Почему? Разберем аргументированно в этой статье.
Несколько слов о конструкции литиевой аккумуляторной батареи.
Литиевая аккумуляторная батарея состоит из нескольких литиевых элементов, связанных между собой проводником. Здесь будет вестись речь о аккумуляторах, состоящих из Li-io элементов питания 18650, 21700 и т.п., похожих на батарейки формата АА, только большего размера. Такие аккумуляторы имеют самую большую плотность электроэнергии на единицу веса, а потому больше всего подходят для установки на обычный велосипед, имеющий мотор до 1000 ватт. Такой мотор не требователен к повышенным токам отдачи и такие легкие, но емкие аккумуляторы, имеющие скромные характеристики по току (это относится к недорогим среднетоковым аккумуляторам) больше всего востребованы на таком транспорте.
В батареях такого типа в среднем от 40 до 120 и более элементов 18650. И чем больше этих элементов в батарее, тем более требовательна эта конструкция к качеству составляющих и качеству соединения их между собой. В батарее применяется параллельное соединение, дающее суммарную емкость и последовательное, дающее суммарное напряжение. Но главная характеристика батареи не ее вольтаж или емкость, и даже не ее номинальный и максимальный ток, а внутреннее сопротивление этой батареи. И чем меньше это сопротивление, тем большие токи она может отдать без разрушительных для нее последствий. Чем выше ВС (внутреннее сопротивление), тем больше она разогревается при отдаче нужных токов, а чрезмерный нагрев разрушает батарею изнутри. По сути батарея портится как и продукты, хранящиеся в тепле. А нормальные температурные характеристики использования батареи близки к 25 градусам, и чем более они будут соответствовать оптимальным, тем дольше будет служить батарея без потери своих изначальных характеристик.
Думаю теперь понятно, насколько важна такая характеристика батареи, как ее Внутреннее Сопротивление (далее ВС) ? Идем дальше.
Общее ВС батареи складывается из суммы ВС каждого элемента 18650 из которых она состоит, сопротивления соединительной шины (никелевой ленты), с помощью которой элементы соединяются друг с другом и сопротивления контактов этой шины с элементами. Но и это еще не все, что влияет на общее сопротивление готовой батареи. Плата балансировки, провода, соединяющие батарею с контроллером, контакты этих проводов с батареей, тоже добавляют ей сопротивления. Становится ясно, что качественная батарея, должна состоять только из качественных элементов, качественных шин, дорогой балансировочной платы и хороших контактов всех этих частей между собой.
- На снимках выше показана качественная сварка аккумуляторов между собой никелевой пластиной. Сварочный контакт имеет площадь не менее 1 кв.мм., лента плотно прилегает к контактам аккумуляторов, выходы усилены медными пластинами. Сопротивление такой батареи будет минимальным и у нее будет высокая токоотдача.
- Выше показаны батареи нашей сборки.
Теперь самое интересное
Вот тут то мы и подошли к самому главному, а именно причине, по которой не следует покупать аккумуляторные батареи китайских производителей. Все дело в том, что самые качественные элементы 18650, выпускаются под известными корейскими и японскими брендами и очень дороги. Только у фирменных элементов характеристики практически не отличаются между собой, а поэтому их не нужно тщательно подбирать в группы при параллельном соединении, чтобы у каждой параллели было одинаковое ВС (внутреннее сопротивление). В противном случае, параллельные группы, а их в батарее бывает от 10 до 20, будут разряжаться по разному, и батарея очень быстро разбалансируется даже с установленной платой балансировки, и потеряет свою емкость. Что же имеем в итоге? Что бы батарея была недорогой, ее нужно собирать из китайских аналогов с помощью недорогой (а значит не квалифицированной) рабочей силы, и не заморачиваться подбором элементов в группы, поскольку на это уходит много времени, а значит требует дополнительных затрат. Дополнительный стимул к производству таких батарей имеет то, что проверить качество таких батарей бывает сложно, особенно обычному покупателю, не имеющему специальных измерительных приборов. Да и разобрать такую батарею сложно не повредив ее. А значит покупатель гарантированно не сможет отказаться от такого не качественного товара в ближайшее время. Дело сделано, товар благополучно продан, деньги получены, и хороший отзыв, благодаря неплохому внешнему виду, тоже. Ведь покупатель видит только внешнюю оболочку. А это, нечестному китайцу и нужно, и то, что будет через несколько месяцев использования такого "товара" ему наплевать.
- На снимках этого китайского "произведения искусства" видно, что сварка никелевой лентой не четкая, имеет мизерную площадь контакта, сама лента плохо прилегает к контактам аккумулятора, а параллели соединены между собой лишь в одном месте, провода на выходе из батареи были припаяны прямо к минусу и плюсу самих ячеек лишь в одном месте. Все это создает повышенное сопротивление для прохождения тока отдачи, а соответственно и ее быстрый нагрев и деградацию. При ремонте этой батареи выяснилось, что элементы 18650 не были подобранны в группы и поэтому параллели (группы) имели разное сопротивление. Усугублялось все это еще тем, что плата ВМС была б/у, не имела функции балансировки и множества элементов. Она не отслеживала каждую параллель, а следила только за общим вольтажом, значит некоторые группы в процессе зарядки, из-за большой разнице в сопротивлении получали повышенный заряд, что могло кончится воспламенением такой батареи и всего, что ее окружало.
- Этому горе покупателю повезло, батарея пришла из Китая поврежденной (стукнутой) и этот парень, прокатившись пару раз, принес ее нам для ремонта.
На снимке еще одна подобно собранная батарея. Сопротивление токопроводящей части (никелевых соединений) было превышено в 9!!! раз. Нам принесли ее в ремонт, поскольку при старте с места на велосипеде мощностью 1,5 кВт напряжение батареи проседало на целых 11 вольт и велосипед был очень вялым. Батареи хватало на 5-10 км. Питание просто вырубалось.
После нашей переделки, когда было сделано все по технологии, сопротивление токопроводящей части снизилось в 9 раз, а всей батареи в 3,5 раза. Напряжение проседало всего на 3 вольта и велосипед очень резво разгонялся до 70 км/ч.
- Вывод такой. Покупая китайские аккумуляторные батареи, вы в лучшем случае, рискуете потерять свои денежные средства, а в худшем - получить пожар за ваш же счет. И хоть литий ионные аккумуляторы одни из самых безопасных, но эксперементировать в этом направлении не стоит.