Реклама: ЭлектроФАК (сага про электромото)

 

Хочешь стать куратором любимой темы?

* Комментарии к новостям

7. Околомоноколесные обсуждения : ) (Моноколеса (электроунициклы)) от Игорь745 (18.09.2019 в 05:38)8. Как нужно собирать батарейки (Литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы) от ditertomas (18.09.2019 в 05:37)9. ЗУ на основе Ардуино от Реношника (Зарядные устройства для свинцовых аккумуляторов) от реношник (18.09.2019 в 05:33)10. Взаимодействие с другими участниками движения (пешеходы, коляски, собаки, авто...) (Моноколеса (электроунициклы)) от Игорь745 (18.09.2019 в 05:31)11. Фирменные кареточные моторы в разборе (Электровелосипеды с подвесным двигателем) от aka2000 (18.09.2019 в 05:29)12. к вопросу аэродинамики (Электровелосипеды) от VitaliyS (18.09.2019 в 05:10)
Не нравится реклама? Пройдите простую регистрацию на форуме и не будете видеть рекламу.

Прочитано 1463 раз

0 Пользователи и 1 Гость просматривают эту тему.

26 Апр 2019 в 19:51
Прочитано 1463 раз
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Удар молнии! В электрочерепаху)))




Обещанная электропортянка))) Предназначено для широкого круга пользователей, отнюдь не на умудренных опытом и отягощенных специальными знаниями, поэтому жанр будет скорее повествовательный, нежели академический. Цель расширение эрудиции а отнюдь не инструкции хау ту. Ибо если рассуждать про синусное управление половина неофитов заснет на втором абзаце ))) Но интересно глянуть чуть назад, как оно было и как стало...

Раньше электротранспорт и средства индивидуальной мобильности были баловством, а теперь вот появляются вполне серьезные аппараты (кроссовый мотоцикл 11кВт и 60кВт в пике, детский минимото 3кВт и 6кВт в пике - практически бензиновый скутер, эндуро-самокат 1квт и до 7кВт в пике, пробег до 30-40км). Еще не так давно это было фантастикой, а вот теперь уже вполне реальность.

Электричества в эту тему добавляют электрокарты, коих тоже становится больше - и это уже не дурацкие арендные электро черепахи, а вполне серьезные спортивные болиды типа "линды". Тутачки и многотарифные счетчики и таймерный заряд батареи ночью, дешево и тихо. Раньше каждый уважающий себя байкер благоухал двухтактной амброзией и издавал оглушительное "НННээнн-ННээнн", а теперь байкеры рассыпают литиевые искры и издают тихое электрическое "ЗЗЗззз" )))

Электромотоциклы Brammo и Zero, Deller и BRD, EMAXLab и Металл по сути уже мини бренды. Есть ряд энтузиастов с мощными кроссовыми мотоциклами или питбайками, сделанными своими руками, поскольку движение весьма динамичное и не сопровождается оглушительным рычанием двухтактного двигателя с "кроссовым" прямоточным глушителем, впрочем громко воет цепь)))

А благодаря отсутствию вибраций от поршней и коленвала водитель устает намного меньше. В активе небольшой вес, максимальное удобство в управлении, мощные двигатели (Zero SR 67лс или 50кВт). Крутящий момент с нуля оборотов. Быстрый старт до 100кмч (3-5сек). Большое расстояние без подзарядки (Brammo Enertia Plus - 129км). Быстрая зарядка - в среднем 3-4 часа.

На электросамокате или электроминибайке быстрее, чем на автобусах и троллейбусах, быстрее пешеходов, быстрее автомобиля в пробке, быстрее велосипедов. Потеть не надо - свежий воздух, ноль усилий. Каждый день в офис. Пиджак, рубашка, брюки - классика. Дядька в возрасте 35 на самокате - удобно и быстро. Из автобуса или троллейбуса в электричку мегаудобно. (с)


И сказку сделать былью




"Пункт проката автомобилей Дональд Елпат миновал без всяких осложнений. Выбор по нескольким причинам  остановил на мотоцикле. Одной из них служило то, что на мотоциклах не было никаких приборов, которые сообщали бы об их перемещениях дорожному компьютеру. Другая заключалась в том, что я никогда не пользовался этим видом транспорта, пока жил во Флориде, и не часто ездил на мотоцикле до начала работы в "Ангро". Мне подумалось, что таким ходом я могу сбить своих противников со следа. Дональд Елпат расписался, и мы двинулись в путь. Я немного отдохнул в Литтл-Роке и перезарядил аккумуляторы и, решив сделать новый бросок в сторону  от основного маршрута, двинулся под свист ветра к направлении Далласа".

(с) Роджер Желязны, "Витки" ("Coils", 1981)

ссылка
ссылка
ссылка
ссылка




"Однажды вечером я вел машину в Центральной Атлантике, на запад от Азор, где противотечение смыкается с северным течением. Там всегда ходят большие волны – грядами, одна за другой. Мой глиссер то взметывался под низкие тучи, то стремительно летел в провалы между волнами. Винт ревел, я стоял на высоком мостике рядом с рулевым. И вдруг! Представьте себе волну выше других, мчащуюся навстречу. На гребне волны, прямо под низкими и плотными жемчужно-розовыми тучами, стояла девушка, загорелая до цвета бронзы... Вал несся беззвучно, она летела, невыразимо гордая в своем одиночестве посреди необъятного океана. Мой глиссер взметнулся вверх, и мы пронеслись мимо девушки, помахавшей нам рукой. Тут я разглядел, что она стояла на лате, – знаете, такая доска с аккумулятором и мотором, управляемая ногами".

(с) Иван Ефремов, "Туманность Андромеды" (1956г.)

ссылка

Jetfoiler использует электрическое подводное крыло, которое позволяет мчаться над поверхностью воды, наподобие ковра-самолета, как только доска набирает достаточную скорость, наездник наклоняется назад и доска поднимается из воды.
« Последнее редактирование: 27 Апр 2019 в 01:00 от Howk »
Сообщение понравилось: rlicer

26 Апр 2019 в 19:57
Ответ #1
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Скрытый текст
Библиотека ЭлектроМото

Серийные электробайки

Deller
Stacyc
Zero FXS 2016
BRD RedShift SM
KTM Freeride E-XC
KTM Freeride E-SX

Электро ссылки

ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка
ссылка

Мотор для ZERO производит компания MOTENERGY (ME1507)

ссылка
ссылка

Видео про электробайки

Электромотоцикл браммо


Электромотоцикл зеро


Детские электроминибайки (StaCyc Stability Cycle)


Детские электробайки (Mecatecno bike)


Зизель гусеничное электрокресло (Der Ziesel)
Mattro Mobility Revolutions GmbH ссылка


Electric kart Linde E1 (Linde Material Handling)
ссылка


Регал Раптор Электробайк ()
В качестве мотора авто генератор


Razor минибайк тюнинг



16s8p ячейки панасоник 3200 18650 li-ion,
редукция 1 к 5, вес легче оригинала на 5кг

Оптика ледил

ссылка
ссылка
ссылка

Светодиодная балка. (на питбайке)

ссылка
ссылка

Световая балка (led bar) потребляет в пределах 1.5-2А это примерно 18Вт при 12В или 4А при 36-39Вт, с учетом стартового броска тока на незаряженных конденсаторах драйвера. Желательно реле поставить, реле потребляет 0.5-0.7Вт что примерно 0.05А, этим мы разгрузим выключатель.

26 Апр 2019 в 20:07
Ответ #2
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Электро Карт





Двигатель   бесщеточный мощностью 1600Вт 48В
Контроллер   1600Вт 48В
Акселератор   48В (индикатор батареи, ограничитель скорости)
Зарядный порт   с тремя выходами
Аккумулятор   48В 12Ач

Как заряжать карт?. Заряд осуществляется зарядным устройством на 48В, карты оснащены системой BMS (Battery Management System), контролирующей баланс ячеек батарей, исключающей перезаряд, переразряд, перегрев.

Каково время зарядки?. Время зарядки зависит от тока зарядного устройства. Емкость аккумуляторных батарей 40Ач, током 40А аккумуляторы можно зарядить за 1ч, но лучше током 20А, карт зарядится за 2 часа, такой режим заряда будет оптимальным для батарей.

Как узнать заряд АКБ?. Карт оборудован индикатором заряда, три зоны: зеленая, желтая, красная. Включив тумблер рядом с индикатором можно узнать уровень заряда батарей. При попадании в красную зону индикатор загорится сам - необходимо зарядить батареи.

Как с динамикой? (батареи тяжелее бензинового двигателя). Действительно, масса электрооборудования больше, бензиновый двигатель Honda мощностью 9лс с трансмиссией весит 35кг. Масса силовой установки электрокарта 5кВт составляет 38кг (аккумуляторы 24кг, электропривод 14кг). При этом момент, развиваемый электроприводом, больше на 20%, пусковой момент в 3 раза, что позволяет выполнять разгон 0-60кмч в 2 раза быстрее.

Максимальная скорость?. Максимальная скорость 60кмч.

Карт с боковым расположением двигателя?. Расположение двигателя может быть как задним, так и боковым.

Какова управляемость карта?. Первое, что замечаешь, это отсутствие вибрации. Второе, быстрый разгон до максимальной скорости.

Сколько живут батареи?. Количество циклов заряда аккумуляторов 5 000. Одного заряда хватит на три заезда по 10 минут, электрокарт рассчитан на  15 000 заездов по 10 минут или на 2 500 часов. Средняя прогулка на электротранспорте в среднем 2 часа, это около 1200 прогулок. Но на карте аккумулятора хватает только на 30 минут - это не литиевые батареи.

Что дешевле, бензиновый или электрический?. За шесть заездов по 10 минут, или час езды, электрокакарт потребляет 6кВтч. При стоимости электроэнергии 3р за кВтч, час эксплуатации карта 18 руб., бензиновый карт за час езды потребляет 2л бензина, что в пересчете на рубли составляет 58руб. Разница очевидна.

А если нажать газ и тормоз одновременно?. В карте датчик срабатывает при нажатии на педаль тормоза и блокирует возможность работы привода. При нажатии на педаль тормоза "газовать" не получится.

Какой тип передачи?. В стандартной комплектации цепная передача. По желанию заказчика можно установить ременную передачу, что позволит добиться бесшумной работы трансмиссии, устранить треск и завывание.






Долговечен ли ремень?. Если камни под ремень не попадают, шкивы не сотрутся, они изготавливаются из алюминиевых сплавов литьём под давлением, прочности зуба алюминиевого шкива хватает на срок службы ремня. Ремень это расходный материал из термоизносостойкой резины, армированный арамидным волокном. Идеальный вариант, полиуретановый ремень армированный кевларом. Он служит еще дольше, но дороже.

У харлеев ведомые шкивы из алюминия, ведущие из стали. С появлением технологии изготовления зубчатого ремня с кордом из искусственных волокон они почти не требуют ухода. Применение ремня возможно при движении только по асфальту, только в чистоте, грязь не удаляется в момент набегания ремня на шкив, если ремень не защищён от грязи, то он порвётся.

Диаметры шкивов должны быть большими для уменьшения изгиба ремня. И если для ведомого шкива на колесе это не критично, то для ведущего может не хватать места на двигателе. Ширина ремня больше, чем у цепи, что вызывает затруднения. Строгая соосность, если ось имеет неровность меньше миллиметра, ремень будет рваться. Ремень должен быть не перетянут и не ослаблен.

26 Апр 2019 в 20:44
Ответ #3
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Deller (российский электромотоцикл)
ссылка
Прошу прощения за перепост, думаю ребята не будут возражать




Deller специализируется на разработке электропривода для транспортных средств различной мощности и назначения: электродвигатель, блок питания и управления, аккумулятор. Идея производства электромоциклов принадлежит Владимиру Петрову. Представителем Deller в Краснодарском крае является Башмаков Даниэль Маратович. В Москве и Московской области - Петров Владимир Анатольевич. Первенцом был маленький питбайк с максконтроллером (Max-e), 11,6кВт в бусте. Мотор весом 6кг, в пике 17кВт, 6 000об/мин и 150Нм момента, 120В и 500А, колеса 14/12. Мотоциклы:

Deller Sport   310.000рр   АКБ 2500вт/ч
Deller Urban   390.000рр   АКБ 7200вт/ч

Взрывное ускорение (140Нм). Гоняйте по городу и трассе, заряжайте дома (54кг) от розетки (ночной тариф 0,60руб). Мотор - синхронный, на постоянных магнитах, с внешним ротором в кожухе, с внутренней продувкой, бесколлекторный, 12/60кВт, 100нМ, алюминиевая дуплексная рама, маятник алюминиевый. Вес 54кг. Запас хода — 100/200/300км. Скорость до 150кмч. Разгон до 100кмч - 3сек. Аналоговая система определения положения ротора. Обороты 4500об/мин. Датчик температуры.

Контроллер - векторное управление ускорением, торможением, генерацией. Задание момента, оборотов. Выходная частота 0-1500Гц. Фазный ток до 600А. Напряжение 60-130В. Мощность до 67кВА. Батареи. Управление и мониторинг через CAN-шину, рабочий ток 200А, максимальный 400А, напряжение 130В, BMS, возможность параллельного соединения, защита от КЗ, переразряда, перезаряда, перегрева, учет остатка энергии.

Контроллер Adaptto Max-e
Adaptto E-drive Lab
стоимость      60 000руб.
Номинальная мощность:   10 кВт
Пиковая мощность:   15 кВт
Напряжение питания:   24-98В
пиковый ток батареи:   100А/200A
пиковый фазный ток:   200А/350A
Вес         1кг.
Размер         250x80x40

Лаборатория систем электрического привода "Адаптто" (Adaptto E-drive) ведет разработку и производство систем электропривода транспортных средств. "Адаптто" - первая компания в России, которая разработала и производит комплект аппаратуры для сборки и создания электровелосипедов и электромопедов. Два контроллера: Adaptto mini-e, Adaptto max-e. Для скоростных моторов скорость до 70000 электрических RPM. При эксплуатации контроллера на больших фазных токах напряжение не должно превышать 90v.

Антитезис. Владимир умный! Много говорит терминами, иногда говорит часть правды, выдавая ее за полную. К примеру, мощность 50 киловат. Однако сечение выводных фазных проводов говорит иначе. Они могут выдать такую мощность, но как долго?

Сам конструктив (авиамодельного) двигателя для кроссового мотоцикла спорен. Толщина железа 0,18мм. Отвод тепла не лучший. К примеру, ZERO на свои мотоциклы ставит мотор Zero Force 75-7 Motor с воздушным охлаждением и номинальной мощностью 11кВт, и они не перегреваются.

"Аккумуляторы хорошие". Стоит литий-полимерная АКБ, преимущество только в малом весе и малой цене, в быстрой зарядке. Хорошо, если полимер свежий, с конвейера, а если успел на складе полежать, то это уже не липоль, у них срок хранения без эксплуатации 3 года, после утиль.

Что такое 12кВт номинальной мощности? Чтобы обеспечить такую мощность питанием, нужна батарея хотя бы 3-4кВт*часа, но она будет весить 45-50кг. Разогнать даже мотоцикл массой 54кг (питбайк) с человеком 70кг (50+70=120кг) за 3-5сек до ста, нужно ускорение 1G и мощность от 30кВт!

А что такое 30кВт для моторчика с номинальной мощностью 10-11квт - даже при КПД 90% тепловая мощность, рассеиваемая обмотками составит 3,5кВт - при таком выделении тепла через 5-10 секунд эта консервная банка нагреется до 150 градусов, все магниты пройдут точку Кюри и размагнитятся!

Провода обмоток присоединяются пайкой, при 180 градусов они отпаяются и замкнут - вылетит в лучшем случае контролер, плата испарится. Характеристики завышены в разы. Мотор "zero-x" весит в 2 раза больше, но и мощность выше! Он не сгорает.

Оптимальное соотношение мощность/вес - 1кг/3квт при кпд 90%! Сделать БЛДС мотор 1кг\6квт не проблема, проблема стоимость! Мотор деллера имеет (максимальную) мощность 12Квт, номинал 3-5Квт! Пиковая мощность контроллеров и моторов это мощность, которую они выдают в течении минуты, но на 500А питания даже толстый сварочный провод 30мм.кв. начинает дымить!

На 20квт пиковой мощности этот мотор через минуту завоняет. Вес мотоцикла не может быть 54кг - это только батарей надо 54 кг, чтобы заявленные 200км проехать, на 2квт батарее ты даже 50км не проедешь! Фривила нету, экономии накатом нету. Мотор хлипкий по подшипникам. Не имеет теплопередачи на  несущие конструкции, охлаждается только обдувом.(c) соседняя веточка по деллер...

E-max laboratory (мастерская по электроконверсии)
Электромотоцикл AKiRA, Электропитбайк Razor



ссылка
ссылка

Мотор от Vectrix VX1 ElectroCraft 7-25987. Там 12 постоянных магнитов, обмотка распределенная. Максимальный крутящий момент 65Нм. Максимальная скорость вала 5500 об/мин. Крутящий момент 23Нм при скорости 4600 об/мин. Это 11кВт на валу, максимальная температура обмотки - 155 градусов Цельсия. Мотор MARS 4201 (ETEK COMPARABLE). Изготовление батареи-отдельная песня, из-за высокого потребления по сравнению с велосипедами, в каждом случае требуется подбор элементов, обязательный расчет тока, согласование с геометрией рамы, обеспечение прочности и жесткости монтажа для прыжков и падений.

Не смотря на кажущуюся простоту переделки, этот путь содержит в себе огромное количество подводных камней, сложно-преодолимых препятствий даже для технически развитого человека: шум от передней звезды будет невыносимым, при высоких оборотах двигателя первую ступень надо делать на зубчатом ремне, причем редукцию максимально возможную, так, чтобы ведущую звезду большую можно было поставить. Цепная передача прекрасна, кроме случая с маленькой звездочкой на высокой скорости, звездочка это многоугольник а не окружность.

Мини-питбайк.







В то время как электромоторы недостаточно мощны, чтоб выдержать взрослого человека на бездорожье, они более чем мощны для детей. Достоинства электрической мощности в том, что она линейная и бесшумная. В то же время, маленькие мотоциклы с мотором 1-3квт (6-10квт в пике) легко перегонят большинство 50сс байков в ускорении с места, сделав отрыв от бензина!

С маленьким ребенком электропит или электромотард может ездить 2 часа. В кроссовом режиме он проездит около 30 минут. Так же у него есть около минуты при севших батареях. Батарейка маленькая, "карманная", для тестовых заездов, контроллер (KLS7230S) высасывает из неё 100 ампер батарейного тока. Донор - минибайк, бесколлекторный мотор на задней вилке.

Детский питбайк "Razor", в оригинале свинец и щеточный мотор 500ватт, свинец заменен на литий 16S, мотор "denzel" - 3 квт, контроллер "келли", дистанционное силовое реле вместо ключа зажигания. Редукция сделана на 40кмч, первый раз перевернулся, человек заказавший переделку, тоже перевернулся, ограничили фазный ток, чтоб не напрягаться. Это штатный контроллер для этого мотора, если над рулем свешиваться во время разгона, то можно не ограничивать, но колесо под жопой, переворачивает)))

16s8p, "панасоник", 3 200мач, 18650 li-ion
редукция 1 к 5, вес легче оригинала на 5кг
компоненты по московским ценам около 45тр
вес ячеек 14 500г



ссылка
ссылка
ссылка

Вес 45кг
Пробег 15км
Время 30 минут
Скорость 25кмч
Время зарядки 8 часов
Габариты (142х62x92см)
Свиноаккумуляторы (36V-3х12V)
Колеса - переднее 16" (40см) заднее 14" (35см)
Коллекторный электродвигатель (MY1020 36V 650W)

Сторонняя доработка Razor 650 и впечатления:




Сменил тормоза на Avid BB7. Думал заменить калиперы и роторы, пришлось ограничиться калиперами. Роторы хоть и с шестивинтовым крепежем, крепежные отверстия отличаются расстоянием до центра. Калиперы устанавливались на стоковые роторы - задний без проблем, а на переднем пришлось притирать колодки, передний ротор отличался и толщиной и диаметром.

В планах оборудовать фарами, передняя с крепежем за траверсу вилки, задний маячок это дуга из алюминиевого порога и несколько светодиодных ленточек, заменить амортизатор, перейти на LiFePo4, поставить высокий  руль и сиденье, заменить колеса на литые, заменить покрышки на бескамерные скутерные, перейти на бесколлекторник 72V и mini-E контроллер от адапто.

По ощущениям после самоката комфортно, но очень медленно. Скорость набирает быстро, но потолок скорости дискомфортно маленький. Например самокат на асфальте в два раза быстрее. Соответственно в качестве средства передвижения непригоден, не достигает скорости потока если брать за эталон самокатчиков и велосипедистов.

Следующий проект лаборатории - питбайк.

Питбайк с контроллером келли клс, батарея литий, 20S. Редуктор это цепь со звездами 13 и 60 зубьев, разгон интенсивный. Про родные звезды помни, колесо 12 дюймов, нежелательно ездить больше 30кмч, в стоке 20кмч. Мотор 1000 ватт, контроллер KLS7212S (kelly), батарея 16 амперные хэдвеи (цилиндры), 20 штук (60 вольтовая конфигурация). Батарейный ток 100% , фазный ток 100%, в разгонах ваттметр показывает 3.5квт, 1-2квт при спокойной езде.

В данный момент готовится к выходу набор для переделки питбайка, купивший набор, сможет за 3-4 часа снять двс и установить набор, получив электромотоцикл со сьемной батареей, водозащищенный, до 15квт и 3квтч емкостью, миддрайв, потому что мотоцикл и моторколесо - понятия не совместимые, хотя для велосипедов приемлемо, мощный, динамичный и безопасный электрический мотоцикл можно сделать только на миддрайве.

Мотор колесо. На мотор-колесе можно собирать что-то дорожное, не быстрое, например мопед. Если у тебя хорошая алюминиевая рама, то однозначно внешний мотор 3-5кВт, редукция такая, чтобы на максимальных оборотах ехал сколько нужно, скажем 40 или 70кмч, никакой коробки не требуется, напряжение выше, ток меньше. Будешь доволен!

Первая проблема мотор колеса, магниты. Вопреки заблуждению, они ферритовые. Толстые, тяжёлые, сильные, но ферритовые. Вторая проблема - электромагниты. Наматываются на дешевом электротехническом железе, плохо работающем на "крейсерской" частоте вращения МК. Третья проблема, зазор между ротором и статором, пустяк, но в хороших моторах минимальный зазор. По поводу скорости и мощности: при скорости 40кмч должен потреблять мощность не более 600Вт.

Далее, 98% залежей неодимовой руды находится в КНР и он там действительно дешевый, к нам поставляется в порошке, в Калуге производство. Магниты феррит-стронциевые по силе уступают неодимовым, зато выше температура, при которой они размагничиваются, значит можно поднять нагрузки.

Трансмисия увеличивает КПД на малых скоростях, но снижает КПД в целом (много жрёт). Вместо увеличения массы трансмиссии, можно просто поставить МК с большей массой, и выйти на те-же характерисики при малых скоростях и большей мощностью на высоких. Надёжность, сложность трансмиссии на порядок хуже МК.



Мини мотард. Это мотоцикл, построенный на базе кроссового мини мотоцикла (питбайка), но с гладкими дорожными покрышками, "смесь" кроссового мотоцикла с дорожным. Супермото осилит любые условия (ямы, ухабы). Внешне напоминает кроссовый, но колёса имеют одинаковый размер и вместо кроссовой резины обуты в обычную шоссейку.

Формула мини-мотарда: кроссовый мини-мотоцикл на дорожной резине скутера (kenda 10х3") с усиленными тормозами (avid bb5-bb7), все просто - бортируем колеса, покупаем бескамерную резину скутера kenda 3х10" (10 или 12 в зависимости от того, какие у нас колеса). Выбрасываем камеры, в шиномонтаже покупаем пару-тройку сосков, вставляем соски, собираем колеса.

Остается выбросить бензиновый мотор, добавить бесколлекторник, контроллер, батарею, гашетку акселератора. Заменить нечеткие китайские тормоза на велосипедные механические авиды, установить обгонную муфту под заднюю звездочку, натяжитель цепи. Установить велокомпьютер и комплект освещения. Установить более комфортное сиденье. И у нас маленький зверь!

Нда, а в целом путь первопроходца труден, без маркетинга и склок не выходит.
« Последнее редактирование: 26 Апр 2019 в 20:57 от Howk »
Сообщение понравилось: volodiaa

26 Апр 2019 в 21:18
Ответ #4
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Двигатель denzel M3000
East GEM (Weihai) Co. Ltd
ссылка




Мотор denzel - это мощность при маленьком размере и весе, но у мотора с не залитой теплопроводящим компаундом обмоткой есть проблема. При вкачивании большого тока через минимальное время части обмотки, висящие в воздухе, быстро нагреваются до критической для изоляции температуры, корпус двигателя холодный. Воздух теплоизолятор, теплу некуда деваться.

Номинальная мощность мотора дэнзел 3квт - максимум киловатт, больше не может рассеять корпус. Мощность 3квт пиковая, до минуты. При КПД 80% и подводимых 1 000Вт примерно 200Вт должен рассеять корпус, номинальная мощность 1кВт, до 2кВт он разогнан по напряжению, при трёх киловаттах сгорит.

При 3кВт этим железкам надо рассеивать порядка 600-700 ватт тепла, что без принудительного обдува невозможно - требовательно к подбору передаточного числа трансмиссии.

Чем лучше циклона. У циклона не стабильно качество, циклон шумный. У циклона холлы в 80% не работают от питания +5В приходиться подавать +12В чтобы начали работать. Циклоновский двигатель не работает с синусными контроллерами, контроллер при прохождении аутентификации двигателя не может поймать холлы (келли).

В Келли сказали что знают проблему и это связано с качеством сборки двигателя. У циклона нет термодатчика. Циклон можно использовать только с редуктором. У него очень узкая ось (10мм) если на нее посадить звезду и цепь, ось согнется, нужно минимум 15мм. Для M3000 двигателя стандарт 219, передняя звезда 15T, задние 80Т, 90Т, 100Т.

Циклон 3кВт весит 5кг без редуктора. КПД Циклона 90%. Большинство аналогов 80%. Циклон практически бесшумный, цепь громче. Термодатчик есть. Обороты 3 150 при 48В. Циклон нуждается в оребрении, обкладки из 20мм П профиля хватает.

Двигатель "циклон".
www.cyclone-tw.com
ссылкац.headline-motor.com



В отличие от МК, где датчики холла вмонтированы в статор с шагом 60 градусов (120 для крайних холлов) и отслеживают движение магнитов ротора, в циклоне код образует магнитное кольцо, а холлы расположены на плате и повернуты к кольцу для считывания магнитных зон, магниты ротора не участвуют в формировании кода.




Кольцо фиксировано в пазу ротора. Повернуть его и поиграть углами опережения нельзя. В отличии от МК, холлы расположены с шагом 30 градусов. Между крайними датчиками 60 градусов. На роторе 8 магнитов, на статоре 12 катушек. Как намагничено кольцо на валу? Там 4 полюса, крайние холлы расположены на 60 градусов, но датчики выдают код как у 120 градусного мотора.

Суть проблемы. В мотор вливаются 5квт, кольцо нагревается до 80 градусов, размагничивается (или полюса меняют расположение), в результате чего код фаз "пляшет" по времени и контроллер переключает обмотки не своевременно, потеря мощности. Все это безвозвратно и вернуть правильное расположение полюсов невозможно.

Проблема с "перекосом" углов усугубляется при установке платы с датчиками, она каждый раз встает с угловым отклонением то вперед, то назад. Получается, код холлов или опережает полюса, или опаздывает, соберешь - мотор выдает 5квт в пике. Разберешь опять соберешь - 3квт и греется. И все из-за пары градусов отклонения платы.

Переключение происходит на вершине полюса, на вершине "клика". Но так как в циклоне ротор малого диаметра, то опережение или запаздывание начинается от смещения всего на 1-2 градуса. Нужно очень точно настроить положение кольца, чтобы код переключался точно по времени относительно полюсов, как выставить угол?

После поворота кольца на полтора градуса от оптимальной точки имеем ухудшение параметров мотора в 2 раза, на 1.5квт механической мощности. Датчик холла переходит из состояние в состояние не на вершине полюса, а чуть заранее, с опережением. У любых холлов есть температурный дрейф и приличный. Если не охлаждать холлы, то угол будет гулять вперед-назад.

Контроллер имеет время реакции между приходом сигналла холла и включеним полевиков ("дед тайм"), плюс задержка роста магнитного поля в катушках после включения полевика в завсисимости от насыщения железа. Есть смысл настроить мотор на максимальный КПД двигая планку с холлами на 1-3 градуса.

Замерьте напряжение, обороты при этом напряжении. Если отличается от заявленного, то сигнал с холлов запаздывает или софт контроллера обрабатывает его с запаздыванием. Мотор высокооборотистый, небольшим сдвигом планки с холлами компенсируют задержки обработки датчиков. Очень часто сигнал с холлов идет через фильтрующие RC цепочки и задерживается.

Это повод для настройки углов опережения (мотор циклон, Kelly контроллер). Поворотм планки компенсируем задержку. Если контроллер имеет настройку опережения, то программный угол опережения на высоких оборотах не дает эффекта. На потребление тока на ХХ не смотрите, если не нагружать, они начинает жрать ток и греться.

Магнитное кольцо на выброс. Оно размагничивается при пергреве мотора, углы съезжают, после 3-5 раз срабатывания внутреннего датчика 120С в моторе не едет, пока не заменишь кольцо. Вместо него свое кольцо, обточить вал и надеть вместо родного. Там вставить неодимовые магниты 3х2мм. Они мощные, их магнитное поле не сбивается при 3квт.

На 48 вольтах при правильно выставленном угле должно быть 7200об мин что равно 43 200ERPM. Но с келли контроллером 48101 без опции всего 4000обмин. Тут смотреть возможности контроллера потому что многие работают только до 20 000 ерпм. А это 3300 обмин максимум. То есть с таким контролелром мотор не выйдет на максимум мощности и кпд. Для 48 вольт и циклона нужен контроллер который бы переваривал до 45 000 ERPM. Для 48 вольт если насторить кольцо, оптимум 5500 обмин.

denzel d7500

Max speed 4500Rpm
Rated speed 4000Rpm
Rated output 7.500W 72V
Max output 10,000W
Rated Torque 50Nm
Max Torque100Nm
Rated Amp 120A
Standard hall sensors (+5V)
Temperature sensor
Diameter: 145mm
Length: 127mm
Weight: 7.5kg

denzel d3000

Power: 3000W
Voltage: 48-72V
Max speed: 6000RPM
Standard hall sensors (+5V)
Temperature sensor
Diameter: 125mm
Length: 105mm
Weight: 3.5kg
125USD
Сообщение понравилось: volodiaa

26 Апр 2019 в 21:24
Ответ #5
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Подбор звездочек. (исходя из веса и мощности)



Имеем электромотор 800W 28А 36в 3000обмин, на моторе звездочка 11 зубьев, на колесе 65 зубьев, окружность колеса 800мм, общий вес 110кг. На выходе скорость 30кмч и тяга подъемов, при пробеге 5км мотор теплый. Расчет скорости в зависимости от звезд и окружности колеса: Скорость=Окружность(км) х Обороты(об/ч) х А/Б, где А и Б передняя и задняя звезды. Подставив:
 
-колесо 810мм=0.00080км
-обороты 3000об/мин=180000об/ч
-соотношение звездочек 11/65=0.1692

получаем:

0.00080х180000х0.1692=24.67км/ч.

Мощность 800Вт - до 40кмч с нормальной динамикой, если двигатель столько съест, то для свинца 7А, токи будут под 3С, можно выкинуть их. Передаточное число достижимо при 11 и 45 либо 13 и 52, заводского ничего нет. Все упирается в АКБ и двигатель, если нагрузка мала, двигатель выходит на большие обороты, а если нагрузка большая из-за передаточного отношения, то обороты ниже, а скорость не изменяется, АКБ не способен дать большего. Оптимальным передаточным числом, является такое передаточное, которое в первые 5 км пробега, с вашим весом, позволит работать двигателю на оборотах близких к максимальным. звезды на 9,11,13,15,17 зубьев стоят меньше 500 рублей, просто попробуйте на практике.

26 Апр 2019 в 21:27
Ответ #6
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Индикатор заряда. (три светодиода)



Скрытый текст

Есть масса ручек газа со встроенным индикатором уровня заряда в виде трёх светодиодов (зелёный, жёлтый, красный). По сути это пороговый вольтметр на два уровня напряжения, красный светодиод горит всегда, независимо от напряжения (гаснет в районе 18 вольт от недостатка напряжения). Сравнение напряжения с эталонным обеспечивает микросхема TL431 (управляемый стабилитрон). Она сравнивает напряжение на управляющем выводе с фиксированным значением 2.5в; если напряжение выше, стабилитрон открывается и светодиод загорается. Посчитаем пороги включения жёлтого и зелёного светодиода.

Для жёлтого светодиода:
U*(R7+R6)/(R7+R6+R5)=2.5
U=2.5+2.5*R5/(R7+R6)=36.3в

Для зелёного светодиода:
U=2.5+2.5*R3/(R11+R4)=37.7в

Из уравнений можно вывести формулы R7 и R11, чтобы установить иные пороги включения светодиодов:

R7=5*R5/((2*U)-5)-R6
R11=5*R3/((2*U)-5)-R4

26 Апр 2019 в 21:39
Ответ #7
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Электрогашетка.





Обычная китайская ручка управления скоростью: красный провод - питание датчика +5В, голубой - земля, зеленый - выход сигнала. Напряжение должно меняться на зелёном (относительно голубого) от 1 до 3В. Там стоит не датчик Холла, а микросхема с датчиком холла, 4мА - это ток ее потребления, напряжение можно подавать в пределах 4-10В, на выходе 2.5В.





В зависимости от магнитного поля, выходное напряжение либо уменьшается, либо повышается. В ручке один или два магнита, один повёрнут к датчику севером, а другой югом. Когда магнит стоит напротив датчика холла, датчик не выдаёт напряжения на выходе, при повороте ручки магнит отходит от датчика, второй, приближаясь, создаёт магнитное поле другой полярности, напряжение растёт.

Вращение мотора начинается от 1 вольта. MAX оборотов на 4.9 вольтах. На этом напряжении заполнение ШИМ 100%. Приращение напряжения ручки газа +0.4 вольта на измерение, 50% шим на 3.5 вольтах.

Веломанетка-гашетка.





Датчик холла в отсутствии магнитного поля дает половину газа, а не ноль (аккуратнее с включениями без магнитов). Поэтому в ручке газа два магнита. Для нулевого положения к датчику холла должен быть подведен магнит с одной стороны, для полного газа - подвести магнит с другой стороны, магниты - из приличных наушников, ну или неодимовые таблетки.

Паяльником утапливаем в пластик металлическую шайбу, плоскость выравниваем, оставаляем запас пространства для магнита (он не должен сдвигать датчик холла в крайнем положении). Зачищаем и обезжириваем поверхность шайбочки, наносим клей, клеим магнит.

Самая дешевая велосипедная манетка триггер SRAM x3 ( ссылка ). Механизм удалить, места в ней много, удобно размещать магнит на вращающемся диске, который тянет трос. Также удобно приклеить датчик холла напротив магнита - там площадка.

Гашетка позволяет обхватить рукой руль и двигать большим пальцем под рулем, не оттопыривая его. Если сидя едешь - нормально, если встаешь при заезде в горку и наклоняешься на руль, то не удобно. Ручка снизу под рулем, затечь ничего не может. Конструкция герметична, там где входят провода солидол и термоклей.

Проще рычаг газа сделать из переключателя скоростей МТВ, выкинуть лишнее, оставить возвратную пружинку, наклеить 2 магнита и датчик холла. Это лучше, чем колхозить рычаг газа из китайских пластиковых скорлупок. Модель под доработку любая. Нужно пару мелких одинаковых магнитов и датчик холла SS49E.

Палец дергается, но есть в настройках профиля сглаживание газа, обычный RC фильтр первого порядка. Так как зашкаливает за 5квт, возникает вопрос управления сигналом ручки газа. Не секрет что если что вдруг случится с сигналом, то понесет так что не будет времени выключить общий рубильник.

Например самовозбуждение, в следствии чего постоянка на сигнальном проводе которая запускала мотор не зависимо от хозяина. Прикольно, но смог остановить тормозами. Второе - отвалился магнит ручки газа и прилип к одному из холлов. Холл выдал 3.8 вольт в результате 100% газ.

Герконы на ручке тормоза прибивают сигнал на ручке газа до 0.8 вольт (замыкает сигнальный провод через резистор на землю), прибивая сигнал с ручки газа. Второй вариант протянуть параллельно с общей жилой 2 провода и сделать отключение слаботочки на руле, в случае нештатной ситуации я отключу слаботочку тумблером не отрывая рук от руля.

Ручки газа и курки сделаны очень плохо и надежность не соответствует мощности. До 2квт сойдет ибо  можно продавить тормозами. Ручка газа с подшипниками, холлы проклеены эпоксидкой, магниты нужно эпоксидкой а не суперклеем. Влага и дождь разрушают клей.

С эпоксидкой магнит в обойме, эпоксидку или суперклей нужно покрыть лаком в аэрозолях, тогда год и не больше. Курок перед монтажом вскрыть и проверить надежность крепления хола и магнитов.

Тумблер "жеребенок". (ТЖ)



Если предполагается катание ребенка и/или девушки, то стоит поставить "душилку" (ограничитель мощности в гашетку газа), включаем ограничитель и скорость ограничивается пределом 15кмч. Переключатель (тумблер или геркон) добавляет в цепь сигнала датчика холла резистор на 30ком. Скорость ограничивается на уровне 12-15кмч - а это то, что нужно. Душилка полезна на пандусах, на брусчатке, на тротуарах.

Круиз Контроль. (КК)

Управление "круиз-контролем" - микрик под левый указательный или под большой палец, микрик приклеить к базе тормозной ручки. На него приклеить миниатюрный сдвоенный или строенный сдвиговый переключатель (донор - материнская плата пк), это одно из двух-трёх фиксированных положений "ручки газа".

Первое положение (для минипитбайка) - "максимум" (30-40кмч), второе "эконом" (15-20кмч), третье "двор" (5-10), по сути это простой резистивный делитель (с выбором одного из трёх положений), подключаемый параллельно ручке газа. Использовать удобно, указательный палец не мешает держать руль, штатная ручка газа остаётся в неизменном виде.

Микрик подключен к правой штатной ручке газа, контакты соединяет плюс и выход холла через (r1, r2, напрямую) определяя три "силы" газа. Сопротивления нужно подобрать экспериментально (3-22ком). Но. Приходилось чинить ручку газа, сдохшую по причине установки микрика.

Не любит выходной операционник датчика, когда его замыкают на плюс питания. Поэтому между выходом датчика и задающими скоростной режим резисторами вставить резистор, от килоома до десяти. А точку соединения резисторов (выход холла) направить в контроллер.

Плавная гашетка газа (если козлит)




Контроллер на 500 ватт, МК на 500 ватт, при плавном повороте гашетки ничего не происходит, потом внезапно начинает ехать, резко ускорятся. Проблема в том, что сначала ничего не происходит, потом в небольшом диапазоне можно тронутся, дальше резкое ускорение. Можно ли сделать так, что бы при повороте ручки сразу трогался и постепенно разгонялся?

Ставим в управляющую цепь переменный резистор номиналом 500ком, находим диапазон регулировки, измеряем получившееся сопротивление, можно ставить близкий по значению резистор, которым можно регулировать уровень газа, значения резистора на каждом контроллере разные, поэтому нужно подбирать персонально. Но не факт что поможет, так как проблема не в этом.

Нужно в ручку газа поставить нормальный датчик холла (SS-49), будет ехать за пешеходами 3кмч. Если нужно часто ездить по брусчатке, по тротуарам между пешеходов или по пандусам в переходах - поставь кнопку с резистивным делителем на ручку газа, пока держишь кнопку, колесо крутится с заданной скоростью (5-10-15кмч).

Чувствительность контроллера начинается с 1.4В, заканчивается 3.8В, в этом диапазоне должен работать датчик. Все китайские ручки работают от 0.8-1.1В до 3.5-4.3В. Причем у каждой свой магнит и самые дешевые холлы, вначале нажимаешь впустую, затем рывок, или максимальную скорость не набирает.

Для отличной работы достаточно настроить холл на диапазон 1.2В-3.9В. Подключите тестер и перемещая датчик добейтесь напряжения 1-1.2В. На вывешенном колесе проверните ручку на максимум и плавно возвращая назад отметьте напряжение, при котором обороты начнут снижаться. Это верхний предел чувствительности.

Резистором в цепи питания холла подстройте верхний порог ручки газа на 0.2В выше верхнего предела чувствительности контроллера. Если порог выставить не удается - замените датчик на качественный. При настройке нижнего порога нужно учитывать, что при запуске контроллер проверяет положение ручки газа. Если она повёрнута выше порога - мотор не включится.

Поэтому не стараться получить ровно 1.38В при чувствительности в 1.4В. С обоих сторон должен быть тепловой дрейф 0.2В. При этом свободный ход для руки незаметен.

Ловушка цепи.



Ловушка ограничивает колебания цепи влево, вправо и вниз относительно ведомой звезды, не дает цепи слететь. Щеки ловушки из твердых пластмасс выполняют роль слайдера. Посмотрите на ход подвески, из-за больших ходов подвески и езды по неровностям, цепь ходит во все стороны. Ловушка цепи фиксирует ходы цепи, направляя цепь на звезду, не давая сместится вправо или влево, из-за чего цепь слетит.
« Последнее редактирование: 26 Апр 2019 в 21:45 от Howk »

26 Апр 2019 в 21:49
Ответ #8
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Температура двигателя.



Обмотки безболезненно выдерживают +120С, кратковременно +130С. Дальше лак теряет пластичность и не возвращает свойства при остывании. Визуально выглядит как потемнение. В дальнейшем циклы нагрева и остывания ведут к микротрению соседних витков и отшелушиванию обуглившихся участков лака. Конечный итог - межвитковое замыкание, обмотка накаляется докрасна.

Мы увидим чёрные обмотки, но начиналось всё давно, с небольшого потемнения. Учитывая, что внутри обмоток горячее, я бы не советовал греть двигатель более +100С. Феты термостойки, +125С выдержат. Но вопрос, а сколько на кристалле, спрятанном в корпус с неидеальной теплопроводностью, когда на поверхности +100С. Поэтому столько же.

Если датчик на радиаторе фетов, не стоит кипятить выше +70-80С, возможно межвитковое замыкание, которое при остывании пропадает. Стоит пропитать обмотки лаком, лучше в вакуумной камере, чтобы пузырьки вышли. Не пугайтесь, в качестве вакуумной камеры подойдет плотный пакет и пылесос со снятым фильтром, или пищевой вакуматор.

Дрожь мотора.





Минимум чтобы пищало, когда на статоре 100С. А что повесить, светодиод или пищалку, без разницы. А на скорости 40кмч что-то слышно? Вариант или световая сигнализация светодиодом и(или) отключение нагрузки. Или поместить в ручку вибратор имдикации по перегреву, моторчик мелкий с разбалансированной насадкой (клеммой монтажной на болтиках на клею). Перегрелся, затрясло.

26 Апр 2019 в 21:56
Ответ #9
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Масло в мотор колесо (охлаждение маслом)
Экстремально - дисциллированная вода...



Для охлаждения контроллера нужно добавить в область расположения мосфетов радиатор компьютерного процессора и вывести его наружу, оставив контроллер внутри корпуса, чтобы предотвратить попадание воды. В итоге контроллер больше 50 градусов не нагреется. Если вы переживаете, можете добавить вентилятор для внезапных остановок.

В мотор-колесо встроить термореле и установить отключение тяги при превышении температуры 100-110 градусов, что предотвратит перегрев обмоток и отпаивание фаз. Тяга будет постоянно отключаться, если колесо на киловатт, а подается три. В итоге залито индустриальное масло И-20 (И-40 гуще). Залив 50 граммов, я не наблюдал температуры более 90 градусов.

Масла 50 грамм залил, больше 90 градусов не поднимается, мотор всего 700 ватт а в пиках до 6квт. Раньше 5 минут и 125 градусов, теперь 90. Масло теплопроводнее воздуха. Радиатором служит корпус мотора и его кронштейн с частью рамы для миддрайва и крышки для мотор колеса. Масло является теплоносителем. Масло обычное индустриальное нейтральное.

Сальники на осях не пропускают наружу масло, а центробежная сила на больших скоростях распихивает масло в крышки и оно не работает, но на максимальных скоростях не нужно охлаждение, потребление снижается, ток всего 14ампер (1400 ватт). Для мотор колеса 700 ватт это ничто. А вот когда на низких оборотах в горку на 10-20кмч, масло омывает обмотки и охлаждает их.

Для герметичности ставятся японские сальники, закупоривается герметиком кабельный ввод, на герметик (виктор реинз) крышку и никаких проблем. А зимой как ни старайся, насосёт влаги, для этого делается дырка в крышке и глушится винтиком, это сливная пробочка. Раз в месяц надо менять масло.

Даже если масло вспенится, то при замедлении его должно хватить, чтобы омыть крышки, снять с них прохладу и передать ее на горячие обмотки. Поскольку максимум в городской черте на тротуарах и велодорожках 20-30кмч, то хватит и масла, его капли, попадая на крышку стекают с неё и попадают на обмотки и вал двигателя охлаждая их.Вполне хватит 50 граммов масла.

Термокомпаунд в мотор. (охлаждение компаундом)





Термокомпаунд на ощупь должен быть как влажная тряпка, холодным. Это значит, что он очень быстро отводит тепло из под подушечек пальцев, кажется, что материал холодный, как металл или вода. Если теплый, то плохо. Для увеличения теплопроводности в эпоксидку добавляют нитрид бора, белая паста.

Обмотка двигателя залита термокомпаундом, это помогает отводить тепло от обмотки и сердечника к корпусу, а корпус большими площадями крепится к опорной алюминиевой плите через термопасту, тепло отводится на алюминий. При плавном катании есть большой запас мощности, который позволит резко стартовать и въезжать в горки.

Для маленькой скорости после нагрузок, когда обдува нет, надо ставить принудительное охлаждение везде. Так и делают на всех бензиновых двигателях: скутеры, минимото, бензопилы. Если обмотка залита теплопроводящим компаундом, можно нагревать двигатель до температуры 130 градусов без последствий, на не залитой компаундом обмотке это привело бы к замыканию.

Нельзя просто залить теплопроводящий состав, нужно вакуумировать, в обмотке останутся воздушные пузырьки, именно в этом месте перегорит или замкнет при перегреве обмоток. Обыкновенная эпоксидка или эпоксидка с алюминиевой пудрой не подойдет, она теплоизолятор. Для заливки обмоток нужна не проводящая композиция.
 
Наилучшие показатели имеет нитрид бора, смесь нитрида бора и нитрида алюминия. Модифицированная, термостойкая эпоксидная смола Epolam 2031, нитрид бора, нитрид алюминия. Порошков по отношению к эпоксидке 30 частей к 100. Опыт: набрать в шприц чистую эпоксидку и эпоксидку с нитридами бора и алюминия.

Приложить к утюгу одной стороной, с другой стороны в качестве термодатчиков пальцы, палец с черным боченком обжег примерно через 12-15 секунд, а палец с чистой эпоксидкой грелся 1,5-2 минуты. Эпоксидка имеет ничтожную теплопроводность! Тут нужна именно смесь эпоксидки с теплопроводящими наполнителями.

Вакуумирование имеет три этапа, сначала вакуумируется состав после смешивания миксером, до исчезновения пузырьков воздуха (миксер набивает огромное количество), после вакуумированный состав в статор и вакуумируем статор, воздух из обмотки выходит, уровень состава падает, два три раза долив и третье вакуумирование.

Состава в мотор дэнзел 3квт влазит 550г, увеличили теплоемкость, зафиксировали обмотки от вибраций и замыканий при высокой температуре, если для лака изоляции температура 120 градусов является критической, то у эпоксидки рабочая температура до 140 градусов, размягчение и разрушение при 240-260.

Можем охлаждать мотор снаружи, направив на корпус набегающий поток или поток воздуха от вентилятора (компактный и мощный серверный). Это "SanAce", сдвоенные серверные кулеры 40мм диаметром. Нужно выбирать производительный, что дает большое давление, чтобы протолкнуть воздух через зубья мотора. Потребление 2 кулера жрут 3ампера, 1 кулер 1.5 ампера.

Килограмм порошков стоит 9 000 рублей, килограмм эпоксидки 2000 рублей, полимеризация 15 часов при комнатной температуре, потом 8 часов в духовке 80 градусов, но это оправданная процедура, тойота свои статоры заливает неспроста, все конверсии с моторами denzel, 3квт и 7квт залиты теплопроводящим компаундом.
Сообщение понравилось: volodiaa

26 Апр 2019 в 22:07
Ответ #10
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Какие аккумуляторы бывают?



- Свинцовые      ("Плюм-Бум")
- Литий полимерные   ("Липа")
- Литий йонные      ("Литий")
- Литий феррумные   ("Лифер")
- Литий титанатные   ("Титанат")

- Свинец неприхотлив, работает в мороз. Безопасен, если не придавит сверху, но тяжел. Основной минус - чем выше ток, тем меньшую емкость отдает. Не газовать, избегать высоких скоростей, быстрых разгонов. А еще при больших токах умирает, теряя емкость, а стоит он совсем не копейки.

- Липа дешева, имеет большие токи отдачи, мало весит, меньше стоит, горит и взрывается от всего (если пробить, перезарядить), очень не любит морозы. АКБ можно защитить корпусом и пожаробезопасной тканью. И быть аккуратным. Он требует балансировки в меньшей степени чем, например, лифер.

- Литий безопаснее липы, мороза боится меньше, весит немного больше, стоит чуть дороже. Есть несколько разновидностей, литий марганец, литий алюминий итп. Со своими нюансами.

- Лифер самый тяжелый, но легче свинца раза в два. Не боится морозов, отдает большой ток без потери емкости и падения напряжения. Самый долгоиграющий в плане числа циклов. Но самый дорогой.

- Титанат тоже тяжелый как свинец, но в нем есть что-то от лития. Огромное количество циклов заряд-разряд, до потери 80% емкости 25 000 (двадцать пять тысяч) циклов! Батарейка почти вечная.

Возможность заряда-разряда при низких (-50С) и высоких температурах (+50С), разрядный ток 6С (60А), максимальный разрядный ток 10С (100А). Зарядный ток 6С-60А, можно зарядить за десять минут!

Минусы: низкая энергетическая плотность на килограмм, самая низкая из литиев, на батарею 48В/10Ач нужно 20 элементов, тупо большие и тяжелые. Около 40 000 циклов заряда\разряда (если в день один цикл, тогда 40 000/365 дней = 109 лет), емкость 10Ач, напряжение на пакете (банке): 2.4В, заряжен 2.8В, разряжен 1.6В, вес 350г.

На что смотреть (из чего собирать)

- LiNCA:

LG      MH1
Panasonic/Sanyo   GA
Samsung      30Q
Panasonic   Tesla

- LiNMC:

Для китайских электромобилей, большое количество циклов заряд/разряд (1500 циклов до 80% емкости) и мощность.

- LiFePO4:

От китайского производителя. Ячейки A категории, для элекроавтобусов.

Любая батарейка из множества ячеек требует балансировки - периодического выравнивания заряда ячеек. Это можно делать вручную (модельной зарядкой) или установить плату БМС (бэтэри мониторинг систем), которая делает эту операцию автоматический, в итоге батарея становится необслуживаемой.

Балансировка батареи.




Балансировать бмской прийдется долго. И не всегда балансировка полезна для батарей, которые уже наелись - представьте, вам надо отмерить 18кг риса, но не 18 в один мешок, а 18 раз по килограмму, прикол начнется, тогда когда вам прийдется ловить граммы, чтобы добится ровно 100 грамм в кучках.

Или можете представить что вы рассыпаете рис по кучкам, а потом путем отбирания рисинок на кучках побольше добиваетесь этого веса. А потом снова равномерными порциями досыпаете, чтобы на недостающих кучках было по 1000 грамм и так много раз. Это образный пример балансировки.

Заряжают батарею зарядным устройством, напряжение выбирают равным числу банок умноженному на рекомендуемый для каждой банки заряд. Батарейки бывают в виде пакетов - "мешочков" с электролитом или в жестком корпусе в виде банок. Банки весят больше, но меньше боятся механических повреждений.




И пакеты и банки собирают на пайку, ячейки объединяют через прокладки (пластик ламинатора, пористая резина) на клей (или термосопли) и сматывают вместе армированным скотчем. Сборка батареи - нужно выровнять ячейки по напряжению, соединить ячейки последовательно или параллельно. Присоединить БМС, установить в корпус, поставить предохранитель (автомат).

26 Апр 2019 в 22:15
Ответ #11
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Автомат питания. ("пакетник с микриком")




Автомат в разрыв плюса батареи ставят не столько для защиты, сколько для отключения силовой и слаботочной нагрузки от батареи, чтобы она не разряжалась при простое. Можно поставить автомат класса "С", биметаллическую пластину удалить. На 10А автомате группы "С" срабатывает электромагнитный расцепитель при токах порядка 50А (около 1кВт), автомат не греется.

Автомат 16А с удаленным дугогасителем включен последовательно с автомобильным предохранителем 7,5А. Ради эксперимента коротим батарею лужеными концами проводов, бах, с проводов разбегается расплавленный припой. Автомат выключился, контакт автомата подгорел. Автомобильный предохранитель цел! Автомат простой и дешевый, китайский "iek".




Автомат рассчитан на отключение при 10-кратной перегрузке по току и 2-кратной по теплозащите. Автомат имеет 2 расцепителя  -  тепловой и электромагнитный, тепловой можно спокойно выкинуть. Граница срабатывания электромагнитного размыкателя как правило в 5-10 раз больше номинального тока, если автомат на 10А, то автомат сработает при 50-100А.

Батарейный ток 40А, автомат на 10А (тепловая защита выкинута). Спасет при переплюсовке контроллера (в этом случае ток течет через диоды фетов, КЗ в чистом виде). Спасет при истирании силовой проводки и замыкании на раму. Выбросить биметаллическую пластину, она греется на больших токах и имеет большую инерционность.



После случайного замыкания батареи станешь уважать аккумулятор, провод распадается на мелкие раскаленные шарики, которые катаются по столу и выжигают на нем замысловатые трассы. А такие трассы вполне могут остаться на ногах, если защита не сработает. Поставьте хотя бы автомобильный плавкий предохранитель на 25-30-100а.

Плавкий предохранитель. (с огоньком)




Можно использовать автомобильный предохранитель (а они есть и на 100а) с ножевыми контактами, вынимать его из колодки при простое, и в качестве защиты пригодится. Пересчитав сопротивление для светодиода и добавив в колодку светодиод с резистором, получаем индикацию его состояния (опционально с микриком и резистором для безопасного его подключения).

Возникает вопрос о напряжении, при котором он используется. Высокое напряжение порядка 50-70-100в грозит тем, что при коротком замыкании у Вас будет плазменная горелка в предохранителе. Что будет, если превысить напряжение предохранителя? Дуга будет больше, чем при номинальном токе, держаться будет дольше. Но страшно ли это?

При перегорании плавкой вставки выгорает/испаряется некоторое количество металла, получается ионизированная среда, в которой продолжается горение дуги, сопровождающееся продолжением испарения меди с концов проводника. Расстояние между концами проводника при этом увеличивается по мере сгорания меди или какой у нас материал предохранителя.

Когда расстояние между концами проводника увеличится, дуга погаснет и цепь разорвётся. Если напряжение и ток  небольшие (малое сечение), то проводник перегорит на небольшом отрезке вставки. Если увеличить ток (сечение) при том же напряжении, то металла испарится больше, что приведёт к увеличению времени горения дуги и увеличению зазора.

Куда девается металл, испарившийся из зоны горения? Он оседает на стенках предохранителя и образует там проводящее покрытие. Что будет, если увеличить напряжение при малом токе срабатывания? Проводник перегорит на большей длине, меди испарится больше, но не достаточно для напыления покрытия по всей длине корпуса вставки.

А что будет, если увеличить напряжение с 12В до 60В в цепи, защищаемой 12-вольтовым предохранителем на 60А, и устроить КЗ?Дуга испарит достаточно меди, чтобы напылить проводящее покрытие на внутреннюю поверхность корпуса, дуга перейдёт на корпус и будет жечь корпус изнутри. При горении образуется уголь, который является проводником.

Пока корпус предохранителя не разрушится, дуга будет продолжать гореть. Результат пожар в предохранительном отсеке. Ведь напряжение сварочной дуги порядка 50-80В на холостом ходе и 20-30В под нагрузкой, дуга горит в ионизированной среде, образованной при размыкании контактов. Дальнейшее зависит от предохранителя и батареи/проводов.

Если предохранитель мелкий, нагрузка ограничит ток и дуга погаснет. Если бортовая сеть сделана длинным тонким проводом, а у аккумулятора большое внутреннее сопротивление, дуга погаснет, провода и аккумулятор ограничат ток. А если у вас мощный, высоковольтный аккумулятор и толстая проводка, то дуга может гореть долго.

26 Апр 2019 в 22:22
Ответ #12
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Микрик плавного пуска. (нежнее конденсатор, еще нежнее)




Благодаря конденсатору на входе контроллера (2 000мкФ х 80В), который в разряженном состоянии является практически коротким замыканием во время зарядки, появляются большие нагрузки как на аккумулятор, так и на контакты, которыми мы подключаем батарею к контроллеру, проскакивает "маленькая молния". Механические контакты со временем подгорают.

При разряженных конденсаторах значительной ёмкости в момент включения автомата ток в цепи равен ТКЗ этой цепи, этот ток оказывает разрушительное действие на контакты автомата. Металл на контактах при таком токе в момент включения мгновенно закипает. Через пару сотен включений сопротивление контактной пары увеличивается, автомат начинает греться.

Внешний микрик и резистор, автомат типа "C". В параллель к нему подключить микрик и резистор 1.2кОм 2Вт. Резистор не оптимальный, заряд до 10 секунд, лучше 27-100-200 Ом. Нажимаем микрик, ждем пока загорится экран контроллера, затем включаем автомат. Биметалическую пластину выбросите, медный канатик катушки припаяйте к нижней клемме.

Полевой транзистор. (MOSFET ключ)
А что происходит при пробое кристалла?
Полупроводник становиться проводником!







На полевом транзисторе тоже можно сделать выключатель силовых цепей, получится и проще и надёжнее. Сопротивление канала полевого транзистора зависит от напряжения на его затворе, регулируя это напряжение на затворе можно реализовать плавный старт (как у автомата с микриком и резистором), включение питания мото при помощи 2х позиционного выключателя.

Полевой транзистор и небольшой радиатор можно расположить в блоке предохранителей или в отсеке аккумуляторов, а управлять по слаботочной цепи с тумблера на руле по 2м проводам. А если заземлить раму, то и по одному, если не нужно плавное полдключение батареи. Нужен полевой транзистор, 2-3 резистора, стабилитрон в затвор.




Силовой полевой транзистор и оптотранзистор для развязки. Напряжение до 100в, ток до 100а. Транзистор IRLB4030 это 75В и 240А, Rds 2,3mOm. Очень доволен. По сути это мосфет-ключ со слаботочной обвязкой, которая его замыкает/размыкает, по той же системе работает и BMS и контроллер. Если каждый день ездишь, можно силовую часть не отключать, только слаботочку.

Можно управлять полевым транзистором через радиоканал, приемник спрятать внутри обтекателя на раме. Не нужно тянуть провода на руль, включит только хозяин (функция противоугонки).

Полевик с опторазвязкой.



Плавный старт (на ёмкости 3000мкф). Номиналы резисторов не менять (!) Иначе, при включении, сгорят транзисторы. Ток светодиода оптопары подбирается на уровне 30-35 микроампер. Для 3.3V резистор R1 должен быть 68 или 47кОм. Транзисторы можно ставить впараллель, сверху на эти два накладываем ещё два. Без согласования, вот насчет радиатора можно подумать.

Особенность этой схемы - простота и экономичность. Оптическая развязка. Ток светодиода 30 микроампер. От батарейки кушаются микроамперы, и только во включенном состоянии. Батарейка выполняет роль драйвера верхнего моста, можно поставить элемент E23A, его должно хватать на несколько лет, пока сама не сядет.

Полевой транзистор "сам по себе" используется редко. Ему нужна обвеска, которая будет включать и выключать его. Это может быть рассыпуха на транзисторах (как на схемке выше) или микросхема-драйвер. Всё это нужно для того, что бы быстро переключать полевик. Когда скорость не нужна, полевик можно переключать, касаясь затвора пальцем.

Для того, чтобы открыть N-канальный транзистор (в верхнем плече) надо ему на затвор подать напряжение выше напряжения стока, а это, по сут :-Pи дела, выше напряжения питания. Для этого в драйвере верхнего плеча используется накачка напряжения. В моей схеме роль накачки выполняет батарейка.

Роль нижнего полевика (Q2), проводит ток (через диод). На нем падение образуется. Это "симметричный ключ". На всякий случай. Если ток пойдёт, из мотора в аккумулятор, верхний транзистор сгорит. Поэтому ставится ещё один транзистор "навыворот", для защиты.

26 Апр 2019 в 22:27
Ответ #13
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Полевые транзисторы. (MOSFET)



ссылка
ссылка

Полевой транзистор работает подобно обычному транзистору: слабым сигналом на затворе управляем мощным потоком через канал. Но, в отличии от биполярных транзисторов, управление идет не током, а напряжением. Одной из проблем управления MOSFET является то, что для полноценного открытия транзистору надо вкатить на затвор больше напряжение, около 10 вольт.

(!) Ни в коем случае нельзя оставлять висеть затвор полевого транзистора в воздухе, иначе он наберет помех из воздуха и сам откроется. Поэтому обязательно надо ставить резистор на 10ком от Gate до GND для N канального или на +V для P канального, чтобы паразитный заряд стекал. Иначе наш "автомат" будет самопроизвольно подключать батарею к цепи.

Проверяется просто: тестером в режиме прозвонки диодов (значок диода) - плюс щупа на правую ножку, минус на среднюю. Показания в норме в районе 0,3-0,5. Должно показывать цифру около 800 (падение напряжения в мВ) в одном направлении, в другом бесконечность или больше 1000, не должно показывать меньше 500-600 или бесконечность. Если будет показывать маленькую цифру (десятки) - значит утечка перехода или пробой.

Мосфеты (полевые транзисторы)
IRFB 3006 лучше.
TO-220 корпус.

irfb4110:   100В,   3.7 мОм (4.5),   120А,   150nC   (210) при 75А
irls4030:   100В,   3.4 мОм   (4.3),   180А,   87nC   (130) при 110А
IRFS4010:   100В,   3.3 мОм   (4.0),   190А,   150nC   (230) при 110А
FDP036N10A:   100В,   3.2 мОм   (3.6),   214А,   89nC   (116) при 10В
IPP030N10N3G:   100В,   3.0 мОм,   100А,   155nC   (206) при 50В

IRFB4410Z:   100В,   7.2 мОм (9.0), 97 А, 83 nC (120) при 58А 50В
IRFB4410:   100В,   8 мОм (10.0), 96 А, 120 nC (180) при 58А 80В
IRFB4310:   100В,   5.6 мОм (7.0), 130 А, 170 nC (250) при 75А 80В
CSD19536KCS:   100В,   2.3 мОм, 150 А, 118 nC
TK100E10N1:   100В,   2.8 мОм, 207 А, 140 nC
TK160F10N1:   100В,   2 мОм, 160 А, 121 nC Корпус TO-220SM(W)
CSD19506KCS:   80В,   2.3 мОм, 150 А, 120 nC
IRFB3077:   75В,   2.8 мОм (3.3), 120 А, 160 nC (220) при 75А 38В
IRFB7730:   75В,   2.2 мОм (2.6), 195 А, 271 nC (407) при 100А 38В
IRLS3036PbF:   60В,   1.9 мОм (2.4), 195 А, 91 nC (140) при 165А 30В
IRFB4115:   150В,   9.3 мОм (11.0), 104 А, 77 nC (120) при 62А 75В
IPP041N12N3:   120В,   3.8 мОм, 120А, 158 nC (211) при 60.1В
75NF75:      75В,   9.5 мОм (11), 80 А, 117 nC (160) при 60В

irfb4110   100В   3.7мОм (4.5)   120А   150nC (210)

irls4030   100В   3.4мОм (4.3)   180А   87nC (130)
irfs4010-7ppbf   100В   3.3мОм (4.0)   190А   150nC (230)
FDP036N10A   100В   3.2мОм (3.6)   214А   89nC (116)    
FDP045N10A   100В   3.8мОм (4.5)   164А   54nC (74)    
IPP030N10N3G   100В   3мОм   100А   155nC (206)
IRFB4410Z   100В   7.2мОм (9.0)   97А   83nC (120)
IRFB4410   100В   8(10.0)мОм   96А   120nC (180)
IRFB4310   100В   5.6(7.0) мОм   130А   170nC (250)
CSD19536KCS   100В   2.3(2.7) мОм   150А   118nC
TK100E10N1   100В   2.8(3.4)мОм   207А   140nC
CSD19506KCS   80В   2.3мОм   150А   120nC

RJK0822      80В   7.9мОм   80А   63nC   RJK0822SPN
IRFB3077   75В   2.8мОм (3.3)   120А   160nC (220)
IRFB7730   75В   2.2мОм (2.6)   195А   271nC (400)
STP75NF75   75В   9.5мОм (11)   80А   117nC (160)
IRLS3036PbF   60В   1.9мОм (2.4)   195А   91nC (140)
IRFB4115   150В   9.3мОм (11.0)   104А   77nC (120)
IPP041N12N3   120В   3.8мОм   120А   158nC (211)
TK72E12N1,S1X   120В   3.6мОм (4.4)   179А   130nC

IRFB4410:   100В   7.2 мОм (9.0),  97 А
IRFB4115:   150В   9.1 мОм (11.0), 104 А
IRFB4310:   100В   5.6 мОм (7.0),  130 А
IRFB7730:   75В   2.2 мОм (2.6),  195 А, 271 nC (407) при 100А 38В
75NF75:      75В   11 мОм (11),   80 А, TO-220
TK72E12N1 S1X:   120В   3.6 мОм (4.4)   179А   130 nC

AUIRFS8408-7TRL   40В,   0.7мОм(1.0),   397А, 210nC (315) при 100А

26 Апр 2019 в 22:33
Ответ #14
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Литий-Популярный аккумулятор)))




Маркировка аккумулятора.

Цифры 1000mAh это емкость аккумулятора, 2S1P означает: 2S - количество батарей в сборке, 1P - количество сборок. Каждая батарея имеет напряжение 3.7 вольта, так что напряжение батареи 7.4 вольта. Если взять 2 одинаковых аккумулятора, соединить их изолентой, спаять выводы параллельно (плюс с плюсом, минус с минусом), мы получим удвоение емкости, обозначается 1000 2S2P, что равняется 2000 2S1P.

Ток разряда.

Измеряется в емкостях батарей ("С"). Что бы посчитать, сколько LiPo сможет отдать ампер, необходимо умножить Емкость на количество "С" и разделить на 1000mAh (емкость в миллиампер/часах). Максимальный ток батареи 1000mAh 20С равен 20 Амперам. Для 2200 20С - 44 ампера, 1200 30С = 36А. Но это теоретически, надо ориентироваться на 70% максимального тока, а при длительной работе на полной токоотдаче на 50% заявленного.

Зарядка LiPo.

Липоль заряжают током 1С - это бережная зарядка, часто на батарее указывают ток 2-5C, это когда спешишь. Штатный ток ячейки 1000mAh - 1 Ампер. Для батареи 2200mAh - 2.2 ампера. Компьютеризированный зарядник типа "I-max" производит балансировку батареи (выравнивание вольт на каждой банке). Если не подключите балансировку и одна из банок наберет больше 4.4 вольта - вас ждет фейерверк!

Обычно быстро заливается в аккумулятор около 90% емкости, потом начинается дозаряд с балансировкой банок. Более заряженные и подошедшие к пределу шунтируются, заряд идет на оставшиеся банки. Именно поэтому можно заряжать пару 3S батарей как одну 6S. Батарея заряжается до 4.2 вольта на банку. В принципе БМС (BMS, bttery monitoring system) облегчает заряд батареи и делает его наглядным, если впаяны соответствующие светодиоды.
 
Хранение LiPo.

На компьютеризированном заряднике можно перевести LiPo в режим хранения, батарея зарядится/разрядится до 3,85В на банку. Полностью заряженные батареи при хранении более 2х месяцев дохнут, полностью разряженные тоже, но за больший срок. Храните ячейки в пластиковом чемоданчике - LiPo это обычная батарейка, если не замыкать контакты, не пробивать ее, она не принесет неприятностей при хранении и транспортировке.
 
Эксплуатация LiPo.

Разряжать LiPo ниже 3 вольт на банку не стоит - сдохнут ячейки. Контролеры двигателя имеют функцию отключения при наступлении такого состояния. Очень полезны звуковые индикаторы, как запищит - пора домой. При потреблении мотором тока больше того, что может отдать аккумулятор, LiPo норовит вздуться и подохнуть. Достаточно замерить токовым датчиком (а ля трансформатор на проводе) и знать, сколько ампер ест мотор.

Максимальную токоотдачу батареи не держат, 2200 20С отдает ток 44А в течении 2-3-х минут, потом просадка напряжения, хотя по расчетам обязана отдавать не менее 5 минут. При выборе LiPo смотрим на максмальный ток двигателя делаем запас. Для мотора, который кушает 10-12А батарейка 1000mAh 20С подойдет, а для 15-20А нужна с большей токотдачей, 25-30С и большей емкости, скажем 1600 20С.

26 Апр 2019 в 22:43
Ответ #15
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Параметры батарей?



NiCd/NiMH

Напряжение одного элемента: 1,2 V/элемент
Допустимый ток быстрой зарядки: 1С-2С
Минимальное напряжение (разряд прекращён):
0.85 V/элемент (NiCd)
1.0 V/элемент (NiMH)

Li-ion

Напряжение одного элемента: 3,6 V/элемент
Максимально допустимое напряжение зарядки: 4.1 V/элемент
Допустимый ток быстрой зарядки: 1С
Минимальное напряжение (разряд прекращён):
2.5-3.0 V/элемент

LiPo

Напряжение одного элемента: 3,7 V/элемент
Максимально допустимое напряжение зарядки: 4.2 V/элемент
Допустимый ток быстрой зарядки: 1С
Минимальное напряжение (разряд прекращён):
3.0 V/элемент

LiFe

Напряжение одного элемента: 3,3 V/элемент
Максимально допустимое напряжение зарядки: 3.6 V/элемент
Допустимый ток быстрой зарядки: 4С
Минимальное напряжение (разряд прекращён):
2.0 V/элемент

Pb (свинцовая батарея)

Напряжение одного элемента: 2,0 V/элемент
Максимально допустимое напряжение зарядки: 2.46 V/элемент
Допустимый ток быстрой зарядки: 0.4С
Минимальное напряжение (разряд прекращён):
1.75 V/элемент

26 Апр 2019 в 22:48
Ответ #16
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Пайка 18650





- скф
- лти120

- лимонная кислота
- ортофосфорная кислота (ф38)

Паяльник (100Вт) включен через диммер (для регулировки температуры), без диммера паять невозможно, он испаряет флюсы, припой очень быстро окисляется. Паяльник с теплоемким жалом (медным), чтобы за секунду прогреть место пайки.

Флюс Ф38Н высокоактивный! Флюс после пайки смывать спиртом, к аккумуляторам идет медный провод сечением 0,5мм. Точку пайки зачистить шкуркой или дремелем и обезжирить. Аккумулятор и провод смочить флюсом, прикладываем жало паяльника с каплей припоя на секунду.

Сразу после пайки коснуться места пайки пальцем - оно слегка теплое, аккумулятор не нагревается вообще никак. Припой ПОС61. Температура паяльника немного больше чем температура плавления припоя, паяют тоненькими капельками и жилкой 0.5мм. Паяется очень легко, банки не греются.
« Последнее редактирование: 26 Апр 2019 в 22:55 от Howk »

26 Апр 2019 в 23:03
Ответ #17
Оффлайн

Howk

Беларусь Сообщений: 167
Типы литий-ионных аккумулятов




1. Литий-кобальтовый аккумулятор ( LiCoO2)
2. Литий-марганцевый аккумулятор (LiMn2O4)
3. Литий-никель-марганец-кобальт-оксидный аккумулятор (LiNiMnCoO2 или NMC)
4. Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4)
5. Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный аккумулятор (LiNiCoAlO2)
6. Литий-титанатный аккумулятор (Li4Ti5O12)

Кобальтит лития, один из самых распространенных материалов дляvлитий-ионных аккумуляторов, имеет химическую формулу LiCoO2 и аббревиатуру LCO. Из соображений простоты также может использоваться короткая словесная форма - “литий-кобальт”. Кобальт является основным активным веществом и именно по нему характеризуется тип батареи.

1. Литий-кобальтовый аккумулятор ( LiCoO2)

Высокий показатель удельной энергоемкости делает литий-кобальтовый аккумулятор выбором для мобильных телефонов, ноутбуков. Аккумулятор состоит из графитового анода и катода из оксида кобальта. Катод имеет слоистую структуру и во время разряда ионы лития перемещаются к нему от анода. При зарядке направление меняется на противополжное.

Недостатком литий-кобальтовых аккумуляторов является относительно короткий срок службы, низкая термическая стабильность и ограниченные возможности нагрузки (мощность). Литий-кобальтовый аккумулятор не может заряжаться или разряжаться при силе тока выше его С.

Это означает, что ячейка 18650 емкостью 2400 мАч может заряжаться или разряжаться силой тока не превышающей 2400 мА. Быстрый заряд или подключение нагрузки, требующей больше 2400 мА, приведет к перегреву. Для быстрой зарядки производители рекомендуют С 0,8С или 2000 мА. При использовании системы защиты аккумулятора она ограничивает заряд и разряд до 1С.

2. Литий-марганцевый аккумулятор (LiMn2O4)

Устройство впервые опубликовано в журнале “Materials Research Bulletin” в 1983 году. В 1996 году компания Moli Energy коммерциализировала литий-ионную ячейку с литий-марганцевой шпинелью в качестве катода. Низкое внутреннее сопротивление ячейки обеспечивает быструю зарядку и высокое значение тока разряда.

В типоразмере 18650 литий-марганцевый аккумулятор может разряжаться силой тока 20-30А с умеренным теплообразованием. Кроме того, он способен выдерживать импульсы до 50А в течение одной-двух секунд. Непрерывная нагрузка 50 А приведет к нагреву аккумулятора, который не должен превышать 80С. Литий-марганцевые аккумуляторы используются для инструментов, в
электротранспорте.

Емкость литий-марганцевого аккумулятора примерно на треть меньше емкости литий-кобальтового. Например, версия в 18650 с улучшенными показателями мощности имеет емкость 1100мАч, оптимизированная емкость 1500мАч. Большинство литий-марганцевых аккумуляторов комбинируются с литий-никель-марганец-кобальтовыми (NMC) для повышения энергоемкости LMO (NMC). Именно эти аккумуляторы используются в большинстве электромобилей Nissan Leaf, Chevy Volt, BMW i3. LMO обеспечивает ускорительные возможности электродвигателя, а NMC отвечает за пробег.

3. Литий-никель-марганец-кобальт-оксидный аккумулятор (LiNiMnCoO2 или NMC)

Сочетание никеля, марганца и кобальта (NMC) в катоде, системы могут быть оптимизированы под емкость или мощность. Например, NMC аккумулятор в 18650 для умеренной нагрузки имеет емкость 2800мАч и силу тока в 4-5А; версия оптимизированная под мощность имеет емкость 2000мАч, но максимальная сила тока разряда 20А.

Показатель емкости можно увеличить до 4000мАч, если добавить кремний в состав анода. Но это уменьшит долговечность аккумулятора. Столь неоднозначные свойства кремния появляются из-за расширения и уменьшения при зарядке и разрядке, что приводит к механической неустойчивости конструкции аккумулятора.

Секрет NMC в сочетании никеля и марганца. Аналогией может служить поваренная соль, где ее компоненты, натрий и хлор, весьма токсичны, но их соединение образует пищевое вещество. Никель известен высокой энергоемкостью, но низкой стабильностью; марганец имеет преимущество шпинельной структуры, которая обеспечивает низкое внутреннее сопротивление.

4. Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4)

В 1996 году в Университете Техаса открыт новый материал для катода литий-ионного аккумулятора-фосфат железа. Литий-фосфатная система обладает хорошими электрохимическими свойствами и низким внутренним сопротивлением. Основными преимуществами являются высокие показатели силы тока и длительный срок службы, они обладают хорошей термической стабильностью.

Литий-фосфатные аккумуляторы стойкие к перезаряду. Но напряжение ячейки 3.20В снижает показатель энергоемкости до уровня, меньшего, чем у литий-марганцевого аккумулятора. У нее высокий показатель саморазряда в сравнении с другими литий-ионными аккумуляторами. Литий-фосфатные аккумуляторы используются в качестве замены стартерным свинцово-кислотным.

Четыре ячейки батареи обеспечат напряжение в 12,8В - аналогично напряжению шести двух вольтовых ячеек свинцово-кислотного. Генератор транспортного средства заряжает свинцово-кислотный аккумулятор до 14,40В (2,4В на ячейку). Для четырех литий-фосфатных ячеек предельное напряжение 3,6В, после подзарядку следует отключить, чего не происходит в обычном транспортном средстве. Литий-фосфатные аккумуляторы стойкие к перезаряду, но даже они деградируют.

5. Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный аккумулятор (LiNiCoAlO2)

Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный аккумулятор (NCA) разработан в 1999 году и схож с NMC аккумулятором, выделяясь высокой энергоемкостью и длительным сроком службы. Слабыми местами являются безопасность и стоимость. NCA система развитие литий-никелевой, добавление алюминия дало повышение стабильности.

6. Литий-титанатный аккумулятор (Li4Ti5O12)

Аккумуляторы с титанатом лития известны с 1980х. В классическом литий-ионном аккумуляторе анод графитовый, тут из нанокристаллов титаната лития. Графит присутствует в составе литий-титанатного аккумулятора, но в роли катода. У этого аккумулятора номинальное напряжение ячейки 2,4В, он может быть быстро заряжен и обеспечивает высокий ток разряда 10С.

Количество циклов заряда/разряда больше, чем у литий-ионного. Литий-титанатный аккумулятор безопасен, имеет отличные низкотемпературные характеристики - при минус 30°С его емкость на уровне 80%. Но стоимость высока, а показатель удельной энергоемкости позволяет конкурировать разве что с никель-кадмиевым.

Номинальное напряжение ячейки литий-титанатного аккумулятора составляет 2,8В работоспособным он является считается до 1,8В. Сокращенное обозначение LTO или Li-титанат. В отношении удельной мощности и термической стабильности лидерами являются литий-марганцевая (LMO) и литий-фосфатная системы (LFP).

Литий-титанатная (LTO) не отличается выдающейся энергоемкостью, но по продолжительности жизни и низкотемпературным характеристикам ей нет равных. Наиболее полное соответствие требованиям питания электрических силовых агрегатов, безопасности и количеству циклов заряда/разряда делают литий-кобальтовую (LCO) систему самой распространенной.