Ох, уж эти современные литиевые аккумуляторы – мощные, лёгкие, служат долго. Вот только почему батарея отключается сама при езде на велосипеде? Давайте, разберёмся.
Едем мы на электровелике некоторое расстояние и он сам отключается ни с того, ни с сего. Просто все индикаторы потухают и тишина. Ничего не светится. Щёлкаем тумблером включения аккумулятора – никакой реакции. И через 5-10 минут это всё дело само включается, индикаторы светятся и электровелик оживает. Магия? Не думаю!
Давайте копнём в самую суть. Аккумулятор состоит из ячеек, ячейки состоят из элементов. При параллельном соединении элементов напряжение выравнивается и становится одинаковым. Ячейки также называют параллелями. При последовательном соединении элементов напряжение может ходить туды-сюды, а при сильном превышении напряжения на параллели, вся параллель живёт намного меньше и может просто бабахнуть. А при слишком низком напряжении на другой параллели ячейки недозарядятся и электровелосипед проедет совсем уж неприлично мало.
Чтобы таких перекосов напряжения не было, в аккумуляторе в обязательном порядке с завода стоит бмс. В бмс стоит балансир, который выравнивает напряжение на каждой параллели, в результате чего все ячейки заряжаются одинаково.
BMS - battery management system – система управления батареей.
Кроме балансировки, бмс также выполняет целую кучу защитных действий: отключает батарею при слишком низком напряжении или при слишком высоком зарядном напряжении. Также если напряжение на какой-либо из ячеек падает слишком сильно, то бмс отключает всю сборку, безопасность типа.
Казалось бы, какая же хорошая эта штука, бмс. Но, идея хорошая, да вот исполнение часто никакое. Обычно это касается мощных электровелосипедов от 500 Вт и выше. При заряде аккумулятора греются один или несколько транзисторов, а также резисторы балансировочных шунтов. При разряде греются все остальные шунты. Тепло надо куда-то девать. На бмс сверху прикручена алюминиевая пластина, она забирает тепло. А дальше? А дальше глухой слой картона, который проводит тепло чуть лучше, чем никак. И вот разогревается за 10-30 минут езды эта бмс до 70 градусов (под пластиной стоит термодатчик) и отключает себя и аккумулятор. И вот стоишь ты у дороги и не понимаешь, как же так, все запчасти вроде бы новые, а аппарат не едет.
Самое гадкое в такой ситуации то, что бмс берётся изначально с запасом, но в закрытом месте она всё равно перегревается до отключения. К тому же, она сильно подогревает элементы с той стороны, на которую наклеена. Греть элементы до 70 градусов по крайней мере, неразумно. И ещё через 10-30 таких перегревов помрёт сама бмс. Напряжение как бы будет через себя пропускать, но мощность нормальная не пойдёт. Колесо будет тарахтеть… В общем симптомы крайне похожие на смерть датчиков Холла.
И что теперь делать? Увеличить скорость вывода тепла. Способов много: вытащить всю бмс наружу, прикрутить на пластину небольшой радиатор, поставить сверху вентилятор или к радиатору на пластине поставить воздухозаборник.
Но и это ещё не всё. Лично я уже твёрдо для себя решил не покупать готовых сборок, а собирать аккумуляторы самому из ячеек.
И никакой бмс, только пассивные балансиры. Преимуществ очень много: балансиры работают только при балансировке параллелей в окончательной стадии зарядки, они не отключат аккумулятор раньше времени. А вот бмс отключит аккумулятор когда ещё в нём останется даже 30% мощности. А всё потому что при отдаче тока на ячейках возникает падение напряжение, которое в конкретный момент времени не говорит об уровне заряде аккумулятора (оно показывает только внутреннее сопртивление). А вот бмс определяет этот самый уровень заряда как раз по напряжению. Между прочим, если уж аккумулятор сильно разрядится до 1-2%, то его тупо отключит контроллёр. И вот тогда зачем нужна эта защита в бмс?
Недостатки у балансиров по сравнению с полноценной бмс, конечно же, есть, но это выражается только лишь в отсутствии защит. Давайте смотреть правде в глаза: если аккумулятор собран из нормальных новых элементов из одной партии, то вероятность самопроизвольного выхода их строя одной из ячеек самостоятельно крайне мала. Если ячейка перезарядится, это будет намного хуже, чем недозарядится. Также, электровелосипед – достаточно мощная нагрузка сама по себе и даже если он отключится при напряжении 2,5 вольта на ячейку, то через 5-20 минут благодаря естественным химическим процессам напряжение само собой поднимется до 2,9-3,0 вольт. А при таком напряжении аккумулятор не помрёт. Только поставьте на зарядку в ближайшее время.
И напоследок…. Самый нужный вопрос, что же делать? Для начала тем, у кого на электровелосипеде аккумулятор уже готовая заводская сборка, стоит открыть крышку со стороны контактов и прочих проводов, аккуратно срезать лишний картон и добраться до алюминиевой пластины на бмс. Крайне желательно сделать такой тест: закрепляем термодатчик на пластине, ставим термометр куда-нибудь на электровелик и заехать в самую крутую горку, которую только позволяет заехать электровелосипед. Если температура будет более 60 градусов, то для бмс однозначно не хватает охлаждения, если 50-60, то всё равно, сильно греется. Если температура не превышает 50 градусов, то можно дальше ездить и не париться. Охладить бмс можно разными способами и это тема отдельной статьи.
И учтите: все переделки вы делаете на свой страх и риск, а если руки ваши не заточены под тонкую работу, обратитесь к профессионалу. Также, открывая самостоятельно аккумулятор, вы лишаетесь гарантии на него, если она вообще есть. Так что, начиная что-то делать, проявите осознанность.
А теперь признавайтесь, как вы балансируете свою аккумуляторную батарею и как любит у вас гореть бмс. Обязательно укажите можность, напряжение, характер рельефа дороги и скорость.