4. Балансиры тяговых батарей

Проблемы при последовательно-параллельном соединении

Аккумулятор, имеющий более высокий внутренний ток утечки, в последовательно-параллельном аккумуляторном банке на 24В (или 48В) может вызвать не полный заряд параллельно соединенного с ним аккумулятора, и чрезмерный заряд последовательно соединенного с ним аккумулятора. При последовательном соединении новых аккумуляторов, все они должны иметь одинаковое начальное состояние заряда. Небольшие различия будут сглажены на этапе заряда абсорбции или уравнивающего заряда, но большие различия могут привести к повреждению батарей с высокой начальной степенью заряда из-за чрезмерного выделения газов, вызванных перезарядом, а также и повреждению батарей с низкой начальной степенью заряда в результате их сульфатации.

Решение: балансировка батарей

Аккумуляторный балансир уравнивает состояние заряда двух последовательно соединенных 12В батарей или несколько параллельных цепочек последовательно соединенных аккумуляторов. Когда напряжение заряда превысит 27В (для 24В аккумуляторного банка), батарейный балансир включится и сравнит напряжение двух последовательно соединенных аккумуляторов. Ток балансировки плеча с самым высоким напряжением до 1А. В результате работы балансира все батареи будут иметь одинаковое состояние заряда. При необходимости, для увеличения тока балансировки, несколько балансиров могут быть подключены параллельно. Батарейный банк на 48В может быть сбалансирован с помощью трех батарейных балансиров.

5. Литий-ионная акб

Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пропитанными электролитом пористыми сепараторами. Пакет электродов помещён в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъёмникам. Корпус имеет предохранительный клапан, сбрасывающий внутреннее давление при аварийных ситуациях и нарушении условий эксплуатации. Литий-ионные аккумуляторы различаются по типу используемого катодного материала. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решётку других материалов (например, в графит, окислы и соли металлов) с образованием химической связи

Преимущества

Высокая энергетическая плотность (ёмкость).

Низкий саморазряд.

Не требуют обслуживания

Недостатки

Аккумуляторы Li-ion первого поколения были подвержены взрывному эффекту. Это объяснялось тем, что в них использовался анод из металлического лития, на котором в процессе многократных циклов зарядки/разрядки возникали пространственные образования (дендриты), приводящие к замыканию электродов и, как следствие, возгоранию или взрыву

Если батарея не будет полностью заряжена, то на катоде останется некоторое число частиц, близких к пограничному состоянию. Они практически достигли барьера высвобождения ионов лития, но не успели его преодолеть. При разряде свободные ионы лития стремятся вернуться на место и рекомбинировать с ионами феррофосфата. Однако на поверхности катода их также встречают частицы в пограничном состоянии, уже содержащие литий. Обратный захват затрудняется, и нарушается микроструктура электрода.

Температурный режим заряда литий-полимерных и литий-ионных аккумуляторов влияет на их ёмкость: ёмкость снижается при зарядке на холоде или в жару. Глубокий разряд полностью выводит из строя литий-ионный аккумулятор