Прочетете техническите спецификации на литиевата клетка: капацитет, ток, вътрешно съпротивление
Батерията на електрически тротинетки е просто съвкупност от идентични клетки, често с формат 21700 или 18650. Производителността ѝ произтича пряко от техническите характеристики на тези клетки. Разбирането на тези характеристики позволява да се обясни защо две батерии с еднаква напрежение и капацитет могат да се държат много различно при пълна скорост.
Същественото
- Броят на клетките, свързани последователно, определя напрежението; броят на клетките, свързани паралелно, увеличава капацитета и наличния ток.
- Една клетка с голям капацитет не винаги означава клетка, която осигурява голям ток. Често е необходимо да се избира внимателно.
- Вътрешното съпротивление определя спада на напрежението и повишаването на температурата при голям ток.
- Показателите за дълготрайност се измерват при определени условия, които често са по-благоприятни от реалните условия на употреба.
Форматите
Името на формата определя размерите: една батерия 18650 има диаметър 18 мм и дължина 65 мм, а една 21700 има размери 21 мм на 70 мм. Батерията 21700 съдържа повече активен материал и разсейва топлината по-добре, което я прави предпочитана за батерии с висока производителност.
Данните от един документ, едно по едно
Напреженията
- Номинално напрежение: средното напрежение по време на разреждане, обикновено около 3,6 V за повечето литиево-йонни клетки.
- Напрежение при пълно зареждане: обикновено 4,2 V. Над тази стойност, клетката се поврежда и може да стане опасна.
- Напрежение в края на разреждането: минималната стойност, която не трябва да бъде превишена, обикновено около 2,5 V. На практика, се спира при по-висока стойност, за да се запази живота на батерията.
Капацитетът
В милиампер-часове (mAh): количеството енергия, което клетката може да предостави, измерено при нисък ток. При висок ток, действителният капацитет, който може да бъде използван, е по-малък, тъй като напрежението достига по-рано долната граница. Добрите спецификации предоставят графики на разряд при различни токове: именно тези графики трябва да се разглеждат.
Постоянният ток на разряд
Токът, който клетката може да осигури непрекъснато, без да надвишава допустимата си температура, при условията, определени от производителя. Това е ключовата стойност за определяне на мощността на електрическия скутер. Максималните стойности, които се поддържат само за няколко секунди, се отчитат отделно.
Вътрешното съпротивление
В милиоми: това е съпротивлението, което клетката оказва на електрическия ток. То предизвиква спад на напрежението, пропорционален на тока, и генерира топлина, пропорционална на квадрата на тока. Ниското вътрешно съпротивление означава батерия, която поддържа напрежението си при пълна мощност и се нагрява по-малко. Съпротивлението се увеличава при ниски температури и с напредването на възрастта.
Продължителността на живота
Броят на циклите се определя, докато капацитетът намалее до определен процент от първоначалната му стойност, често 80%. Тази стойност зависи силно от условията на теста: ток, степен на разреждане, температура. Тя се използва за сравнение на клетки, тествани по един и същ начин, а не за прогнозиране на реалния експлоатационен живот.
Капацитет или мощност: компромис
Във всяка клетка, производителите трябва да намерят баланс между количеството активен материал (което определя капацитета) и лекотата на протичане на тока (което определя мощността). Това води до две основни групи:
| Секция "енергия" | Модул "мощност" | |
|---|---|---|
| Капацитет | Максимална | Малко по-слаба, или еквивалентна при по-нови, висококачествени батерии |
| Постоянен ток | Умерен | Повдигнат |
| Вътрешно съпротивление | Най-висока | По-ниска |
| Идеално приложение | Автономност, спокойно шофиране | Силно ускорение, писта |
Два модела батерии, които използваме, илюстрират нашия избор: Samsung 50S, която е клетка 21700 с капацитет 5000 mAh, и Molicel P45B, също клетка 21700 с капацитет 4500 mAh, проектирана за изключително високи токове на разреждане. Техническите спецификации на производителите посочват точните стойности на тези токове, според условията на измерване.
От клетката до батерията
Батерията се характеризира с броя на клетките, свързани последователно (S) и паралелно (P):
- номинално напрежение = брой клетки в последователна верига × номиналното напрежение на една клетка. 20S означава 20 × 3,6 = 72 V, а при пълно зареждане – 84 V;
- `капацитет` = брой успоредни клетки × капацитет на една клетка. 10 успоредни клетки с капацитет 5000 mAh дават 50 Ah;
- `енергия = номинално напрежение × капацитет. 72 V × 50 Ah = 3600 Wh;`
- Теоретичен постоянен ток = брой успоредно свързани клетки × постоянен ток на една клетка, преди ограниченията на системата за управление на батерията (BMS), връзките и общото нагряване.
Точно този последен аспект обяснява прекъсванията при пълно ускорение, които са подробно описани в нашето ръководство за батерии и BMS, които прекъсват работата: батерия с голям капацитет, изградена от клетки "енергия", може да отдава по-малка мощност от батерия с по-малък капацитет, изградена от клетки "мощност". Това е което отличава стандартните версии от версиите "Performance" на нашите батерии за електрически тротинетки.
Често задавани въпроси
Защо две батерии с напрежение 72 V и капацитет 40 Ah не притежават еднаква мощност?
Поради факта, че клетките имат различно вътрешно съпротивление и различен максимален ток. Напрежението и капацитетът показват колко енергия е съхранена, но не и с каква скорост тя може да бъде освободена.
Възможно ли е да се комбинират различни клетки в една батерия?
Не. Клетки с различни капацитети или съпротивления се дебалансират: по-слабите клетки работят повече, стареят по-бързо и в крайна сметка ограничават цялата батерия, а в някои случаи могат да станат опасни.
Студът наистина намалява ли мощността?
Да. Студът увеличава вътрешното съпротивление на клетките: напрежението пада повече при натоварване, а батерията достига по-бързо прага си на изключване.