x223	13.5	1000	5
Sterling 60	60	60	120	76	77***	78***	120	4000	260x160x210	10	599	5
Sterling 100	100	100	200	120	119	55	160	4000	330x215x170	14.5	1250	5
Super B 90	90	200	350	90	91	88	190	5000	353x175x190	13.5	1860	3
Transporter 100	100	100	200	96	95	–	100	5000	324x173x229	13.1	1195	10
Victron 100	100	200	200	104	103	102	205	2500	321x152x197	15	1465	2
*при 130А, **при 65А, ***при 60А, ***при 95А

Выводы по результатам тестирования

Проще говоря, все испытуемые батареи работали в пределах 3-4 Ач от заявленной максимальной мощности при 25А и 100А, а некоторые даже достигали этой величины при 150А.

Кроме того, когда литиевая батарея разряжается, ее напряжение остается почти постоянным, только падая в течение последних 10% времени работы. Напротив, напряжение свинцово-кислотной батареи падает почти по прямой линии, поэтому фактическая мощность, доступная в литиевой батарее, больше.

Тем не менее, даже несмотря на то, что цены падают, средняя стоимость для литиевых аккумуляторных батарей все еще кусается, т.к. это более чем пятикратная разница по сравнения с эквивалентными по ёмкости свинцово-кислотными батареями.

Но если смотреть с практической стороны, то вы получите в десят раз больше рабочих циклов и за счёт этого итоговая стоимость жизни одной литиевой батареи будет в два раза ниже свинцово-кислотной. Так же литиевые аккумуляторы легче, вес их примерно в два раза ниже свинцово-кислотных

Какой литиевый аккумулятор лучше подойдет для моей лодки и моего мотора?

Обычно в наших тестах мы стараемся предложить наилучшей цена/качество, но в этом случае нет ни одного явного победителя, и ни одного тестового результата, которое мы могли бы справедливо отметить как выдающийся.

Например, батареи Sterling выдают больше Ампер Часов, но Victron, Super B Epsilon, Mastervolt и Relion 100HP дают вам более высокие постоянные токи.

Все аккумуляторы почти точно соответствуют своей номинальный ёмкости в Ач, в пределах наших тестовых допусков, но заявленный срок службы в циклах заряда/разряда варьируется. Ни один из этих показателей жизненного цикла не может быть проверен в рамках нашего тесте и, возможно, был определен с использованием различной глубины разряда батарей. Но в любом случае все производители рассчитывают дать вам не менее 2000 циклов, что для большинства будущих потребителей, вероятно, составит не менее 20 лет нормальной эксплуатации.

Цены на литиевые аккумуляторы с течением времени могут меняться, в зависимости от конъюнктуры рынка, поднимающегося спроса в начале сезона и падением цен ближе к осени.

Общепризнано, что те, у кого многоячеистая конструкция литиевой батареи, получат более длительный конечный срок службы, но по более высокой цене, и опять же всё это относительно и вряд ли будет иметь значение при редком использовании батареи, но может стать более важным фактором для ежедневной эксплуатации на рабочем месте, в ГИМС или еще где.

Стоят ли литиевые батареи своих денег?

Итак, подойдёт ли литий для вас? Ну, если быть реалистом, то если вы используете спускаете лодку на воду только 10-20 раз в год и просто включаете от аккумулятора огни и навигационное оборудование, то свинцово-кислотная вам точно подойдёт, вероятно, вы выиграете по соотношению цена/качество.

Просто купите самый лучший гелевый свинцовый аккумулятор, держите его постоянно заряженным, не допускайте глубокого разряда и он легко прослужит вам более 10 лет.

Но как только вы начнете выходить на воду чаще, станете использовать на своей лодки больше электрооборудования, захотите оснастить своё судно лодочным электромотором повышенной мощности, то литиевый аккумулятор будет единственным разумным выбором для вас. В плюс к такому выбору можно отметить то, что постепенно цены на литиевые АКБ падают с совершенствованием процесса производства, выходом новых моделей и повышением общей конкуренции на этом рынке.

Самодельный аккумулятор для электровелосипеда

Самая дешевая Li-ion батарея для электровелосипеда своими руками

Если вы уже практически переоборудовали свой байк в электровелосипед и дело осталось только за аккумулятором, то вариантов в принципе немного — купить готовый или сделать аккумулятор для велосипеда своими руками, собрав его из ячеек. Батарея является самым дорогим элементом при сборке электровелосипеда. Цены на качественные Li-ion батареи начинается от 15 тысяч рублей, и уходят в небеса. Если вы хотите порядочно сэкономить на стоимости батареи, получить новые навыки и знания — эта статья для Вас. Стоимость моей самодельной батареи на 36V 13Ач — около 6 тысяч рублей. Но она могла стоить почти вдвое меньше, так как я заказывал заводской корпус.

Статья не является прямым техническим руководством, показываю как сделал я, Li-ion батареи являются элементом повышенных требований безопасности, и Вы делаете все на свой страх и риск!

Этот способ подходит для тех, кто не торопится — например, сделать зимой батарею для летних покатушек.

Для начала нам нужно найти где продают старые аккумуляторы от ноутбуков. Я нашел компьютерный сервис, где их продавали 100 руб. за штуку. Многие сервисы их не собирают и просто выкидывают. Взял 20 штук батарей не глядя, можно не проверять. Фишка здесь в том, что обычно в батарее отказывает один, максимум два элемента 18650 из шести, остальные же находятся в рабочем состоянии.

Нещадно, но аккуратно разбираем корпуса, вытаскиваем элементы, разрезаем кусачками никелевую проволоку так, чтобы у каждого элемента оставался хвостик

1см с каждой стороны. Это поможет нам спаять батарею обычным паяльником.

Из 20 батарей от ноутбуков у меня получилось добыть 112 элементов 18650 — в одной батарее было только четыре элемента, а одна подошла к моему ноутбуку и была в хорошем состоянии, решил ее оставить 🙂

После разборки проверяем каждый элемент сначала вольтметром — в одну сторону откладываем условно рабочие годные элементы — те, где напряжение больше 3,5 вольт.

В другую кучку откладываем элементы напряжением от 3,4 до 2 вольт — они тоже возможно будут работать, но отложим их на вторую очередь проверки.

И откладываем в третью кучу элементы напряжением менее 2 вольт — скорее всего они уже не годны.

В первой кучке у меня получилось 64 элемента, во второй 32, в третьей 16 элементов. Неплохо.

Теперь наступает самый длительный процесс тестирования элементов по емкости. Для этого нужно будет приобрести зарядное устройство для Li-ion батарей с функцией проверки емкости. Это, конечно прибавит к общей стоимости батареи, но вещь безусловно удобная и нужная в хозяйстве. Я заказал liitokala engineer lii-500 на али, стоимость около 1 тысячи руб.

Сначала ставим условно рабочие элементы из первой группы, проверяем их в режиме NOR TEST, ток заряда лучше выставлять 500мА, так как на 1А зарядник сильно греется. Время теста четырех батарей около 6-8 часов, я ставил на ночь. Чтобы проверить все элементы нужно пару месяцев, но по другому никак=)

По результатам проверки так же разделяем несколько групп, но уже по емкости — в первой группе у меня были элементы с самой высокой емкостью, которые без проблем зарядились до 4,2 вольта и прошли тест заряд-разряд. Их мы и будем использовать в нашей батарее для электровелосипеда. Я отбрал элементы от 2500 до 2000мАч. Их у меня получилось 65 штук.

Во вторую группу перемещаем так же хорошие элементы, но с емкостью менее 2000мАч, их мы будем использовать для бытовых целей, фонариков и других самоделок. Это приятный бонус.

И в третью группу, на утилизацию, откладываем батареи которые не прошли цикл заряд-разряда.

Теперь остается выбрать тип батареи и распределить элементы по группам. Я решил делать батарею на 36 вольт, так батарея получиться более большая по емкости, чем если бы я делал ее на 48 вольт.

Для этого нужно последовательно соединить 10 групп по 6 соединенных параллельно элементов. Нужно так распределить элементы, чтобы емкость каждой из 10 групп примерно была одинаковой. Проще всего забить данные в таблицу в екселе и менять элементы местами.

Разбег по группам у меня составил около 30мАч, общая емкость батареи — чуть более 13Ач.

Теперь остается дело за малым, правильно, аккуратно и качественно спаять батареи. Если хочется максимально сэкономить, то можно склеить элементы друг к другу термоклеевым пистолетом. Но способ так себе, в идеале элементы не должны соприкасаться. Я заказывал себе на али бокс для батарей, в него входит две сетки с отсеками, собирать и паять очень удобно.

Закладываем в нижнюю яйчейку все элементы согласно таблице. Чтоб не запутаться, можно дополнительно подписать группы 1-10.

За имеющиеся хвостики никелевой ленты спаиваем группы элементов. Я паял медной проволокой из провода сечением 0,75мм. Для равномерного заряда и разряда всех элементов группе надо чтобы перемычек между батареями было как можно больше.

Не забываем про плату балансировки. Это обязательный элемент в аккумуляторной сборке. Она должна точно подходить под тип собранной батареи. Так как я собираюсь использовать ее с мотор — колесом на 350Ватт, взял недорогое BMS на 15 ампер разряда, около 900 рублей. Подключаем согласно схеме производителя.

После сборки еще раз все проверяем, на выходе батареи должно быть 42 вольта.

Готовую батарею плотно оборачиваем мягкой упаковочной пленкой заматываем скотчем, и засовываем в корпус. Нужно чтобы она заходила в корпус с некоторым натягом.

Готовая батарея получиться ничем не хуже заводской, в случае выхода из строя какого -то элемента его всегда можно будет заменить своими руками. К тому же собранное своими руками изделие всегда приятней эксплуатировать)

По этой же схеме можно спаять аккумуляторную сборку из новых элементов, на али сейчас 40шт 18650 с емкостью 2600 мАч можно купить за 4 с небольшим тысячи рублей. Это тоже будет намного дешевле, чем покупать готовую батарею в магазине.

Аккумулятор для электровелосипеда своими руками

В продаже представлен богатый ассортимент литиевых аккумуляторов для различных видов персонального электротранспорта. Но иногда хочется собрать аккумулятор для электровелосипеда своими руками, чтобы отточить свое мастерство, попрактиковаться в создании полезного устройства и быть уверенным в качестве сборки. Если вы также задались целью самостоятельно собрать аккумуляторную батарею с нужными характеристиками, вам понадобятся:

• достаточное количество элементов Li-ion типоразмера 18650;
• BMS плата управления – она отвечает за выравнивание заряда элементов питания, контролирует процесс заряда и разряда АКБ и продлевает срок ее службы;
• соединительные провода, разъемы;
• подходящий по размерам бокс или кейс из металла или пластика – его можно купить или изготовить самостоятельно;
• 2 противопожарных пакета;
• амперметр;
• паяльник;
• зарядное устройство.

Алгоритм сборки Li-ion батареи для электровелосипеда своими руками

Подготовленные ячейки типоразмера 18650 попарно укладываются в пакеты с учетом полярности, обеспечивая параллельное соединение. К ним подсоединяются силовые и балансирные провода. Пакеты последовательно соединяются друг с другом для получения необходимого напряжения. Разъемы выводятся наружу с использованием удлинителей. Балансирные провода соединяются последовательно.

Все литиево-ионные элементы тщательно стягиваются и укладываются в подготовленный бокс или кейс, в котором заранее необходимо просверлить отверстия для вывода проводов. Тут же припаивается плата BMS. Провода выводятся наружу, после чего к верхней части подсоединяется штекер для дальнейшего осуществления зарядки батареи. Все отверстия кейса тщательно герметизируются. В завершение, кабель собранной батареи подключается к электрическому контроллеру (нагрузке ), и источник питания размещается на транспортном средстве – на раме, багажнике или в другом подходящем месте.

Меры безопасности

Собираясь собрать самодельный аккумулятор для велосипеда своими руками, помните, что:

1. В процессе работы и при тестировании аккумуляторов важно быть предельно аккуратными и осторожными.
2. Нельзя допускать падений элементов питания и собранной батареи, их нагрева, сдавливания, проникновения в них сторонних предметов.
3. Важно избегать короткого замыкания, перезарядки аккумуляторов, применения обратной полярности.
4. В случае чрезмерного нагрева необходимо прекратить эксплуатацию батареи или зарядного устройства.
5. Нельзя использовать ячейки сомнительно качества, с признаками повреждений.

Если вы сомневаетесь в достаточности своих знаний и опыта, лучше сэкономьте время и силы – просто купите готовую аккумуляторную батарею Li-ion с подходящими параметрами или закажите ее профессиональную сборку на заказ, с предоставлением гарантии на выполненную работу. Изготовление аккумуляторной батареи на заказ позволяет самостоятельно выбрать ячейки для сборки АКБ и четко соблюсти требуемые характеристики. В частности, вы можете заказать аккумулятор оптимально подходящей вам формы, размеров, емкости.

О пайке литиевых элементов

Паять литиевые ячейки крайне нежелательно – при нагреве паяльником их легко испортить. Но для лучшей балансировки пайка нужна, поскольку избыточное сопротивление приводит к искажению сведений о напряжении, получаемых зарядным устройством. Компромиссное решение – использовать элементы с клеммами и воздействовать на них паяльником кратковременно, максимум пару секунд.

Альтернативой пайки может стать:

1. Применение в роли контактов редкоземельных магнитов. Они мощные, обеспечивают отличный контакт с ячейками, а снаружи покрыты неокисляющимся цинком или никелем. Припаивать к ним провода нужно очень осторожно, не превышая температуру Кюри порядка 300 °С. При этом важно использовать паяльник с термической стабилизацией и легкоплавкий припой.
2. Специальная держалка, как для установки простых батареек. В ней элементы питания будут находиться без жесткой фиксации, что позволит при необходимости менять неисправные «банки ».
3. Готовая держалка с предусмотренной защитой литий-ионных элементов. В нее просто вставляются незащищенные «банки », без пайки и других сложностей.

Выводы

Самодельная батарея для электровелосипеда – это хорошее решение при условии использования качественных элементов питания и наличия знаний и навыков, необходимых для профессиональной сборки такого устройства. Если вам нужен хороший аккумулятор под конкретные требования (нестандартная форма, размеры и другие характеристики), можно самостоятельно собрать его из комплекта элементов 18650. Но без наличия опыта в таких делах не всегда удается с первой попытки создать надежный аккумулятор, пригодный для эксплуатации.

Поэтому проще и безопаснее купить готовый аккумулятор для электробайка. Если в продаже нет модели с нужными вам параметрами, закажите ее сборку в мастерской ВольтБайкс. Наши специалисты изготовят нужную вам батарею с точной подгонкой под необходимые характеристики и требования, качественно выполнят все работы и предоставят гарантию.

Предлагаем вам прочесть в нашем предыдущем материале о том, как правильно заряжать аккумулятор электровелосипеда.

Изготовление аккумулятора для велосипеда своими руками

Электровелосипеды далеко не новинка велоиндустрии, модели представлены во всём многообразии их форм, размеров, цветов и мощностей электродвигателя на любой вкус потребителя. По причине высокой стоимости таких велобайков многие умельцы собирают их собственноручно. Основными электрическими составляющими электробайка являются: электродвигатель, аккумулятор с зарядным устройством и контроллер.

Аккумулятор для электровелосипеда

Готовые наборы для перевоплощения обычного велосипеда в электрический в ассортименте имеются в продаже, но в целях экономии средств зачастую оснащают транспортное средство подходящими моторами, снятыми с различной электрической утвари. Если вы уже практически переоборудовали свой байк в электровелосипед и дело осталось только за аккумулятором, то вариантов в принципе немного — купить готовый или сделать аккумулятор для велосипеда своими руками, собрав его из ячеек.

Аккумуляторная батарея — важнейшая незаменимая деталь электробайка, сердце всего механизма, с помощью которого и обеспечивается питанием велосипедный двигатель. Если источник питания разрядится или выйдет из строя, придётся по старинке крутить педалями.

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.

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.

Как сделать фару на велосипед самостоятельно? Как выбрать подходящий светодиод для фонаря? Детали, которые вам понадобятся, способ сборки и крепления на велосипед.

Как сделать велосипед из дерева своими руками. Рама из дерева не только стильный, но и практичный элемент велосипеда. Создаём прочную деревянную конструкцию.

Если вы мастер на все руки и любите создавать интересные вещицы, почему бы не научиться изготавливать самодельные велосипеды. На велобайке можно колесить по городу, хвастаться необычным самодельным сооружением перед соседями, а главное — показать сыну, какими талантами обладает его отец, научить основным приёмам и ещё больше упрочить понятие «хозяина» в доме.

Подключение двух аккумуляторов на электровелосипеде: для чего нужно, способы, минусы

Многие обладатели электрических велосипедов, особенно этим грешат начинающие пользователи, делают ошибки при расчётах и отдают предпочтенье недостаточно ёмким батареям. Как следствие, возникает дилемма: приобрести дорогую АКБ большей ёмкости или сделать ставку на ещё один дополнительный накопитель? Последнее решение в кругах велосипедистов является спорным, мол подсоединить пару батареек к одному силовому агрегату не получится! Однако на самом деле, это не является правдой. Тут главное немного вникнуть в теорию и вы сразу всё поймёте.

Содержание:

• Что даёт параллельное подсоединение двух аккумуляторов на электробайке?
• Что даёт последовательное соединения двух батарей на электровелосипеде?
• Что даёт независимое подсоединение двух аккумуляторных батарей?
• Минусы монтажа двух батарей на электрический велосипед.

Что даёт параллельное подсоединение двух аккумуляторов на электробайке?

Если соединить парочку аккумуляторных батарей по предложенной схеме, то нас ожидают следующие обстоятельства:

возрастёт суммарная энергоёмкость;

напряжение останется на прежнем уровне.

Конечно, подобный тип соединения увеличит преодолеваемую на одном заряде дистанцию, но здесь нужно знать, что параллельно следует соединять аккумуляторы аналогичной ёмкости, конструкции и напряжения. Если на вашем электробайке контроллером поддерживается рекуперативное торможение, то состыкованные параллельно АКБ будут подзаряжаться одновременно и как следствие, дальность хода увеличиться ещё больше. В принципе, собирать такую схему достаточно просто: «+» одного накопителя подсоединяют к плюсу другого накопителя, ну а «-» подключаем к минусу.

Что даёт последовательное соединения двух батарей на электровелосипеде?

ёмкость остаётся на прежнем уровне;

суммарное напряжение возрастёт.

Такое решение может удовлетворить потребности тех райдеров, которые устанавливают более мощный силовой агрегат, в то время, как напряжения уже установленной АКБ попросту не хватает для него. Точно, как и при параллельной схеме, нужно использовать накопители в распоряжении которых идентичные ёмкости и напряжения.

Что даёт независимое подсоединение двух аккумуляторных батарей?

Есть возможность собрать две независимые схемы и запитать от них два электромотора. Такая модификация пригодится тем юзерам, которые хотят заполучить в своё распоряжение полноприводный аппарат, для более эффективного преодоления внедорожных поверхностей.

Минусы монтажа двух батарей на электрический велосипед:

1. выйдет дороже: себестоимость одной энергоёмкой АКБ в любом случае будет скромнее, чем сумма потраченная на пару накопителей;
2. возрастает масса велобайка и как следствие, будет затруднено педалирование;
3. два накопителя будут занимать на велосипеде довольно много места, которое могло бы быть отведено под дополнительные устройства и аксессуары.

Заключение

Как видим, установить два аккумулятора на электробайк вполне реально, тут вопрос в другом: покроют ли все преимущества, все недостатки с точки зрения конктретного велосипедиста?

Источники:

https://gevis.ru/vse-ob-akkumulyatore-dlya-elektrovelosipeda/
https://electrotransport.su/kak-zarjadit-akkumuljator-elektrovelosipeda/
https://nakolesah.guru/akkumuljator-dlja-jelektrovelosipeda-svoimi-rukami/
https://spyship.ru/testy/luchshij-litievyj-akkumulyator.html
https://velomania.su/velosiped/samodelnyj-akkumulyator-dlya-elektrovelosipeda.html