Тяговый литиевый аккумулятор


Литиевые тяговые аккумуляторы на 12-80 Вольт

Литий на замену свинцово-кислотным батареям - это реально!

Малый габарит и вес, количество циклов заряд-разряд, быстрый процесс заряда 2-4 часа против 8-10 часов, нет необходимости доливать воду в банки, не нужно отводить специальное помещение под заряд с хорошей вентиляцией - неоспоримые достоинства литиевых батарей. Но есть и "две ложки дегтя" - - это цена и это необходимость вместе с батареей заменить и зарядное устройство.

Устройство литиевых тяговых батарей.

Так же как и традиционные, свинцово-кислотные, литиевые батареи собираютсмя из элементов (ячеек). Даже если сравнивать свинцовые АКБ выполненные в виде моноблоков, внутри 3 или 6 независимых "банок" отсеков по 2 вольта каждый.
Элементы выпускаются двух видов: цилиндрические и призматические.
Для "легкой" тяги, которая находит применение питая электровелосипеды и скутеры, лодочные моторы, поломоечные машины малой производительности, инвалидные коляски, и малую самоходную складскую технику - используют элементы цилиндрического типа 18650 или 24560.
Для настоящей тяги - профессиональная уборочная техника, штабелеры, погрузчики, электротележки, транспортировщики паллет, ричтраки, грузовые электрокары, пассажирские прогулочные электромашины (гольф кары) - используют призматические элементы большой емкости.
По внешнему виду готовой батареи сложно понять какой тип элементов внутри, но наша рекомендация по надежности - это батареи из призматических элементов. Конструктивно они имеют меньшее количество элементов и как следствие, межэлементных соединений внутри, сами соединения болтовые, и более надежные, чем сварка, (на фото слева видны конструкции литиевых АКБ на разных элементах).

На фото видно, что при сборке из больших элементов, используются толстые перемычки из меди, которые выдерживают большие токи.

Литиевым батареям нужна защита по напряжению и току, только тогда они будут безопасными и долговечными!

Первым обязательным элементом в собранной батареи на любом типе элементов является электронная плата BMS (в переводе система управления батареей). Ее функции: контроль за процессом заряда/разряда ячеек аккумулятора. В случае если на одной из ячеек напряжение отклоняется от рекомендованного диапазона, силовые транзисторы на плате отключат аккумулятор от потребителя и/или зарядного устройства. Таким же образом происходит защита батареи от перегрузки или короткого замыкания. В BMS установлен один или несколько термодатчиков, для контроля за температурой внутри корпуса. Элементы цилиндрического типа при протекании через них токов более 10Cn нагреваются и если разряд длительный, необходимо предотвратить перегрев. У призматических ячеек отвод тепла намного лучше.

Плата BMS использует для управления процессом заряда и разряда электронные силовые ключи, которые имеют ограничения по мощности в зависимости от своей модели. Поэтому важно сопоставить мощность, снимаемую с батареи, мощность зарядного устройства, которым будет заряжаться АКБ с номинальной и максимальной мощностью батареи.

Кроме общих параметров тока и напряжения протекающих в батарее, вторым необходимым элементом является балансир. Это тоже одна или несколько плат, подсоединяющихся к каждой параллельной группе ячеек батареи, выравнивая разности скорости заряда группы. Небольшая неравномерность заряда объясняется разбросом в внутреннего сопротивления каждого элемента, заложенное на этапе производства, т.к. невозможно сделать два абсолютно одинаковых элемента, малая погрешность в технологическом процессе всегда есть. Разница даже в несколько сотых мОм приводит к дисбалансу, когда одни ячейки уже достигли необходимого напряжения, а остальные ещё продолжают заряжаться. В этом случае элементы могут заряжаться не полностью или перезарядиться, что приведет к снижению срока службы.

Балансиры бывают активные или пассивные. Пассивные проще и их цена ниже. Но и КПД заряда тоже ниже. Принцип действия заключается в шунтировании на резистивную нагрузку того элемента или группы элементов, которая уже получила полный заряд, в то время как другая продолжает заряжаться. Лишняя энергия рассеивается на шунте, превращаясь в тепло, что не желательно в закрытом корпусе. Если в батарее много последовательных групп, на пассивных балансирах могут рассеиваться десятки ватт тепла, поэтому батареи с этим типом балансиров желательно применять для работы техники с малой интенсивностью.

Современные активные балансиры. Более сложная схемотехника перераспределяет заряд между элементами таким образом, что энергия заряда уже заряженных элементов через дополнительные цепи поступает на недозаряженные элементы или группы. Это повышает КПД и снижает время заряда. Тепловыделение минимально.

Итог: кроме напряжения и емкости в параметрах литиевой батареи следует учитывать ее максимальную и номинальную мощность или ток. В случае превышения которого, BMS отключит батарею, т.к. изначально не была рассчитана на такую нагрузку. Традиционные свинцово-кислотные батареи с жидким электролитом таких жестких ограничений не имеют.

Можно ли считать литий безопасным источником питания?

Точный расчет токов разряда, качество самих элементов, качество электронных плат контроля, качество монтажа - от этого зависит главное - пожаро-взрыво безопасность. На сегодня технология LiFePo4 и является самой безопасной и эффективной при этом. При выборе батареи в первую очередь предпочтение надо отдавать заводам поставщикам с именем и компаниям, осуществляющим сборку "не на коленке".

Приведем надежных поставщиков и их продукцию, которая уже прошла проверку эксплуатацией на объектах:

Литиевые батареи для поломоечных машин - плюсы и минусы.

Особенности: Как правило батареи заказываются вместе с своим зарядным устройством, предназначенным для заряда лития. На корпусах есть индикация состояния заряда и степени разряда батареи. Индикация может быть выносной, для крепления на корпус машины.

  • Быстрый заряд - скорость принятия заряда до 80% уровня заряженности 2-4 часа. Просто в обеденный перерыв можно поставить поломойку на промежуточный заряд, и пользоваться дальше. У литиевой технологии вынужденный промежуточный заряд батареи не снижает срока службы. Это удобно и позволяет отказаться от четкого графика заряда как у свинцово-кислотных батарей с жидким электролитом, недозаряд не приводит к сульфатации.
  • Вес батареи меньше. Соответственно и расход энергии для передвижения поломоечной машины меньше, время работы - больше! Меньше вес, значит и нагрузка на механические части и колеса меньше - реже нужно менять расходку.
  • Срок службы больше. Почти вся уборочная техника среднего класса использует гелевые АКБ (Sonnenschain, SIAP, Deka) ресурс этих батарей всего 600-700 циклов. Используя Литий, можно получить 2000-3000 циклов до замены батарей. Вместе с выше перечисленным, это хорошая экономия, даже при первоначальных высоких вложениях.

Модели аккумуляторов для уборочной и легкой складской техники43>


Литиевые батареи для электро каров, прогулочного и малого грузового электротранспорта.

Особенности: корпуса под батареи изготавливают с защитой от пыли, влаги и воды. Обязательна ручка для удобной переноски и силовой разъем.

  • Прирост в скорости и резвости электро транспорта. За счет существенно меньшей просадки по напряжению под нагрузкой, литиевые батареи способны питать электродвигатели большим напряжением, соответственно увеличивая их крутящий момент. К примеру свинцовая батарея на 12 вольт садится до 10.5 в, в то время как литий минимум до 11.5 вольт.
  • Возможность быстрого заряда по пути - достаточно найти розетку с напряжением 220 вольт и за пару часов уровень заряда возрастет до 60-80%, и можно продолжать путь. (конечно само ЗУ надо брать с собой).
  • Вес батареи меньше. Соответственно и расход энергии на себя для передвижения электро машины меньше, пробег на одном заряде - больше! Возможность перевести больше груза.
  • Срок службы больше. Используемые гелевые АКБ (Sonnenschain, SIAP, Deka) ресурс этих батарей всего 600-700 циклов. Используя Литий, можно получить 2000-3000 циклов до замены батарей. Вместе с выше перечисленным, это хорошая экономия, даже при первоначальных высоких вложениях.

Модели аккумуляторов для электротранспорта43>

  • 60 v 52ah (по C2), 240 x 160 x 380 mm, тяговый, Литий (NMC)

  • 60 v 32ah (по C2), 300 x 230 x 180 mm, тяговый, Литий (NMC)

  • 60 v 20 ah (по C2), 236x196x153 mm, тяговый, Литий (NMC)

  • 48 v 24 ah (по C2), 183x156x203 mm, тяговый, Литий (NMC)


Литиевые батареи для погрузчиков и штабелеров.

Особенности: изготавливаются на заказ, согласно габариту, весу и потребляемой мощности техникой. литиевые тяговые аккумуляторы.

  • Емкость используется на все 100%. Поэтому емкость новой батареи при переходе с свинцово-кислотных на литий-ионные аккумуляторы может быть уменьшена на 20-30% без сокращения времени работы оборудования. Свинцовые АКБ не могут отдать всю емкость и их безопасно разряжать до 70-80%.
  • Существенный плюс: не надо отводить отдельное помещение под зарядный комплекс, не надо проводить обслуживание (контроль и долив воды, уравнительный заряд, ведение журнала), можно не держать в штате специалиста-аккумуляторщика.
  • Быстрый заряд и промежуточный заряд - главные плюсы мощных и дорогих литиевых батарей в классе тяжелой тяги. При интенсивном использовании складской техники это может служить превалирующим фактором при принятии решения о смене типа батарей.
  • Малый вес батареи - недостаток, а не преимущество! Производители рассчитывают балансировку подъемной складской техники учитывая вес именно свинцовых батарей там где они штатно предусмотрены конструкцией. При замене на литиевые, недостаток веса обязательно должен быть скомпенсирован балластом, иначе погрузчик не возьмет вес груза на который он рассчитан.
  • Расчетный срок службы больше всего в 2 раза! Используемые мощные и емкие свинцовые АКБ из PzS или PzB элементов выдерживают ресурс до замены 1300-1500 циклов. Литий обещает прослужить до 3000 циклов.
  • Экологичность, свинцовые батареи в период зарядки, выделяют токсичные газы, которые необходимо удалять из зарядной комнаты при помощи вентиляции. Литиевые АКБ герметичны, и не наносят вред окружающей среде в период эксплуатации. НО!
  • НО! После периода успешной эксплуатации батарею необходимо утилизировать и если свинец можно сдать на переработку и получить за это еще и деньги, то батарею на основе лития можно утилизировать только заплатив за это деньги (примерно 50 руб на 1 кг). Поэтому экологичность в этом вопросе под сомнением. Заводов по переработке всего два, и из старого лития новый сделать невозможно.

Отправить запрос на расчет литиевого АКБ для штабелера / погрузчика


Тяговый литиевый аккумулятор на катере

Тяговый аккумулятор и генератор двигателя – это сердце системы энергоснабжения на катере или яхте.  От их исправности и надежности зависит работоспособность всего бортового оборудования вдали от пирса. Однако большинство владельцев небольших судов не уделяют этим устройствам должного внимания. В результате аккумуляторы заряжаются долго, возможности генератора используются не полностью, а контроль за энергопотреблением и безопасностью отсутствует

Содержание статьи

LiFePO4 аккумулятор на катере

Компоненты тягового литиевого аккумулятора — четыре последовательно соединенных ячейки и плата управления, приложенная к одной из них

Тяговый литиевый аккумулятор состоит из двух компонентов — аккумуляторных ячеек и электронной системы управления (BMS – battery management system). Ячейки служат источником электрической энергии, а BMS обеспечивает безопасность пользователя и заботится о состоянии аккумуляторной батареи. Система управления отслеживает ток, температуру и напряжение аккумулятора и не позволяет ячейкам работать за пределами разрешенных значений

В большинстве литиевых батарей BMS расположены внутри корпуса тягового аккумулятора. Связи с внешним миром устройство контроля как правило не имеет и никак не взаимодействует с другим оборудованием в электрической системе. Если BMS обнаруживает, что один из контролируемых ей параметров выходит за допустимые пределы, она без предупреждения разрывает связь с внешней цепью.

Литиевый аккумулятор и генератор

LiFePo4 аккумулятор считается заряженным на 90-95%, когда напряжение ячеек повышается до 3,6 – 3,65 Вольт. После этого источник зарядки должен отключится, перейти в режим постоянного напряжения (если велась зарядка постоянным током) или понизить его до 13,6 – 13,8 Вольт

Спецификация типичного тягового литиевого аккумулятора:

Характеристика Значение
Номинальная емкость, Ач 125
Минимальная емкость, Ач 119
Электрическая энергия, кВтч 1,6
Номинальное напряжение, В 12,8
Выходное напряжение, В >12,8
Внутреннее сопротивление, мОм
Последовательное/параллельное соединение Последовательно до 4 аккумуляторов. Параллельно не ограничено
Максимальное напряжение зарядки, В 14,6 ± 0,1
Поддерживающее напряжение, В 13,8± 0,2
Стандартный зарядный ток, А 60
Максимальный зарядный ток, А 80
Стандартный разрядный ток, А 80
Максимальный разрядный ток, А 100 в течении 30 минут
Габариты, мм (Д х Ш х В) 318 х 165 х 215
Вес, кг 14,7
Характеристика Значение
Защитное напряжение при перезаряде, В/яч 3,8± 0,025
Пороговое напряжение для сброса защиты при переразряде, В/яч 3,6± 0,025
Порядок отключения защиты Напряжение ниже порогового
Защитное напряжение при переразряде, В/яч 2,0± 0,08
Пороговое напряжение для сброса защиты при переразряде, В/яч 2,3± 0,1
Порядок отключения защиты Зарядка выше порогового напряжения
Защита от перегрузки по току, А 350
Задержка срабатывания защиты, с 0,5-1,5
Порядок отключения защиты Сброс нагрузки до допустимого значения
Защита от перегрева, С 65± 5
Сброс защиты при перегреве, С 50± 10
Напряжение генератора лодочного двигателя 14,0 — 14,4 В.  Регулятор генератора не может снизить это напряжение даже после того как аккумулятор зарядится до 100%.  Поэтому в течении всего времени работы двигателя через литиевые ячейки будет течь ток, который постепенно нагреет их. Даже если температура элементов и не достигнет критического для BMS значения, регулярное перенапряжение постепенно уменьшит их емкость и сократит срок службы

BMS отключает аккумуляторную батарею от источника зарядки, когда напряжение ячеек достигает порогового значения. Но в данном случае напряжение отсечки платы окажется выше настройки регулятора генератора и этот вид защиты не сработает.

Помимо напряжения система управления отслеживает ток заряда и разряда аккумулятора. Суммируя этот ток, несложно вычислить количество получаемых и отдаваемых аккумулятором амперчасов, а затем и текущую заряженность аккумуляторной батареи. Как только заряженность достигнет предустановленного значения, BMS сможет отключить аккумулятор от внешней цепи и прервать зарядку. Этот способ контроля достаточно точный, но далеко не все BMS «умеют» им пользоваться.

Ток зарядки

Проблемы не исчерпываются только тем, что напряжение литиевого аккумулятора и генератора не соответствуют друг другу. Ток, потребляемый аккумулятором может оказаться слишком большим для генератора.

Напряжение литиевого аккумулятора в течении зарядки меняется очень слабо. Заметный рост происходит только при заряженности 80-90%.  Это означает, что большую часть времени аккумулятор потребляет постоянный ток, и нагрузка на генератор не уменьшается

Стандартный генератор автомобильного типа плохо приспособлен для зарядки тяговых аккумуляторов. Если аккумулятор потребляет ток в течении продолжительного времени, а охлаждение недостаточное, температура генератора вырастет и он может сгореть.

КПД стандартного лодочного генератора 50-60%. Он превращает в тепло почти половину механической мощности, получаемой от двигателя. При напряжении 14 Вольт и токе 100 А генератор отдает потребителям 1400 Вт и столько же выделяет в окружающее пространство виде тепла. Тепло разгоняет крыльчатка, установленная на валу генератора.  Чем быстрее вращается ротор, тем лучше охлаждается генератор. Но несмотря на принудительное охлаждение генератор все равно быстро нагревается

Если генератор регулярно работает при температуре 100-120 С, рано или поздно он выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, нагрузку на генератор необходимо ограничивать, особенно на холостых оборотах, когда охлаждения недостаточно

Ограничитель тока нужен и самим аккумуляторам. Для литий-фосфатных ячеек производители указывают максимальный и рекомендуемый токи зарядки. Максимальный ток составляет 1-3 С (где С – емкость аккумулятора). Рекомендуемый для большинства элементов существенно ниже — 0,3-0,5 С. Тяговые аккумуляторы служат дольше, если зарядный ток соответствует рекомендуемому.

Ограничение нагрузки на генератор

Устройства Sterling Power APD12 защищают генератор от повреждения при сбросе нагрузки во время работы двигателя

Ток в цепи тягового аккумулятора можно ограничить при помощи реле развязки. Некоторые модели реле имеют самовосстанавливающиеся предохранители, которые выдерживают короткий всплеск нагрузки, но нагреваются, если она, превышает номинал реле дольше. С ростом температуры сопротивление предохранителей увеличивается, микроконтроллер фиксирует падение напряжения, определяет, что нагрузка возросла и разрывает цепь. После того как предохранители остынут, реле замыкается вновь.
Реле не способно изменять выходное напряжение генератора, поэтому тяговый аккумулятор останется под напряжением 14,0-14,4 Вольт в течении всего времени работы двигателя. Но реле можно разомкнуть внешним сигналом. Например, с BMS или батарейного монитора.

Однако если тяговый литиевый аккумулятор подключен к генератору напрямую, просто так разрывать цепь между ним и генератором нельзя. Буфера в виде стартового аккумулятора в этом случае нет и последствия будут такими же, как и после поворота главного переключателя в положение ВЫКЛ во время работы двигателя. Сброс нагрузки вызовет скачек напряжения, который пробьет диоды выпрямителя и выведет из стоя регулятор генератора. Избежать неприятностей можно с помощью Sterling Power APD12. Это небольшое устройство гарантирует, что в случае скачка напряжения, вызванного ослаблением контакта или обрывом цепи от аккумуляторной батареи, генератор будет полностью защищен

Дополнительная защита аккумулятора

Схема подключения тяговых литиевых аккумуляторов для зарядки от генератора. Вверху изображена панель зарядного конвертера. Датчик, соединенный с устройством, отслеживает температуру аккумуляторной батареи. Выводы BMS (1) и BMS (2) служат для соединения с системой управления аккумулятором. В случае возникновения аварийной ситуации, BMS генерирует сигнал высокого (низкого) напряжения. Получив этот сигнал конвертер прекращает работу и снимает напряжение с аккумулятора. Работа автоматически возобновляется после того , как неисправность ликвидирована

BMS предохраняет литиевый аккумулятор от перезарядки, чрезмерного разряда и короткого замыкания. Но полагаться на одну только BMS нельзя. Тяговый аккумулятор должен иметь два уровня защиты литиевых ячеек. Первый обеспечивают устройство зарядки и оборудование подключенное к аккумулятору. Второй —  плата управления аккумуляторной батареей. Для LiFePO4 аккумулятора номинальным напряжением 12,8 Вольт защита осуществляется следующим образом:

Первый уровень: Зарядное устройство повышает напряжении аккумулятора до 14,4 Вольт. Затем переключается в режим постоянного напряжения для 100% заряда аккумулятора. Продолжительность второго этапа не более 30 минут. После полной зарядки устройство снижает напряжение до 13,8 Вольт.

DC-DC устройство Sterling Power BBW предназначено для зарядки 6 типов тяговых аккумуляторов, в том числе литиевых, от генератора двигателя. На фотографии представлена модель с входным и выходным напряжением 12 Вольт. Выпускаются варианты 12->12, 12->24, 12->36, 12->48, 24->24. Устройство имеет класс защиты IP68 (полностью водонепроницаемое), поэтому входные и выходные кабеля с предохранителями предустановлены изготовителем. Регулировка и настройка выполняется магнитным ключом

Устройство зарядки контролирует температуру литиевого аккумулятора с помощью датчика и уменьшает выходное напряжение, если его температура растет. Зарядка прекращается, если температура аккумуляторной батареи поднимается до 55 С.  Устройство зарядки отключается и снимает с аккумулятора приложенное напряжение, как только получает сигнал неисправности от BMS. Потребители отсоединяются при напряжении аккумуляторной батареи 10,5 Вольт.

Второй уровень: BMS обнаруживает перезарядку и отключает внешнюю цепь, если напряжение одной из ячеек достигло 3,8 Вольт. Защита от переразряда срабатывает при напряжении 2,0 Вольт/элемент. Защита от перегрева при температуре 65 С

Примером востребованности многоуровневой защиты служит следующая ситуация. Статическое электричество разрушило защитную цепь аккумулятора и выходной транзистор постоянно находится в замкнутом состоянии. В нормальных условиях эксплуатации аккумулятор работает без замечаний и пользователю о неисправности неизвестно. В аварийной ситуации защита не сработает. Напряжение литиевых элементов поднимется выше безопасного уровня и тяговый аккумулятор перезарядится. Ранние признаки такой неисправности — повышение температуры и вздутие ячеек

Зарядные конвертеры

Подведем итоги. При эксплуатации литиевого аккумулятора на катере возникают следующие сложности:

Проблема Последствия
Напряжение генератора не соответствует рекомендуемому напряжению зарядки литиевого аккумулятора

 

Аккумулятор заряжается медленно. Заряженный аккумулятор остается под повышенным напряжением. Срок службы аккумулятора сокращается
Непрерывная нагрузка может оказаться слишком высокой для генератора Генератор перегревается и выходит из строя
Резервная защита аккумулятора отсутствует

 

Отказ BMS или ее компонентов приводит к перезарядке аккумулятора. В крайнем случае аккумулятор разрушится или станет причиной пожара

Проблемы устраняет промежуточное устройство, DC-DC конвертер, предназначенный для зарядки свинцово-кислотных и литиевых тяговых аккумуляторов от источника постоянного напряжения.

Схема подключения DC-DC конвертеров для зарядки тяговых аккумуляторных батарей. В системе установлено два литиевых аккумулятора — один 12 вольтовый, другой 24-вольтовый. Конвертеры получают от генератора 14 Вольт и преобразуют это напряжение в подходящий для каждого аккумулятора зарядный профиль

В системах со стартовой и сервисной аккумуляторными батареями конвертер устанавливают между двумя группами аккумуляторов. Если генератор заряжает только тяговые аккумуляторы, то его напряжение перед подачей на конвертер предварительно стабилизируют с помощью дополнительного устройства

Преимущества зарядных конвертеров:

  • Sterling Power BB1260

    Входное напряжение 11-20 Вольт

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-20 Вольт

  • Максимальный ток 60 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Есть режим 50% мощности

  • Быстрая зарядка постоянным током

  • Режимы для GEL(2), AGM(2), LiFePO4, кальциевых и жидко-кислотных аккумуляторов &nbsp&nbsp&nbsp

    9 режимов зарядки. Возможность создать собственный зарядный профиль

  • - &nbsp&nbsp&nbsp

    Класс защиты IP21

  • Sterling Power BB1230

  • 12->12 Вольт

  • Максимальный ток 30 А

  • Быстрая зарядка постоянным током &nbsp&nbsp&nbsp

    Четырехступенчатый зарядный профиль. Постоянный ток, постоянное напряжение, кондиционирование и поддерживающая зарядка

  • Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов

  • -

  • Sterling Power BBW12120

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-16 Вольт. Выходного 13-15,1

  • Максимальный ток 120 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Регулировка мощности с шагом 10%. Необходим пульт. Приобретается дополнительно

  • Быстрая зарядка постоянным током

  • Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов

  • Водонепроницаемое &nbsp&nbsp&nbsp

    Класс защиты IP68. Сменный охлаждающий вентилятор - IP55

  • Преобразует фиксированное выходное напряжение генератора в профиль, состоящий из 4-5 участков разного уровня. Приложенное к тяговому аккумулятору напряжение больше не зависит от генератора, а определяется текущим состоянием самой аккумуляторной батареи
  • Заряжает аккумулятор быстрее, чем генератор напрямую. Понижает выходное напряжение после того как зарядит аккумулятор до 100%. Защищает литиевый аккумулятор от перезарядки
  • Ограничивает ток в цепи, так что он никогда не превышает номинал устройства. Благодаря этому нагрузка на генератор и зарядный ток аккумуляторной батареи всегда остаются в допустимых пределах
  • Прекращает зарядку по сигналу от BMS и уменьшает напряжение с ростом температуры аккумуляторной батареи. Обеспечивает дополнительный уровень защиты литиевого аккумулятора

Лучший литиевый аккумулятор для лодочного электромотора

Владельцы лодок уже давно полагаются на свинцово-кислотные аккумуляторы для запуска своих двигателей и питания лодочных электромоторов, подключения эхолота, питания электрических ламп и, в наши дни, для подключения инверторов для запуска бытовых приборов, таких как чайники, микроволновые печи и многое другое (если конечно у вас большая яхта или катер). Тем не менее литиевые батареи предлагают гораздо лучшую производительность и срок службы, но по гораздо более высокой цене. Так не пора ли вам переключиться с технологии 19-го века на технологию 21-го?

Общепринятое эмпирическое правило для свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что ёмкость аккумулятора должна быть вдвое больше, чем вы, вероятно, будете использовать в течение одного дня или между перезарядками. Это связано с тем, что большинство свинцово-кислотных аккумуляторов не следует регулярно разряжать до уровня ниже 50% от их ёмкости, иначе их срок службы быстро сократится. Некоторые свинцово-кислотные технологии помогают улучшить этот показатель, но с большими финансовыми затратами для владельца АКБ.

В то же время, чем быстрее вы забираете энергию из свинцово-кислотной батареи, тем меньше общей ёмкости вы получаете. Обычно, батарея, которая дает вам 100 Ач, если она разряжается при токе 5А, то в течение 20-часового периода её работы, отдаст вам только 80 Ач, если вы разряжаете аккумулятор при токе в 20А, то в течение 5 часов вы получите ёмкость и 50 Ач, если вы разряжаете при 100А, то батарея будет отдавать энергию в течение номинального 1 часа. Это становится особенно важным, если вы приводите в действие инвертор или запитываете от аккумулятора лодочный электромотор.

Таким образом, номинальная емкость свинцово-кислотной батареи должна быть еще больше, если вы регулярно снимаете с неё большие токи.

Кроме того, количество полезных циклов, которые любая батарея даст вам в течение своего срока службы, определяется тем, насколько сильно вы её разряжаете каждый раз, называется это глубина разряда, и как быстро вы отключаете питание.

Самый дешевый свинцово-кислотный аккумулятор для отдыха, продаваемый в среднестатистическом магазине, вероятно, даст вам в лучшем случае 100-125 циклов при 50% глубине разряда. Если вы регулярно разряжаете батарею до 80% (т.е. оставляете лишь 20% её первоначальной ёмкости), этот показатель упадет до 25-30 циклов, после чего у вас, вероятно, останется только 50-60% от первоначальной максимальной ёмкости. Если вы разрядите батарею до 90% (остаток 10%) – когда свет начнет тускнеть – вы, вероятно, получите в итоге не более 10-20 циклов заряда/разряда.

Самые лучшие аккумуляторные батареи для вашей лодки и лодочного мотора, которые только есть в продаже улучшат эти показатели, но обычно не намного, и вам, как правило, придется искать тяговые батареи, предназначенные для питания электромобилей, чтобы получить более 500 циклов при 80% глубине разряда. Батареи глубокого цикла от Vetus и свинцово-углеродные батареи от DBS Leoch дадут еще больший срока службы и больше циклов.

И еще одна проблема на лодке со свинцово-кислотной батареей - это сульфатация. Оставьте аккумулятор на зиму с 80% зарядом, и это станет её максимальной ёмкостью, независимо от того, на сколько вы зарядите батарею впоследствии. Сделайте это два года подряд, и вы снизите ёмкость уже до 60%.

Являются ли литиевые батареи лучше свинцово-кислотных?

Утверждается, что литиевые батареи перевернули все эти ожидания производительности с ног на голову. Маркетологи и продавцы утверждают, что разрядная ёмкость составляет почти 100% даже при разряде 100А, а срок службы более 2000 при аналогичных разрядных токах и 80% глубине разряда.

Цель нашего теста состояла в том, чтобы проверить эти утверждения.

Чтобы обеспечить беспристрастность и справедливость для всех литиевых аккумуляторов, мы заряжали каждую батарею во время тестирования одобренным литиевым зарядным устройством – либо тем, которое поставляется вместе с ней, либо умным зарядным устройством Victron, либо Mastervolt ChargeMaster Plus. Затем мы провели три измеренных разряда (с перезарядкой между каждым) и измерили Ач, который батареи выдавали:

  1. При разрядном токе в 25А – использование МК тестера разряда постоянного тока.
  2. При токе в 100А – путем подключения каждого аккумулятора к инвертору, с подключенным электронагревателем мощностью 1 кВт
  3. При 150А – см. пункт 2, но с нагревателем мощностью в 1,5 кВт
  4. Наконец, мы измерили максимальный ток, который они будут выдавать в течение 5 минут, может вам понадобиться вскипятить чайник или включить микроволновую печь, которые вы случайно захватили себе на лодку.
  • Некоторые испытываемые батареи имели номинальную ёмкость только 90Ач или 60Ач, поэтому мы использовали только токи 90А и 60А, чтобы проверить фактическую производительность по сравнению с заявленной производителем.
  • Некоторые батареи могли выдавать 150А, некоторые - нет. Во всех случаях именно внутренняя система управления батареями (BMS) определяла, когда они выключаются, причем разные производители выбирали разные точки отсечки, которые, по их мнению, позволят их устройству обеспечить наилучшие долгосрочные результаты и срок службы количество циклов.
  • Температура нашей испытательной установки колебалась в пределах 10-15°C. заявленные мощности большинства производителей были достигнуты при температуре 25°C, поэтому наши результаты должны были быть немного ниже заявленных показателей, примерно на 2-4 часа работы батареи.

Свинцово-кислотные и литиевые батареи: факты

На протяжении более 100 лет в большинстве аккумуляторных батарей использовались свинец и серная кислота, впервые изобретенные в 1859 году Гастоном Плантом. Затем в 1970 году появились литиевые батареи, которые на 50% легче, без эффекта памяти, в десять раз больше срока службы (больше количество циклов заряда/разряда) и способны выдавать почти всю свою номинальную ёмкость даже при самых высоких токах разряда.

Но у лития есть и недостатки. Первый - это стоимость, в четыре раза превышающая цену эквивалентной свинцово-кислотной батареи, а второй - безопасность. Литий - это высокореактивный металл, который бурно реагирует при соприкосновении с водой или даже влагой в атмосфере, если элемент поврежден, и если он загорится, использование воды для его тушения не очень хорошая идея, а когда вы на открытой воде, пожар тушить особо то и не чем.

Использование соединений лития значительно снижает, но не устраняет пожароопасность. Оксид кобальта лития (LiCoO2) обладает высокой плотностью энергии, но большими рисками для безопасности, особенно при повреждении. Более низкоэнергетические, но более безопасные соединения включают оксид марганца лития (LiMn2O4) и фосфат железа лития (LiFePO4). Последний стал предпочтительным материалом для батарей умеренной производительности и из него как раз и состоят все блоки аккумуляторных батарей, которые мы тестировали.

Что находится в литиевой батарее?

Фактически литиевая батарея состоит из нескольких блоков основных элементов, и они могут значительно отличаться по размеру и форме. Они могут быть плоскими и в форме призмы, но в этом случае в батарею поместится только четыре блока в общей сложности. Или они могут быть цилиндрическими, в форме "швейцарского рулета", со слоями анода и катода, свернутыми вместе с разделителем между ними.

Эти цилиндрические ячейки могут быть удивительно маленькими, примерно размером с батарейку типа АА, это если говорить о модели 18650, в результате чего аккумуляторный блок мощностью 85 кВт, используемый в автомобиле Tesla, состоит не менее чем из 7104 таких ячеек!

Номинальное напряжение одного литий-ионного элемента составляет 3,2 В, Это означает, что аккумуляторы, которые состоят из четырех ячеек дадут вам на батарею номинальное напряжением 12,8 В, что близко к свинцово-кислотному аккумулятору, который имеет шесть ячеек по 2,1 В и напряжение 12,6 В. Это позволяет нам напрямую менять свинцово-кислотную батарею на литиевую.

Системы управления литиевыми батареями (Battery Management Systems) или BMS

Для того чтобы сохранить ожидаемый срок службы литиевой батареи и обеспечить ее безопасность, необходимо, чтобы она не разряжалась ниже определенного напряжения, при максимальном токе, а в элементах поддерживались равные напряжения. Также зарядный ток и напряжение не должны превышать определенных значений. Для больших аккумуляторных батарей в автомобилях это потребовало отдельной и сложной электронной системы управления батареями, а также специально разработанного зарядного устройства.

Прорыв с нынешней новой культурой морских литиевых батарей заключается в том, что все они включают в себя встроенные системы управления батареями, либо в корпусе, либо в виде простого подключаемого устройства, и в результате этого их можно заряжать с помощью существующих зарядных устройств.

Единственное условие состоит в том, что зарядное устройство должно обеспечивать максимальное напряжение 14,4 В, которое типично для гелевое свинцово-кислотных тяговых батарей.

Однако некоторые поставщики указали, что если вы собираетесь получить максимальную ёмкость своих батареях, вы должны использовать зарядное устройство (ЗУ) с определенными настройками именно для литиевых батарей, а некоторые производители предоставили нам такие ЗУ.

Или если аккумулятор используется в катере или лодке или доме на колесах, с генератором переменного тока с приводом от двигателя, они рекомендуют установить зарядное устройство между пусковым АКБ двигателя и литиевой сервисной батареей, чтобы обеспечить максимальную скорость зарядки, защищая как генератор, так и батарею от чрезмерных токов.

Система управления батареями (BMS) является ключевым компонентом всех литиевых аккумуляторов и аккумуляторных блоков. Если напряжение падает ниже определенного заданного уровня, обычно где-то между 9,0 В и 10,0 В, или ток становится слишком высоким, BMS выключает внутреннее реле, и ток перекрывается.

Если это происходит, некоторые производители оставляют батарею постоянно выключенной до тех пор, пока к ней не будет приложено зарядное напряжение, в то время как другие позволяют батарее перезагрузиться через несколько секунд после отключения нагрузки.

BMS также уравновесит отдельные элементы в батарее – то есть приведет все напряжения к одному и тому же уровню. Это важно для поддержания длительного срока службы. Система также отключит напряжение на клеммах во время транспортировки аккумулятора.

Литиевые батареи для запуска двигателя

Ни одна из испытанных нами литиевых батарей не подходит для запуска двигателя. Для этого нужен очень большой ток для коротких промежутков времени – порядка 200-400А, а эти батареи просто не рассчитаны на то, чтобы выдавать такие токи на регулярной основе.

Гарантии на литиевые батареи

К гарантийным обязательствам, приведенным для литиевых батарей, следует относиться с осторожностью. Большинство из них основаны на цифрах, предоставленных производителями элементов, и от них часто можно уклониться с помощью разных оговорок, такими как ремонт, а не полная замена. А еще в гарантийном талоне можно найти условия о том, как батарея должна заряжаться и разряжаться, а вы потом попробуйте доказать продавцу, что вы делали все правильно, согласно инструкции.

По этой причине вы должны внимательно читать мелкий шрифт и не предполагать, что устройство с вдвое большим гарантийным сроком обязательно будет в два раза лучше.

Требования к жизненному циклу литиевой батареи

Мы не смогли проверить утверждения о циклическом сроке службы батарей, которые мы тестировали, но все они находятся в диапазоне от 2500 до 5000 при 80% глубине разряда, так что вряд ли все они ошибаются.

Но мы пошли дальше и спросили наших поставщиков от куда они взяли эти цифры про циклический срок службы своих литиевых аккумуляторов. Большинство признало тот факт, что фактически батарея никогда не тестировалась в течении всего цикла в 5000 зарядов/разрядов, т.к. для этого потребовалось бы около 10 лет. Цифры, которые вы видите в технических характеристиках батареи основаны на других цифрах, которые были предоставлены заводом изготовителем отдельных элементов каждой батареи.

И здесь возникает одна из возможных проблем с литиевыми батареями. Почти всё производство литиевых элементов находится в азиатском регионе (Китай, Тайвань, Корея и т.д.), и стандарты производства и нормы безопасности при их изготовлении трудно проверить. Хотя существует международный стандарт для транспортировки (UN38.3), насколько мы можем судить, существует мало – если вообще есть – международно согласованных стандартов для производства аккумуляторных батарей.

Это не означает, что испытанные нами батареи небезопасны, но мы бы посоветовали вам обратиться к поставщику любой аккумуляторной батареи, которую вы собираетесь купить, с просьбой предоставить вам соответствующие отчеты об испытаниях, подтверждающие соответствие требованиям и нормам безопасности в вашей стране.

Результаты тестирования литиевых аккумуляторов

Sterling AMPS 60 & и AMPS 100

Компания Sterling уже много лет занимается производством и поставками зарядных устройств и инверторов, и один из их крупнейших рынков - это аварийные транспортные средства, которые используют свои инверторы для питания растущего массива оборудования 240V, используемого сегодня. Обеспокоенные низкой производительностью свинцово-кислотных аккумуляторов при использовании на больших токах и до низкого уровня глубокого разряда, они начали искать альтернативы. Наряду с литиевыми батареями моделей AMPS они также поставляют зарядные устройства для зарядки батареи от батареи, что позволяет генератору автомобиля быстро перезаряжать АКБ.

Эти два аккумулятора показали замечательные результаты в испытании на разряд 100А/60А, обеспечивая 119 Ач и 77 Ач соответственно, что на 20% выше их номинальной мощности. 60-ая модель сохранила эту производительность на 95А, но 100-ая упала на 150А, выдавая только 55 Ач. Sterling прописал это в BMS в 100-ой модели для отключения её достаточно рано, не давая ей сильно разрядиться. При тестировании максимальных значений тока эти батареи показали аналогичные результаты, 60-ая выдала 120А в течение пяти минут, но 100-ка - только 160А. Внутри каждая из них состоит из четырех призматических ячеек; так же есть съемный ремень для переноски.

Super B Epsilon 90

Super B был самым дорогим устройством на тесте, но и показал один из лучших результатов. Его номинальная ёмкость составляет всего 90А, но он поддерживает ее при разряде 25А, 100А и 150А. Он также смог выдать 190А в течение пяти минут. Такие данные говорят о том, что этот литиевый аккумулятор имеет многоцилиндровое расположение ячеек внутри.

Внешне он имеет две ручки для переноски, которые складываются заподлицо, а также этикетки с его полной спецификацией и мерами предосторожности. Когда мы его получили, его напряжение было низким, это делается специально для транспортировки. Но в комплекте идет шестигранный ключ, с помощью которого открывается специальная пластиковая панель, под которой расположились несколько переключателей, с помощью которых восстанавливается нормальное, рабочее состояние аккумулятора.

Так же в комплекте поставляется USB-накопитель с полным руководством пользователя, а фирменное приложение позволяет контролировать заряд батареи с вашего телефона через Bluetooth. К сожалению, на клеммах аккумулятора нет цветового кодирования, и вам придется внимательно вглядываться в символы, выбитые на черном пластиковом корпусе.

Компания базируется в Голландии и проводит собственные внутренние испытания на производительность и разряд литиевых аккумуляторных батарей, а также внешние испытания на соответствие требованиям безопасности. Но сами внутренние ячейки поставляются из Китая.

Mastervolt MLI-E

Mastervolt - одна из крупнейших компаний на мировом рынке морской электроэнергии, предлагающая широкий ассортимент зарядных устройств, инверторов и аккумуляторов. У них уже несколько лет есть большие литиевые батареи на 24 В, установленные на многих самых больших парусных яхтах и суперяхтах, но это их первый автономный блок на 12 В. На самом деле, если не обращать внимание на цвет пластиковых ручек, он очень похож на Super B Epsilon 90 (см. выше).

Конечно, показатели производительности почти идентичны, и все те же комментарии по поводу корпуса и BMS подходят как для Super B Epsilon 90 так и для Mastervolt MLI-E, включая отсутствие цветовой кодировки на клеммах. Mastervolt утверждает, что эта батарея состоит из 240 цилиндрических элементов, и она произведена, собрана и испытан в Нидерландах.

И этот литиевый аккумулятор, и Super B имеют идентичный светодиодный дисплей на верхней панели, показывающий состояние заряда и предупреждающий вас о низком напряжении, и оба они предлагают вам приложение для мониторинга батареи через Bluetooth с помощью вашего смартфона.

Transporter Energy

Transporter - это европейское подразделение американской компании Dragonfly Energy, которая занимает лидирующее место на рынке кемперов, автофургонов и домов на колесах (RV). Вся его продукция собирается и тестируется в США.

Этот Transporter, на нашем сегодняшнем тесте, представляет собой многоцилиндровую аккумуляторную батарею, состоящую из ячеек типа 18650. Он снабжен съемным ремнем для переноски. Внешне он отличается от всех остальных батарей на нашем испытании наличием медных наконечников с гайками и болтами для соединения положительного и отрицательного кабелей, в отличие от утопленных резьбовых клемм из нержавеющей стали. Transporter заявляет, что это дает лучшее электрическое соединение и позволяет избежать деформацию внутреннего соединения с ячейками, если вы перетянете болты или если они проржавеют после нескольких лет эксплуатации в соленой воде.

Литиевый аккумулятор Transporter Energy хорошо показал себя в работе до 100А, но если ток превышал это значение, даже на 1А, то через 30 секунд BMS выключался и не сбрасывался до тех пор, пока вы не подадите напряжение заряда. Это явно конструктивное решение, предназначенное для предотвращения повреждения батареи в случае повторной длительной перегрузки, но это кажется излишней перестраховкой.

Victron Smart 100

Victron - еще один крупный игрок на мировом рынке портативных источников питания, включая морские, автономные и резервные источники питания, с зарядными устройствами, инверторами, контроллерами солнечных панелей и широким спектром батарей.

До сих пор их литиевые батареи требовали отдельного внешнего BMS (блока управления), и Smart 100 - такой же, но нам говорят, что скоро появятся новые автономные блоки. Внутренние ячейки это четыре больших призматических блока, с активным непрерывным балансированием. Аккумуляторы собираются в Китае или Восточной Европе, но компания проводит собственные внутренние испытания.

Внешне устройство не снабжено цветовым кодированием клемм, только рельефные символы, и отсутствует какой либо удобный способ поднять его, кроме крошечного гребня по периметру верхней части корпуса.

Аккумулятор Victron Smart 100 показал превосходную производительность, побил все рекорды на 25А, 100А и 150А, и обеспечивая 205А в течение пяти минут, и у него есть телефонное приложение для мониторинга заряда батареи.

Relion RB100 и RB100HP

Relion - это еще одна американская компания с широким ассортиментом литиевых батарей 12В, 24В и 48В, все они сделаны в Китае, и постоянно выходят новые модели под этим брендом. Компания поставляет литиевые аккумуляторы на все внешние рынки и имеет своё собственное подразделение по разработке.

Две батареи на нашем тесте различаются только своими максимальными текущими возможностями, и, как мы понимаем, они имеют идентичную внутреннюю многоцилиндровую конструкцию, но разными настройками BMS. Наши предположения были подтверждены в наших тестах, причем оба они были близки к своим номинальным мощностям на 25А и 100А, но RB100 выдавал всего 82 Ач на 150A, по сравнению с 102 Ач у RB100HP.

На максимальных токах была та же разница: 178А для RB100 и 198А для версии с индексом HP.

RB100 имеет пару складных пластиковых ручек, в отличие от RB100HP, у которого есть ремень для переноски.

3 Lion 3L-100

Аккумуляторы 3 Lion поставляются компанией NDS, которая базируется в Италии и является одним из крупнейших европейских игроков на рынке автономных сетей, с широким ассортиментом зарядных устройств, инверторов, солнечных панелей, контроллеров и литиевых батарей, предназначенных для рынка RV (кемперов, автофургонов и т.п.), а также для лодок и лодочных электромоторов.

Благодаря этому аккумулятор поставляется в комплекте с многофункциональным блоком управления и дисплеем, который принимает питание от каждого источника-генератора переменного тока двигателя, солнечных панелей и зарядного устройства – балансируя потребность батареи, а затем распределяет его по различным розеткам, причем все функции отображаются на жидкокристаллическом дисплее. Все это входит в его стоимость.

Внешне эта батарея была похожа на несколько других в сегодняшнем тесте, видимо, что многие из них вполне могут быть произведены на одно и той же китайской фабрике. Положительные и отрицательные клеммы имеют цветовую маркировку. Внутри он состоит из 132 цилиндрических ячеек.

Производительность была выше номинального значения при 25А, близка к 100А, но только 82 Ач при 150А. максимальный ток составлял 190А в течение пяти минут.

EZA 100 и EZA 130

Французская компания EZA является одним из крупнейших игроков на неэлектрифицированном рынке автофургонов и домов на колесах. 100-ая модель EZA собрана из призматических китайских ячеек, но они собраны в Европе и имеют прочный металлический корпус по сравнению с пластиковым у всех остальных аккумуляторов. Клеммы расположены близко друг к другу, и вам нужно будет быть осторожным с вашим гаечным ключом при их подключении. Блок имеет внутреннюю BMS, и множество световых индикаторов на верхней панеле, которые показывают состояние этой литиевой батареи.

Производительность близка к его номинальному показателю при 25А и 100А, но поскольку его не рекомендуют разряжать током выше 100А, мы не стали идти против слов производителя и устраивать ему стресс-тест.

EZA130 - это очень солидный и сложный агрегат в металлическом корпусе, опять же разработанный для рынка RV и собранный во Франции. У него два входа и два выхода и предназначен для подключения к входам от генератора переменного тока двигателя, а также к рядам солнечных панелей и сетевого зарядного устройства.

Эти две розетки способны обеспечить стандартные требования оборудования на 12 В плюс есть еще и инвертор. Внутри есть встроенное зарядное устройство для заряда батареи от батарее, предназначенное для использования с новейшими автомобильными интеллектуальными генераторами переменного тока. Есть и контроллер для заряда от солнечных панелей. А аккумуляторе EZA130 предусмотрена система отключения при длительном простое.

Производительность была на уровне 25А и 130А, но опять же это был его максимум, который аккумулятор может выдавать на разряд.

Lifos 68

Lifos - новый игрок на рынке литевых аккумуляторов. Не смотря на то, что его номинальная ёмкость ниже всех остальных, а это 100 Ач, мы все таки взяли его на тест, т.к. такие батареи могут пригодиться для небольшой трейлерной лодки или для питания маломощного лодочного электромотора, который установлен на легкую надувную лодку. Но Lifos выпускает и более мощные модели аккумуляторных батарей.

У Lifos 68 есть аккуратная складная пластиковая ручка, а его клеммы сделаны из латуни в форме конусов. К ним удобно подключать как зажимные контакты, так и кольцевые с затягивающими болтами. Что до его внутренностей, то там расположились четыре призматические ячейки. Все аккумуляторы Lifos производятся на заводах в Китае по лицензии головной компании.

Производительность была на уровне или близка к его номинальным показателям при 25А и 65А, но при токе выше 70А он отключился в соответствии со своей спецификацией.

Сравнительная таблица характеристик и результатов тестирования литиевых аккумуляторных батарей

АКБ Ёмкость (Ач) Постоянный ток (А) Макс.ток в течении 30 сек. (А) Результаты тестирования Циклов при 80% глубоком разряде Габариты (мм) Вес (кг.) Цена (£) Гарантия (лет)
Ач @25А Ач @100А Ач @150А Макс.ток в течении 5 мин.
3 Lion 3L-100 100 100 100 103 99 82 190 2500 337x175x190 13.3 1299 3
EZA 100 100 100 130 96 95 - 100 2000+ 320x130x250 15.1 1299 2
EZA 130 130 125 195 130 133* - 155 2000+ 380x265x200 25 2995 3
Lifos 68 68 60 80 68 65** - 70 3700 258x175x200 7.8 699 5
Mastervolt 90 90 200 350 90 90 88 190 5000 353x175x190 13.5 1530 2
Relion 100 100 100 200 99 98 82 178 5000 329x172x223 13.5 1000 5
Relion 100HP 100 100 800 103 102 102 198 5000 329x172x223 13.5 1000 5
Sterling 60 60 60 120 76 77*** 78*** 120 4000 260x160x210 10 599 5
Sterling 100 100 100 200 120 119 55 160 4000 330x215x170 14.5 1250 5
Super B 90 90 200 350 90 91 88 190 5000 353x175x190 13.5 1860 3
Transporter 100 100 100 200 96 95 - 100 5000 324x173x229 13.1 1195 10
Victron 100 100 200 200 104 103 102 205 2500 321x152x197 15 1465 2
*при 130А, **при 65А, ***при 60А, ***при 95А

Выводы по результатам тестирования

Проще говоря, все испытуемые батареи работали в пределах 3-4 Ач от заявленной максимальной мощности при 25А и 100А, а некоторые даже достигали этой величины при 150А.

Кроме того, когда литиевая батарея разряжается, ее напряжение остается почти постоянным, только падая в течение последних 10% времени работы. Напротив, напряжение свинцово-кислотной батареи падает почти по прямой линии, поэтому фактическая мощность, доступная в литиевой батарее, больше.

Тем не менее, даже несмотря на то, что цены падают, средняя стоимость для литиевых аккумуляторных батарей все еще кусается, т.к. это более чем пятикратная разница по сравнения с эквивалентными по ёмкости свинцово-кислотными батареями.

Но если смотреть с практической стороны, то вы получите в десят раз больше рабочих циклов и за счёт этого итоговая стоимость жизни одной литиевой батареи будет в два раза ниже свинцово-кислотной. Так же литиевые аккумуляторы легче, вес их примерно в два раза ниже свинцово-кислотных

Какой литиевый аккумулятор лучше подойдет для моей лодки и моего мотора?

Обычно в наших тестах мы стараемся предложить наилучшей цена/качество, но в этом случае нет ни одного явного победителя, и ни одного тестового результата, которое мы могли бы справедливо отметить как выдающийся.

Например, батареи Sterling выдают больше Ампер Часов, но Victron, Super B Epsilon, Mastervolt и Relion 100HP дают вам более высокие постоянные токи.

Все аккумуляторы почти точно соответствуют своей номинальный ёмкости в Ач, в пределах наших тестовых допусков, но заявленный срок службы в циклах заряда/разряда варьируется. Ни один из этих показателей жизненного цикла не может быть проверен в рамках нашего тесте и, возможно, был определен с использованием различной глубины разряда батарей. Но в любом случае все производители рассчитывают дать вам не менее 2000 циклов, что для большинства будущих потребителей, вероятно, составит не менее 20 лет нормальной эксплуатации.

Цены на литиевые аккумуляторы с течением времени могут меняться, в зависимости от конъюнктуры рынка, поднимающегося спроса в начале сезона и падением цен ближе к осени.

Общепризнано, что те, у кого многоячеистая конструкция литиевой батареи, получат более длительный конечный срок службы, но по более высокой цене, и опять же всё это относительно и вряд ли будет иметь значение при редком использовании батареи, но может стать более важным фактором для ежедневной эксплуатации на рабочем месте, в ГИМС или еще где.

Стоят ли литиевые батареи своих денег?

Итак, подойдёт ли литий для вас? Ну, если быть реалистом, то если вы используете спускаете лодку на воду только 10-20 раз в год и просто включаете от аккумулятора огни и навигационное оборудование, то свинцово-кислотная вам точно подойдёт, вероятно, вы выиграете по соотношению цена/качество.

Просто купите самый лучший гелевый свинцовый аккумулятор, держите его постоянно заряженным, не допускайте глубокого разряда и он легко прослужит вам более 10 лет.

Но как только вы начнете выходить на воду чаще, станете использовать на своей лодки больше электрооборудования, захотите оснастить своё судно лодочным электромотором повышенной мощности, то литиевый аккумулятор будет единственным разумным выбором для вас. В плюс к такому выбору можно отметить то, что постепенно цены на литиевые АКБ падают с совершенствованием процесса производства, выходом новых моделей и повышением общей конкуренции на этом рынке.

По материалам журнала "Practical Boat Owner"

Радиотех

Литиевые аккумуляторы батареи производства ООО «Радиотех» запатентованы в России и США.
Они содержат до 150Вт энергии в 1кг своего веса, имеют низкий саморазряд не более 3% в месяц, по сравнению с другими химическими источниками тока, являются долговечными (до 3000 циклов заряд/разряд), быстро заряжаемыми и температуростойкими (от -20 С0 до +60), герметичными, не требуют обслуживания, защищены от глубокого разряда.
В комплекте с АКБ прилагается ЗУ-75/150Вт, более мощные ЗУ для Литиевых тяговых батарей https://radio-technika.ru/o-produkcii/aos-i-drugaya-produkciya/

По специальному заказу компания «Радиотех» изготавливает 12В литиевые АКБ большой емкости до 400А*ч (например вес АКБ 12В 300А*ч — 30кг), а также системы комплексирования АКБ и зарядные устройства для них.

Батареи серии RT-LP и RT-L не содержат в своем составе кислот и тяжелых металлов и являются экологически безопасными.
Если Вы за сохранение окружающей среды и за комфортный активный отдых на воде, Присоединяйтесь!

Паспорт батареи серии RT-L

Разрядная кривая АКБ серии RT-L

Форма заказа

Преимущества

  • Снижение веса в 4-6 раз

  • Уменьшение габаритов в 3 раза

  • Увеличение жизненного цикла в 3 раза

  • Литиевые батареи герметичны и не требуют обслуживания

  • Не содержат кислот и тяжелых металлов, экологически безопасны

  • Литиевые батареи имеют возможность ускоренного заряда в течение 1 часа

  • К каждому аккумулятору Зарядное устройство в подарок

Страница не найдена - Группа компаний «АБ РЕСУРС»

БрендActilAdvanceAlmocar / SpykstaalArmanniAtletBakaBalcancar / BcdBattioniBaumannBisonBtBT MovitCarerCaterpillarCesabClarkComacCrownDambach GaggenauDecaDestaDestas RobustusDoosanDulevoEatonElectroluxEtwoF. Peschler / PefraFabaFantuzzFenwick LindeFiat (om Fiat Pimespo)FimapFranz Kahl – Bulli StaplerGansow GmbHGenkingerGutbrod (mtd)HabekoHakoHallaHavellandische MaschinenfabrikHeliHolland-liftHubtexHysterHyundaiIndosJungheinrichKaercherKalmarKoettgenKomatsuLafisLansingLarfLindeLugli & RobustusMafiMagazinerMariottiMaschinenfabrik Esslingen(me)MicMitsubishiMontiniMoraMulagNilfisk AgNissan/datsun KemptenNuova-DestasO+K (Orenstein & Koppel)Om PimespoOmgPaul Andrae / SormaPegPramacRapidRcm (mgm)RoclaRtmSamagSchultheis & PartnerShinkoSichelschmidtSteinbockStill HamburgStoecklinTaskiTCMTennantToyotaVallaVestergaardVolkWalstedt KoldingWap / American LincolnWayneWetrokWiedemann GmbhWindsor (rcg)Yale

Емкость, Ah6290961101201301401501601651721801952002102202252302402502522582602702752803003103153203253303423443453503603743753853904004204304404504554604654804904955005205255405505605755856006026206256306406506756907007207357507707758008058108408608759009209309459609801000103510851120112511501200124012501260139514001550

Напряжение, V41224364048728096

Тяговые литиевые аккумуляторы - Мобильные Электросистемы

Литий-ионные аккумуляторы имеют чрезвычайно высокую скорость приема заряда, выдерживают большое количество циклов и длительное время работают в режиме частичного зарядки. Однако потенциал самоуничтожения у них также гораздо выше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов.

 Безопасность

Существует много способов производства литий-ионных аккумуляторов. Постоянно появляются новые материалы и химические составы для катодов, анодов и активного материала. Однако все существующие в настоящее время технологии используют легко воспламеняющийся органический электролит на основе углеводородов.

Характер электрохимических процессов в отдельных элементах литиевого аккумулятора таков, что в определенных условиях в ячейке возникает само поддерживающаяся реакция, ведущая к неконтролируемому термическому разгону. В результате температура повышается и происходит самовозгорание. Если загоревшуюся ячейку не потушить, огонь распространится на соседние элементы и вспыхнет уже весь аккумулятор

В свинцово-кислотных батареях термический разгон возникает только в результате перезарядки и прекращается после отключения источника зарядки. В литиево-ионных неконтролируемое увеличение температуры это само поддерживающийся процесс, который возникает из-за перезарядки, глубокого разряда, короткого замыкания в ячейке или нагрева аккумулятора.

Другое отличие между двумя типами аккумуляторов – свойства электролита. В свинцово-кислотных батареях используется негорючий электролит на водной основе, а в литий-ионных он легко воспламеняется.

Ключевое различие между различными типами литиево-ионных аккумуляторов — температура, при которой ячейки попадают в состояние термического разгона, скорость, с которой они продолжают нагреваться и максимально достижимая ячейкой температура. Для литиевых аккумуляторов важно знать произойдет ли воспламенение ячейки, если ее температура возрастет и распространится ли огонь на весь аккумулятор.

Очевидно, что больше всего вероятность возгорания у аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Поэтому из-за соображений безопасности на судах используют устойчивые к внешнему воздействию LiFePO4 аккумуляторы, ячейки которых не боятся перезарядки, короткого замыкания и не воспламеняются. Несмотря на то, что в определенных условиях температура LiFePO4 аккумулятора может неконтролируемо возрастать, из-за чего содержимое ячеек увеличивается в объеме и иногда разрывает корпус, самопроизвольно такие аккумуляторы не загораются. Однако горючий электролит вспыхивает, если на него попадает искра.

Управление аккумулятором и балансировка ячеек

При перезарядке литиево-ионный аккумулятор попадает в экзотермическое состояние.  Его температура быстро возрастает и достигает опасного уровня. Регулярная перезарядка изменяет структуру ячейки и вызывает самонагрев уже и при последующей нормальной зарядке. При глубоких разрядах ячейка меняет полярность и также самопроизвольно нагревается.

Для предотвращения перезарядки и глубокого разряда состояние ячеек в литий-ионных аккумуляторов выравнивают с помощью встроенной системы управления (BMS). Балансировка ячеек может быть активной или пассивной. В первом случае зарядный ток отбирается из более заряженных ячеек в ячейки с низким зарядом до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. При пассивной балансировке зарядный ток более заряженных ячеек рассеивается через резистор.

Частичный разряд

В литиево-ионных аккумуляторах напряжение ячеек остается почти постоянными до тех пор, пока разряд или зарядка полностью не завершатся. Из-за этого разница напряжений между самой заряженной и разряженной ячейками часто незначительны, хотя их реальное состоянии сильно отличается. Если аккумулятор в течение длительного периода времени эксплуатируется в состоянии частичной зарядки, ячейки разбалансируются все больше и больше, но многие системы балансировки не обнаружат этого, поскольку реагируют на разность напряжений.

В разбалансированном аккумуляторе более заряженные ячейки приблизятся к верхнему порогу напряжения тогда, когда ток еще относительно высок.

Напряжение на полностью заряженной ячейке быстро поднимется до опасного уровня, цепь балансировки сработает, но балансировочные токи окажутся больше расчётных, и схема балансировки может сгореть. Чтобы защитить аккумулятор BMS отключит его от нагрузки, но если в это время к батарее подключены работающие зарядные устройства, всплеск напряжения может вывести из строя их диоды или повредить бортовое оборудование.

При глубоком разряде разбалансированного аккумулятора одна ячейка разрядится сильнее остальных и станет небезопасной. Чтобы не допустить этого многие системы контроля литиевых аккумуляторов периодически проводят «кондиционирование», которое напоминает выравнивание аккумуляторов с жидким электролитом. В этом режиме аккумуляторы заряжаются малым током в течении нескольких часов, а если ячейки разбалансированы сильно, то процесс растягивается на несколько суток.

Независимо от способа балансировки, наилучшей является BMS, которая обеспечивает балансировку ячеек в состоянии частичного разряда без дополнительного кондиционирования аккумулятора.

Способы подключения

Электрическая система в которой пусковой и «домашний» аккумуляторы отделены друг от друга оптимальна для свинцово-кислотных аккумуляторов. Такая компоновка концентрирует энергию в одной группе аккумуляторов, увеличивает скорость приема заряда и продлевает срок службы батарей.

Схема подключения тяговых литиевых аккумуляторов при которой каждая батарея может быть изолирована от устройства зарядки или нагрузки, при этом второй аккумулятор продолжит работу

В отличии от свинцово-кислотных у литиево-ионных аккумуляторов напряжение во время разряда поддерживается постоянным, а скорость приема заряда и количество рабочих циклов велики. Для этих аккумуляторов важнее не допустить ущерба из-за глубокого разряда или перезаряда одной или нескольких ячеек.

За состоянием ячеек следят устройства балансировки, которые при возникновении проблем отключают аккумулятор от бортовой сети. Однако мгновенное обесточивание может нанести ущерб электронному оборудованию и устройствам зарядки и привести к полному отключению энергии на лодке.

Если основная аккумуляторная батарея состоит из двух частей, связанных между собой реле и при отключении одного аккумулятора второй подключается автоматически, электросистема всегда будет иметь действующий источник энергии. Другой способ повысить надежность– подключить нагрузку и устройства зарядки одновременно к двум аккумуляторным батареям, но разделить их изолирующими реле.

Хранение литий –ионных аккумуляторов

Как и свинцово-кислотные литий-ионные аккумуляторы лучше всего хранить в прохладном месте. Высокая окружающая температура снижает срок службы аккумуляторов, независимо от того, используются они или нет. В отличие от свинцово-кислотных продолжительность жизни литий-ионных батарей возрастает, если их хранят в частично разряженном состоянии.

Во время хранения литий-ионных аккумуляторов важно не допускать паразитных нагрузок, которые могут разрядить ячейки.

На современных лодках небольшие нагрузки, например, от устройств мониторинга и контроля, присутствуют даже если главный переключатель выключен, поэтому если одна из ячеек разрядится во время хранения, весь аккумулятор станет небезопасным при последующей зарядке.

Тяговые аккумуляторные батареи для электромобилей и сверхвысокого напряжения

Требования к батареям для типичных тяговых приложений

Тяговые батареи традиционно использовались для свинцово-кислотных аккумуляторов, но ограничения свинцово-кислотных аккумуляторов вместе с высокой стоимостью альтернатив, в свою очередь, ограничили диапазон потенциальных применений тяги с батарейным питанием.Типичному семейному автомобилю потребуется аккумулятор емкостью около 40 кВтч, чтобы обеспечить запас хода на 200 миль в одну сторону, а свинцово-кислотный аккумулятор на 40 кВтч весит 1,5 тонны.

Однако ситуация меняется, поскольку новый химический состав аккумуляторов и вспомогательные технологии принесли с собой новые технические и экономические преимущества, благодаря которым питание от аккумуляторов стало жизнеспособным для тяговых приложений, которые ранее были неэкономичными или непрактичными. В частности, использование легких никель-металлогидридных и литиевых батарей вместо тяжелых и громоздких свинцово-кислотных аккумуляторов впервые сделало возможным практические электромобили и гибридные электромобили.

Общие требования

Само собой разумеется, что низкая стоимость, длительный срок службы (более 1000 циклов), низкая скорость саморазряда (менее 5% в месяц) и низкие эксплуатационные расходы являются основными требованиями для всех приложений. Тяговые аккумуляторы обычно работают в очень суровых условиях и должны выдерживать широкий диапазон температур (от -30 ° C до + 65 ° C), а также удары, вибрацию и неправильное обращение.Однако низкий вес не всегда является приоритетом, поскольку большой вес обеспечивает устойчивость погрузочно-разгрузочного оборудования, такого как вилочные погрузчики, и сцепление, необходимое для буксиров самолетов для буксировки тяжелых грузов. Тем не менее, малый вес имеет важное значение для автомобильных аккумуляторов EV и HEV большой емкости, используемых в легковых автомобилях, и это исключает использование свинцовой кислоты для этих применений.

Цепи защиты также необходимы для батарей, в которых не используются свинцово-кислотные химические вещества.

Спецификации закупки

Тяговые батареи очень дороги и, как и все батареи, изнашиваются в течение срока службы.Клиенты ожидают минимального уровня производительности даже в конце срока службы батареи, поэтому покупатель, скорее всего, укажет ожидаемую производительность в конце срока службы (EOL), а не в начале срока службы (BOL). В нормальных условиях для приложений EV емкость EOL определена как не менее 80% емкости BOL. Для приложений HEV изменение внутреннего импеданса часто используется как индикатор срока службы. В этом случае внутренний импеданс EOL может быть определен как не более 200% внутреннего импеданса BOL.

Это показано графически ниже.

В дополнение к общим требованиям, приведенным выше, ниже изложены особые рабочие характеристики и эксплуатационные требования для конкретных автомобильных приложений.

12-вольтовый автомобильный SLI (пуск, освещение и зажигание) Требования к эксплуатации аккумулятора

  • Одна кратковременная глубокая разрядка (глубина разряда 50% (DOD) со скоростью не менее 5 ° C) с последующей подзарядкой.
  • Аккумулятор практически постоянно полностью заряжен.
  • Отсутствие продолжительной работы с глубоким разрядом.
  • Типовая мощность 0,4 - 1,2 кВтч (33 Ач - 100 Ач)
  • Пиковая мощность 2,4 - 3,6 кВт (200 - 300 А).

История

Требования к батарее PowerNet 36/42 В для работы

  • Один глубокий разряд с последующей периодической сильноточной нагрузкой.
  • Отсутствие продолжительной работы с глубоким разрядом.
  • Высокая энергоемкость и длительный срок службы необходимы, особенно при использовании функции помощи при пуске / остановке.
  • Устойчив к повторяющимся сильноточным импульсам. N
  • Типовая мощность более 1 кВтч.
  • Пиковая мощность от 5 до 12 кВт.

История

Два вышеуказанных приложения не являются настоящими приложениями для тяги, хотя они могут использоваться в мягких гибридах, которые включают режим старт / стоп (см. Ниже).

Характеристики аккумуляторов

EV, HEV и PHV

На приведенной ниже диаграмме сравниваются требования к мощности и емкости аккумулятора для транспортного средства того же размера и веса, когда оно сконфигурировано как электромобиль, HEV или PHEV. Конструкции аккумуляторов могут быть оптимизированы по мощности или по емкости (содержанию энергии), но не по обоим параметрам (см. Компромисс между энергией и мощностью в разделе о конструкции элементов), поэтому тип используемых элементов, а не только размер, должен быть выбран в соответствии с приложением. .

В случае электромобиля батарея является единственным источником энергии, поэтому размер батареи должен быть таким, чтобы обеспечивать эту мощность более или менее непрерывно. Емкость электромобиля должна быть достаточной для достижения требуемого диапазона, но, кроме того, поскольку нежелательно полностью разряжать аккумулятор, требуется запас около 20%, чтобы глубина разряда не превышала 80%. Также требуется дополнительный запас около 5% для принятия любого заряда рекуперативного торможения, когда аккумулятор только что был заряжен.Другими словами, аккумулятор должен иметь размеры, обеспечивающие требуемую емкость, когда максимальное значение SOC составляет 95%, а максимальное значение DOD составляет 80%. Скорость непрерывного разряда для аккумуляторов, оптимизированных по емкости, обычно составляет около 1 ° C, хотя некоторые элементы могут выдерживать импульсные токи до 3 ° C или более в течение коротких периодов. Аккумулятор электромобиля обычно имеет один глубокий разряд в день с некоторым промежуточным дозаправкой от рекуперативного торможения, а типичный срок службы литиевой батареи электромобиля может составлять от 500 до 2000 циклов.

Аккумулятор эквивалентного серийного гибрида также должен обеспечивать такую ​​же мощность, что и аккумулятор электромобиля, поскольку транспортные средства по существу имеют одинаковый размер и вес, и в периоды перерыва аккумулятор будет единственным источником энергии.Однако, поскольку потребность в энергии разделяется с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), требуемая емкость аккумулятора намного меньше. Параллельные гибриды могут иметь разные схемы распределения мощности, поэтому их требования к мощности могут быть удовлетворены за счет батарей меньшей мощности. Таким образом, у HEV есть дополнительное бремя и сложность, связанная с переносом двух источников питания, каждый из которых достаточно велик, чтобы приводить в движение автомобиль самостоятельно.

Результатом являются строгие конструктивные ограничения по весу и размеру батареи, которая может быть размещена, и батареи HEV обычно меньше одной десятой размера батарей EV, используемых в автомобиле того же размера.Неизбежным следствием является то, что для получения такой же мощности от батареи, размер которой составляет одну десятую, батареи HEV должны быть способны обеспечивать непрерывный ток 10C или более. К счастью, потребляемая мощность является прерывистой (но намного дольше, чем короткие импульсные), поскольку она используется совместно с ICE. Таким образом, емкость аккумулятора менее важна, чем подача энергии в HEV, потому что диапазон может быть расширен за счет использования двигателя. Поэтому аккумуляторные батареи HEV оптимизированы по мощности.

Обратной стороной является то, что из-за своей низкой емкости аккумулятор HEV постоянно заряжается и разряжается во время нормальной работы и может выдерживать эквивалент сотни циклов зарядки-разрядки в день.При глубоком разряде аккумулятор, к сожалению, изнашивается за несколько недель. Однако мы знаем, что срок службы батареи увеличивается экспоненциально по мере уменьшения DOD (см. Срок службы и DOD в разделе о сроке службы батареи), поэтому батареи HEV должны работать с частичной DOD, чтобы продлить срок службы. Это означает, что емкость батареи должна быть соответственно увеличена, чтобы обеспечить более низкий DOD, даже если полная емкость почти никогда не используется. В приведенном выше примере аккумулятор HEV работает от 40% до 80% SOC.Более продолжительный срок службы может быть достигнут за счет использования батарей еще большей емкости, так что желаемая емкость может быть достигнута в пределах SOC от 60% до 75%.

Гибриды

должны работать часть времени в качестве электромобиля в режиме истощения заряда и часть времени в качестве HEV в режиме поддержания заряда. См. Более подробные требования к PHEV ниже. Следовательно, требование к батарее PHEV должно быть компромиссом между накоплением энергии и подачей энергии.

Это серьезная проблема для производителей клеток.

Более подробные эксплуатационные требования изложены ниже.

Требования к аккумуляторной батарее электромобиля

Для достижения разумного диапазона требуются батареи большой емкости. Типичный электромобиль потребляет от 150 до 250 ватт-часов на милю в зависимости от местности и стиля вождения.

  • Аккумулятор должен выдерживать регулярную глубокую разрядку (80% DOD)
  • Он разработан для максимального увеличения энергопотребления и обеспечения полной мощности даже при глубоком разряде для обеспечения большой дальности действия.
  • Потребуется диапазон мощностей для удовлетворения потребностей транспортных средств разного размера и различных схем использования.
  • Должен допускать очень высокие повторяющиеся импульсные зарядные токи (более 5C), если требуется рекуперативное торможение.
  • Без рекуперативного торможения возможны контролируемые условия зарядки и более низкие скорости зарядки. (Желательно минимум 2С).
  • Обычно получает полную зарядку.
  • Часто также доходит до почти полной разрядки.
  • Критическое значение замера топлива возле «пустой» точки.
  • Требуется система управления батареями (BMS).
  • Требуется терморегулирование.
  • Типовое напряжение> 300 Вольт.
  • Типовая мощность> 20-60 кВтч.
  • Типичный ток разряда до непрерывного уровня C и кратковременного пика 3 C.

Поскольку эти батареи физически очень большие и тяжелые, они нуждаются в индивидуальной упаковке, чтобы поместиться в доступное пространство в предполагаемом автомобиле.Точно так же конструкция и распределение веса упаковки должны быть интегрированы с конструкцией шасси, чтобы не нарушать динамику автомобиля. Эти механические требования особенно важны для легковых автомобилей.

История

Требования к аккумуляторной батарее гибридного электромобиля (HEV)

Емкость менее важна для HEV по сравнению с электромобилями, поскольку двигатель также обеспечивает емкость, поэтому аккумулятор может быть намного меньше, что снижает вес.Однако время от времени от аккумулятора может потребоваться такая же мгновенная мощность, как от аккумулятора электромобиля. Это означает, что меньшая батарея должна обеспечивать гораздо более высокие токи при необходимости.

Для соответствия различным конфигурациям HEV, а также требованиям к характеристикам транспортного средства требуется очень широкий диапазон аккумуляторов. Вот несколько примеров:

  • Series Hybrid - Двигатель используется только для зарядки аккумулятора.Электрическая система обеспечивает трансмиссию с регулируемой скоростью, а электродвигатель обеспечивает полную мощность. Требования к батареям аналогичны батареям электромобилей, но требуется меньшая емкость, так как заряд поддерживается двигателем.
  • Параллельно-гибридный - Двигатель и электродвигатель обеспечивают мощность колес. Возможны различные конфигурации для различных условий эксплуатации. Доля нагрузки, принимаемой на электродвигатель, может составлять от нуля до 100% в зависимости от условий эксплуатации и проектных целей.Емкость аккумулятора может составлять всего 2 кВт / ч, но он должен обеспечивать кратковременное повышение мощности, требующее очень высоких токов до 40 ° C для ускорения и подъема на холм.

Вот несколько примеров различных целей проектирования EV и HEV, которые влияют на характеристики батареи:

  • Оптимизация КПД - Это позволяет двигателю работать с наиболее эффективной постоянной скоростью просто для поддержания заряда аккумулятора. Электрический привод исключает коробку передач и обеспечивает требуемую регулируемую выходную мощность.Этот тип привода впервые был использован на тепловозах. Повышенная эффективность снижает расход топлива, что, в свою очередь, автоматически снижает выбросы выхлопных газов.
  • Повышение эффективности - Аккумулятор используется просто для сбора энергии, которая в противном случае была бы потеряна при рекуперативном торможении. Уловленная энергия используется для увеличения мощности при ускорении и подъеме на холм.
  • Range Extender - По сути, это электромобиль, который использует двигатель для пополнения аккумулятора, чтобы предотвратить чрезмерную глубину разряда.
  • Режим остановки / запуска - Это позволяет выключать двигатель для экономии топлива, когда транспортное средство временно стоит на светофоре или в пробках и т. Д. Транспортное средство трогается с места при питании от аккумулятора, а двигатель перезапускается при достижении заданной скорости. достигнуто.
  • Городской и загородный режим - Это позволяет использовать транспортное средство в режиме EV в городе или в условиях интенсивного движения, где оно наиболее подходит, и использовать его в качестве обычного транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания для высокоскоростного движения или движения по шоссе на большие расстояния. чтобы избежать ограничений диапазона электромобиля.
  • Многорежимный - Повышенная универсальность возможна за счет использования комбинаций вышеуказанных режимов.
  • Емкость и мощность - В дополнение к вышеуказанным режимам работы потребуются различные батареи для удовлетворения ряда требований к производительности, таких как экономичность, максимальная скорость, ускорение, грузоподъемность, дальность действия и вредные выбросы.

Аккумулятор стал важным отличительным признаком продукта, как и двигатель.

Из-за очень широкого диапазона рабочих требований HEV отсутствуют стандартные батареи, которые соответствовали бы результирующему диапазону спецификаций по напряжению, емкости и мощности батареи, и батареи должны быть разработаны специально для предполагаемого применения.

Вот некоторые типичные требования:

  • Разработан для максимального увеличения мощности.
  • Должен обеспечивать высокую мощность (до 40 ° C) при повторяющихся неглубоких разрядах и допускать очень высокие скорости перезарядки.
  • Очень долгий срок службы 1000 глубоких циклов и 400 000 - 1 000 000 мелких циклов.
  • Рабочая точка находится между 15% и 50% DOD, чтобы обеспечить рекуперативное торможение.
  • Никогда не достигает полной разрядки.
  • Редко достигает полной зарядки.
  • Требуется терморегулирование.
  • Топливомер и комплексная система BMS, необходимые для регулирования управления энергией аккумуляторной батареи, а также для контрольно-измерительных приборов водителя.
  • Требуется взаимодействие с общим управлением энергопотреблением автомобиля.
  • Типовое напряжение> 144 В.
  • Типовая мощность> 40 кВт (50 л.с.).
  • Мощность от 1 до 10 кВтч в зависимости от области применения.
  • Как и в случае с электромобилями, описанными выше, размер, форма и распределение веса аккумуляторной батареи должны соответствовать автомобилю.

История

Требования к эксплуатации аккумулятора гибридного электромобиля (PHEV)

Аккумуляторы для подключаемых к электросети гибридных автомобилей должны удовлетворять противоречивым требованиям к рабочим характеристикам.

Тяговые аккумуляторы обычно оптимизированы для обеспечения большой емкости в случае чисто электромобилей или для высокой мощности в случае гибридных автомобилей. Батарея электромобиля работает до глубокой разрядки (DOD) на большом расстоянии, тогда как HEV работает на небольшой глубине разряда в течение длительного срока.

Подключаемый гибрид предназначен для использования как в качестве электромобиля для езды по городу, так и в качестве HEV, когда заряд разряжен, или для движения по шоссе.Двойные требования к расширенному электрическому диапазону, обычно сорок миль, а также поддержание высокой мощности при низком уровне заряда (см. Ниже), создают очень напряженные условия для аккумулятора.

Таким образом, ожидается, что батарея PHEV будет работать и как электромобиль, и как HEV.

Требования к электрическому диапазону могут быть удовлетворены только при использовании батарей большей емкости, что значительно увеличивает стоимость, а из-за высокой стоимости потребители возлагают большие надежды на срок службы батарей.

Требования к эксплуатации аккумуляторной батареи для велосипеда

В Китае, где велосипед является «рабочей лошадкой», батареи обычно рассчитаны на 36 В.

В Европе и США, где велосипеды чаще используются для отдыха, более популярны аккумуляторы для зажигалок на 24 Вольта.

  • Выполнены в виде съемных модулей для удобной зарядки в помещении и для защиты от кражи.
  • Должен выдать 5 ампер в течение 2 часов (от 240 до 360 Втч в зависимости от напряжения), чтобы позволить часу поездки на работу. Повышение емкости свинцово-кислотной системы невозможно, поскольку ее вес ограничивает портативность.
  • Пиковый ток 15 Ампер.
  • Длительный срок службы минимум 500 циклов или два года.

Эксплуатационные требования к судовой батарее

  • Требуются батареи глубокого разряда.
  • Требуется широкий диапазон мощностей и мощностей.
  • Малый вес.
  • Должен быть устойчив к широкому диапазону условий зарядки.
  • Особые условия окружающей среды.

Требования к батарее для подъемно-транспортного оборудования

Аналогично приложениям для электромобилей, но обычно без ограничений по весу.

Аккумуляторы для практических занятий

На протяжении более столетия свинцово-кислотные батареи были основным источником энергии для тяговых устройств, поскольку они прочные и относительно недорогие. Для вилочных погрузчиков, молоковозов и аналогичных применений также успешно использовались никель-железные батареи, которые практически не разрушаются и имеют срок службы до десяти лет. Однако большой вес и размер этих аккумуляторов не позволяют использовать их в легковых автомобилях.

В 1970-х годах началась работа над батареями с хлоридом натрия и никеля (Zebra), разработанными для тяговых устройств, поскольку они предлагают возможность очень высокой плотности энергии, которая могла бы решить эту проблему. К сожалению, это высокотемпературные батареи, которые должны работать при 270 ° C, и это ограничило их применение.

Появление высокомощных никель-металлогидридных (NiMH) элементов, которые преодолевают проблемы как с весом, так и с рабочей температурой, побудило некоторых производителей автомобилей внедрить электромобили или HEV, использующие NiMH батареи.NiMH элементы работают при нормальной температуре окружающей среды. Они имеют более высокую энергию и плотность мощности, чем свинцово-кислотные клетки, но не так хороши, как клетки зебры.

Недавно стали доступны литий-ионные элементы высокой мощности, которые имеют даже более высокую плотность энергии, чем элементы NiMH, наравне с элементами Zebra. Они также работают при нормальных температурах и только что внедряются в новые конструкции электромобилей.

Эти новые высокоэнергетические элементы, однако, более уязвимы для злоупотреблений и нуждаются в поддержке электронных систем управления батареями для обеспечения защиты и обеспечения длительного срока службы.

Зарядные устройства для тяговых аккумуляторов

Для аккумуляторов большой емкости также требуются зарядные устройства большой мощности для достижения разумного времени зарядки, а зарядные устройства должны быть совместимы с химическим составом элементов и должны иметь возможность взаимодействовать со схемой защиты элементов. Так же, как аккумулятор подходит к автомобилю, зарядное устройство должно быть индивидуально разработано и согласовано с аккумулятором. Более подробную информацию можно найти в разделе «Зарядные устройства».

См. Также Инфраструктура зарядки тяговых аккумуляторов

Тяговые приложения - электрические приводы

Тенденции рынка

Информация об объемах продаж аккумуляторов и отраслевых тенденциях представлена ​​на страницах истории.

.Полимерный литий-ионный аккумулятор

, тяговый полимерный ионно-литиевый аккумулятор Поставщики и производители на Alibaba.com

300,00 долл. США / единица

50 единиц (мин. Заказ)

Ad

4. Не погружайте аккумулятор в воду Почему chioce RUE 48v 100ah литий-ионный аккумулятор 1. Мы обеспечиваем лучшую цену, хорошее качество и быструю доставку. 2. Ваш запрос, связанный с нашими продуктами или ценами, будет дан ответ в течение 24 часов. 3. Мы будем отслеживать статус доставки по времени, чтобы покупатель мог получить наши товары вовремя и безопасно.

.

бывших в употреблении тяговых аккумуляторов, бывших в употреблении тяговых аккумуляторов Поставщики и производители на Alibaba.com

подержанные телекоммуникационные аккумуляторные батареи с глубоким циклом 12 В, 250 Ач Основные характеристики: & diams; Не требующий обслуживания, технология абсорбирующего стеклянного покрытия и диам; Низкий саморазряд и диаметр; Длительный расчетный срок службы, глубокие циклы и диаметры; Отличные характеристики разряда и диаметры; Экологичность и диаметр; Широкий диапазон температур окружающей среды. Применение: & диаметры; Система хранения солнечной и ветровой энергии и диам; Батарея резервного питания и диам. EPS и UPS; Сигнальная система, система аварийного освещения, система безопасности и диам; Телекоммуникационное оборудование и диаметры; Источник питания для портативных устройств или инструментов 1.Функциональный параметр 5. Температура окружающей среды Номинальное напряжение 12 В Температура разряда -20 ~ 60 & # 8451; Номинальная емкость (10 часов) 250 Ач Температура заряда 0 ~ 50 & # 8451; Количество ячеек 6 ячеек Температура хранения -20 ~ 60 & # 8451; 2. Номинальная мощность при 25 & # 8451; (77 ° F) 6. Внутреннее сопротивление и макс. Ток разряда 10 часов (0,1C, 10,8 В) 250 Ач Полностью заряженный аккумулятор при 25 & # 8451; (77 ° F) 2 м и Омега; 3 часа (0,25 ° C, 10,8 В) 191,7 Ач Макс. Ток разряда 3750A (5 с) Скорость 1 час (0.55C, 10,5V) 138,1Ah Ток короткого замыкания 12500A 3. Емкость, зависящая от температуры (10-часовой режим) 7. Саморазряд при 25 & # 8451; (77 ° F) 40 & # 8451; (104 ° F) 103% Емкость после 3 месяцев хранения 91% 25 & # 8451; (77 ° F) 100% Емкость после 6 месяцев хранения 82% 0 & # 8451; (32 ° F) 85% Емкость после 9 месяцев хранения 73% -15 & # 8451; (5 ° F) 65% Емкость после 12 месяцев хранения 64% 4. Размеры и вес 8. Зарядка при постоянном напряжении при 25 ° C. (77 ° F) Длина 520 мм Циклическое использование 14.4 ~ 14,9 В Ширина 269 мм Максимальный ток зарядки 62,5 А Высота 220 мм Температурная компенсация -30 мВ / & # 8451; Общая высота 225 мм Использование поплавка 13,6 ~ 13,8 В Контрольный вес 70 кг Температурная компенсация -20 мВ / & # 8451; Упаковка и доставка и диаметры; Завод по производству аккумуляторов Основанный в 1996 году, годовая производственная мощность и диаметр 2 млн аккумуляторов; Продукция, в том числе свинцово-кислотная батарея с регулируемым клапаном, гелевая батарея, батарея глубокого разряда, батареи OPzV и OPzS и диам; Продукция экспортируется в более чем 150 стран мира; Продукция сертифицирована CE, UL, Rohs & diams; Надежные и хорошо зарекомендовавшие себя технологии AGM и GEL для свинцово-кислотных аккумуляторов с регулируемым клапаном емкостью от 2 Ач до 3000 Ач. Партнерская торговая гарантия Попробуйте Alibaba Trade Assurance, чтобы получить полную защиту заказа!

.

литиевая аккумуляторная батарея 12v 100ah Lifepo4 тяговая батарея

литиевая аккумуляторная батарея 12 В 100ач lifepo4 аккумуляторная батарея тяговая

Технические характеристики

Отключение напряжения разряда
Номинальное напряжение 12 В
Номинальная емкость 100 Ач
Максимальное напряжение заряда 1410 В 9,2 В
Конфигурация Зависит от необходимого размера
Метод заряда CV / CC
Максимальный непрерывный ток разряда 1C
Максимальный импульс ток разряда 2C
Внутреннее сопротивление ≤60 мОм
Срок службы (1C / 80% DOD) ≥2000
Размер В зависимости от ваших потребностей
Вес Около 14 кг

Преимущества

1.Длительный срок службы, большая емкость и хорошая ударопрочность

2. Низкий саморазряд и хорошие характеристики разряда при низкой температуре

3. Высокая устойчивость к зарядке и возможность быстрой зарядки

4. Высокая устойчивость к переразряду и сохранение заряда

5. Не требует обслуживания и не требует кислот или воды для обслуживания при использовании

6. Отличные характеристики разряда при большом токе и очевидные преимущества при запуске и подъеме

7. Высокотемпературные характеристики

8.Экологичность

9. Меньший вес, меньший размер

10. Максимально безопасный, без взрыва, без огня

Производительность

Преимущества Недостатки Типичное применение

Чрезвычайно высокая скорость Возможности

Безопасный литиевый аккумулятор

Хорошие характеристики хранения

Хорошие характеристики при высоких температурах

Емкость меньше, чем у стандартного Li-lon

3.Номинальное напряжение 2 В по сравнению с 3,6 В

Новые технологии, которые появляются

С ограниченной доступностью

Электровелосипед, Электросамокат

Электроинструменты, Электромобиль, применение, Автоклавные устройства, Ноутбуки (в соответствии с ужесточающимися правилами)

Система аккумулирования энергии

BMS

Наша BMS состоит из главной схемы BMS (мы назвали ее «BMU»), ведомой схемы BMS (мы интегрируем ее в наш аккумуляторный модуль) и контактора.

Помимо основных функций, таких как перезарядка / разрядка, перегрузка по току, короткое замыкание, перегрев и балансировка, наша BMS обладает следующими функциями:

1.Архитектура Master-Slave делает систему гибкой;

2. Двухуровневое предупреждение упрощает обслуживание;

3. CAN2.0 и электронные компоненты промышленного уровня делают систему надежной;

4. Контактор обеспечивает возможность быстрой зарядки и разрядки;

5. Периодические измерения изоляции делают возможной безопасность персонала;

6. Хост может легко управлять системой;

.

Литиевая технология для тяги и машинного оборудования

Эксклюзивная электронная балансировочная система Flash Battery называется Flash Balancing System.

Традиционная балансировка Системы прикладывают сопротивление к ячейкам с наибольшим зарядом в попытке «понизить» их до уровня самой низкой ячейки.

Хотя это простой и экономичный метод , он также очень медленный : В среднем для балансировки требуется от 4 до 8 часов (в дополнение к предыдущему этапу зарядки).

НАША СИСТЕМА БАЛАНСИРОВКИ ВСПЫШЕК ДЕЙСТВУЕТ И В АКТИВНОМ, И В ПАССИВНОМ УРОВНЕ С БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ БАЛАНСИРУЮЩЕЙ МОЩНОСТЬЮ (20А) И НЕ ТОЛЬКО В КОНЦЕ ЦИКЛА, НО ТАКЖЕ АКТИВНО ВО ВРЕМЯ РАЗРЯДА .

Это приводит к в 20 раз более быстрой балансировке, максимум за 30 минут в циклических приложениях, что делает его несущественным для общего времени перезарядки.

Традиционные системы балансировки требуют гораздо большего времени, поэтому, когда они прерываются из-за необходимости использования батареи, результатом является постепенное снижение доступной энергии на с течением времени: транспортных средств и машин, таким образом, теряют запас хода в каждом цикле.

УЛЬТРА-БЫСТРОЕ ВРЕМЯ БАЛАНСИРОВКИ , ПРЕДЛАГАЕМОЕ СИСТЕМОЙ БАЛАНСИРОВКИ ВСПЫШКИ ВО ВРЕМЯ ЗАРЯДКИ И РАЗРЯДА УСТРАНЯЕТ ЭТУ ПРОБЛЕМУ И МАКСИМИЗИРУЕТ АВТОНОМНОСТЬ НАШИХ ЛИТИЕВЫХ БАТАРЕЙ .

Если требуется непредвиденный ремонт, система мгновенной балансировки позволяет добавлять или заменять элементы на протяжении всего срока службы батареи, что позволяет преодолеть ограничения традиционных систем в поддержании баланса между более высокими и низкоэффективными элементами.

.

% PDF-1.4 % 2184 0 объект > endobj xref 2184 48 0000000016 00000 н. 0000005454 00000 п. 0000005577 00000 н. 0000006041 00000 н. 0000006097 00000 н. 0000006234 00000 н. 0000006371 00000 п. 0000006505 00000 н. 0000006643 00000 п. 0000007101 00000 п. 0000007475 00000 н. 0000009501 00000 п. 0000009690 00000 н. 0000010222 00000 п. 0000010674 00000 п. 0000013688 00000 п. 0000013963 00000 п. 0000014620 00000 п. 0000015149 00000 п. 0000015774 00000 п. 0000015889 00000 п. 0000016002 00000 п. 0000016336 00000 п. 0000019698 00000 п. 0000020227 00000 п. 0000020846 00000 п. 0000021526 00000 п. 0000022133 00000 п. 0000022895 00000 п. 0000023453 00000 п. 0000023994 00000 п. 0000024723 00000 п. 0000025364 00000 п. 0000026192 00000 п. 0000026452 00000 п. 0000026921 00000 п. 0000027058 00000 п. 0000027448 00000 н. 0000027685 00000 п. 0000027887 00000 п. 0000028346 00000 п. 0000028871 00000 п. 0000029375 00000 п. 0000032921 00000 п. 0000032989 00000 п. 0000033072 00000 п. 0000033155 00000 п. 0000001256 00000 н. трейлер ] / Назад 747170 >> startxref 0 %% EOF 2231 0 объект > поток hXgXS> i @! 5j `) IPDĆhA" X @ Q 5 дюймов.:: 82 \ 8׻

.

Смотрите также