Выбрать тяговый аккумулятор
- Особенности тяговых батарей
- Где установить дополнительную АКБ?
- Выбираем напряжение и емкость
- Подведем итоги
Тяговыми называют АКБ, предназначенные для интенсивной циклической работы. Они сохраняют работоспособность даже при уровне остаточного заряда 20% и способны подолгу предоставлять накопленную энергию для питания электрических двигателей. Кроме электромотора, от тяговой батареи можно запитать систему освещения, эхолоты, лодочную навигацию, контроллеры и остальные электроприборы.
Тяговые АКБ устанавливают на разные виды электротехники:
- моторные лодки, катера, яхты;
- велосипеды, скутеры, квадроциклы, снегокаты с электрическим приводом;
- электромобили;
- погрузчики, поводковые тележки, буксировочные тягачи, транспортировщики паллет и другие типы складской электротехники;
- пылесосы, поломойки и остальные виды клининговой техники;
- гольфкары;
- инвалидные коляски.
Отличия тяговых АКБ от стартерныхАккумуляторы стартерного типа нужны автомобильным и другим двигателям внутреннего сгорания, чтобы кратковременно предоставлять большой ток для их запуска. Глубоким разрядам они не подвергаются, т.к. во время работы ДВС «отдыхают» и подзаряжаются от генератора. У тяговых АКБ совсем другие задачи. Они нужны для электрических двигателей, причем не для их запуска, а для постоянного питания – в течение всего цикла активной работы.
Поэтому тяговые и стартерные аккумы – не взаимозаменяемы. Например, если вы предпочитаете троллинг, при котором рыбалка ведется у берега со скоростью движения 3–5 км/ч, вам нужен лодочный электродвигатель и тяговая АКБ. Автомобильный аккумулятор в таких условиях быстро деградирует, а тяговая модель будет долго работать и стабильно предоставлять нужный ток без просадок напряжения.
Особенности тяговых батарей
Такие накопители энергии имеют важные преимущества:
- дают стабильную токоотдачу заявленной величины в течение всего периода автономной работы;
- допускают разряды вплоть до уровня остаточной емкости 20%;
- быстро заряжаются;
- выдерживают свыше 1000 рабочих циклов – в зависимости от типа и химического состава выбранной батареи;
- устойчивы к вибрационным нагрузкам, жестким эксплуатационным условиям и влиянию окружающей среды;
- надежно защищены от попадания влаги;
- стабильно работают в большом температурном диапазоне;
- стойко противостоят окислению и химической деградации;
- просты и комфортны в эксплуатации.
.png)
Сложности обслуживанияПри выборе тягового аккумулятора для лодочного электромотора и остальной электротехники покупателям предлагают обслуживаемые и необслуживаемые АКБ. Обслуживаемые – это хорошо знакомые автомобилистам свинцово-кислотные аккумы с жидким электролитом (WET). В тяговом варианте они более стойки к сульфатации благодаря использованию утолщенных пластин из специального сплава.
Обслуживание таких моделей заключается в периодическом измерении плотности электролита и доливке дистиллированной воды. Такие АКБ применяются все реже из-за их огне- и взрывоопасности, невозможности использования в жилых и слабо вентилируемых помещениях. Эти недостатки не компенсирует даже низкая цена, морозостойкость и солидный ресурс – до 1000 циклов.
Необслуживаемые тяговые АКБ – это герметичные накопители энергии, при использовании которых вмешательство человека сведено к минимуму. Для поддержания батареи в рабочем состоянии достаточно своевременно заряжать ее. Поэтому лучше всего использовать необслуживаемые аккумуляторы. Это не только проще и безопаснее, но и экономично – не нужно выделять аккумуляторную комнату с хорошей вентиляцией для зарядки АКБ и заботиться об их обслуживании.
Где установить дополнительную АКБ?
|
Вид |
Подвид |
Особенности |
Преимущества |
Недостатки |
|
Свинцово-кислотные |
AGM |
Содержат электролит, впитанный в стекловолокно. Рекомендуются для буферной работы и систем резервного питания. |
Морозостойкость, вплоть до -30 °С. Устойчивость к вибрационным нагрузкам. Допустима работа в наклоненном и боковом положении. |
Короткий ресурс – до 400 циклов. Боязнь глубоких разрядов. |
|
Гелевые |
Содержат гелеобразный электролит. |
Стойкость к интенсивным разрядам. Ресурс ˃700 циклов. Возможность переворачивания. Удобство применения. |
Цена – выше, чем у AGM. |
|
|
Литий-ионные |
Li-ion |
Содержат графитовый анод и катод из оксида лития, нанесенные на фольгу из меди и алюминия. Между ними находится электролит – органическая соль, проводящая ионы лития. Имеют номинальное напряжение 3,6 или 3,7 В. Бывают разных типов: литий-кобальтовые, литий-марганцевые и др. |
Высокая емкость при малом весе и небольших размерах. Возможность частичной подзарядки и быстрого заряда – за пару часов. Срок службы ˃1000 циклов. Допустимые температуры для работы – от -20 до +60 °С. Стойкость к разрядам до 20%. Безопасность использования – благодаря оснащению батарей электронными платами защиты. Комфорт применения. |
При повреждении корпуса и разгерметизации – риск возгорания. Временное снижение емкости на морозе – до 40%. Чтобы снизить влияние отрицательных температур на технические характеристики и работоспособность литий-ионных АКБ, их утепляют и снабжают системами автоматического подогрева. |
|
LiFePO4 |
Имеют катод из литий-железо-фосфата (LiFePO4) и номинальное напряжение 3,2 В. Оптимальны для любых систем автономного электроснабжения, оснащения складской и клининговой техники, водного транспорта, электромобилей, гольфкаров, электровелосипедов и другой техники с электрическими моторами. |
Лучшие АКБ по уровню безопасности, химической и тепловой стабильности. Морозоустойчивы. Имеют полезную емкость 99,9%. Допускают высокие токовые нагрузки – до 10С. Имеют более высокий пиковый ток и мощность. Несклонны к возгоранию и взрывам, даже при разгерметизации корпуса. Имеют ресурс более 2000 циклов. Работают в допустимых пределах от -30 до +55 °С. |
По удельной емкости немного (≈ на 14%) уступают остальным Li-ion моделям. |
Если ваша цель – купить хороший аккумулятор для питания электромотора и сопутствующего оборудования, выбирайте литий-железо-фосфатные АКБ. Модели этого подвида имеют лучшее соотношение цены, функциональности и технических параметров. Великие умы работают над созданием еще более совершенных АКБ, но пока пальму первенства удерживают модели класса LiFePO4.
Выбираем напряжение и емкость
Кроме типа химии, нужно разобраться с основными характеристиками АКБ – напряжением и емкостью. Номинальное напряжение батареи должно соответствовать вольтажу электромотора, для которого она выбирается. Например, для лодок выбирают аккумуляторы на 12, 24 или 48 В – по вольтажу вашего двигателя. Для сборки батареи с заданным напряжением элементы питания соединяются последовательно. Аналогично можно соединить и сами батареи – например, для набора вольтажа 24 В соединить последовательно 2 АКБ по 12 В.
Подходящая емкость аккумуляторной батареи рассчитывается с учетом мощности электрооборудования и времени его автономной работы на 1 заряде. Для расчета минимально необходимой величины емкости (в Ач) нужно умножить мощность подключаемой к батарее нагрузки (в Вт) на время работы (в часах) и разделить на вольтаж и коэффициент использования емкости АКБ. Для литиевых батарей он равен 0,95, для свинцово-кислотных моделей – 0,7.
Например, для автономного питания электромотора мощностью 1500 Вт в течение 6 часов подойдет батарея LiFePO4 напряжением 24 В и емкостью: (1500 Вт х 6 часов): (24 В х 0,95)≈395 Ач. Расчетную величину емкости необходимо округлить в сторону увеличения и повысить минимум на 20%, чтобы батарея не работала на пределе своих возможностей. Получаем значение емкости для нашего примера – 480 Ач. С учетом полученного значения при выборе аккумулятора ищем близкий вариант, можно с дополнительным запасом емкости.
Вес и размерыПеред тем, как выбрать тяговый аккумулятор, желательно заранее определить место его установки и учесть особенности предстоящей эксплуатации. Например, при выборе АКБ для электросамоката, промышленного пылесоса или поводковой тележки учитываются параметры батарейного отсека. Если тяговая батарея нужна для электровелосипеда, фэтбайка или мопеда, ее габариты подбираются под параметры треугольника рамы или другого пространства, в котором планируется установка АКБ.
Литиевые АКБ имеют высокую энерговооруженность при компактных размерах и небольшом весе. Это позволяет выбрать Li-ion или LiFePO4 батарею с достаточным запасом емкости и при этом избежать значительного утяжеления техники. Предельный вес АКБ зависит от специфики аккумуляторной техники и условий ее эксплуатации. В частности, для моторных лодок разных конфигураций допустимый вес батареи указывается в инструкции.
Подведем итоги
При поиске тяговой батареи выбирайте необслуживаемые накопители Li-ion или LiFePO4 типа с вольтажом, соответствующим рабочему напряжению электромотора. Емкость выбирайте с запасом от 20% относительно минимального расчетного значения. Можно и больше, если позволяют размеры аккумуляторного отсека, и если установка такой батареи не сделает использование техники менее комфортным. Стартерные аккумуляторы используйте для запуска ДВС, а для питания электромотора купите батарею тягового типа.
В предыдущей статье мы подробно рассказали о выборе аккумуляторных батарей для автодома.
