Батарея для велосипеда

Аккумулятор электровелосипеда. Основные характеристики и типы

Выбор хорошего аккумулятора напрямую определяет расстояние, которое можно будет проехать на одной зарядке и эффективность использования этого аккумулятора (возможную токоотдачу, режимы работы, скорость его зарядки и многое другое). При равных габаритах и массе, разные аккумуляторные батареи, в зависимости от типа и конструкции, могут работать совершенно по-разному.

Любой аккумулятор обладает такими характеристиками, как емкость, напряжение, габариты, вес, допустимая глубина разряда, время заряда, максимальный ток заряда и разряда, и общий срок службы батареи.

Напряжение – измеряется в вольтах (В) и определяет напряжение бортовой сети. Может быть грубо соотнесено со скоростью велосипеда по схеме Скорость (км/ч) = Напряжение – 6. Большее напряжение в системе намного более практично. Для современных электровелосипедов стандартны напряжения 24 В, 36 В, 48 В, 60 В, 72 В. Не всегда можно заменить аккумулятор на аккумулятор с большим напряжением без риска повреждения оборудования электровелосипеда, однако в некоторых случаях такая возможность есть.

Емкость – это количество энергии, которое может быть запасено в батарее. Является основной характеристикой любой батареи. Единицей измерения является ампер-час. Батарея емкостью 8 А*ч может питать нагрузку током 1А в течение 8 часов, или током 2А в течение 4 часов, и т.д.. При этом следует понимать, что емкость батареи снижается при увеличении тока разряда (иными словами, въезжая в гору, электровелосипедист разряжает свой аккумулятор быстрее). (*Читайте здесь как узнать реальную емкость аккумулятора)

Для примерного расчёта пробега на одном заряде аккумулятора можно использовать следующую схему:

Имеется двигатель, с максимальной мощностью 350 Вт. Если напряжение в системе составляет 36 В, то для того, чтобы определить максимальную силу тока в цепи, используем стандартную формулу 350 Вт/36 В = 9,72 А. У аккумулятор на 8 А*ч, время постоянной работы на максимальной мощности составит 8 А*ч/9,72А = 0,82 часа. Для грубого расчёта проходимого расстояния, умножим 0,82 часа * 30 км/час (максимальная скорость электровелосипеда, как указано выше, примерно равна напряжению в системе – 6 км/ч) = 25 км.

При использовании этой схемы нужно помнить, что двигатель не всегда работает на максимальной мощности. Соответственно, реальный пробег с меньшей скоростью или меньшими нагрузками (читать как меньшими токами разряда) может увеличиться практически в два раза.

Для получения полной информации об аккумуляторе и его качественного обслуживания, полезно приобрести так называемое «умное зарядное устройство». Например, какое-то устройство из семейства IMax. С его помощью можно измерять все важные параметры, замерять реальную емкость, прогонять зарядку на разных токах, смотреть графики заряда -разряда, да и вообще — делать очень много полезных действий. Купить такое устройство можно на aliexpress — imax B6 mini (ссылка откроется в новой вкладке, продавец проверенный).

Каждый цикл разряда-заряда называется зарядным циклом. Аккумулятор имеет определенное количество циклов разряда-заряда, после чего емкость начинает пропорционально падать. Если аккумулятор разряжен, скажем, на 10% и вновь заряжен, то считается, что потрачен один такой цикл. Однако, глубина разряда также принципиально влияет на срок жизни, поэтому о правильном подсчете времени жизни аккумулятора. Речь идёт только о грубом приближении.

Для аккумулятора современного электровелосипеда стандартной емкостью является емкость от 8 А*ч до 25 А*ч.

Фактический срок службы батареи определяется числом циклов заряд-разряд и зависит от условий ее эксплуатации. Для батареи крайне важны такие показатели, как глубина разряда и время выдержки в разряженном состоянии (для каждого типа батареи эти величины разные). Чем сильнее разряжается батарея и чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы следует от неё ожидать.

В процессе эксплуатации полезная емкость аккумулятора уменьшается и соответственно – все характеристики тоже.

Токи заряда и разряда аккумуляторной батареи определяются ее емкостью.

Например, для Li-ion аккумуляторов максимальный ток заряда не должен превышать 0,8 С, где С – емкость аккумулятора. Ток разряда строго не должен превышать 1 С (а лучше 0,8 С). Например, аккумулятор из примера выше, при максимальной мощности двигателя, работает в аварийном режиме, что приведет к быстрому выходу из строя.

Часто недобросовестные производители в силу разных причин комплектуют велосипед аккумулятором, неподходящим по токам для установленного двигателя. Это особенно критично для Li-ion аккумуляторов.

Типы аккумуляторов для электротранспорта

На сегодняшний день для электротранспорта используются следующие типы аккумуляторных батарей:

1. Свинцово-кислотный аккумулятор (Sealed Lead Acid, SLA) – старый тип аккумуляторов, который в последние годы непопулярен у производителей электротранспорта, однако при этом самый дешевый и подходит для сборки дешевых проектов. Наибольшее распространение этот тип аккумуляторов получил в авто и мото транспорте. Имеет большой вес и непродолжительное время работы при высокой токоотдаче. Однако, некоторые производители до сих пор комплектуют свои детища именно этим типом аккумулятора. В основе работы аккумулятора лежит взаимодействие свинцовых пластин с раствором электролита (кислотой), в результате чего в цепи образуется эдс. В более продвинутых моделях в качестве кислоты используется гель, такие аккумуляторы получили названиегелиевые аккумуляторы. Они намного более стабильные и не так критично воспринимают полную разрядку и отрицательные температуры. Достоинства свинцовых аккумуляторов это их низкая стоимость и возможность использования при низких температурах без повреждения самой батареи. К недостаткамстоит отнести высокий вес (низкая удельная емкость – отношение емкости аккумулятора к его весу), низкая скорость заряда и сравнительно небольшое количество циклов использования батареи.
2. Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) – наиболее популярный и самый оптимальный тип аккумуляторных батарей для электровелосипеда на сегодняшний день. Литиевый аккумулятор обладает наилучшим сочетанием общего веса и емкости и обладают соответственно высокой удельной емкостью. Удельная емкость литий-ионных аккумуляторов наибольшая среди всех существующих типов и это является основным их достоинством. У литий-ионных аккумуляторов отсутствует так называемый эффект памяти — аккумулятор отдает емкость до того показателя, на котором в прошлый цикл эксплуатации остановилась разрядка, что фактически сокращает реальную емкость. К недостаткам этого типа относится капризное отношение к температурному режиму эксплуатации, невозможность быстрой зарядки на высоких токах, высокое внутренне сопротивление, что делает их непригодными для мощных проектов. Литий-ионная батарея также чувствительна к перегревам и требует четкого контроля за режимом разряда. Склонен к старению и потере емкости с течением времени. Количество циклов полного зярад-разряда составляет около 400, что в два с половиной раза превышает показатели свинцово-кислотного аккумулятора. Готовая батарея, как правило, представляет собой систему из банок, разрядом и зарядом которых управляет плата BMS. Банки продаются отдельно (например здесь — сам закупал именно такой вариант для своей батареи, продавец проверен)
3. Литий-полимерный аккумулятор (Li-Po) – этот тип аккумуляторов популярен преимущественно у авиамоделистов и производителей сотовых телефонов. В простонародье известен под названиями «котлеты»,«народные котлеты»,«пакеты»,«наркота». Аккумуляторы эти довольно капризные, боятся ударов и требуют специальных контейнеров для сборки батареи, так как сами практически лишены корпуса. Очень критично относятся к скорости разряда-заряда и рабочим токам. Распространены преимущественно среди сборщиков собственных проектов. При неправильной эксплуатации могут самовозгораться или детонировать.
4. Литий- железофосфатный аккумулятор (LiFePo4) – относительно новый, но уже успевший завоевать популярность тип аккумуляторов. Среди любителей именуется как лифер. К достоинствам литий-железо-фосфатных аккумуляторов относится морозоустойчивость (работает на морозе до -30 градусов без потери емкости), способен заряжаться быстро на высоких токах как и долгое время отдавать высокий ток при разряде без риска повреждения самого аккумулятора. Этот тип аккумулятора обладает наибольшим количеством циклов полной разрядки-зарядки, который составляет около 1000 циклов. В меньшей степени склонен к старению, чем обычный li-ion. Также лишен эффекта памяти. К недостаткам литий-железо-фосфатных аккумуляторов относится низкая удельная ёмкость и высокая стоимость.

На данный момент наиболее оптимальным способом получить хороший аккумулятор, отвечающий всем требованиям пользователя, является его самостоятельная сборка из готовых элементов, однако не каждый человек сможет с первого раза собрать надежную батарею, пригодную для использования. Банки для аккумулятора лучше покупать на aliexpress. Для своей техники я закупал банки здесь.

Также стоит помнить, что каждая батарея имеет определенные посадочные размеры, габариты и вес. Не все батареи одинаковые и стандартные. При покупке батареи следует как можно более внимательно изучить все параметры.

Всё об аккумуляторах для электровелосипеда

Аккумуляторные батареи

Выбор аккумуляторной батареи: виды, ёмкость, мощность и другие параметры.

Аккумулятор является одним из ключевых компонентов, чьи характеристики определяют цену электровелосипеда, его эксплуатационные качества и потенциал. Определяясь с конкретной моделью велогибрида или набора для электрификации велосипеда, важно иметь полноценное представление о технической стороне вопроса. Батарея определяет запас хода на одном заряде и максимальную мощность, подаваемую на электромотор. Важным параметром для аккумулятора легкого электротранспорта является вес на единицу ёмкости. Кроме того, имеет значение ресурс батареи, время зарядки и особенности работы при пониженной температуре.

Купить аккумулятор для электровелосипеда

Часто задаваемые вопросы

На сколько хватает батареи?

Количество энергии, запасаемое батареей измеряется в ватт-часах. Данный показатель является основным для любого аккумулятора и говорит о теоретическом пробеге на одном заряде и максимальной выходной мощности. Один Ватт-час составляет 1/1000 кВт/ч, привычной единицы измерения потребленного электричества. Ёмкость батареи в Ватт-часах определяется произведением фактических Ампер-часов и номинального напряжения АКБ ( для батареи 36 В, 10 Ач значение составляет 360 Вт*ч).

Теоретический пробег на заряде определяется делением энергоёмкости на среднее энергопотребление, которое зависит от скорости передвижения. Потребление энергии на скорости 25 км/ч = 10 Вт*ч на км, соответственно батарея на 360 Вт*ч в теории обеспечивает пробег 36 км по прямой, на скорости 25 км/ч.

Фактическая же дальность поездки зависит от многих параметров: вес пилота, скорость поездки, помощь педалями, частота ускорений, рельеф местности, наличие ветра и температура окружающей среды. Другими словами, при равномерном движении по ровной дороге с умеренной скоростью, крутя педали ( идеальные условия) Вы получите один результат, а при поездке по городу с частыми ускорениями, наличием горок и встречном ветре результат может быть совсем другим.

Для типичного серийного электровелосипеда с батареей 36 В, 10 Ач (360 Вт*ч) производители указывают дальность 40 км на одном заряде, что является адекватной оценкой при езде с помощью педаляей со скоростью 25 км/ч.

Как долго заряжается аккумулятор?

Время зарядки батареи зависит от параметров зарядного устройтва. Зарядное устройство мощностью 2 А зарядит батарею ёмкостью 10 А*ч за 6 часов. При этом батарея зарядится до 80% всего за 4 часа. Зарядка аккумулятора до 100% займёт ещё 2 часа, в связи с особенностью режима зарядки постоянным напряжением (CV ) с уменьшением силы тока. Батарею можно использовать, не дожидаясь стопроценоной зарядки. Если для Вас это слишком долго, время зарядки можно уменьшить, докупив более мощное зарядное устройство. Прежде, чем приобретать такое устройство, следует выяснить максимальный зарядный ток способна выдержать ваша батарея. Необходимо проконсультироваться с продавцом.

Как долго прослужит батарея?

Аккумуляторы со временем и в следствии износа теряют определенную часть ёмкости. Износостойкость определяют в количестве циклов заряд-разряд. Как правило, для бытовых литий-ионных аккумуляторов это значение составляет 1000 циклов или 3 года эксплуатации. Это примерно сопоставимо с батареей ноутбука или сотового телефона.

Для свинцовых батарей период составляет 300 циклов. Литий-железо-фосфатные и литий-полимерные аккумуляторы, разработанные для электромобилей, могут служить 2000-3000 циклов.

5 рекомендаций по эксплуатации литиевых аккумуляторов

Выполняя нескольких не сложных действий, можно продлить жизненный цикл вашей литий-ионной батареи.

1. Заряжайтесь регулярно. Возьмите себе за правило заряжать электротранспорт после каждой поездки. У литий-ионных аккумуляторов отсутствует « эффект памяти», поэтому подзарядка батареи даже при уровне заряда 50-70% ей не навредит. Кроме того, при следующем использовании у вас будет 100% заряженный АКБ, что никогда не бывает лишним. Стоит также избегать регулярного глубокого разряда ниже 10-20% ёмкости.

2. Раз в 3 месяца полностью разряжайте АКБ. Специалисты рекомендуют полностью разряжать аккумулятор 4 раза в год, после чего заряжать его до 100% и оставлять на 8-12 часов на зарядке для балансировки.

3. Храните частично заряженными. Оптимальным состоянием для зимнего хранения литий-ионного аккумулятора является уровень заряда от 30-50% при температуре от 0 до 25°C. Если же оставить батарею полностью заряженной, со временем ее емкость может снизится. Важно также избегать хранения в полностью разряженном состоянии, это может нанести батарее большой урон!

4. Заряжайте правильно. Не допустимо заряжать батарею при минусовой температуре. Если Вы катаетесь зимой, оставляйте байк прогреться перед зарядкой, температура аккумулятора должна быть выше 0°C. Используйте только совместимые зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов. Важно чтобы зарядное устройство соответствовало по напряжению и максимальному току зарядки Вашего АКБ. Среди владельнов Tesla также есть мнение, что заряд аккумулятора до 80% вместо 100% несколько продлевает срок его службы.

5. Не допускайте перегрева. Злейшим врагом литий-ионных аккумуляторов является высокая температура. Поэтому не оставляйте технику в непосредственной близости от источников тепла, например электрообогревателей и старайтесь избегать парковки в жару под палящим солнцем. Максимальная температура, при которой допустимо использование литий-ионных аккумуляторов: +50-60°C.

Технические параметры

Напряжение ( вольты)

Современные аккумуляторные батареи состоят из литий-ионных ячеек, соединенных между собой. Каждая ячейка имеет номинальное напряжение 3,7 В. При этом в 100% заряженном состоянии напряжение составляет 4.2 В, а в разряженном от 2.5 до 3 В.

Справедливости ради, стоит упомянуть о свинцоко-кислотных батареях с номиналом 12 В ( дешевле, менее долговечно, сильно тяжелее) и литий-железо-фосфатных элементах с номиналом 3.2 В ( дороже, тяжелее, но долговечнее).

Двигатели, используемые в персональном электротранспорте, рассчитаны на рабочее напряжение 24, 36 или 48-вольт. Для получения соответствующего номинального напряжения, ячейки последовательно соединяют в батарею. Например, 48 В это 13 последовательных литий-ионных элементов (4 свинцовых или 15 lifepo4).

Ёмкость ( ампер-часы)

Аккумулятор, который отдаёт силу тока 1 ампер в течение часа, имеет емкость 1 ампер в час ( Ач, Ah). Большинство батарей электровелосипедов характеризуются емкостью порядка 10 Ач. Предположим, что потребляемая сила тока вашего электротранспорта в среднем 15 Ампер. При оснащении его батареей в 10Ah вы можете ожидать полный разряд АКБ в течение примерно 40 минут.

Размер и стоимость ячейки непосредственно соотносится с ее емкостью, выраженной в ампер-часах. То есть двукратное увеличение показателя ампер-часов будет означать увеличение в два раза размера, веса и стоимости батареи.

Мощность батареи ( ватты)

Еще один термин, с которым вы столкнетесь, это «C rate» или кратность разрядного тока к емкости аккумулятора (1 С, 2С). Мощность, которую способна отдать батарея, определяется умножением значения C на энергоёмкость, т.е. если у вас батарея 360 Вт*ч, 2С, то она способна выдавать мощность не более 720 Вт. Показатель С имеет разные значения для продолжительного и кратковременного тока разряда. Большинство литий-ионных батарей выдаёт 0.5-1С при продолжительном разряде и 2С при пиковой нагрузке. Специальные, высокомощные ячейки способны выдавать 3, 5 и даже 10С. Кроме того, на мощность влияет установленная в батарею BMS. Она может ограничивать максимальную мощность, чтобы не повредить батарею и продлить срок её службы. Батареи на серийных электровелосипедах как правило уже подобраны под установленный мотор.

Вес ( плотность энергии)

Данный показатель напрямую влияет на вес аккумулятора, т.е. насколько тяжелой будет аккумуляторная батарея определенной энергоёмкости. Плотность энергии выражается в соотношении емкости в Ватт-часах на килограмм веса АКБ. Для свинцово-кислотных батарей это значение составляет 20-40 Вт·ч/кг, Lifepo4 = 90-130 Вт·ч/кг, литий-полимер = 130-180 Вт·ч/кг, литий-ион = 180-250 Вт·ч/кг. Располагая этими значениями, вы можете легко прикинуть вес пакета ячеек без необходимости искать данные производителя.

Виды аккумуляторных батарей для электротранспорта

Свинцовые аккумуляторы — наиболее распространенный и дешевый вид батарей. Используются во всех автомобилях, мотоциклах и скутерах. Свинцовый аккумулятор имеет низкую плотность энергии 30-40 Вт⋅ч/кг ( батарея ёмкостью 1 кВт⋅ч будет весить около 30 кг) и непродолжительный срок служби при использовании как основного источника питания (300 циклов заряда). Коротковременно могут выдавать высокий ток, однако при продолжительном разряде под нагрузкой теряют ёмкость. Номинальное напряжение 12 В. Используются в самых дешевых версиях электровелосипедов и электроскутеров, а также в старых моделях электромобилей.

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4 ) батареи — это относительно новый вид аккумуляторов ( появился на рынке в 2004 году). Отличается продолжительным сроком служби (2000 -3000 циклов / 80%), стабильно высокими показателями токоотдачи, в том числе при пониженных температурах. Плотность энергии LiFePO4 батареи — 100-130 Вт⋅ч/кг ( батарея ёмкостью 1 кВт⋅ч будет весить 8-10 кг). Требуют особой системы балансировки и защиты ячеек (BMS ). Номинальное напряжение 3.2 В. В электровелосипедах применяются сравнительно редко из-за дорогивизны.

Литий-титанатные (LTO ) аккумуляторы сравнительно недавно появились на рынке. Для них характерны экстремально долгий срок службы (25000 -30000 циклов) и расширенный рабочий температурный диапазон. Имеют очень высокие показатели по токами заряда и разряда — LTO аккумулятор можно зарядить за 10 минут! Плотность энергии сравнительно небольшая — 80-100 Вт⋅ч/кг ( батарея ёмкостью 1 кВт⋅ч будет весить 10-12 кг). Номинальное напряжение 2.4 В. Требуют особой системы балансировки и защиты ячеек (BMS ). В электровелосипедах на данный момент не применяются.

Литий-полимерные (Li -po) и литий-ионные (Li -ion) аккумуляторы можно встретить где угодно: от электродрели до электромобиля. Они широко применяются в портативной электронике: телефонах, планшетах, ноутбуках, фотоаппаратах. Высокомощные литий-полимерные батареи используют на радиоуправляемых моделях ( машинки, вертолеты, коптеры), т.к. они способны выдавать очень большие токи. Литиевые аккумуляторы имеют довольно высокую плотность заряда — 160-240 Вт⋅ч/кг ( батарея ёмкостью 1 кВт⋅ч весит 4-6 кг) и приемлемую стоимость. Требуют особой системы балансировки и защиты ячеек (BMS ). Срок жизни: от 500 до 2000 циклов / 80%. Номинальное напряжение 3.7 В. На данный момент наиболее распространенный тип батарей в электротранспорте.

Аккумуляторы для велосипедов

6 минут Автор: Михаил Скворцов 277

Электровелосипед – продвинутая модификация байка с электрическим приводом. Дополнительное толкающее усилие позволяет велосипедисту сэкономить силы на пересеченной местности и длительных перегонах. Работу электродвигателя обеспечивает накопитель энергии – аккумулятор.

Существует несколько распространенных типов аккумуляторов для велосипеда. Какие АКБ можно встретить в продаже, какими особенностями они обладают, а также как самостоятельно сконструировать батарею, будет рассказано в этой статье.

Какие типы аккумуляторов используют на велосипедах

Аккумуляторная батарея во многом определяет параметры электровелосипеда. При установке системы привода на обычный велосипед следует внимательно отнестись к выбору источника энергии.

Аккумуляторы на велосипеды:

• свинцово-кислотые;
• гелевые;
• никелевые;
• литиевые батареи (+ полимерные).

SLA – так маркируются свинцово-кислотные АКБ – бюджетный вариант в представленном ряду. Ценовое превосходство, к сожалению, не оправдывается большим количеством недостатков: вес, быстрый выход из эксплуатации, низкая стойкость к перепадам напряжения при зарядке. Батареи хватает примерно на 2 года. Это около 700 циклов зарядки. Весит один аккумулятор порядка 4 кг – серьезный массовый прирост!

Гелевая батарея обладает аналогичными свойствами, что и SLA. Внутри корпуса заключен сжиженный гелий. Более долгий срок эксплуатации по сравнению со свинцовым аналогом.

Никельсодержащие (NiMH). В состав аккумулятора входит гибридная смесь никеля с другими металлами. Дорогой, но выгодный в эксплуатации вариант: вес около 2 кг, срок службы 3 года, допустимое количество зарядок и разрядок – 850. Прерогатива дорогих велосипедов, на дешевых моделях встретить их почти невозможно.

Литиевые энергонакопители содержат в основе легкий щелочной металл. Они компактны и долговечны. В зависимости от носителя электроэнергии, вело-аккумуляторы литиевого типа подразделяются на следующие типы:

• кобальтовые,
• марганцевые,
• ферро-фосфатные,
• полимерные.

Литий-кобальтовая АКБ – пара «литий – оксид кобальта». Для велосипедов такой тип батарей используется крайне редко из-за повышенной опасности: в динамических условиях они могут взрываться или течь. Остальные свойства безупречны – легкость, малогабаритность, удобство.

Батарея LiMnO2 – бюджетный вариант в семействе литиевых. Марганцевые аккумуляторы – это большие и тяжеловесные приспособления, и на легкий байк не подойдут. Чаще можно встретить на укомплектованных горных электровелосипедах. Рабочие характеристики – эксплуатация до 5-ти лет, 1000 циклов зарядки, средняя чувствительность к перепадам напряжения.

Ферро-фосфатная литиевая батарея – пара «литий – фосфат железа». Ими комплектуют исключительно дорогие велосипеды. Характеристики: 2000 циклов, низкая потеря мощности, высокая стойкость, срок работы свыше 5-ти лет.

Литий-полимерная АКБ обладает теми же рабочими показателями, что и распространенный марганцевый источник питания. Однако она более удобна в обращении за счет пластичного и встраиваемого полимерного корпуса.

Параметры велосипедных батарей

Характеристики аккумулятора, определяющие его эксплуатационные показатели:

• выдаваемое напряжение;
• количество батарей;
• электрическая емкость.

Отдельная батарея может выдавать напряжение в 12 Вольт и кратное ему: 24, 36, 48 В.

Производители АКБ для велосипедов придерживаются номинального напряжения в 24 В. Обеспечивающие его источники тока называются 2-батарейными.

АКБ с тремя узлами питания общим напряжением в 36 В ставятся на более дорогие модели велосипедов. Очень редко, но можно встретить и 4-батарейные аккумуляторы с выходом в 48 В.

От количества узлов питания зависит, какой силы будет выдаваемый крутящий момент у электродвигателя. Это напрямую связано с максимально возможной скоростью велосипеда. Правда, на электромоторах ставят контроллеры для ограничения до 30 км/час.

Электроемкость – параметр, который определяет срок эксплуатации от зарядки до полного исчерпания запаса энергии. Велосипед с аккумулятором высокой емкости можно смело пускать на расстояние в 30 – 50 км.

Расстояние условно связывают с емкостью аккумулятора: 1 км = 1А/ч. В зависимости от количества и емкости каждой батареи определяется среднее расстояние, которое можно проехать в режиме непрерывной работы электродвигателя. Километраж-емкость и количество затрачиваемой энергии могут не совпадать из-за препятствий на дорогах, подъемов, перекатов и т.д.

Как сделать АКБ своими руками

Любители покопаться в механизме собственного велосипеда наверняка спросят, можно ли сделать аккумулятор самостоятельно.

Для сборки батареи с нуля потребуется:

• несколько батареек (например, литий-марганцевых);
• соединительные проводки;
• паяльник;
• штекер;
• емкость.

В качестве емкости для АКБ удобно использовать велофлягу. Она легко вместит в себя батарейки и надежно крепится на раме с помощью держателя. Один конец фляги должен подавать энергию на двигатель. На противоположной стороне – выход для зарядного устройства.

По порядку о том, как сделать аккумулятор своими руками:

1. С учетом полярности связать батарейки. Их количество будет зависеть от номинального выходного напряжения. Для АКБ с батарейками в 12 В достаточно две или три. Провода последовательно соединяют концы батареек.
2. По краям, на выходах спаять пару проводов в один.
3. Просверлить отверстия в днище фляги и крышке.
4. Поместить батареи в емкость и вывести провода через отверстия.
5. К верхней части подсоединить штекер – через него будет подаваться питание при зарядке.
6. Установка корпуса на держателе и герметизация отверстий.
7. Выходной кабель подключить к генератору электродвигателя.

На участке «аккумулятор – двигатель» можно сделать специальный разъемник для удобства отсоединения батареи от мотора во время зарядки.

Собранный своими руками аккумулятор будет, конечно, быстрее садиться и дольше заряжаться (до 6 часов). Такой вариант хорошо совместим с самодельным электродвигателем или маломощным мотором, но никак не дорогими моделями движков.

Что дает аккумуляторная батарея? Установленный на велосипед дополнительный источник энергии позволит увеличить скорость, динамику и проходимость, а также сэкономить собственные силы. Предпочтительно приобретать и устанавливать готовые решения. Но при должном количестве желания, времени и сноровки можно соорудить аккумулятор самостоятельно.

Аккумуляторы для электровелосипеда: литиевые против свинцово-кислотных

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

Литиевые батареи

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

Литий фосфат железа (LiFePO₄)

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

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

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

RC литий-полимерные батареи (RC LiPo)

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

Преимущества литиевых батарей

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

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

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

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

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

Недостатки литиевых батарей для электрических велосипедных

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

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

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

Свинцово-кислотные аккумуляторы

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

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

Преимущества свинцово-кислотных аккумуляторов для электровелосипеда

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

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

Недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов

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

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

Кто выигрывает? Это зависит от вас

(… Но на самом деле это литий :))

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

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

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

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