Как продлить срок службы литий ионных аккумуляторов

Часть 1 

Литий ионные аккумуляторы – самая дорогостоящая часть лёгкого электротранспорта. У каждой литий ионной АКБ ёмкость постепенно снижается и от общего времени эксплуатации, и от количества циклов заряда – разряда. Поэтому, хранить литиевые АКБ про запас смысла нет. Их нужно использовать.

Обычный срок эффективной службы литий ионных аккумуляторов Вольта байкс 5 – 6 лет. На самом деле, большинство наших аккумуляторов работает дольше, вплоть до 10 лет, просто их ёмкость значительно уменьшается со временем. Если клиент приобрёл небольшую АКБ, что называется «впритык» по расстоянию пробега, то через несколько лет её мощности может не хватать для поездок на требуемое расстояние. Возникает естественный вопрос: как продлить срок службы литий ионной аккумуляторной батареи?

На скорость деградации литий ионных аккумуляторов в лёгком электротранспорте влияет множество факторов. Из них можно выделить 8 основных:

Правильный подбор литий ионного аккумулятора

Литий ионные АКБ Вольта байкс, в зависимости от правильности использования и интенсивности эксплуатации, теряют от 3% до 7% ёмкости за каждый год эксплуатации. Приобретая литий ионный аккумулятор, желательно выбирать его мощность с запасом 20 – 50% относительно расстояния пробега, указанного в описании, чтобы таким образом компенсировать естественное снижение ёмкости со временем, а также ухудшение работоспособности при низких температурах воздуха. Запас ёмкости необходим ещё и для того, чтобы не заряжать и не разряжать аккумулятор полностью, так как режим работы от 100% заряда - до 0%, больше всего изнашивает литий ионные АКБ.

Правильная зарядка литий ионного аккумулятора

Заряжать литий ионные аккумуляторы желательно примерно до 80-90% от максимального уровня заряда. Заряжать аккумуляторы более чем на 95%, - для максимального продления срока службы, - не рекомендуется, потому что при заряде «до краёв», на анодах элементов могут образовываться микротрещины, которые постепенно их разрушают. Также, не рекомендуется разряжать литий ионные аккумуляторы ниже, чем до 20% от уровня полного заряда. Это оптимальный рабочий диапазон. Если не всегда удаётся его придерживаться – ничего страшного, аккумулятор «выходит» положенное ему количество циклов, но не больше!

Если аккумулятор зарядился полностью (на зарядном устройстве загорелся зелёный огонёк), после этого зарядное устройство переходит в режим с минимальным током, который поддерживает аккумулятор в заряженном состоянии, не перезаряжая его при этом. В таком состоянии, с подключенным зарядным устройством, АКБ может находиться длительное время, но в целях безопасности после окончания зарядки, зарядное устройство всё же лучше отключать от сети и от аккумулятора.

Интеллектуальное зарядное устройство с индикацией напряжения, силы тока, времени зарядки

Определять 20% и 80% от максимального уровня заряда, лучше всего с помощью вольтметра. Если на электровелосипеде или электроскутере нет вольтметра, его можно приобрести у нас и установить на руль.

Вольтметр на руль

24-вольтовые АКБ мы рекомендуем заряжать примерно до 28v, а разряжать не ниже, чем до 22v;

36-вольтовые: примерно 40v/32v

48-вольтовые: примерно 52v/43v

60-вольтовые (с номинальным напряжением 59.2v) примерно : 64v/51v

60-вольтовые (с номинальным напряжением 62.9v) примерно : 68.5v/51v

72-вольтовые примерно : 80.5v/64v

Поскольку зарядные устройства обычно не оборудованы вольтметрами, следить за уровнем заряда придётся по вольтметру транспортного средства и отключать штатное зарядное устройство вручную, по достижению рекомендуемого напряжения. Конечно, это хлопотно, да и расстояние пробега уменьшится, но других вариантов - нет, разве что приобрести зарядное устройство с подстройкой напряжения (у нас это серия зарядных устройств «смарт»), которое будет заряжать АКБ не полностью, а до желаемого напряжения.

Зарядное устройство Вольта серии «Смарт» с подстройкой напряжения

Оптимальная сила тока зарядки литий ионного аккумулятора

Многим пользователям электротранспорта, например: курьерам, владельцам электровелосипедов и электроскутеров с маломощными аккумуляторами, требуется заряжать их как можно быстрее, чтобы не простаивать, дожидаясь зарядки. Однако, все литий ионные аккумуляторы, обычно комплектуется зарядными устройствами небольшой мощности, которые заряжают АКБ 7 – 10 часов. Самые распространённые – с силой тока 2 ампера. Делается это по трём причинам:

- для удешевления комплектации;

- повышения безопасности работы;

- продления ресурса батарей.

Что значит безопасность работы и продление ресурса? Зарядные устройства с небольшим током - не нагревают элементы и почти не нагревают платы управления АКБ. Если же зарядный ток высок, то элементы нагреваются. Из-за неоптимального температурного режима, их ресурс немного уменьшается. При перезаряде (если зарядное устройство неисправно), существует риск возгорания литий ионной АКБ.

Разница в общем ресурсе работы АКБ, заряжающихся от штатных зарядок и мощных зарядок – невелика и составляет 3 – 5%. Допустимая сила тока при зарядке зависит от способности конкретных моделей литий ионных элементов принимать большие токи, а платы управления аккумулятором (BMS) – пропускать большие токи и балансировать заряд батареи. Максимальный ток зарядки обычно указывается в характеристиках аккумуляторов. Превышать его – не рекомендуется, но если требуется заряжать АКБ быстро, то можно использовать мощные з/у с током в пределах допустимого. А для максимального ресурса, используйте штатные зарядные устройства небольшой мощности.

Некоторые мощные литий ионные АКБ в Украине собирают с BMS без силовой части, - только с слаботочной, для балансировки элементов при зарядке. Это значительно удешевляет BMS, но опасно при эксплуатации. При больших токах разряда, превышающих возможности элементов, батарея может загореться.

Последствия возгорания литий ионной батареи

Во второй части статьи мы рассказываем о том, чего больше всего не любит литий ионная АКБ, о температурном режиме, правильном хранении литий ионных батарей, эффекте памяти и его устранении. Перейти на вторую часть статьи.