W tym artykule spróbuje opisać w jaki sposób dobrać akumulator do swoich potrzeb. Czym się kierować o czym należy wiedzieć.
Aby wybrać akumulatory odpowiednie dla siebie należy znać 4 parametry.
- Moc zasilanego urządzenia
- Napięcie pracy
- Czas pracy jaki chcemy uzyskać
- Wagę objętość akumulatora
Niestety w wypadku 2 ostatnich ograniczeni jesteśmy do technologii. Czasem musimy zrezygnować z czasu pracy na koszt wagi i objętości. Mówię w szczególności o dronach i samochodach elektrycznych i ich zasięgu.
Przykład 1 Rower elektryczny 250W silnik 36V
Przykład 2 Mod mechaniczny e-papierosy.
Przykład 3 Latarka
Przykład 4 Rower elektryczny 1500W silnik 48V
Ad. 1 Rower elektryczny 250W silnik 36V
Napięcie pracy pojedynczego ogniwa Li-ion to zazwyczaj 3.0-4.2V.
Napięcie nominalne to 3.7V lub 3.6V.
Aby uzyskać napięcie 36V musimy połączyć 10 ogniw szeregowo.
Aby poznać prąd, przy którym będzie pracował nasz pakiet należy 250W/36V = 6.94A
Co teraz ?
Prąd jaki jesteśmy w stanie uzyskać z pakietu zależy od pojemności.
Możemy zdecydować się na drogie baterie IMR/INR o maksymalnym poborze prądu 20A i zamontować pakiet 10S1P. Zyskujemy na objętości baterii ale daleko nie zajedziemy.
Możemy rozszerzyć naszą baterie i przedłużyć podróż montując baterie 10S3P lub 10S5P lub więcej. Rosną koszty i rośnie rozkosz z jazdy. Jak zredukować koszty? Można zdecydować się na tańsze baterie ICR o większej pojemności w wypadku 10S3P prąd rozładowania rozkłada się na 3 akumulatory więc potrzebujemy tylko 2,3A / Ogniwo – idealnie dla ogniw ICR o max prądzie rozładowania 2C.
Co zrobić aby jeszcze bardziej zredukować koszty? – Sięgnąć po baterie używane. Ale uwaga – to już wymaga nieco większej wiedzy na temat akumulatorów. W tym momencie nie wystarczy, że weźmiemy używki. Istotne są parametry zużycia tj : Pojemność rzeczywista / Rezystancja wewnętrzna / Temperatura w trakcie rozładowania.
Polecam artykuł na temat używanych ogniw Li-Ion.
Ok wydaliśmy najmniej jak się da – bateria spełnia nasze oczekiwania. Czas na BMS (Battery Management System)! Ale to rozmowa na inny artykuł 🙂
Ad. 2 Mod mechaniczny e-papierosy.
Mod mechaniczny e-papierosy.
Jaka oporność grzałki ?
Ile ogniw ?
Powiedzmy że nasz mod zasilany jest jednym ogniwem.
Przypadek 1) Jedno ogniwo, oporność grzałki 0.2Ω
Nominalnie : 3.7 V / 0.2 Ω = 18.5 A
Maksymalnie : 4.2 V / 0.2 Ω = 21 A
Najbezpieczniej jest użyć ogniwa o maksymalnym prądzie rozładowania 20-22A
Przypadek 2) Jedno ogniwo, oporność grzałki 0.5Ω
Nominalnie : 3.7 V / 0.5 Ω = 8,4 A
Maksymalnie : 4.2 V / 0.5 Ω = 8,2 A
Najbezpieczniej jest użyć ogniwa o maksymalnym prądzie rozładowania 10A lub więcej.
Powiedzmy że nasz mod zasilany jest dwoma ogniwami.
Przypadek 3) Dwa ogniwa, oporność grzałki 0.2Ω
Nominalnie : 7,4 V / 0.2 Ω = 37 A
Maksymalnie : 8,4 V / 0.2 Ω = 40A
Oporność grzałki jest zbyt mała dla tak wysokiego napięcia. Należy zwiększyć oporność grzałki aby nie uszkodzić ogniw.
Przypadek 4) Dwa ogniwa, oporność grzałki 0.5Ω
Nominalnie : 7,4 V / 0.5 Ω = 14,8 A
Maksymalnie : 8,4 V / 0.5 Ω = 16,8 A
Najbezpieczniej jest użyć ogniwa o maksymalnym prądzie rozładowania 20A.
Ważne jest aby ogniwa miały jak najbardziej zbliżony poziom zużycia. 2 Ogniwa zawsze używamy razem nie mieszamy zużytych ogniw z nowymi !
Jakie ogniwa do moda ? Tylko najlepszej jakości – Samsung Panasonic LG Sanyo Sony. ( Jak widać wyżej nie koniecznie wysoko-prądowe )
Ad. 3 Latarka
Aby dowiedzieć się jakich ogniw najlepiej użyć do naszej latarki należy zaznajomić się z charakterystyką diod użytych w naszym urządzeniu.
Większość latarek nie pobiera prądów większych niż 10A.
Aby dowiedzieć się jakiego poboru prądu możemy spodziewać się w naszej latarce, musimy wiedzieć jakiego rodzaju diody znajdują się w środku.
Jedną z najbardziej popularnych jest dioda : cree xm-l t6. Poniżej znajduje się jej specyfikacja. Dla jednej diody możemy spodziewać się poboru 1,5A dla 551 lumenów.
Ilość diod daje nam maksymalny pobór prądu urządzenia.
Ad. 4 Rower elektryczny 1500W silnik 48V
Napięcie pracy pojedynczego ogniwa Li-ion to zazwyczaj 3.0-4.2V.
Napięcie nominalne to 3.7V lub 3.6V.
Aby uzyskać napięcie 48V musimy połączyć 13 ogniw szeregowo.
Aby poznać prąd, przy którym będzie pracował nasz pakiet należy 1500W/48V = 31,25A
Co teraz ?
Przy dużych poborach prądu musimy pamiętać o stratach i generowanym cieple. Używając 4 ogniw, o maksymalnym poborze prądu 10A, może się okazać, że osiągną one temperaturę 80’C przy rozładowaniu 31A. Warto zatem w trakcie tworzenia pakietu wziąć poprawkę na rodzaj koszyków ( heksagonalne i prostokątne ) oraz wg. reguły kciuka przyjąć 80% prądu maksymalnego dla jednego ogniwa jest maksymalnym prądem dla pojedynczego ogniwa w pakiecie.