Přečtěte si technický list lithium-ionové baterie: kapacita, proud, vnitřní odpor

Baterie pro koloběžku je pouhý soubor identických článků, často formátu 21700 nebo 18650. Její výkon přímo závisí na technických specifikacích těchto článků. Znalost těchto specifikací umožňuje pochopit, proč se dvě baterie se stejným napětím a stejnou kapacitou mohou při plném zrychlení chovat zcela odlišně.

Formáty

Název určitého formátu určuje jeho rozměry: baterie typu 18650 má průměr 18 mm a délku 65 mm, zatímco baterie typu 21700 má rozměry 21 mm na 70 mm. Baterie typu 21700 obsahuje více aktivního materiálu a lépe odvádí teplo, a proto se stala standardem v bateriích s vysokým výkonem.

Čísla uvedená v dokumentu, postupně

Napětí

• Jmenovité napětí: Průměrné napětí během vybíjení, obvykle kolem 3,6 V pro většinu lithium-iontových článků.
• Napětí na konci nabíjení: obvykle 4,2 V. Pokud je napětí vyšší, buňka se poškodí a může být nebezpečná.
• Napětí na konci vybíjení: minimální hodnota, kterou je nutné nepřekročit, obvykle kolem 2,5 V. V praxi se vybíjení přerušuje při vyšším napětí, aby se prodloužila životnost baterie.

Kapacita

V miliampérhodinách (mAh): množství energie, které buňka dokáže dodat, měřeno při nízkém proudu. Při vysokém proudu je skutečně využitelná kapacita nižší, protože napětí dosahuje nižší hranice dříve. Kvalitní technické listy uvádějí grafy vybíjení při různých proudech – právě těm je třeba věnovat pozornost.

Proudový odběr při nepřetržitém provozu

Proud, který může buňka nepřetržitě dodávat, aniž by překročila svou maximální teplotu, za podmínek stanovených výrobcem. Toto je klíčová hodnota pro výkonný elektrický skútr. Hodnoty maximálního proudu, které jsou udržovány pouze po velmi krátkou dobu, jsou uvedeny odděleně.

Vnitřní odpor

V miliöhmech: odpor, který buňka vykazuje vůči proudu. Tento odpor způsobuje pokles napětí úměrný proudu a zahřívání úměrné kvadrátu proudu. Nízký vnitřní odpor znamená, že baterie si udrží napětí i při plném zrychlení a méně se zahřívá. Odpor se zvyšuje s poklesem teploty a s věkem.

Životnost

Počet cyklů, po kterých se kapacita akumulátoru sníží na určité procento jeho původní hodnoty, obvykle 80 %. Tato hodnota je silně závislá na podmínkách testování: proud, hloubka vybíjení, teplota. Slouží k porovnání článků testovaných stejným způsobem, nikoli k předpovědi skutečné životnosti.

Kapacita nebo výkon: kompromis

Uvnitř jedné článkové baterie výrobci hledají kompromis mezi množstvím aktivního materiálu (pro kapacitu) a snadností průtoku proudu (pro výkon). Proto existují dvě hlavní kategorie:

Dva modely baterií, které najdete v našich produktech, ilustrují náš výběr: Samsung 50S, což je článek typu 21700 s kapacitou 5 000 mAh, a Molicel P45B, což je také článek typu 21700 s kapacitou 4 500 mAh, navržený pro velmi vysoké proudové odběry. Technické specifikace výrobců uvádějí přesné hodnoty proudů v závislosti na měřicích podmínkách.

Od článku k baterii

Baterie se charakterizuje počtem článků zapojených sériově (S) a paralelně (P):

• nominální napětí = počet článků v sérii × nominální napětí jednoho článku. 20S znamená 20 × 3,6 = 72 V, a při plném nabití 84 V;
• kapacita = počet paralelních článků × kapacita jednoho článku. 10 článků zapojených paralelně, každý s kapacitou 5 000 mAh, dává celkovou kapacitu 50 Ah;
• `energie = jmenovité napětí × kapacita. 72 V × 50 Ah = 3 600 Wh;`
• Teoretický proud stejnosměrný = počet paralelně zapojených článků × proud stejnosměrný jednoho článku, před dosažením limitů systému řízení baterie (BMS), propojení a zahřívání celého systému.

Tento poslední bod vysvětluje přerušení při plném zrychlení, které jsou podrobně popsány v našem průvodci baterie a BMS, které přerušují zrychlení: baterie s velkou kapacitou a články určenými pro "energetický" provoz může dodávat menší proud než menší baterie s články určenými pro "výkonný" provoz. To je to, co odlišuje standardní a výkonové verze našich baterií pro elektrické koloběžky.