Przeczytaj specyfikację techniczną ogniwa litowego: pojemność, prąd, rezystancja wewnętrzna

Bateria hulajnogi to w zasadzie zestaw identycznych ogniw, najczęściej o formacie 21700 lub 18650. Jej wydajność wynika bezpośrednio z parametrów technicznych tych ogniw. Umiejętność odczytywania tych parametrów pozwala zrozumieć, dlaczego dwie baterie o tej samej napięcia i pojemności mogą zachowywać się zupełnie inaczej podczas pełnej prędkości.

Formaty

Nazwa formatu określa jego wymiary: bateria 18650 ma średnicę 18 mm i długość 65 mm, natomiast bateria 21700 ma wymiary 21 mm na 70 mm. Bateria 21700 zawiera więcej materiału aktywnego i lepiej odprowadza ciepło, co sprawiło, że stała się standardem w bateriach o wysokiej wydajności.

Oto dane zawarte w arkuszu, przedstawione po kolei

Napięcia

• Napięcie nominalne: średnie napięcie podczas rozładowania, zazwyczaj około 3,6 V dla większości ogniw litowo-jonowych.
• Napięcie naładowania akumulatora: Zazwyczaj 4,2 V. Przekroczenie tej wartości może uszkodzić ogniwo i uczynić je niebezpiecznym.
• Napięcie na końcu rozładowania: minimalna wartość, której nie należy przekraczać, zazwyczaj około 2,5 V. W praktyce, rozładowanie przerywa się przy wyższym napięciu, aby przedłużyć żywotność baterii.

Pojemność

W miliamperogodzinach (mAh): ilość energii, jaką ogniwo może oddać, mierzona przy niskim natężeniu prądu. Przy wyższym natężeniu prądu, rzeczywista, użyteczna pojemność jest niższa, ponieważ napięcie osiąga próg minimalny szybciej. Najlepsze specyfikacje podają wykresy rozładowania przy różnych natężeniach prądu – to one są najważniejsze do przeanalizowania.

Prąd rozładowania ciągłego

Prąd, który ogniwo może dostarczyć w sposób ciągły, nie przekraczając jego dopuszczalnej temperatury, w warunkach określonych przez producenta. Jest to kluczowa wartość dla hulajnogi o dużej mocy. Wartości maksymalne, utrzymywane przez zaledwie kilka sekund, podawane są oddzielnie.

Oporność wewnętrzna

W miliomach: oporność, jaką ogniwo stawia prądowi. Powoduje to spadek napięcia proporcjonalny do prądu, a także nagrzewanie się proporcjonalne do kwadratu prądu. Niska rezystancja wewnętrzna oznacza, że bateria utrzymuje napięcie przy pełnej mocy i nagrzewa się mniej. Rezystancja ta wzrasta wraz z temperaturą (w niskich temperaturach) i wiekiem baterii.

Żywotność

Liczba cykli ładowania i rozładowania, aż do momentu, gdy pojemność spadnie do określonego procentu wartości początkowej, często do 80%. Ta wartość zależy w dużym stopniu od warunków testu: prądu, głębokości rozładowania i temperatury. Służy ona do porównywania ogniw przetestowanych w tych samych warunkach, a nie do przewidywania rzeczywistej żywotności.

Pojemność lub moc: kompromis

Wewnątrz ogniwa, producenci dokonują kompromisów między ilością materiału aktywnego (wpływającego na pojemność) a łatwością przepływu prądu (wpływającej na moc). Stąd też wyróżniamy dwie rodziny:

Dwa modele baterii, które można znaleźć w naszych produktach, ilustrują nasz wybór: Samsung 50S, bateria typu 21700 o pojemności 5000 mAh, oraz Molicel P45B, również bateria typu 21700 o pojemności 4500 mAh, zaprojektowana do pracy przy wyjątkowo wysokich prądach rozładowania. Karty katalogowe producentów podają dokładne wartości tych prądów, zgodnie z warunkami pomiarowymi.

Od ogniwa do akumulatora

Akumulator charakteryzuje się liczbą ogniw połączonych szeregowo (S) i równolegle (P):

• napięcie znamionowe = liczba ogniw połączonych szeregowo × napięcie znamionowe jednego ogniwa. 20S oznacza 20 × 3,6 = 72 V, a przy pełnym naładowaniu 84 V;
• pojemność = liczba ogniw połączonych równolegle × pojemność jednego ogniwa. 10 ogniw połączonych równolegle, każde o pojemności 5000 mAh, daje 50 Ah;
• `energia = napięcie znamionowe × pojemność. 72 V × 50 Ah = 3600 Wh;`
• teoretyczny prąd stały = liczba w konfiguracji równoległej × prąd stały jednej ogniwa, przed uwzględnieniem ograniczeń systemu zarządzania baterią (BMS), połączeń oraz nagrzewania się całego układu.

To właśnie ten ostatni punkt wyjaśnia problemy z odcięciem zasilania przy pełnym przyspieszeniu, szczegółowo opisane w naszym poradniku akumulator i BMS – przyczyny odcięcia przy przyspieszeniu: akumulator o dużej pojemności, wykorzystujący ogniwa „energetyczne”, może dostarczać mniej mocy niż akumulator o mniejszej pojemności, wykorzystujący ogniwa „wydajnościowe”. To właśnie ta różnica odróżnia wersje standardowe i Performance naszych akumulatorów do hulajnóg elektrycznych.