מדריך טכני: סוללות קורקינט חשמלי

2020-10-23 02:48

במדריך הטכני הזה, תלמדו את כל מה שצריך לדעת עליו סוללות קורקינט חשמלי, כולל סוגים, דירוגי קיבולת, כיצד להאריך את חיי הסוללה ושימוש ואחסון נכונים.

סוללות לקטנוע חשמלי

הסוללה היא "מיכל הדלק" של הקורקינט החשמלי שלך. הוא אוגר את האנרגיה הנצרכת על ידי מנוע ה-DC, האורות, הבקר ואביזרים אחרים.

לרוב הקורקינטים החשמליים יהיה סוג כלשהו של מארז סוללות מבוסס ליתיום יון בשל צפיפות האנרגיה המצוינת ואריכות החיים שלהם. קורקינטים חשמליים רבים לילדים ודגמים זולים אחרים מכילים סוללות עופרת. בקטנוע, ערכת הסוללות עשויה מתאי בודדים ואלקטרוניקה הנקראת מערכת ניהול סוללות אשר שומרת עליה לפעול בבטחה.

למארזי סוללות גדולים יותר יש קיבולת רבה יותר, הנמדדת בשעה וואט, ויאפשרו לקטנוע חשמלי לנסוע רחוק יותר. עם זאת, הם גם מגדילים את הגודל והמשקל של הקטנוע - מה שהופך אותו פחות נייד. בנוסף, סוללות הן אחד המרכיבים היקרים ביותר של הקטנוע והעלות הכוללת עולה בהתאם.

מארז סוללות לקטנוע חשמלי עשויים מתאי סוללה בודדים רבים. ליתר דיוק, הם עשויים מ-18650 תאים, סיווג גודל לסוללות ליתיום יון (Li-Ion) במידות גליליות של 18 מ"מ על 65 מ"מ. כל תא 18650 בחבילת סוללות הוא די לא מרשים - מייצר פוטנציאל חשמלי של 3.5 וולט בלבד (3.5 וולט) ובעל קיבולת של 3 אמפר שעות (3 A·h) או כ-10 וואט-שעה (10 וואט).

כדי לבנות מארז סוללות עם קיבולת של מאות או אלפי שעות וואט, תאי 18650 Li-ion רבים מורכבים יחד למבנה דמוי לבנים. מארז הסוללות דמוי הלבנים מנוטר ומווסת על ידי מעגל אלקטרוני הנקרא מערכת ניהול סוללות (BMS), השולטת בזרימת החשמל אל הסוללה וממנה.

ליתיום יון

סוללות Li-Ion בעלי צפיפות אנרגיה מצוינת, כמות האנרגיה האצורה לפי המשקל הפיזי שלהם. יש להם גם אורך חיים מצוין, כלומר ניתן לפרוק אותם ולהטעין אותם או "לכבס" פעמים רבות ועדיין לשמור על יכולת האחסון שלהם.

Li-ion מתייחס למעשה לכימיה של סוללות רבות המערבות את הליתיום יון. להלן רשימה קצרה:

• תחמוצת ליתיום מנגן (LiMn2O4); aka: IMR, LMO, לי-מנגן
• ליתיום מנגן ניקל (LiNiMnCoO2); aka INR, NMC
• תחמוצת אלומיניום ליתיום ניקל קובלט (LiNiCoAlO2); aka NCA, לי-אלומיניום
• ליתיום ניקל תחמוצת קובלט (LiCoO2); הלא הוא מש"ק
• תחמוצת ליתיום קובלט (LiCoO2); aka ICR, LCO, Li-cobalt
• ליתיום ברזל פוספט (LiFePO4); aka IFR, LFP, Li-phosphate

כל אחת מהכימיות הללו של הסוללה מייצגת פשרה בין בטיחות, אורך חיים, קיבולת ותפוקת זרם.

ליתיום מנגן (INR, NMC)

למרבה המזל, קורקינטים חשמליים איכותיים רבים משתמשים בכימיה של סוללות INR - אחת הכימיות הבטוחות ביותר. סוללה זו מעניקה קיבולת גבוהה וזרם פלט. הנוכחות של מנגן מורידה את ההתנגדות הפנימית של הסוללה, ומאפשרת פלט זרם גבוה תוך שמירה על טמפרטורות נמוכות. כתוצאה מכך, זה מקטין את הסיכויים לבריחה תרמית ולשריפה.

עופרת-חומצה

עופרת-חומצה היא כימיה ישנה מאוד של סוללות שנמצאת בדרך כלל במכוניות ובכמה כלי רכב חשמליים גדולים יותר, כמו עגלות גולף. הם נמצאים גם בכמה קורקינטים חשמליים; במיוחד, קטנועים זולים לילדים.

לסוללות עופרת יש יתרון בכך שהן זולות, אך סובלות מצפיפות אנרגיה ירודה מאוד, כלומר משקלן רב בהשוואה לכמות האנרגיה שהן אוגרות. לשם השוואה, לסוללות Li-ion יש בערך פי 10 צפיפות האנרגיה בהשוואה לסוללות עופרת-חומצה.

דירוגי קיבולת

קיבולת הסוללה של קטנוע אלקטרוני מדורגת ביחידות של שעות וואט (בקיצור Wh), מדד לאנרגיה. יחידה זו די קלה להבנה. לדוגמה, סוללה עם דירוג 1 Wh אוגרת מספיק אנרגיה כדי לספק וואט אחד של כוח למשך שעה אחת.

קיבולת אנרגיה רבה יותר פירושה שעות וואט סוללה גבוהות יותר, מה שמתורגם לטווח ארוך יותר של קורקינט חשמלי, עבור גודל מנוע נתון. קטנוע ממוצע יהיה בעל קיבולת של בסביבות 250 וואט ויוכל לנסוע כ-10 מייל בממוצע של 15 מייל לשעה. לקטנועים עם ביצועים קיצוניים, קיבולת יכולה להגיע לאלפי ואט שעות וטווחים של עד 60 מיילים.

מערכת ניהול סוללות

למרות שלתאים Li-ion 18650 יש יתרונות מדהימים, הם פחות סלחניים מטכנולוגיות סוללה אחרות ועלולים להתפוצץ אם משתמשים בהם בצורה לא נכונה. מסיבה זו הם מורכבים כמעט תמיד לתוך ערכות סוללות שיש להן מערכת ניהול סוללות.

מערכת ניהול הסוללות (BMS) היא רכיב אלקטרוני המנטר את ערכת הסוללות ושולט בטעינה ופריקה. סוללות Li-ion מתוכננות לפעול בין כ-2.5 ל-4.0 וולט. טעינת יתר או פריקה מלאה עלולה לקצר את חיי הסוללה או לעורר תנאי בריחה תרמיים מסוכנים. ה-BMS אמור למנוע טעינת יתר. BMS רבים גם מנתקים את החשמל לפני שהסוללה התרוקנה במלואה על מנת להאריך את החיים. למרות זאת, רוכבים רבים עדיין מייצרים את הסוללות שלהם בכך שלעולם לא מפרקים אותן לחלוטין, וגם משתמשים במטענים מיוחדים כדי לשלוט עדין על מהירות וכמות הטעינה.

מערכות ניהול סוללות מתוחכמות יותר גם ינטרו את הטמפרטורה של החבילה ויפעילו ניתוק אם מתרחשת התחממות יתר.

אַרְגָז

אם אתה עורך מחקר על טעינת סוללה, סביר להניח שתתקל ב-C-rate. C-rate מתאר באיזו מהירות הסוללה נטענת או נפרקת במלואה. לדוגמה, קצב C של 1C אומר שהסוללה נטענת תוך שעה אחת, 2C פירושו טעינה מלאה תוך 0.5 שעות, ו-0.5C פירושו טעינה מלאה תוך שעתיים. אם תטעין סוללה של 100 A·h באמצעות זרם של 100 A, זה ייקח שעה אחת וקצב ה-C יהיה 1C.

חיי סוללה

סוללת Li-ion טיפוסית תוכל להתמודד עם 300 עד 500 מחזורי טעינה/פריקה לפני ירידה בקיבולת. עבור קורקינט חשמלי ממוצע, זה 3000 עד 10,000 מיילים! זכור ש"ירידה ביכולת" לא אומר "לאבד את כל הקיבולת", אלא פירושו ירידה ניכרת של 10 עד 20% שתמשיך להחמיר. מערכות מודרניות לניהול סוללה עוזרות להאריך את חיי הסוללה ולא צריך לדאוג יותר מדי לגבי התינוק שלה.

עם זאת, אם אתה להוט למתוח את חיי הסוללה ככל האפשר, יש כמה דברים שאתה יכול לעשות כדי לחרוג מ-500 מחזורים. אלו כוללים:

• אל תאחסן את הקטנוע שלך טעונה במלואה או כשהמטען מחובר לחשמל לתקופות ממושכות. שמירה על הסוללה במתח המרבי שלה תקטין את חייה.
• אל תאחסן את הקורקינט החשמלי פרוק לחלוטין. סוללות ה-Li-ion מתכלות כשהן יורדות מתחת ל-2.5 V. רוב היצרנים ממליצים לאחסן קורקינטים עם אחוז סוללה טעון בין 30 ל-50%, ולמלא אותם עד לרמה זו מדי פעם למשך זמן רב. אחסון לטווח ארוך.
• אל תפעיל את סוללת הקטנוע בטמפרטורות מתחת ל-32 F° או מעל 113 F°.
• טען את הקטנוע שלך בקצב C נמוך יותר, כלומר טען את הסוללה בקצב נמוך יותר ביחס לקיבולת המקסימלית שלו כדי לשמר/לשפר את חיי הסוללה. טעינה בקצב C בין 0.5C ל-2C היא אופטימלית. חלק מהמטענים המהודרים או המהירים מאפשרים לך לשלוט בזה.

אנא צור איתי קשר אם אתה צריך סוללות עבור קורקינט חשמלי.

טל;+86 15156464780 דוא"ל; [email protected]