Конструкция литий-ионного аккумулятора для электровелосипеда

Для повышения защиты окружающей среды в последние годы многие горожане активно используют экологические виды транспорта. Велосипеды и самокаты, оборудованные электродвигателем, также относятся к этой категории. Основной узел, обеспечивающий их работу, — свинцово-кислотная или литий-ионная аккумуляторная батарея, отличающиеся рабочими характеристиками, которые лучше у АКБ второго типа. Как устроен литий-ионный аккумулятор для электровелосипеда, расскажем в этой статье.

Главными техническими характеристиками, от которых зависит рабочий ресурс аккумуляторной батареи, являются такие параметры:

• внутреннее сопротивление;
• напряжение;
• энергоёмкость;
• время заряда и саморазряда;
• общее количество циклов зарядки и разрядки;
• мощность и ток нагрузки.

Сейчас на новые модели электровелосипедов производители устанавливают литий-ионные аккумуляторы. От свинцово-кислотных АКБ они отличаются числом циклов заряд – разряд и в среднем рассчитаны на 1000 раз. Аккумуляторы Li-ion изобрёл в 1991 году японский учёный Акира Ёсино, а впервые по его патенту их выпустила компания «Sony». Среди их достоинств отмечают высокую энергоёмкость и токоотдачу, а также низкий саморазряд.

В конструкцию современных литий-ионных аккумуляторов входят следующие элементы:

• герметичный корпус;
• электроды;
• пористый сепаратор;
• электронная система управления (BMS);
• токосъёмники.

При производстве таких батарей для катодов используют кобальт лития, литий-марганцевую шпинель или литий феррофосфат.

В накопителях электричества электровелосипедов параллельно соединённые ячейки, состоящие из двух электродов, помещены в блоки, которые последовательно соединены между собой. Электрический заряд передаётся положительно заряженным ионам лития, которые могут проникать в кристаллическую решётку других материалов.

При зарядке аккумулятора электрический ток с внешнего источника питания подаётся на батарею в направлении от анода (положительно заряженного электрода) к катоду и заряд накапливается на пластинах. При подключении нагрузки процесс проходит в обратном направлении.

Материалы, из которых сделаны электроды, позволяют литий-ионным батареям работать при низких температурах.

Во время эксплуатации электровелосипеда необходимо следить за состоянием заряда батареи. Нельзя допускать полную разрядку и перезаряд аккумулятора, так как от этого разрушаются электроды и снижается энергоёмкость. АКБ, в которых ёмкость составляет меньше 60% от номинальной, выходят из строя.

Для мониторинга состояния батареи и её защиты предусмотрена система Battery Management System (BMS), которая представляет из себя электронную плату с терморезисторами. Она не позволит полностью разрядится аккумулятору, разорвёт контакт в случае перезаряда, а также изменит сопротивление при повышении температуры.

В заключение статьи отметим, что использование велосипедов поможет исправить нарушившуюся экологическую обстановку, а литий-ионные АКБ обеспечат им долгий срок службы. В нашем каталоге вы сможете подобрать батарею для электровелосипеда.