Литий–ионные аккумуляторы.

Доброго времени суток.

Уже прошло около 2-х лет с момента первых наших полевых испытаний литий-ионных аккумуляторов для перфоратора. Методом проб и ошибок всё это время мы нарабатывали опыт, который пришло время изложить.

В тексе будут следующие обозначения:

Ач – ампер-час. Внесистемная единица измерения электрического заряда, используемая главным образом для характеризации ёмкости аккумуляторов. Аккумулятор ёмкостью в 1 А·ч теоретически способен обеспечить силу тока 1 ампер в течение одного часа (или, например, 0,1 А в течение 10 часов);
С – емкость аккумулятора.

Итак:

Литий – ионные аккумуляторы есть слаботочные и высокоточные. Ток разрядки слаботочных равен примерно 0,1 С. У высокоточных ток разрядки достигает 1-2 С, но при этом, масса примерно в 2 раза больше чем у слаботочных.

В качестве примера приведу два аккумулятора:
— Слаботочный аккумулятор на 12 В 9,8 Ач весит 0,4 кг. Может выдать 1А на штатных схемах защиты. Размер: 103 * 61 * 32 мм (рис.1);
— Высокоточный аккумулятор на 12 В 10 Ач весит 1 кг и может выдать 10 А на штатных схемах защиты. Размер 130 * 70 *50 мм (рис.2).

image04 image05

Схемы защиты — это штатный элемент литий-ионного аккумулятора. Она защищает литий-ионные элементы от полного разряда, перезаряда, и от большого тока разрядки. Совершенно необходимая вещь. На первых испытаниях мы тестировали слаботочные аккумуляторы, отключая от них штатные схемы защиты, т.к. в штатном режиме те аккумуляторы могли выдать только 1 А против 15 А потребляемых перфоратором. После испытаний несколько ячеек вышли из

строя из-за полной разрядки. Кроме того, согласно имеющейся в сети документации, повышенный ток разрядки также приводит к выходу аккумулятора из строя. Сейчас мы уже около 1,5 лет эксплуатируем батарею на 24 В емкостью 30 Ач. Состоит эта батарея из двух аккумуляторов на 12 В по 30 Ач каждый. Весит батарея в сборе около 6 кг. Хватает её по расчётам на 2 часа беспрерывной работы перфоратора, а практически на 35 дырок точно. Дырки сверлили диаметром 12 мм длинной около 40 см. Работают аккумуляторы на штатных схемах защиты. Максимальный выдаваемый ими ток около 50 А. Слаботочные литий-ионные аккумуляторы отлично подходят для освещения. Они выдают маленький ток, но обладают большой емкостью. К ним можно цеплять различные светодиодные фары, например, при фотосъёмке.

Теперь следующий шаг технологии: самостоятельная сборка нужных аккумуляторов.

Каждый литий-ионный аккумулятор состоит из отдельных элементов по 3,6-3,7 В каждый. В максимально заряженном состоянии элемент выдаёт 4,2 В. При разрядке напряжение постепенно уменьшается. Емкость этих элементов может быть различной: начиная от емкости обычного аккумулятора сотового телефона (у моего 860 мАч) и до 10 Ач. Хотя, может быть есть и больше. Мы не встречали. Можно в домашних условиях собрать аккумулятор нужной емкости и оснастить его купленными отдельно схемами защиты. Плюсы этого в том, что можно собрать нужную по характеристикам батарею, причём! : соотношение емкость/вес у отдельных ячеек может быть в 1,5 раза эффективнее, чем у имеющихся в продаже готовых аккумуляторов. Минусы — это собрано в домашних условиях и гарантий устойчивой и стабильной работы системы нет. Во всяком случае, пока.

Пример:

Характеристики элемента на фото:
Номинальное напряжение: 3.7 V
Номинальная емкость: 10 Ah
Максимальный ток разряда: 1.5C (15A); рабочий: 1С (10А)
Количество циклов зарядки-разрядки 1200 раз
Вес: 180 г
Размеры: длина 20.5 см, ширина 6,3 см, толщина 0.6 см

image03

Для работы перфоратором в одно дневном проходческом выходе хватит 20 Ач (20-25 дырок). Чтобы собрать из данных элементов батарею в 24 В 20 Ач возьмем 12 элементов. Соединим их по
6 шт последовательно, и получившиеся элементы соединим параллельно. Вес требуемой батареи будет 2200 грамм. Очень круто, правда?) Но это пока теория. Эксперименты в этом направлении
ждут своих героев!

Есть возможность использовать подобные элементы для питания налобных фонарей. Сейчас у нас в наличии есть литий-ионная батарея емкостью 4500 мАч на 7.4 В. Вес батареи 170 грамм. Тяжеловато, и маловата емкость. Но для тестов хватит.

image6

Хотим использовать её для питания фонарей в 1-2-3 дневных выходах.

Теперь о аккумуляторах стандарта 18650. Они выдают 3.7 В при самой ходовой емкости 2800 мАч. Возможно, экономически целесообразно собрать аккумулятор для перфоратора из них. Цена такой батарейки составляет от 60 до 100р. Чтобы собрать батарею в 8,4 Ач на 24 В потребуется 21 элемент. Итого, в худшем случае 2100 р. Для сравнения, себестоимость аккумуляторов описанных выше (12В 10Ач) около 1500р за шт., а их надо будет 2. А самое, на мой взгляд, интересное — возможность размещения аккумуляторов 18650 в метаполовых трубках. 21 элемент можно разделить на 3 трубки, которые расположить внутри одной, большего диаметра. Свободное пространство задуть пеной. Получится не убиваемый кейс, который можно будет таскать по пещере пристегнув на бок.

Пока всё. Будут вопросы-спрашивайте.

Литий–ионные аккумуляторы.: 4 комментария

  1. Здраствуйте, интересует приобретение аккумулятора Высокоточный аккумулятор на 12 В 10 Ач весит 1 кг и может выдать 10 А на штатных схемах защиты. Размер 130 * 70 *50 мм (рис.2).

  2. здравствуйте, в настоящее время есть ещё литий-полимерные аккумуляторы — для тех кому нужны высокие разряные токи, я даже машину прикуривал,
    например вот http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9265__Turnigy_3000mAh_3S_20C_Lipo_Pack.html
    разрядные токи от 20 до 130 крат от ёмкости
    напряжения от 3,7 до 45 В.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.