Номинальный ток разряда аккумулятора электровелосипеда

[Triangular]

Здравствуйте уважаемые форумчане!

Совсем недавно стал обладателем комплекта для электровела. Очень хороший у вас форум!
Как правило нахожу всю инфу сам, задаю вопросы в последнюю очередь) но в этот раз перечитал кучу статей и так до конца не выяснил один момент..

На данный момент мучает вопрос с оптимальным током разряда батареи электровелосипеда. А именно, почему в интернете, практически везде пишут про максимальный ток разряда Li-ion 1С? А еще лучше 0,8С. А 1,5С уже ужас и кошмар, разве что кратковременно. Предполагаю, что это справедливо для старых ICR аккумуляторов. Про химию практически никто не вспоминает. В то время как высокотоковые INR могут отдавать максимально ~10С (в зависимости от модели). В принципе очевидно, что чем меньше разрядный ток, тем лучше. Меньше нагрев, меньше деградация, выдается положенная емкость, безопасность и всё такое..

Короче вопрос в том, относится ли правило разряда не более 1С к высокотовым INR аккумуляторам? Или же их можно без проблем продолжительно разряжать 5С? В данный момент использую маленькую батарейку 12S2P 43В 4 Ач на высокотоковых аккумуляторах Samsung INR18650-20R 2000mAh (макс. продолжительный ток 22А) с мк MXUS XF15R 500W и контроллером на 20А. Тоесть при максимальной нагрузке в 20А с элемента берется 10А (5С), тоесть всё норм получается? Хотя, если топить по максимуму, батарейка греется.. Тогда нужно следить за температурой?

Потом хочу собрать 13S4P в боксе, тоже на высокотоковых таких: https://keeppower.com.ua/18650/simple-14500-26650/imr-18650-ets/-keeppower-imr18650-3000mah- акумах. Написано макс. непрерывный ток 10А, тоесть 3,3С, если сделать 4 параллели, то с элемента будет сниматся максимум 5А - 1,66С. Тоесть, по идее всё безопасно будет по температуре и скорости деградации батареи, даже если втопить на полную? + знаю что INR/IMR меньше греются чем ICR и к тому же менее пожароопасны.. Извините за сумбурный стайл Заранее спасибо!

[илс]

[user]Triangular[/user], В этом вопросе все сложно и просто - одновременно.
Сложно потому, что значения из даташитов по номинальному току (если есть) применимы к одиночному цилиндрику, который тестируется в вентилируемом пространстве (лаборатории).
Сами понимаете, что в закрытом боксе, нагрев производимый т.н. номинальным током разряда будет совсем другим, особенно ближе к концу разрядного цикла, когда импеданс элемента (ячеек) заметно возрастает.
А температура это и есть основная причина ускоренного старения/деградации литиевой химии.
Отсюда вывод - хотите продлить жизнь недешевых заморских ХИТ, снижайте токи разряда, контролируйте температуру.

На форуме есть разные точки зрения. Кто-то считает допустимым греть сборку (батарею) до 45-50.
Я более консервативен и не грею свои дорогущие японские (корейские, китайские) цилиндрики/призматики выше...35. Возможно поэтому они у меня ездят по 6-7 лет без признаков заметного падения емкости и роста ВС.   

[илс]

Высокотоковость  - это возможность сделать компактную сборку, которая нужна ...зачем?
Чтобы пульнуть с большой скоростью на короткое расстояние?
Ведь на длинное, при низкой емкости, просто не получится. 
Форумчане больше за пробег переживают, здесь собираются прагматики которым нужно ездить далеко и долго. 

А раз так, то надо наоборот искать недорогие слаботоковые элементы и собирать из них мощную и емкую батарею. 

[i]

Езда на токе 10С закончится через 6 минут.
Езда на токе 5С закончится через 12 минут.
Езда на токе 1С закончится через 60 минут. Обычно мне этого хватает, чтоб доехать куда надо.

[Андрей_72]

Какая бы ни была химия, а элементарные законы физики пока никто не отменял.
Не рекомендовал бы Вам руководствоваться какими-то общими соображениями. Оперируйте формулами, дабы рассчитать реальное поведение Вашей батареи.
Вы сами можете посчитать, что будет с Вашей батареей при каком-либо разрядном токе. Для простоты можете прикинуть для одной банки, а затем, умножив полученное значение на число банок, получить общую мощность тепла, рассеиваемую на батарее.
Тепловая мощность, выделяемая на одой банке, независимо от химии, равна произведению внутреннего сопротивления на квадрат тока:
Pбанки = Rвн * Iбанки * Iбанки.
Вот Вы хотите собрать сборку 13S4P в боксе, тоже на "высокотоковых" элементах по приведённой ссылке. Эти элементы НЕ высокотоковые, раз для них указано Rвн не более 40 мОм. Вот если бы было "не более 18 мОм", как у Самсунга, тогда так. А Вам понравились банки, слабовато пригодные для электротранспорта. Забегая вперёд, скажу, что я собирал недавно одному знакомому батарею 10s4p на 30-миллиомных банках (система 36 В, 500 Вт). Так вот, при таком раскладе получасовой тестовый заезд на полной мощности (всего-то 500 Вт!) превратил батарею в кипятильник, я её потом пол часа в холодильнике охлаждал. У Вас система 48-вольтовая, и это правильно - токи будут меньше, а значит и потери уменьшатся квадратично.
Итак, считаем.
Ток, потребляемый от батареи на полной мощности (для сборки 13s4p, всего 52 аккума в батарее):
I = P / U = 500 Вт / 46,8 В = 10,7 А (я тут взял среднее напряжение батареи; если я не прав и надо брать максимальное, поправьте).
Ток на одну банку: Iб = 10,7 / 4 = 2,7 А.
Тепло, выделяемое на одной банке при таком токе:
P = 0,04 * 2,7 * 2,7 = 0,29 Вт. (я тут взял самый крайний случай, Rвн = 40 мОм; в реальности оно может быть меньше, но считать надо именно так, учитывая наихудший сценарий; к тому же Rвн в процессе эксплуатации будет увеличиваться, и потери будут расти)
Тепло, выделяемое на всей батарее:
Pобщее = 0,29 Вт * 52 банки = 15 Вт.
Если Вам ничего не говорит эта цифра, подскажу: это почти что мощность паяльника для пайки мелких деталей. Это очень много. Быстро убьёте батарею и не сможете нормально ездить на полной мощности. Выхода два: или РЕАЛЬНО высокотоковые элементы, или наращивание параллелей. В Вашем случае - минимум вдвое.
Да, и по аккумам. 30-миллиомные элементы можно купить в Китае, и это будет дешевле (например: https://aliexpress.ru/item/4000581261420.html?tt=API&af=313605_1&utm_campaign=313605_1&aff_platform=api-new-link-generate&utm_medium=cpa&cn=42qpgo4sw2b9y4y54huhwi7jtgbuo2c7&dp=v5_42qpgo4sw2b9y4y54huhwi7jtgbuo2c7&aff_fcid=cd5dc6d855564cdeaabba868877660d9-1614888748472-08833-_bXaXUIE&cv=38433475&aff_fsk=_bXaXUIE&product_id=4000581261420&sk=_bXaXUIE&aff_trace_key=cd5dc6d855564cdeaabba868877660d9-1614888748472-08833-_bXaXUIE&terminal_id=025e585b31174dbe84c5b931e216b448&tmLog=new_Detail&utm_source=epn&utm_content=38433475&sku_id=10000003394386700). Срок доставки - примерно 5 недель. Эти элементы прошли тест 99 циклов и показали хорошие результаты: https://youtu.be/DwNGFZU-j5c. По высокотоковым не подскажу, где в Китае надёжно взять. В Украине магаз есть, кажись "Батарейкин" называется (или как-то так), мы там брали мелкие партии высокотоковых, вроде без подвоха.

[Sumskoy]

Вот Вы хотите собрать сборку 13S4P в боксе, тоже на "высокотоковых" элементах по приведённой ссылке. Эти элементы НЕ высокотоковые, раз для них указано Rвн не более 40 мОм. Вот если бы было "не более 18 мОм", как у Самсунга, тогда так.

Вы по ссылке посмотрите фото с замером внутреннего сопротивления - 14,9мОм при 3,81В и Вы хотите сказать, что это не высококтоковые акб?)

[yurgen]

Вы по ссылке посмотрите фото с замером внутреннего сопротивления - 14,9мОм при 3,81В и Вы хотите сказать, что это не высококтоковые акб?)

Уточните пож. ,  вн. сопротивление 14.9 мОм , это на постояннном токе , или на 1 кГц ?
Хотя в любом случае , результат достойный

[Андрей_72]

Вы по ссылке посмотрите фото с замером внутреннего сопротивления - 14,9мОм при 3,81В и Вы хотите сказать, что это не высококтоковые акб?)

Да, именно это я и хочу сказать, ориентируясь на два фактора:
1) По той же ссылке в описании товара заявлено: "Внутр. сопротивление (импеданс 1кГц): ≤40мОм". Т.е. русским по белому сказано, что 40 мОм может быть. В то время как в описании высокотоковых Самсунгов Вы такого не увидите, от слова "никогда".
2) Ёмкость. Обратите внимание, она недалека к предельной для данных габаритов банки. Высокотоковые элементы ёмкими не бывают, это взаимоисключающие вещи (если речь идёт об одних и тех же габаритах). Вот если бы тут было 2000 мАч, можно было бы поверить. А 3000 - увольте.
Я бы рекомендовал автору темы:
- ориентироваться на худшие из заявленных характеристик, и делать расчёты исходя из них, дабы потом не убить батарею адским перегревом;
- искать банки более-менее проверенных брендов (желательно - для которых третьими лицами сделаны тесты).
Кроме того, для этого товара, важнейший показатель дан с разбросом более чем в два раза. Это уже повод задуматься!

[Sumskoy]

Уточните пож. ,  вн. сопротивление 14.9 мОм , это на постояннном токе , или на 1 кГц ?
Хотя в любом случае , результат достойный

14,9мОм это импеданс при 1кГц
Добавлено 21 Нояб. 2021 в 08:59

1) По той же ссылке в описании товара заявлено: "Внутр. сопротивление (импеданс 1кГц): ≤40мОм". Т.е. русским по белому сказано, что 40 мОм может быть. В то время как в описании высокотоковых Самсунгов Вы такого не увидите, от слова "никогда".

Для примера, Samsung 30Q - заявлено вн. сопротивление менее 26мОм, но по факту в 2-а раза меньше!

[tmiaer]

Езда на токе 10С закончится через 6 минут.
Езда на токе 5С закончится через 12 минут.
Езда на токе 1С закончится через 60 минут. Обычно мне этого хватает, чтоб доехать куда надо.

И да и нет.
У меня ток при комфортной долговременной езде 0.5-1С, но бустануть 5С со светофора никогда не помешает

[TRO]

Короче вопрос в том, относится ли правило разряда не более 1С к высокотовым INR аккумуляторам?

Походу вам где то что то померещилось, или вы читали какую то уж очень желтую прессу. Нету такого правила. Надо читать характеристики конкретной батареи, а еще лучше даташиты на элементы из которых она собрана.
И еще парочка ньюансов, для долгой жизни батарии, лучше немного недозаряжать и немного недоразряжать, и эксплуатировать на токах меньших чем предельные.

[Triangular]

[user]илс[/user], Спасибо за ответы!

Смотрю в сторону INR/IMR, т.к меньше греются чем ICR и менее пожароопасны. + безболезненно переносят большие токи. Ну и обладают меньшим сопротивлением. Как я понимаю у всех ICR (LG D1 < 70мОм) оно большое. Значит в процессе старения у INR будет более менее допустимое значение, в отличии от ICR.

Высокотоковость  - это возможность сделать компактную сборку, которая нужна ...зачем?
Чтобы пульнуть с большой скоростью на короткое расстояние?

Да) ездить по городу. Можно удобно снять батарею, пойти в магаз/кино. Ну иногда по лесам) по идее, пробег будет 40-45км, что на мой взгляд не так уж и мало. А если мало будет, буду компенсировать педалями)) Собственно я изначально собирался ездить в гибридном режиме.

Какой ток считаете оптимальным для сборки в бокс 13S4P на Samsung 25R или LG HG2? Хотелось бы собрать такую батарею, чтоб летом не перегревалась. 52 ячейки считаю оптимальным размером)

Эти элементы НЕ высокотоковые, раз для них указано Rвн не более 40 мОм.

Ну ок, среднетоковые) По нагреву понял. Спасибо за советы! Значит нужно искать с меньшим сопротивлением. У меня сейчас стоит ручка газа, без LCD, значит ток не ограничен через панель. Тоесть, при максимальной нагрузке контролер тянет с батареи 20А. Значит Iб = 20 / 4 = 5А, P = 0,04 * 5 * 5 = 1 Вт*52 банки = 52 Вт. Мощный паяльник получается) мда.. Правильно ли я понимаю, в случае с высокотоковыми аккумуляторами можно хоть 1С, хоть 5С разряжать, главное, чтобы температура оставалась в пределах допустимой..? Окей, тогда, если взять Samsung 25R или LG HG2 0,02 * 5 * 5 = 0,5*52= 26 Вт. Всё равно много. В случае с батареей вашего друга получается 14,4 Вт (на ячейку 3,47А*3,47=12,04*0,03=0,36*40=14,4 Вт) И вы говорите, что батарея очень горячая. Блин, не понимаю. Магазины пишут про 13S4P батареи мол максимальный ток 20А, тоесть даже при условии, что там стоят качественные INR самсунги, 26 Вт на тепло будет уходить, это ведь адский нагрев, особенно летом... При 10А нагрев на всю батарею выходит 6,5 Вт, полагаю, это уже приемлемо.. Скорость примерно 35 км/ч по ровной дороге, в принципе норм. Благо, можно ток ограничить через LCD, т.к не только я буду ездить на веле, лень объяснять все эти нюансы. В общем для себя я вижу такой выход: собрать батку на высокотовых элементах с низким сопротивлением, прикрепить BMS с отсечкой по температуре, протестировать батарею на нагрев, в разных нагрузках и погодных условиях c помощью такой штуки:

Термометр с внешним датчиком

И потом, в соответствии с результатами, ограничить максимальный ток контроллеру на LCD, либо просто помнить о пределах и лишь кратковременно выкручивать на полную. Возможно есть в продаже показометры температуры батареи на руль? Или может в бокс заколхозить.. Поправьте, если что не так..

Походу вам где то что то померещилось, или вы читали какую то уж очень желтую прессу. Нету такого правила. Надо читать характеристики конкретной батареи, а еще лучше даташиты на элементы из которых она собрана.
И еще парочка ньюансов, для долгой жизни батарии, лучше немного недозаряжать и немного недоразряжать, и эксплуатировать на токах меньших чем предельные.

рас

и таких статей не 2 и не 3 прочитал) тоже удивился, потому и начал искать инфу почему так..

двас

вот еще, с сайта неовольт ру..

трис

странно, что для IMR указано 10С, а для INR 1-2C, хотя они оба высокотоковые, вроде как 

[TRO]

[user]Triangular[/user], В номере "рас" токи меряют амперчасами, что уже залет. Остальные такая же желтая пресса. Читать надо не статейки всяких неизвестных "Пупкиных", а официальные доки.  Даже тут вам в лёгкую может прилететь неверная инфа. Не ведитесь на слишком обобщающую инфу в виде "статеек"  в технических вопросах, а ищите информацию о том где лежат официальные первоисточники. В любом деле если хочется сделать хорошо и правильно, надо вникать глубже (тратить время), вы в принципе сейчас этим и занимаетесь, однако гуглеж по форуму выдает всю нужную инфу минут за 15 поисков.

З.Ы. Для банок 18650 есть куча сайтов с тестами, с графиками... и даже у нас на форуме есть крупный продавец который выкладывает тесты всех банок (и в каталоге указывает токи заряд-разряд), можно как справочником пользоваться, что я частенько и делаю.

[Triangular]

Triangular, В номере "рас" токи меряют амперчасами, что уже залет. Остальные такая же желтая пресса. Читать надо не статейки всяких неизвестных "Пупкиных", а официальные доки.  Даже тут вам в лёгкую может прилететь неверная инфа. Не ведитесь на слишком обобщающую инфу в виде "статеек"  в технических вопросах, а ищите информацию о том где лежат официальные первоисточники. В любом деле если хочется сделать хорошо и правильно, надо вникать глубже (тратить время), вы в принципе сейчас этим и занимаетесь, однако гуглеж по форуму выдает всю нужную инфу минут за 15 поисков.

З.Ы. Для банок 18650 есть куча сайтов с тестами, с графиками... и даже у нас на форуме есть крупный продавец который выкладывает тесты всех банок (и в каталоге указывает токи заряд-разряд), можно как справочником пользоваться, что я частенько и делаю.

По поводу официальных источников согласен. Однако, топик не пропадет даром, т.к теперь он появится в поисковой выдаче среди желтизны и новичкам будет легче разобраться)

Собственно я и так знал что высокотоковые можно разряжать больше 1С. Потому это "правило" ввело меня в недоумение, подумал может чего не знаю. Хотя с точки зрения температуры, это кажется логичным. Вот нашел график для Samsung 25R
Даже при комнатной температуре и разряде 1С получаем 31,6 градуса, это в лаборатории на одной ячейке. Можно предположить, что летом вся батарея в боксе будет нагреваться до 40-50 градусов. А при токе на ячейку 5А (2С) уже до предела 60-70 градусов. Это можно как-то посчитать? Или только опытным путем? Почему нет боксов с кулерами?

[yurgen]

Почему нет боксов с кулерами?

Ну почему нет ?
Батарея Теслы имеет принудительное охлаждение ,  только не кулер а жидкостное.
Городить такое для евела ,   нецелесообращно  .
Да и пожароопасно.

[sdenis2017]

Или только опытным путем?

только так
чем "теснее" собрать тем больше нагрев
Добавлено 23 Ноя 2021 в 22:00

Собственно я и так знал что высокотоковые можно разряжать больше 1С

в теории да
один отдельно стоящий да! будет холодненький проверено!
а вот тесно собраный из 72 цилиндриков уже ощутимо тёплый
и да сейчас это я о лифере..................

[Triangular]

Хотелось бы услышать еще мнения по теме..
И еще, как контроллировать температуру батареи? Выяснить допустимые режимы эксплуатации?

[Андрей_72]

Хотите конкретики - делайте расчёты. Квадрат тока (в Амперах), снимаемого с одной банки, умножаете на внутреннее сопротивление банки (в миллиомах), получаете рассеиваемую на банке мощность (в милливаттах). Умножаете на количество элементов в сборке - и получаете общую тепловую мощность, которая выделится на батарее при заданном токе (конечно, не считая сопротивления перемычек и силовых проводов). Такой подход позволит оценить возможности батареи. Вот я собирал батарею одному человеку, сделал прикидку по этой методике, и вышло, что надо удваивать число банок (банки были не высокотоковые и в довольно малом количестве). Но человек настаивал на том, что банок должно быть столько, и не больше. Итог: первый же тестовый заезд показал, что батарея нагрелась выше 60 гр.С., и пришлось в итоге кастрировать мощность этого электровела, чтоб юзер не угробил батарею окончательно. Вот там по расчётам получалось около 20 Вт тепла (для сравнения - 25-ваттным паяльником можно паять мелкие и средние детали). Чтоб не получить паяльник или кипятильник внутри батареи, лучше заранее сделать расчёты.