Как выбрать аккумулятор для электровелосипеда
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.
Как подобрать аккумуляторную батарею для электровелосипеда
Большинству людей требуется не только высокая скорость, но и значительное расстояние пробега. Такое сочетание обеспечивают правильно подобранные по ёмкости литий ионные и свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, состоящие из аккумуляторов со средним уровнем токоотдачи.
Как определяют оптимальную ёмкость аккумулятора электровелосипеда
Для того, чтобы мотор колесо полностью реализовало свои возможности по тяге и скорости, а электровелосипед от одной зарядки проезжал столько, сколько вам требуется, нужно правильно подобрать аккумуляторную батарею. Оптимальную ёмкость аккумуляторов для серийных электровелосипедов, на заводе, обычно подбирают так, чтобы электровелосипед, используя номинальную мощность мотор колеса, мог ехать 1 час без вращения педалей. Например, мотор колесо 36v350w в номинальном режиме потребляет ток примерно 10А (мощность мотор колеса 350 ватт, делим на напряжение 36 вольт). Значит, для работы этого мотор колеса с номинальной мощностью в течение часа, нужна аккумуляторная батарея 36v10Ah.
Что будет, если у аккумулятора для электровелосипеда недостаточная мощность
Это значит: если батарея небольшой мощности значительно разряжена, или работает при низкой температуре воздуха, в течении продолжительного времени, при разгоне, или движении с максимальной скоростью, её производительности в режимах с большой нагрузкой, может быть недостаточно. Поэтому, если вы планируете ездить на электровелосипеде, в основном, в режиме скутера, c высокой скоростью, без помощи педалями, всегда следует приобретать аккумуляторную батарею хотя бы с небольшим запасом мощности.
Особенности эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторных батарей
Расход электроэнергии у электровелосипеда на 1 км пути
Как рассчитать требуемую мощность аккумулятора для электровелосипеда
Мощность батареи, нужно рассчитывать, исходя из требуемого расстояния пробега и указанного расхода энергии на километр пробега. Мощность батареи в ватт часах, определяется путём умножения номинального напряжения на ёмкость. Например, аккумуляторная батарея 48v12Ah, имеет (48х12) 576 ватт часов. При движении с разной скоростью и с разными мотор колёсами, её может хватить на поездку от 29 до 58 км, без вращения педалей. Если помогать мотор колесу педалями, то расстояние пробега можно увеличить в полтора – три раза.
Какой тип аккумулятора для электровелосипеда выбрать: свинцово-кислотный, или литий ионный
Все о велосипедах
Рассказываем обо всем, что связано с велосипедами
Аккумулятор для электровелосипеда: как выбрать
На велосипед аккумулятор представляет собой важнейший узел электрического велосипеда, призванный обеспечить транспорту и его электрическому мотору автономное питание. От типа этого механизма зависит его масса, ресурс цикла и, конечно же, диапазон температур функционирования. Емкость батареи, в свою очередь, оказывает существенное влияние на потенциальный пробег электрического велосипеда на одном заряде, а напряжение – на скорость перемещения, при этом оно должно полностью совпадать с рабочим показателем двигателя и контроллера.
В связи со всеми этими обстоятельствами выбор аккумулятор для велосипеда электрического типа осуществляется в соответствии с желаемой дальностью хода и параметров остальных компонентов.
Особенности покупки подходящего изделия
На сегодняшний день на электрические велосипеды принято устанавливать аккумуляторные батареи, относящиеся к разным типам и категориям.
Каждая зарядка аккумулятора электровелосипеда имеет свои особенности в виде положительных и отрицательных моментов и заслуживает особого внимания по той простой причине, что все они по-прежнему используются.
Лучшие аккумуляторные батареи для электрического велосипедного транспорта
Несложно догадаться, что наиболее востребованными на сегодняшний день считаются литиевые системы. Их характеристики пребывают в зависимости от особенностей химического состава, которым располагает катод. Если же говорить о катодном расходнике, в качестве него чаще всего используется шпинель литий-марганцевого типа, а также кобальт лития или марганцевый элемент. Исходя из этого параметра различаются следующие параметры АКБ:
Как можно заметить, именно литиевый аккумулятор для велосипеда обладает максимальным количеством преимуществ. Но в любом случае выбор оптимального устройства осуществляется не только на основании предпочтений, но и с учетом потребностей транспорта и его владельца.
Особенности выбора емкости АКБ
Выбирая оптимальный корпус аккумулятора электровелосипеда, необходимо обратить внимание не только на тип химии, но и на параметр емкости. Ведь он определяет скорость езды и, собственно, степень дальности пробега в рамках одного заряда. Дополнительно на это расстояние влияет, конечно же, масса транспортного средства вместе с райдером и грузом, который перевозится. Немаловажную роль также играет площадь поперечного сечения, коэффициентное значение аэродинамического сопротивления.
Достичь максимального расстояния не составит труда в условиях спокойной езды по равнинам и без ветра. Желательно путешествовать с накатом и задействовать тормоза по минимуму. Также эксперты рекомендуют помогать мотору в педальном режиме. Как уже отмечалось, параметры транспортного механизма сильно влияют нна дальность пробега:
Все эти данные актуальны в том случае, если складываются оптимальные условия езды. Например, ровная поверхность дорожного полотна, отсутствие ветра, вес райдера порядка 60 килограмм, масса байка 35 кг, нет рывков при езде. Что же касается такого показатель, как емкость аккумулятора электровелосипеда, он выбирается на основании преимущественной скорости движения. Помимо этого учитывается проходимая дистанция:
Именно от этих параметров во многом зависит заряд аккумулятора электровелосипеда.
Разновидности корусов и области их установки
Литий-ионный аккумулятор для электровелосипеда изготавливается в разных типах корпусов. Чаще всего это «бутылка» или «фляга», также на практике применяется конструкция «лягушка», «дельфин» и пр. Крепление традиционно осуществляется на раму, трубу под седлом или багажный отсек. Есть съемные и несъемные варианты.
Только при приобретении устройства с прочным корпусом можно обеспечить его защиту от влияния различных негативных факторов и, как следствие, раннего выхода из строя. Аккумуляторные батареи в жестких корпусах располагают ключом для крепления, системой индикации заряда, портом для подключения зарядки и штекером для активации контроллера. Выбор места установки зависит от личных предпочтений в плане комфорта и равнометности распределения веса. Зачастую установка происходит в области треугольника рамы или багажного отсека.
Немаловажную роль играет такой аксессуар, как сумка для аккумулятора электровелосипеда, способная обеспечить дополнительную защиту.
Как выбрать аккумулятор для электровелосипеда
Как правильно выбрать МК и АКБ для электровелосипеда
Техническое задание (ТЗ) – это главное. Сформулируйте для себя его.
Этот вопрос вы должны задать только себе! Что мне надо? Скорость, Дальность, Дизайн, Цена.
Про моторы-
— Люблю педалировать и хочу не замечать при этом мотор. Тогда лучше установить мотор с планетарной передачей (например, Bafang или MAC, Keyde), так как у них есть обгонная муфта и они не оказывают сопротивления на холостом ходу. Обгонная муфта – механика, а как любая механика требует обслуживания обязательно.
— Хочу надежный и мощный мотор, люблю ездить, а педали вторичны для старта или от скуки покрутить. АКБ будут мощные. Нужен мощный мотор с максимальной скоростью. Ездить буду преимущественно на электротяге. Тогда вам нужны моторы директ-драйв типа Crystalyte HS/HT, Polaris, goldenmotor Magic Pie 2/3/4, MXUS или мотор KRO-moto. С этими моторам можно применять контроллеры и аккумуляторы с большими токами разряда. Они “почти вечны” в них нет трущихся элементов (кроме 2-х подшипников). Так же эти моторы имеют функцию “Рекуперация” (возврат энергии обратно в АКБ).
АКБ бывают от 24 до 96 вольт. 90% рынка батарей для электровелосипеда занимают АКБ на 36 и 48 вольт. При желании мы можем сделать батарею на любое напряжение и ток, но это на заказ.
— Свинец. На нашем сайте они тут. Современные системы AGM по 12 вольт. Основные достоинства: 1. Дешевые. 1 банка на 7-12 А/ч стоит примерно 900-1700 руб, то есть за 5000 мы получаем батарею на 48 вольт. 2. Не нужна BMS 3. Не боятся мороза и жары. 4. Цикл жизни – 5 лет или 500-800 циклов.
Основные недостатки : 1. Вес (4 банки будут весить 8-9,5 килограмм). 2. Слабые токи.
2. Выбираем мотор
Каждый день мы рассказываем нашим клиентам, почему тот или иной мотор, контроллер или аккумулятор походят или не подходят друг к другу. Вот самые типичные комплекты и вопросы:
— Куда обычно устанавливаются батареи на электровелосипед? Самым популярным местом установки батарей является задний багажник. На некоторые рамы можно установить батарею в форме бутылки (литий-ионные), на место крепления бутылочки для питья. Некоторые рамы изначально имеют полость для размещения батарей (специально спроектированные). Можно устанавить прямоугольные АКБ и в раму. Фотографии наших работ Вы можете посмотреть здесь.
Самый успешный в мире мотоцикл – это не поражающее воображение произведение инженерного искусства и не скоростной монстр. Это 50-кубовый Honda Super Cub с ножным стартёром, четырьмя лошадиными силами и максимальной скоростью 80 км/ч – наиболее популярное в истории транспортное средство этого класса с двигателем внутреннего сгорания. Honda продала более 60 млн единиц, и спустя многие годы после первого появления Cub становится экологичным, превращаясь в электромотоцикл.
Honda продемонстрировала двухколёсный EV-Cub на автомобильном шоу в Токио. В концепте со вкусом модернизирован дизайн 1958 года. Компания не предоставила детальную информацию, но заявила, что EV-Cub создаётся, чтобы «стать таким же функциональным и комфортным, как его получивший мировое признание предшественник». Неизвестно, насколько более эффективным будет мотоцикл, разве что заряжать батареи от солнечной энергии. Тем не менее, смесь классики и современных технологий многим по душе.
Организаторы гонок экологически чистых байков TTxGP представили серийный электрический мотоцикл во время знаменитого мотор-шоу SEMA (Speciality Equipment Market Association) в Лас-Вегасе. Модель, получившая название Mavizen TTx02, построена на базе электросупербайка Agni X01, выигравшего гонки на острове Мэн.
Для TTx02 предлагаются три варианта исполнения модуля аккумуляторных батарей, что позволяет оптимизировать мотоцикл в соответствии с текущей задачей – будь то достижение максимально возможной скорости на треке, либо расширение ресурса пробега от одной зарядке в обычных поездах по дорогам общего пользования. Наиболее легкий комплект Sprint Pack с емкостью 3 кВт-ч способен обеспечивать движение байка на расстояние не более 9,5 км. Ресурса аккумуляторного модуля Circuit Pack с его емкостью 6 кВт-ч хватает на 40 километров скоростной езды по треку, 61 километр экстремального перемещения, или 97 километров «пенсионерской» езды по обычным дорогам.
На одном заряде наиболее емкого аккумуляторного модуля Snaefell Pack (11 кВт-ч) можно «намотать» 64 километра по треку, или же от 120 до 210 километров по дорогам, в зависимости от стиля езды и дорожных условий. Кроме того, этот вариант исполнения аккумулятора предусматривает возможность горячей замены батарей. Сухой вес электробайка – 130 кг, а с установленным аккумулятором Circuit Pack он увеличивается до 160 кг.
Система управления мотоцикла работает под управлением Linux, и, таким образом, мы получаем очень скоростное устройство, имеющее собственный IP-адрес. Телеметрическая информация с TTx02 может считываться удаленно, для чего имеется встроенный веб-сервер и беспроводный интерфейс Wi-Fi. Ожидается, что Mavizen TTx02 будет выпущен в очень ограниченном количестве, серией всего в 50 экземпляров. Его цена – около 40 тыс. долл. с аккумулятором Circuit Pack – рассчитана на весьма состоятельных энтузиастов.
Сэр Клайв Синклер (Clive Sinclair) обрел всемирную популярность около 30 лет назад, когда его компания выпустила ставший впоследствии культовым компьютер ZX Spectrum. Много воды утекло с тех пор, господин Синклер в 1985 году, например, пробовал запустить в серию первый электромобиль, однако проект не увенчался успехом. И вот, спустя 26 лет этот гений (IQ 159) снова пытается выйти на рынок. Видео
Его новая работа получила название Sinclair X-1, это двухколесный электромобиль, который отличается от велосипеда только двумя моментами: литий-полимерным аккумулятором и электродвигателем, а также футуристическим кузовом. Идея, безусловно, красивая, но разве может быть удобным крытое транспортное средство всего на двух колесах? Ведь это не Segway и даже не GM EN-V. Аккумулятор имеет рабочее напряжение 24 В, его полного заряда хватает на 16 км пути; дополнительный элемент питания стоит порядка 80 долларов. Мощность электродвигателя составляет 190 Вт или около 0,26 лошадиной силы. Весьма сомнительное мероприятие, единственным положительным моментом которого является цена Sinclair X-1, она составляет 945 долларов США.
— Электровелосипед Falcon изготовлен на базе велосипеда Trek 7000 с помощью мотор-колеса. Два последовательно соединенных аккумулятора Хедвей 24в 10Ач расположены в кофрах по бокам рамы. Размер колес: 28″ / Контроллер: 48в 40Ач / Максимальная скорость: 55 км/ч / Nextar GPS/Stereo / Вес велосипедиста: 100 кг / Источник
— Энтузиаст из США сделал интересный аппарат — Giant Vieve на двух моторах.
При этом американец не планировал одновременное использование обоих М-К. Выбор движка определяется в зависимости от ландшафта и необходимой скорости. Электровелосипедист экспериментировал с аккумуляторами NiMH 36в 9Ач (позже были установлены LiFePO4 A123 48v 9Ач). Максимальная скорость на 4011 — 21 км/ч. Максимальная скорость на 408 — 30 км/ч. Источник: endless-sphere.com
 |  |  |  |
 |  |
