Аккумулятор – это устройство, способное запасать и впоследствии отдавать электрическую энергию.
Аккумулятор электровелосипеда или электросамоката имеет специфическое устройство (читайте здесь устройство аккумулятора элекровелосипеда), которое отличается необходимостью иметь высокую емкость, но при этом сохранить относительно низкий вес и компактность. Однако, это не влияет на общую логику построения этой системы.
Содержание статьи
Аккумулятор электровелосипеда и аккумулятор мобильного телефона имеют примерно одинаковую конструкцию и в своей работе используют одинаковые химические процессы.
Соответственно, как и обычный аккумулятор, велосипедный аккумулятор имеет некоторую емкость.
Что такое емкость аккумулятора?
Емкость — это способность аккумулятора запасать некоторое количество электрической энергии, которая будет затем израсходована потребителем (телефоном, мотор-колесом, портативной колонкой и т.п.). Емкость аккумулятора является важнейшей численной характеристикой, которая позволяет пользователю оценить, на какое именно время автономной работы хватит работы его электронного устройства.
Почему важно знать реальную емкость аккумулятора
Для электровелосипеда, зная емкость его аккумулятора, можно примерно оценить пробег на одной зарядке.
Скажем, мы имеем аккумулятор 14 А*ч, а двигатель велосипеда потребляет 6,9 А (Для того, чтобы узнать эту цифру, нужно разделить мощность мотор-колеса (например, 250 Вт), на напряжение бортовой сети велосипеда (36 В)). Соответственно, время работы такого мотор-колеса составит 2 часа. При скорости 25 км/ч мы сможем проехать 50 км за два часа. Этот расчёт является очень приблизительным, однако может быть использован для грубой оценки ситуации.
Аналогичным образом можно посчитать и время автономной работы мощного фонарика или мобильного телефона.
Во всех этих случаях потребуется знать точную емкость аккумулятора. Вроде бы всё должно быть хорошо и просто, поскольку емкость всегда указана на аккумуляторе. Однако, это не всегда так.
Почему реальная емкость отличается от обозначенной
Очень часто встречается ситуация, когда указанная на аккумуляторе емкость не совпадает с реальной.
Это происходит из-за множества причин.
Аккумулятор может быть уже с ощутимым пробегом, или подходит к концу его срок годности (вспомним, что литий-ионные аккумуляторы со временем теряют часть емкости). Сам аккумулятор может оказаться изначально некачественным или производитель использует методы черного маркетинга и указывает заведомо ложные данные, ориентируясь на непонимание вопроса многими покупателями и их страсть к пузомерству.
Так, приобретая на алиэкспресс аккумулятор с емкость 5000 мАч, вы легко можете приобрести аккумулятор всего на 2000 реальных Ач. Обычно такие банки аккумуляторов или аккумуляторы для телефона имеет заметно более низкую цену.
Это настоящая катастрофа, в том случае, если вы собираете аккумулятор для электровелосипеда своими руками. Приобретая такие элементы для аккумулятора, вы не только не получите желаемую общую емкость готовой батареи, но и получите плохую несбалансированную систему с большим количеством «паршивых овец» в перспективе.
Напомню, что часто аккумулятор выходит из строя именно из-за того, что одна банка в аккумуляторе разряжается раньше других и не держит емкость. В итоге, модуль BMS для защиты здоровья всей батареи, обнаружив такую просадку на ячейке, отрубает потребителя от всей батареи.
Для пользователя это выражается в том, что аккумулятор электровелосипеда будет отключаться каждый раз после того, как вы начали движение.
Соответственно, тратить деньги и силы на сборку таких батарей не имеет никакого смысла. Неисправные элементы нужно отбраковать на стадии закупки, а лучше отказаться от приобретения сомнительных банок типа 10 000 мАч для аккумулятора типа 18650.
Как проверить реальную емкость аккумулятора
Для того, чтобы узнать реальную емкость аккумулятора, существует несколько стандартных приемов. К сожалению, если речь идёт о покупке нового собранного аккумулятора, реализовать эти методики будет весьма проблематично. Ведь все методики проверки реальной емкости аккумулятора строятся на его полной разрядке после зарядки.
Навык может пригодиться при покупке аккумулятора «с рук» или при проверке качества товаров от конкретного поставщика.
Логика проверки строится на том, что пользователь разряжает исследуемый аккумулятор потребителем с постоянной электрической мощностью и при этом засекается время полной разрядки испытуемого аккумулятора.
Из мощности высчитывается потребляемая разряжающим устройством сила тока. Дальше ведется простой расчёт.
Например, мы подключили устройство на 1 А к аккумулятору с заявленной емкостью 5 А*ч. Испытуемый аккумулятор разрядился не за 5 часов, а за 3 часа. Значит, в данном случае реальная емкость аккумулятора составляет не 5 А*ч, а 60% от этого показателя и равна 3 А*ч. Полная разрядка аккумулятора регистрируется мультиметром (заметна просадка напряжения).
Методика применима для всех типов аккумуляторов, включая аккумуляторы телефонов и других электронных устройств. Использовать этот опыт можно и для кислотно-свинцовых батарей.
Разве что, нужно помнить про ограничения для некоторых типов химии аккумуляторов. Так литий-ионные аккумуляторы ни в коем случае нельзя разряжать ниже определенного вольтажа на один элемент. Обычно от чрезмерного разряда защищает плата BMS, но не всегда она установлена. В случае велосипедного аккумулятора из 18 650 – это примерно 3,2 В на банку. Для других типов нужно изучать документацию от производителя. Кроме того, нужно аккуратно выбирать нагрузку на одну ячейку аккумулятора, т.к. слишком мощный потребитель может испортить аккумулятор навсегда.
В идеальном случае и график разрядки (зависимость падения напряжения от времени разряда или емкости) мы должны получить равномерный без пиков или провалов. Однако, они неминуемо появляются и это нормальное явление. Обратите внимание, что наименьший угол наблюдается в середине кривой. Для аккумуляторов разных типов и разной емкости характерны разные графики разряда.
Помимо стандартных гаражных способов разрядки аккумулятора (читайте тут как разрядить аккумулятор электровелосипеда), есть и более цивилизованные методы измерения емкости.
Например, использование «умных» зарядных устройств позволит не только автоматически разрядить аккумулятор, но и сохранить все необходимые параметры и зафиксировать графики. Одно из самых популярных устройств для этих целей — IMAX B6. Правда с большими системами такие зарядки, к сожалению, не справятся.
Ток разряда слишком низкий и аккумулятор придётся разряжать часами. Поэтому их целесообразно использовать для аккумуляторов для фонариков, проверки банок перед закупкой или тестирования батареи смартфона.
