Jak dobrze wybrać akumulator ?

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.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *