Olvassa el egy lítium akkumulátor műszaki adatlapját: kapacitás, áram, belső ellenállás
Egy robogó akkumulátora csupán azonos cellákból áll, melyek gyakran 21700 vagy 18650 méretűek. A teljesítménye közvetlenül ezeknek a celláknak a műszaki adatlapjából származik. Ennek a műszaki adatlapnak a megértése segít megérteni, hogy miért viselkednek két azonos feszültségű és kapacitású akkumulátor teljesen eltérően, amikor teljes gyorsulásra van szükség.
A lényeg
- A sorba kapcsolású cellák száma határozza meg a feszültséget; a párhuzamosan kapcsolású cellák száma pedig növeli az akkumulátor kapacitását és a rendelkezésre álló áramerősséget.
- Egy nagy kapacitású akkumulátorcella nem feltétlenül jelenti azt, hogy nagy áramerősséget tud leadni; gyakran kompromisszumokat kell kötni a választás során.
- A belső ellenállás határozza meg a feszültségesést és a túlmelegedést nagy áramterhelés esetén.
- Az élettartammal kapcsolatos adatok precíz körülmények között kerülnek meghatározásra, gyakran olyan körülmények között, amelyek enyhébbek, mint a valós használat.
A formátumok
Egy akkumulátor méretét a neve jelzi: egy 18650-es akkumulátor átmérője 18 mm, hossza pedig 65 mm, míg egy 21700-as akkumulátor átmérője 21 mm, hossza pedig 70 mm. A 21700-es akkumulátor több aktív anyagot tartalmaz, és hatékonyabban disszipálja a hőjét, ezért vált népszerűvé a nagy teljesítményű akkumulátorokban.
A táblázatban szereplő adatok, egyenként
A feszültségek
- Névleges feszültség: a lemerítés során mért átlagos feszültség, amely a legtöbb lítium-ion akkumulátor esetében körülbelül 3,6 V.
- `Töltési feszültség`: Általában 4,2 V. Ennél magasabb feszültség esetén az akkumulátorcella károsodhat, és veszélyessé válhat.
- Kimerülési feszültség: A nem szabadon alacsonyabb érték, általában körülbelül 2,5 V. A gyakorlatban magasabb feszültségnél érdemes leállítani, hogy meghosszabbítsuk az akkumulátor élettartamát.
A kapacitás
Az milliamperóra (mAh) egységben: ez azt jelenti, hogy mennyi energiát képes a cella leadni, alacsony áram mellett mérve. Nagyobb áram esetén a ténylegesen felhasználható kapacitás alacsonyabb, mivel a feszültség hamarabb eléri a minimális szintet. A megbízható adatlapokon áramlási görbék szerepelnek különböző áramértékek esetén: ezeket kell figyelembe venni.
A folyamatos kisütési áram
A cella által folyamatosan leadható áram, amely nem haladja meg a gyártó által meghatározott maximális hőmérsékletet, a gyártó által definiált körülmények között. Ez a kritikus érték egy erőteljes elektromos robogó esetében. A rövid időre elérhető, csúcserősségű értékek külön kerülnek feltüntetésre.
A belső ellenállás
A milliohmokban megadott érték azt jelenti, hogy egy cella milyen ellenállást mutat a árammal szemben. Ez az ellenállás feszültségesést okoz, amely arányos a árammal, és hőtermelést, amely arányos a áram négyzetével. Alacsony belső ellenállás azt jelenti, hogy az akkumulátor stabilabb feszültséget tartja fenn nagy terhelés alatt, és kevésbé melegszik fel. Az ellenállás nő a hidegben és az akkumulátor öregedésével.
A várható élettartam
A ciklusok száma addig, amíg az akkumulátor kapacitása egy bizonyos százalékra csökken az eredeti értékhez képest, gyakran 80%-ra. Ez az érték nagymértékben függ a tesztelés körülményeitől: áram, kisütés mélysége, hőmérséklet. Ezt az értéket arra használják, hogy azonos módon tesztelt akkumulátorokat hasonlítsák össze, nem pedig a tényleges élettartam előrejelzésére.
A kapacitás vagy a teljesítmény: a kompromisszum
Egy akkumulátor cellájában a gyártók egyensúlyt teremtenek a hatóanyag mennyisége (ami a kapacitást befolyásolja) és az áram könnyű áramlása (ami a teljesítményt befolyásolja) között. Ez két fő család kialakulásához vezet:
| "Energia" részleg | "Teljesítmény" egység | |
|---|---|---|
| Kapacitás | Maximale | Kissé gyengébb, vagy a legújabb, prémium minőségű akkumulátorok esetében egyenértékű teljesítmény |
| Egyenáram | Mérsékelten | Élevé |
| Belső ellenállás | Legmagasabb | Alacsonyabb |
| Ideális felhasználási terület: | Autonómia, csendes vezetés | Erős gyorsulás, versenypálya |
Két akkumulátor típus található a termékeinkben, amelyek jól szemléltetik a választási szempontokat: a Samsung 50S, egy 21700-as cella, amelynek kapacitása 5000 mAh, valamint a Molicel P45B, egy másik 21700-as cella, amelynek kapacitása 4500 mAh, és amely kifejezetten magas kisütési áramokhoz lett tervezve. A gyártók adatlapjai tartalmazzák a pontos kisütési áramokat a mérési körülményeknek megfelelően.
A cellától az akkumulátorig
Egy akkumulátort a sorba kapcsolt cellák (S) és a párhuzamosan kapcsolt cellák (P) számával jellemezünk:
- `névleges feszültség = sorba kapcsolás száma × egy cella névleges feszültsége. A 20S konfiguráció esetén ez 20 × 3,6 = 72 V, ami a teljesen feltöltött állapotban 84 V-ot jelent;`
- kapacitás = párhuzamosan kapcsolódó cellák száma × egy cella kapacitása. 10 darab, 5000 mAh-s cella párhuzamos kapcsolása 50 Ah kapacitást eredményez;
- `energia = névleges feszültség × kapacitás. 72 V × 50 Ah = 3600 Wh;`
- elméleti egyenáram = párhuzamosan kapcsolódó cellák száma × egy cella egyenárama, a BMS (Battery Management System) korlátai, a vezetékek és a teljes rendszer felmelegedése előtt.
Ez az utolsó pont magyarázza a teljes gyorsuláskor előforduló leállításokat, amelyeket részletesen bemutatunk a következő útmutatónkban: Akkumulátor és BMS, amelyek leállítják a gyorsulást: egy nagy kapacitású akkumulátor, amely "energia" cellákból áll, kevesebb áramot képes leadni, mint egy kisebb akkumulátor, amely "teljesítmény" cellákból áll. Ez különbözteti el a standard és a Performance verziókat az elektromos robogó akkumulátorainktól.
Gyakori kérdések
Miért nem rendelkeznek két azonos, 72 V-os és 40 Ah-s akkumulátorral azonos energiamennyiség?
Mert az akkumulátorcellák eltérő belső ellenállással és különböző folytonos árammal rendelkeznek. A feszültség és a kapacitás azt mutatja, hogy mennyi energiát tárol, de nem azt, hogy milyen gyorsan tudja azt leadni.
Lehetséges-e különböző cellákat használni egy akkumulátorban?
Nem. Különböző kapacitású vagy ellenállású cellák egyensúlyhiányt okoznak: a gyengébb cellák nagyobb terhelésnek vannak kitéve, gyorsabban öregednek, és végül korlátozzák az egész akkumulátor teljesítményét, sőt, akár veszélyessé is válhatnak.
A hideg valójában csökkenti a teljesítményt?
Igen. A hideg időjárás növeli a cellák belső ellenállását: a feszültség nagyobb mértékben csökken terhelés alatt, és az akkumulátor gyorsabban éri el a lekapcsolási pontját.