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 адрес email не будет опубликован.

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