Quick start

Материал из Electrotransport.ru Wiki
Перейти к: навигация, поиск

Данная страница предназначена для быстрого погружения в тематику построения личного электротранспорта.

Содержание

Терминология и сокращения

Основные сокращения, абревиатуры, принятые в среде электротранспорта. Основная статья: Глоссарий

Единицы измерения

Единицы измерения

В, Вольт, V, Volts - напряжение. Пример: 1В, 1000V, 2кВ.
А, ампер, Amp, Amps, Ampere - ? - Сила тока. Пример 1А, 2Amps.

Батареи

Cell, ячейка, элемент, (слэнг пакет, призматик (плоская ячейка с оболочкой из алюминиевой фольги) или банка (в круглой прочной металлической оболочке)) - минимальная электрохимическая единица, способная многократно накапливать и отдавать электрическую энергию.

Battery, батарея, аккумулятор, обычно просто аккумулятор или батарея (на слэнге иногда котлета - батарея из пакетов) - набор из последовательно и параллельно соединённых ячеек. Ячейки соединяют для получения нужного напряжения (последовательно) и ёмкости (параллельно). Количество последовательно соединённых ячеек обозначают как ?S (от англ. Serial - последовательно), например 4S означает 4 последовательно соединённых ячеек. Количество параллельно соединённых ячеек обозначают как ?P (от англ. Parallel - параллельно), например 3P означает 3 параллельно соединённые ячейки. Суммарная формула обычно выглядит как ?S?P, например 4S3P.

LiOn, лион, литийион - Литий-ионный аккумулятор. Отличается большой удельной ёмкостью (на килограмм веса и объёма), капризен, горит и взрывается, держит невысокое количество циклов. Обычно выпускается в герметичных круглых (иногда плоских овальных) железных банках с толстыми стенками (во избежании деформации).

LiPo, ЛиПо, Липоль - Литий-полимерный аккумулятор. Похож на литий-ионный аккумулятор по свойствам, однако вместо жидкого электролита в нём используется полимерная плёнка, пропитанная электролитом. Вследствии этого может выпускаться в любых формах, но обычно выпускают в виде удобных плоских пакетов из алюминиевой фольги. Согласно последней информации, данный тип аккумуляторов, а также в принципе любые модельные элементы питания на устаревшей химии крайне нежелательны к использованию на электротранспорте в виду их нестабильности и пожароопасности. Это также относится батареям, продаваемым на Hobby King.

LiFePO4, Лифер, фосфат - Литий-железофосфатный аккумулятор. Имея чуть меньшую ёмкость на килограмм веса по сравнению с литий-полимерными аккумуляторами обладает другими ценными качествами такими как неприхотливость (не взрывается), примерно вчетверо бОльшее количество циклов, плоская разрядная характеристика.

Свинец, - (сленговое "Свинина") свинцовый тип аккумулятора, тяжёлое удовольствие, но распространённый и дешёвый.

СС,СV - постоянный ток (Constant Current) и постоянное напряжение (Constant Voltage) соответсвенно. Режим CC позволяет поддерживать на выходе ток не более, чем установленное ограничение (иногда имеется регулятор макс. тока), при необходимости снижая выходное напряжение. Режим CV позволяет установить максимальное выходное напряжение, при достижении которого выходной ток начинает снижаться вплоть до нуля. В блоках питания без режима CC при превышении макс. тока обычно срабатывает защита от короткого замыкания, полностью отключая выход, либо она просто входит в перегрузку с возможностью выхода из строя.

Балансировка - процесс выравнивания уровня заряда в ячейках аккумуляторной батареи. Как правило, выполняется либо зарядником (модельным), либо СУАКБ (BMS). Если этого не делать, в процессе зарядки может наступить такой момент, когда самый заряженный элемент не сможет больше принимать заряд, и процесс зарядки придётся из-за этого полностью прекратить, вследствии чего некоторые ячейки могут оказаться недозаряженными. Аналогично, при разрядке может наступить такой момент, когда какая-то из ячеек переразряжается, и нагрузку приходится отключать, хотя в других ячейках при этом может оставаться достаточно существенный объём энергии. Таким образом, балансировка фактически увеличивает полезный объём аккумуляторной батареи. Самым распространённым методом балансировки является стравливание заряда из наиболее заряженных ячеек через отдельный резистор, который можно подключить к каждой ячейке, по английски это называется bleeding BMS (стравливающая СУАКБ). Реже встречаются так называемые ёмкостные СУАКБ (capacity BMS), в которых конденсаторы достаточно большого объёма используются для переноса заряда от самых заряженных к менее заряженным ячейкам.

4S2P и т.п. - способ соединения элементов в батарею. 4S = 4 последовательно (Series, ряд). 2P = 2 параллельно (Parallel). То есть, в данном случае элементы соединены попарно в параллель, а потом четыре блока из двух параллельных элементов каждый соединены последовательно.

- ток, при разряде которым аккумулятор полностью отдаёт свою ёмкость за 1 час, соответствует цифрам емкости в ампер*часах. Если аккумулятор имеет емкость 2Ач (или 2000мАч), то ток 1С=2А (или 2000мА). Чем больше число перед С, тем быстрее аккумулятор можно разрядить/зарядить без вреда для его здоровья, например если аккумулятор "держит" 25С, значит теоретически его можно разрядить за 1ч/25 = 60мин/25 = 2,4минуты. Часто отдельно указывается максимальный ток заряда, например "25C на разряд, 4C заряд".

Двигатель

МК, мотор-колесо - двигатель, заменяющий собой втулку колеса (переднего либо заднего). По краям имеет отверстия для спиц; использует спицы короче обычных велосипедных и толще (13G или даже 12G вместо "обычных" 14G).

ЭДС - электродвижущая сила.

BLDC - (Brushless DC motor) двигатель с радиально расположенными на роторе постоянными магнитами и катушечной (сосредоточенной) обмоткой якоря.

Директ-драйв, ДД, мотор прямого привода, direct drive, DD - электродвигатель, у которого ротор колесо транспортного средства, барабан стиральной машинки и т.т. То есть, главным признаком директ-драйва является отсутствие трансмиссии.

Редукторный мотор, geared motor - мотор, в конструкцию которого сразу заложен редуктор, обычно планетарный и понижающий. Такой мотор представляет из себя единую законченную конструкцию.

Инраннер (Inrunner) - классический электродвигатель, у которого ротор находится внутри статора. Ротор может иметь обмотку (щёточные двигатели, сериесники), а может не иметь (асинхронные двигатели, двигатели с ротором на постоянных магнитах).

Аутраннер (Outrunner) - "вывернутый наизнанку" классический электродвигатель, у которого статор находится внутри (и иногда закреплён на валу), а ротор вращается снаружи статора. Большинство мотор-колёс, даже редукторные, относятся к аутраннерам. Также аутраннеры часто используются в авиамоделизме (пропеллер крепят к вращающемуся колоколу-оболочке, часто вращающийся вал прикреплён именно к внешнему колоколу а статор крепится к шасси винтами).

Электроника

BMS - Система Управления Аккумуляторной Батареей? специальная схема, контролирующая состояние аккумулятора. Обычно индивидуально отслеживает напряжение на каждой ячейке и следит, чтобы не происходило переразряда и перезаряда любой из ячеек батареи. Так же, как правило, содержит схему выравнивания напряжений ячеек, чтобы были заряжены одинаково полно. Это может быть реализовано либо допусканием незначительного переразряда самых заряженных ячеек, с последующей их разрядкой до "общего знаменателя" через специальные резисторы (резисторная BMS), либо используя "перекидывание" энергии из более заряженных ячеек в менее заряженных (как правило, при помощи специального конденсатора - отсюда и название "конденсаторные" BMS). В последнем случае возможно выравнивание заряда ячеек не только во время зарядки, но и во время любого простоя.

Селлог, Целлог - англ. Cell-Log - представляет собой небольшое устройство:

Celllog.jpg

которое умеет следить за индивидуальным напряжением каждой ячейки аккумуляторной батареи (до 8 ячеек, для бОльшего количества используются дополнительные целлоги). Используется в качестве эрзац-BMS, одной из главных причин является неприлично завышенные пороги отключения и балансировки на большинстве продаваемых BMS для литий-полимерных аккумуляторов (4.30 и 4.25В соответственно). Бывает двух видов: со встроенной памятью для ведения журнала напряжений, и удешевлённый вариант без памяти. Имеет настраиваемый нижний и верхний порог напряжения срабатывания. При срабатывании пищит и, опционально, подаёт сигнал на один из своих разъёмов, который можно использовать для принудительного отключения чего-нибудь; впрочем, это мало кто использует.

Контроллер - управляющая электродвигателем схема. К контроллеру обычно подключается всё остальное - ручка газа, тормоза, двигатель итп. Инфинеон - изначально семейство велоконтроллеров, построенных на базе микроконтроллеров фирмы Infineon, теперь уже и на китайских аналогах. Главным их свойством является программируемость - специальной программой через специальный шнур в таком контроллере можно изменить настройки пределов фазового, батарейного тока, напряжения отсечки и кучи других, для чего в обычных контроллерах обычно приходится орудовать паяльником.

Шунт - низкоомный резистор, обычно в виде одной или нескольких толстых проволочек из константана диаметром 1-2мм и длиной от 10 до 200мм, встречающийся в устройствах, пропускающие через себя большие токи (контроллеры, ваттметры, BMS и т.п.). Используется для замера проходящего через устройство ток, по известному закону Ома: I = U/R; зная сопротивление шунта R и замерив напряжение U микроконтроллер узнаёт ток I.

СA, Cycle Analyst, цикланалист - специализированный велокомпьютер для электровелосипедов; делается на коленке компанией ebikes.ca, штука дорогая но берут - альтернативы нету.

PAS, Thun, Torque sensor - датчик вращения или усилия на педалях, ставится на большую звезду или на вал каретки и сообщает контроллеру, что клиент хочет ехать быстрее/медленнее/вообще не хочет.

ШИМ - Широтно-импульсная модуляция, по английски PWM. Способ представления аналогового сигнала цифровым способом (двумя состояниями: 0 и 1). Соотношение длительности сигнала "1" к сигналу "0" называется скважностью.

DC-DC преобразователь - электронный модуль для преобразования напряжения постоянного тока. Например, на входе 36-60В, на выходе 12В. Обычно входное напряжение допускает значительные отклонения от номинала, а выходное напряжение стабилизировано. Бывают импульсные (с низкими потерями) и линейные (только понижающие, греются нещадно на мало-мальски серьёзных токах). Повышайка - частный случай DC-DC преобразователя для повышения напряжения. Понижайка - частный случай DC-DC преобразователя для понижения напряжения.

Примечания

Исходная статья: Источник на ЕТ Что это значит? Термины и сокращения форума ЭТ.

Основная информация по батареям

Раздел на форуме: https://electrotransport.ru/ussr/index.php?board=48.0

Батарея - это набор из последовательно и параллельно соединённых ячеек. Ячейки соединяют для получения нужного напряжения (последовательно S, Serial - последовательно) и ёмкости (параллельно P, Parallel - параллельно). Суммарная формула выглядит как 4S3P. Обычно батареи собирают из идентичных ячеек.

Напряжение ячеек

Напряжение на ячейке варьируется в небольших пределах в зависимости от уровня заряда. никель-металгидридной ячейки - 1.2В (1.0-1.4В в зависимости от уровня заряда). свинцовой ячейки - 2.0В (1.75-2.4В). литий-железофосфатной ячейки - 3.25В (2.5-3.6В), литий-полимерной (а также литий-ионной) ячейки - 3.7В (3.0-4.2В).

Для долгой работы ячеек рекомендуется уменьшить вилку разброса напряжений ячеек до приблизительно 3.0В - 4.0В.

Краткая информация по различной химии

В виду того, что промышленность постоянно улучшает и меняет химический состав элементов питания, данную классификацию следует считать условной. Самая актуальная информация по конкретным элементам содержится в даташитах на них.

Дополительно см. https://b atteryuniversity.com/learn/article/types_of_lithium_ion

LiPo

Они же котлеты, пакеты. Липоль - Литий-полимерный аккумулятор (LiPo). Похож на литий-ионный аккумулятор по свойствам, однако вместо жидкого электролита в нём используется полимерная плёнка, пропитанная электролитом. Вследствии этого может выпускаться в любых формах, но обычно выпускают в виде удобных плоских пакетов из алюминиевой фольги. LiPo (Горят при повреждениях, ~300-500 циклов зар/разр, малый вес, высокие токи, не для холода) В связи с частыми случаями возгораний данных типов элементов, не рекомендуются к использованию в электротранспорте.

LiIon

лион, литийион - Литий-ионный аккумулятор. Отличается большой удельной ёмкостью (на килограмм веса и объёма), капризен, горит и взрывается, держит невысокое количество циклов. (Малый вес, малый объем, не любят токи выше 1с, ~300-500 циклов зар/разр, не для холода). С данным типом химии крайне не рекомендуется использовать зарядку (рекуперацию) при минусовых температурах.

LiFePo4

Лифер, фосфат - Литий-железофосфатный аккумулятор (LiFePO4). Имея меньшую ёмкость на килограмм веса по сравнению с LiIon, LiPo, большое кол-во циклов, плоская разрядная характеристика, не боится холода, не горит (???). Как показывает практика, количество циклов заряда / разряда сильно зависит от производителя. Зачастую теряют заявленные характеристики значительно раньше, чем страдают неименитые бренды. Имеют самую низкую удельную энергоемкость среди литиевых аккумуляторов. Способны разряжаться и заряжаться очень большими токами. Литий-фосфатные безопасней других типов литиевых аккумуляторов, за исключением сравнительно нового вида химии LiNMC? что крайне важно при использовании в электротранспорте. Могут разряжаться на сильном (до –30 градусов) морозе при небольшой потере емкости и единственные из литиевых аккумуляторов могут заряжаться при отрицательных температурах с использованием особой методики. Средняя точка: 3.2 В Удельная энергоемкость до 140 Втч/кг. Можно разряжать аж до 2,0В, но после 2,8-2,9В остаются считанные проценты заряда. Крайне нежелательно использовать без BMS т.к. в процессе зарядки легко превысить 4В на элемент с последующим ростом внутреннего сопротивления.

LiCoO2

Литий-кобальтовые. Обладают высокой удельной энергоемкостью, что предопределило их использование в портативной электронике. Однако такие аккумуляторы не способны отдавать большие токи и обладают небольшим ресурсом, что затрудняет их использование в электротранспорте. Небольшой срок службы (300-500 циклов или 3 года) Плохо переносят пониженные температуры. Средняя точка: 3.7 В Удельная энергоемкость: ~ 240 Втч/кг

LiMn2O4

Литий-марганцевые. Аналог LiPo но количество циклов работы значительно выше. Часто бывают в формфакторе пакетов (Пакеты монстры): Вес 800гр, Цена ~1150р, Емк. 129 Вт*ч, Емк./кг 161 Вт*ч/кг, МаксТок. 5/10с, 1кВт*ч=8914р

Примеры: http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=19648.0 http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=7476.0

Обладают средней удельной энергоемкостью, но могут быть разряжены большими токами (до 15С). Кроме того, обладают большим ресурсом – до 1000 циклов или 5 лет. Также этот тип литиевого аккумулятора обладает очень важной особенностью – самобалансировкой. Когда напряжение заряда достигает максимального значения, литий-марганцевый элемент начинает выделять тепло, стремясь не превысить пороговое напряжение. Такой эффект позволяет использовать эти элементы с минимальным контролем. Большое распространение такие аккумуляторы получили в дорогостоящем силовом инструменте. Часто применяются в легком электротранспорте. Эффект самобалансировки. Большие отдаваемые токи. Низкий саморазряд. Большой срок службы (1000 циклов или 5 лет). Хорошо переносят отрицательные температуры. Невысокая удельная энергоемкость, сравнимая с LiFePo4. Неспособны заряжаться при отрицательных температурах/ Средняя точка: 3.6 В Удельная энергоемкость: ~ 150 Втч/кг

LiNiCoMnO2 (LiNMC)

Пример даташита: Nominal voltage: 3.7V Discharge current: 180A Charging current: 60.0A (maximum 2C 120A) Internal resistance: ≤ 1mΩ The maximum charging voltage: 4.25 + -0.05V Continuous discharge current: 300A (5C) Maximum discharge current: 800A (15C) Weight: 850g Capacity: 60000 mah Size: 15 * 110 * 300mm Maximum charge and discharge voltage: 2.75V-4.2V

Новинка среди серийно выпускаемых литиевых аккумуляторов. Собрали в себе достоинства всех типов литиевых батарей и частично избежали основных недостатков. Высокая удельная энергоемкость, химическая стабильность, морозоустойчивость, большой ресурс, большая токоотдача – это все вобрали в себя литий-никель-марганец-кобальтовые элементы, LiNMC. В данный момент серийно устанавливаются в электромобили компании Tesla. Модель аккумуляторной батареи LiNMC для электровелосипедов у нас в продаже. Хорошо переносят отрицательные температуры. Низкий саморазряд. Химическая стабильность. Хорошо переносят низкие температуры. Могут заряжаться при отрицательных температурах по особым алгоритмам ???

Производитель - LG как минимум. Имеется несколько версий данной химии. Производитель позиционировал свои пакеты как не горящие, только те которые 48.3ач и те которые 60ач (Использующиеся в Chevrolet Bolt). Как литий. Только с большим количеством циклов заряда / разряда. (Большой Ресурс, большие токи, малый вес, малый объем, не боятся холода). Данный тип элементов непросто найти в свободной продаже. При условии полупки на TAOBAO данный тип элементов обеспечит наиболее низкую стоимость сборки батареи.

Дополнительная информация: http://insideevs.com/deep-dive-chevrolet-bolt-battery-pack-motor-and-more/ Информация на форуме: http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=43489.0 https://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=55761.0

Литий титанат, Lithium Titanate, Li4Ti5O12, LTO

Емкость ~100втч/кг ценник $150/Квт 30000 циклов 6с заряд-разряд не боятся холода. Средняя точка 2.40V Диапазон 1.8–2.85В. Ёмкость 50–80 втч/кг. Заряд 1C - 5C макс. Разряд 10C, 30C макс 5s. Циклы: 3,000–7,000 Нет особых ограничений по температурным режимам работы. Большое кол-во циклов, быстрая зарядка, широкий температурный интервал, самый безопасный среди литий ионных элементов, дорогой.

Обсуждение на форуме: https://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=22452.0

Ёмкость аккумулятора, расход энергии аккумулятора

Ёмкость аккумулятора обычно замеряется в ампер*часах. Чтобы оценить энергию количественно, обычно используют такую единицу как Ватт*час. Получить из ампер*часов ватт*часы: напряжение * ёмкость в ампер*часах. Например, литий-железофосфатный аккумулятор 12S (среднее напряжение 39.6В) на 20 ампер*час имеет ёмкость 39.6 * 20 = 792 Вт*ч.

Расход энергии также удобно оценивать в ватт*часах, например, горный велосипед при движении со скоростью 40 км/ч расходует примерно 17 Вт*ч на каждый километр (см. графики в статье "Какой мощности двигатель мне нужен?"). Зная эти цифры, легко примерно прикинуть пробег: например, имея батарею ёмкостью 792 Вт*ч пробег при езде со скоростью 40 км/ч составит примерно 792/17 = 46.5км (на практике меньше из-за повышенного расхода при разбеге и торможении).

Реальная емкость зависит от разных факторов, основные из которых - химия и внутреннее сопротивление. Химический фактор проявляется в том, что отдав какой-то заряд, аккумулятор нуждается "в передышке" для того, чтобы "истощённый" электролит в районе электродов за счёт диффузии опять "наполнился" нужными веществами (которые остались на некотором расстоянии от электродов). Этот фактор очень заметен в свинцовых аккумуляторах, которые восстанавливают заряд после "отдыха". Высокое внутреннее сопротивление уменьшает реальную емкость.

Удельная ёмкость на кг

Удельная ёмкость измеряется в ватт*часах на килограмм, Вт*ч/кг. Удельная ёмкость зависит от химии, а также от отдаваемых токов (мощные аккумуляторы, отдающие большие токи, как правило имеют меньшую удельную ёмкость). Свинцовые аккумуляторы имеют удельную ёмкость 40-60 Вт*ч/кг Никель-металгидридные аккумуляторы имеют удельную ёмкость 60-80 Вт*ч/кг Литий-железофосфатные аккумуляторы имеют удельную ёмкость 80-120 Вт*ч/кг Литий-полимерные аккумуляторы имеют удельную ёмкость 130-180 Вт*ч/кг Панасоники с емкостью 3400мАч имеют 276Втч/кг. Вес = 46гр средняя точка 3,7В. Считаю так 3,4 х 3,7/0,0455=276Втч/кг,

Удельная мощность на кг

Разделить выдаваемую мощность на вес аккумулятора. Например, если литий-ионный аккумулятор весом 44г имеет ёмкость 3 А*ч и производитель рекомендует разряжать его токами не более 0.5C, тогда удельная мощность такого аккумулятора равна: 3.7 В * 3 А*ч * 0.5 C / 0.044 кг = 126 Вт/кг

Ток заряда/разряда

Ток разряда - это ток, разряжаясь которым аккумулятор полностью отдаст заряд за один час, и обозначается буквой C (от англ. Capacity - ёмкость). Часто ток разряда аккумулятора обозначают как ?C, например 2C это ток, вдвое больший тока, которым аккумулятор разрядится за один час. То есть, грубо, любой аккумулятор разряжается током 2C за пол-часа. Ток 0.5C аккумулятор может поддерживать два часа, и так далее.

Связка мотор + контроллер должна соответствовать токам разряда батареи. Если мотор + контроллер потребляют ток 20А (например 48В * 20А = 960 ват, где-то 45км\ч), то батарея должна долговременно уметь отдавать ток 20А. 20А суммарный ток отдаваемый параллельными ячейками батареи. Чем больше паралельных ячеек, тем больший отдаваемый ток. Для банок обычно указывается 2 значения отдаваемого тока: долговременный и кратковременный (пиковый) ток. Следует избегать пиковых и запиковых значений отдаваемого элементом тока, т.к. увеличивается деградация элемента, сокращается количество циклов заряда\разряда. Также следует учитывать то, что при езде под нагрузкой (в горку, разгон) потребляемый контроллером ток значительно увеличивается, что также может привести превышению потребляемых токов с элемента. Обычно более емкие батарейки хуже переносят Quick charge. Для увеличения тока разряда их необходимо паралелить. Если у банки ток разряда 2А, то из батареи 4P можно забирать уже 8А (2Ампера * 4 паралельных ячейки = суммарно 8 ампер ). Поэтому обычно говорят, что ёмкие, но слаботочные банки больше годятся для ёмких, тяжёлых, дальнобойных батарей, у которых много элементов собирается в параллель. В общем случае более ёмкие банки отдают меньше токи, но не всегда, элементы развиваются. Чем выше ток разряда, тем меньше емкости отдаст элемент. Чем выше ток разряда, тем выше нагрев элемента. Чем выше нагрев элемента, тем меньше циклов прослужит банка. Чем выше C-рейтинг, тем ниже внутреннее сопротивление. То есть аккумулятор, заявленный как 40C, сможет отдать током, скажем, 2C больше энергии чем другой аккумулятор точно такой же ёмкости, но заявленный как 10C. Поэтому, чем выше C-рейтинг, тем аккумулятор эффективнее (и, соответственно, дороже). То есть, если ток заряда указан как 0.2C-1C, это значит что лучше всего заряжать аккумулятор током в 0.2C (при этом обеспечивается долгая жизнь аккумулятора, но полностью разряженная батарея будет заряжаться 5 часов), но если нужна "быстрая" зарядка, можно зарядить и током в 1C (при этом количество циклов несколько сократится, зато зарядка будет длиться 1 час).

1С - ток, при разряде которым аккумулятор полностью отдаёт свою ёмкость за 1 час, соответствует цифрам емкости в ампер*часах. Если аккумулятор имеет емкость 2Ач (или 2000мАч), то ток 1С=2А (или 2000мА). Чем больше число перед С, тем быстрее аккумулятор можно разрядить/зарядить без вреда для его здоровья, например если аккумулятор "держит" 25С, значит теоретически его можно разрядить за 1ч/25 = 60мин/25 = 2,4минуты. Часто отдельно указывается максимальный ток заряда, например "25C на разряд, 4C заряд". Чем меньше глубина разряда, тем дольше аккум прослужит, так что нет смысла брать дорогую большую батарею и ушатывать её глубокими разрядами. Лучше собрать из народных котлет (LiPo) аккум на 10Ач. И валить будет, и стоит не так дорого, и весит меньше. П.С. Но заряжать придётся каждый день. По сути в этом нет проблемы т.к. ЛиПо очень быстро заряжается.

надо смотреть на ток, который способны выдавать элементы из которых собран аккум. Например если аккум лиферный 16s1p, ток разряда 10А, и элементы рассчитаны на 1С разрядный ток. То соответственно, что-бы их не мучать токами на которые они не способны, нужно подбирать контроллер (и мотор) которые будут потреблять 10А. А это 48(В)*10(А)=480ватт, можно округлить до 500. А если элементы держат 2С, то 48*20=960ватт. Но надо понимать что в таком режиме аккумулятора хватит на пол часа работы.

Направление движения тока

Ток движется от плюса батареи к минусу:

Направление движения тока

Эксплуатация батарей

В процессе использования батареи следует следить за её нагревом, в общем случае не следует нагревать ячейки выше 45 градусов цельсия по причине ускоренной деградации ячеек по превышению этого порога. Также для некоторых типов химии ячеек нельзя использовать зарядку при низких температурах. Нельзя переразряжать и перезаряжать батарею сильнее заданных производителем значений. Батарею требуется регулярно балансировать. В заводских батареях это делается автоматически в конце зарядки. Батарею нельзя подвергать ударам и деформациях, это может привести к повреждению ячеек, БМС, проводки, что в свjю очередь может привести к короткому замыканию и взрыву.


Дополнительная информация: https://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=22961.0

Хранение

литиевые банки должны храниться в прохладном месте заряженными на треть. Модельные зарядки имеют режим зарядки для хранения.

https://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=22961.0

Понятна польза микроциклов. Это означает, что мало разрядить и тут же пополнить до прежнего уровня (не обязательно 100%). Однако заряжать до большого уровня и держать батарею на нем - уже очень плохо для нее, поскольку происходит более быстрая деградация. Не следует советовать заряжать прикаждой же возможности! Поскольку люди поймут "заряжать до 100%". Надо сделать оговорку про SoC (уровень заряда). Зарядка до большого уровня подвергает батарею стрессу и снижает ее циклы. Рекомендуется не более 90% емкости (удержание 4.1В при падении тока зарядки). Кроме того, пребывание батареи на 100% заряда дает деградацию 20% емкости за год при температуре 20С, а пребывание при 40% заряда дает деградацию 5% за год. Для илюстрации уровней зарядки и разрадки картинка:

Уровни зарядки и разрядки

Ссылка с подробной информацией (англ.): http://b atteryuniversity.com/learn/article/how_to_prolong_lithium_based_batteries

Резюме: Чем меньше заряжена батарея, тем лучше, и чем менее глубокие циклы, тем лучше. Cлишком малый заряд, особенно без BMS, тоже плохо (напряжение на каждой ячейке не должно падать ниже 3.3 вольта), лучше не опускаться ниже 20% без BMS.

Внутреннее сопротивление

Иногда импеданс (англ.). Разогрев акб зависит от внутреннего сопротивления - чем оно ниже - тем меньше банка греется. Внутренне сопротивление - выражается в просадке напряжения. Внутреннее сопротивление это, грубо говоря, электрическое сопротивление электродов и электролита. Когда ток протекает внутри аккумулятора, часть его растрачивается попусту на преодоление этого сопротивления. Как известно из физики, мощность, рассеиваемая на сопротивлении, пропорциональна квадрату тока: P = R * I^2 Таким образом, при линейном росте тока потери растут квадратично. Поэтому при токе 1C потери будут в 400 раз больше, чем на токе 1/20C.

Поиск некондиционных ячеек через замер внутреннего сопротивления

Возьмём к примеру samsung 18650-25r. Данный ХИТ имеет внутренне сопротивление около 18мОм и способен выдать до 20А без ощутимого нагрева и ёмкость близкую к номинальной. Если у данного элемента после энного количества циклов увеличится внутренне сопротивление(а оно увеличивается по мере использования) то на токах в 20А он уже не выдаст номинал ёмкости а меньше, потому как часть запасённой энергии тратится на нагрев элемента из-за возросшего сопротивления. Тоже самое относится и к меньшему току, только увеличение вн. сопр.(деградация) не идёт так быстро. Таким образом измеряя вн.сопр. можно дефектовать элементы - с большим вн.сопр. не использовать в транспорте например, они уже не способны на то что могли с новья. Считается, что аккум нужно менять, когда емкость упала на 30%, при этом, растёт внутреннее сопротивление, при этом напряжение быстро падает до нижнего порога. Поэтому в практике ЭТ, контроль импеданса также важен, как и контроль емкости.

Сопротивление зависит от многих факторов в том числе от тока разряда и будет отличаться , к примеру, от измеренного на стенде от того что будет в фонаре т.е. весьма примерное. Если хочется его измерить то достаточно знать текущее омическое сопротивление акб и подставить его в формулу Rx=((Uxx-Uн)/Iн)-Rом и получить его в этот конкретный момент, где Uxx -напряжение хх акб перед началом теста (к примеру 4.2В),Iн- ток разряда (к примеру 4А), Uн - напряжение на батарее при Iн ( к примеру 4.0В),Rом - омическое сопротивление измеренное прибором (к примеру 14мОм) получим Rx=( (4.2-4)/4)-0,014= 0,036Ом или 36мОм. Поэтому омическое сопротивление и дают в даташитах и потому его важно мерить, если оно растет, то батарея деградирует и с ее химией не все в порядке.

Источник: http://forum.fonarevka.ru/showpost.php?p=874594&postcount=51

Дополнительная информация: http://web.mit.edu/bazant/www/papers/pdf/Gogoana_2013_J_Power_Sources.pdf

Проще всего прикинуть внутреннее сопротивление так. Ставите разряд током, скажем, 1А, далее к клеммам цепляете вольтметр, запоминаете напряжение. Выключаете разрядку, смотрите на сколько подскочит напряжение (именно в начальный момент). Разница напряжений в вольтах это и будет внутреннее сопротивление ячейки в омах.

Ориентировочно, хорошие ячейки (ячейка = соединённые в параллель несколько элементов) имеют сопротивление менее 5 миллиом (т.е. 12S батарея - 60 миллиом). Неплохая - 0.1 ом на всю батарею, батарея для слабенького двигателя типа вашего - 0.2 ом и более. Внутреннее сопротивление можно считать по обычным формулам для обычных сопротивлений - складывать, делить итп.

Устройства замера внутреннего сопротивления

Для замера внутреннего сопротивления существуют специализированные устройства, к примеру

SM8124 Battery Internal Resistance Voltmeter

SM8124 Battery Internal Resistance Voltmeter

Ручной способ замера внутреннего сопротивления

зарядите элемент полностью, затем начинайте их разряжать чем-нибудь (напр. подойдëт резистор на примерно 10-30 ом (можно параллельно 4 резистора по 100 ом, например), обозначим его как R). Дальше подключаете вольтметр и следите за напряжением банки; у свежезаряженной напряжение будет достаточно быстро падать, пока не устаканится на определëнном значении. Когда устаканится, записываете напряжение U1; отрываете нагрузку и опять записываете напряжение U2 (оно увеличится без нагрузи). Внутреннее сопротивление считаете как Rвн=(U2-U1)/(U1/R)

Балансировка батареи

Балансировка - процесс выравнивания уровня заряда в ячейках аккумуляторной батареи. Как правило, выполняется либо зарядником (модельным), либо СУАКБ (BMS). Если этого не делать, в процессе зарядки может наступить такой момент, когда самый заряженный элемент не сможет больше принимать заряд, и процесс зарядки придётся из-за этого полностью прекратить, вследствии чего некоторые ячейки могут оказаться недозаряженными. Аналогично, при разрядке может наступить такой момент, когда какая-то из ячеек переразряжается, и нагрузку приходится отключать, хотя в других ячейках при этом может оставаться достаточно существенный объём энергии. Таким образом, балансировка фактически увеличивает полезный объём аккумуляторной батареи. Самым распространённым методом балансировки является стравливание заряда из наиболее заряженных ячеек через отдельный резистор, который можно подключить к каждой ячейке, по английски это называется bleeding BMS (стравливающая СУАКБ). Реже встречаются так называемые ёмкостные СУАКБ (capacity BMS), в которых конденсаторы достаточно большого объёма используются для переноса заряда от самых заряженных к менее заряженным ячейкам. Балансировка ячеек происходит в конце заряда, когда они набрали полную ёмкость, а не в процессе всего заряда. Это не относится к Smart BMS, в которых пороги начала и конца балансировки можно редактировать. BMS можно и даже нужно отключать в одном случае, когда вы её на длительное хранение положите. например на полгода или более. в этом случае есть шанс что она может высадить ячейки в ноль. шанс не велик, но рисковать может себе дороже

Пример того, как выглядит балансировка батареи со стороны

Коллеги, подскажите, корректно ли ведет себя моя зарядка (48В, 5А, для лифера) Вобщем, во время зарядки горит красный светодиод, ваттметр показывает в течении всей зарядки 4,80-4,90А. Когда акк заряжен на зарядке загорается зеленый светодиод, ваттметр показывает 0А. Но через несколько секунд зарядка опять включается и поработав около минуты выключается опять (при этом включении ток заряда тоже около 4,8А). И так повторяется несколько раз (больше трех не пробовал, мало ли что). Полагаю, что зарядка отключается по достижению определенного напряжения, на АКБ после отключения напряжение немного снижается, опускается ниже порога зарядки, и она опять включается. Получается, что в ней нет режима CC/CV? Или в чем дело? - Так работает балансировка. По достижении самой слабой ячейкой напряжения отсечки бмс отключает зарядник и подключает к этой ячейке разрядный резистор. Когда напряжение на ней просядет ниже порогового - вновь включится зарядка. Так будет пока все ячейки не выровняются по заряду. На хороших элементах балансировка длится полминуты - минуту. Если балансировка длится очень долго это показатель большого разбега ячеек.

Зарядка батареи

Батарею лучше заряжать почаще - дольше проживет.

Электромоторы

Working Temperature: 70-120℃ , peak 150 ℃

Контроллеры

Принцип действия

Основные модели

120%, OVS, Ослабление поля

Подбор компонентов и сборка

Базовая диагностика и ремонт