Як розрахувати акумулятор для електровелосипеда, використовуючи елементи 18650
Електровелосипеди стають дедалі популярнішими. Вони дають змогу проїжджати великі відстані без втоми і чудово підходять як для міста, так і для заміських поїздок. Однією з ключових частин будь-якого електровелосипеда є акумулятор. У цій статті ми розповімо, як правильно розрахувати параметри акумуляторної батареї для велосипеда, якщо ви хочете зібрати її самі, використовуючи популярні літій-іонні елементи формату 18650.
Що потрібно знати перед розрахунками
Перед тим як приступити до складання акумулятора, потрібно визначити кілька важливих параметрів:
- Напруга і потужність вашого електромотора
- Тип контролера і його робочу напругу
- Бажаний запас ходу (на скільки кілометрів хочете проїхати на одному заряді)
- Стиль їзди (активний або спокійний)
- Вага райдера і велосипеда
Ці дані допоможуть точно розрахувати, який акумулятор вам підійде.
Основні характеристики елементів 18650
Елементи 18650 — це циліндричні літій-іонні акумулятори. Ось їхні основні характеристики:
- Номінальна напруга: 3.6–3.7 В
- Максимальна напруга при повній зарядці: 4.2 В
- Ємність: від 2000 до 3500 мАг
- Максимальний струм розряду: від 5 до 30 А (залежно від моделі)
Важливо вибирати якісні комірки, наприклад, від брендів Molicel, Samsung або LG. Для складання батареї підійдуть комірки з високою ємністю і надійною термостійкістю.
Як вибрати напругу батареї (кількість елементів у ряд — S)
Кількість елементів, з’єднаних послідовно, визначає напругу батареї:
- 10S = 36 В
- 13S = 48 В
- 14S = 52 В
Найчастіше електровелосипеди працюють на 36 В або 48 В. Уточніть характеристики контролера і мотора — вони мають збігатися з обраною напругою батареї.
Як розрахувати ємність батареї (кількість елементів паралельно — P)
Загальна ємність батареї залежить від кількості паралельно з’єднаних комірок:
Загальна ємність = ємність однієї комірки × кількість комірок у паралелі (P)
Щоб зрозуміти, скільки потрібно ват-годин (Вт-год), використовуємо формулу:
Пробіг × середня витрата енергії (Вт-год/км) = потрібна енергія батареї
Приклад:
- Хочемо проїхати 40 км
- Середня витрата — 15 Вт-год/км
- 40 × 15 = 600 Вт-год
- Батарея 48 В → 600 / 48 = 12.5 А-год
- Припустимо, використовуємо комірки по 2500 мАг → потрібно мінімум 5P (2.5 × 5 = 12.5 А-год)
Як розрахувати струм розряду і безпеку
Важливо, щоб акумулятор міг віддати потрібний струм мотору без перегріву і перевантаження.
Приклад:
- Мотор споживає 20 А
- Елемент витримує 10 А максимум
- Значить, потрібно мінімум 2P, але краще 3P або більше для запасу і довговічності
Більше паралельних комірок = менше навантаження на кожну з них = вища надійність.
Який вигляд має підсумкова конфігурація
Комбінуючи кількість комірок послідовно і паралельно, отримуємо конфігурацію вигляду 13S4P, 10S5P тощо.
Приклад:
- Конфігурація: 13S4P
- Усього комірок: 13 × 4 = 52 шт.
- Напруга: 48 В (номінальна)
- Ємність: 2.5 А-год × 4 = 10 А-год
- Енергія: 48 В × 10 А-год = 480 Вт-год
- Макс. струм розряду: якщо кожна комірка тримає 10 А → 10 × 4 = 40 А
Що ще важливо врахувати
- BMS (Battery Management System) — обов’язково! Вона захищає від перезаряду, перерозряду, перегріву.
- Балансування — особливо важливе при великій кількості комірок.
- Корпус — має бути міцним і вологозахищеним.
- Зарядний пристрій — має відповідати напрузі батареї.
- Хімія елементів — вибирайте стабільні типи (INR, NCR).
Приклад розрахунку батареї для велосипеда
Завдання: мотор 500 Вт, напруга 48 В, запас ходу — 40 км
- Витрата: 15 Вт-год/км × 40 км = 600 Вт-год
- Потрібна ємність: 600 / 48 = 12.5 А-год
- Елементи 2500 мАг → 5P (2.5 × 5 = 12.5 А-год)
- Напруга 48 В → 13S
- Разом: 13S5P = 65 комірок
Висновок: використовуємо 65 елементів 18650, BMS на 13S, корпус під 13 рядів по 5 комірок.
Висновок
Правильний розрахунок акумуляторної батареї для електровелосипеда — запорука безпеки, надійності і хорошого пробігу. Використовуючи елементи 18650, можна зібрати батарею, що ідеально підходить під ваш стиль їзди і технічні вимоги. Головне — уважно підійти до вибору елементів, точно розрахувати конфігурацію і обов’язково використовувати BMS.
