Конструкція літій-іонного акумулятора для електровелосипеда

Для підвищення захисту навколишнього середовища в останні роки багато городян активно використовують екологічні види транспорту. Велосипеди і самокати, обладнані електродвигуном, також належать до цієї категорії. Основний вузол, що забезпечує їх роботу, - свинцево-кислотна або літій-іонна акумуляторна батарея, що відрізняються робочими характеристиками, які краще у АКБ другого типу. Як влаштований літій-іонний акумулятор для електровелосипеда, розповімо в цій статті.

Конструкція і класифікація літієвих батарей

Головними технічними характеристиками, від яких залежить робочий ресурс акумуляторної батареї, є такі параметри:

• внутрішній опір;
• напруга;
• енергоємність;
• час заряду і саморозряду;
• загальна кількість циклів зарядки та розрядки;
• потужність і струм навантаження.

Зараз на нові моделі електровелосипедів виробники встановлюють літій-іонні акумулятори. Від свинцево-кислотних АКБ вони відрізняються числом циклів заряд - розряд і в середньому розраховані на 1000 разів. Акумулятори Li-ion винайшов у 1991 році японський вчений Акіра Есіно, а вперше за його патентом їх випустила компанія «Sony». Серед їх достоїнств відзначають високу енергоємність і струмовіддачу, а також низький саморозряд.

У конструкцію сучасних літій-іонних акумуляторів входять такі елементи:

• герметичний корпус;
• електроди;
• пористий сепаратор;
• електронна система управління (BMS);
• струмозйомники.

При виробництві таких батарей для катодів використовують кобальт літію, літій-марганцеву шпинель або літій феррофосфат.

Принцип роботи

У накопичувачах електрики електровелосипедів паралельно сполучені комірки, що складаються з двох електродів, поміщені в блоки, які послідовно з'єднані між собою. Електричний заряд передається позитивно зарядженим іонам літію, які можуть проникати в кристалічну решітку інших матеріалів.

При зарядці акумулятора електричний струм із зовнішнього джерела живлення подається на батарею в напрямку від аноду (позитивно зарядженого електрода) до катода і заряд накопичується на пластинах. При підключенні навантаження процес проходить у зворотному напрямку.

Матеріали, з яких зроблені електроди, дозволяють літій-іонним батареям працювати при низьких температурах.

Під час експлуатації електровелосипеда необхідно стежити за станом заряду батареї. Не можна допускати повну розрядку і перезаряд акумулятора, оскільки від цього руйнуються електроди і знижується енергоємність. АКБ, в яких ємність становить менше 60% від номінальної, виходять з ладу.

Для моніторингу стану батареї та її захисту передбачена система Battery Management System (BMS), яка представляє з себе електронну плату з терморезисторами. Вона не дозволить повністю розрядиться акумулятору, розірве контакт у разі перезаряду, а також змінить опір при підвищенні температури.

На закінчення статті зазначимо, що використання велосипедів допоможе виправити порушену екологічну обстановку, а літій-іонні АКБ забезпечать їм довгий термін служби. У нашому каталозі ви зможете підібрати батарею для електровелосипеда.