Dlaczego wymieniać akumulator kwasowo-ołowiowy na litowy?

Akumulatory litowe są coraz częściej stosowane jako zamiennik tradycyjnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych w pojazdach elektrycznych, skuterach elektrycznych, wózkach golfowych, pojazdach użytkowych i innych zastosowaniach związanych z nisko-szybkościową mobilnością elektryczną.

W porównaniu z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, pakiety akumulatorów litowych mogą oferowaćwyższą gęstość energii, niższą wagę, dłuższą żywotność cyklu i bardziej elastyczne konfiguracje pojemności. Oznacza to, że przy odpowiednim dopasowaniu pojazdu i systemu akumulatorów, akumulator litowy może dostarczyć więcej użytecznej energii bez znaczącego zwiększania wagi pakietu akumulatorów.

Na przykład, zastąpienie ciężkiego systemu akumulatorów kwasowo-ołowiowych odpowiednio zaprojektowanym pakietem akumulatorów litowych może zwolnić cenną przestrzeń i wagę, pozwalając producentom pojazdów na optymalizację pojemności akumulatorów i potencjalne zwiększenie zasięgu jazdy.

Jednakże, zastąpienie akumulatora kwasowo-ołowiowego akumulatorem litowymnie jest po prostu kwestią wyboru akumulatora o tym samym napięciuJednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

Pakiet akumulatorów musi być kompatybilny z układem elektrycznym pojazdu, przestrzenią fizyczną do montażu, ładowarką i systemem sterowania.

Oto pięć ważnych czynników do rozważenia.

1. Zachowaj zgodność napięcia akumulatora z pojazdem

Pierwszym i najważniejszym czynnikiem jestnapięcie akumulatoraJednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

Jeśli pojazd elektryczny został pierwotnie zaprojektowany dla systemu akumulatorów 48V, zastępczy akumulator litowy powinien być zazwyczaj zaprojektowany wokół tego samego napięcia nominalnego i kompatybilnego zakresu napięć.

Na przykład:

• System kwasowo-ołowiowy 36V → kompatybilny system akumulatorów litowych 36V
• System kwasowo-ołowiowy 48V → kompatybilny system akumulatorów litowych 48V
• System kwasowo-ołowiowy 60V → kompatybilny system akumulatorów litowych 60V
• System kwasowo-ołowiowy 72V → kompatybilny system akumulatorów litowych 72V

Jednakże, ważne jest, aby zrozumieć, żesamo napięcie nominalne nie jest wystarczająceJednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

Różne chemie akumulatorów mają różne zakresy napięć roboczych i ładowania. Napięcie pełnego naładowania akumulatora litowego, napięcie rozładowania, progi ochrony BMS i zakres napięć kontrolera pojazdu powinny zostać sprawdzone przed dokonaniem wymiany.

Co się stanie, jeśli napięcie jest nieprawidłowe?

Użycie akumulatora o zbyt niskim napięciu może skutkować:

• Zmniejszoną wydajnością pojazdu
• Niższą mocą silnika
• Ochroną kontrolera przed zbyt niskim napięciem
• Zmniejszonym użytecznym zasięgiem jazdy

Użycie akumulatora o zbyt wysokim napięciu może spowodować:

• Zbyt wysokie napięcie kontrolera
• Nadmierne obciążenie elektryczne
• Problemy z kompatybilnością silnika/kontrolera
• Potencjalne uszkodzenie elementów elektronicznych

Dlategokompatybilność napięcia powinna być zawsze potwierdzona przed wymianą akumulatora kwasowo-ołowiowego na litowyJednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

2. Sprawdź wymiary komory akumulatora

Drugim ważnym czynnikiem jestfizyczny rozmiar pakietu akumulatorówJednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

Jedną z głównych zalet akumulatorów litowych jest ich wyższa gęstość energii. Jednak dostępna przestrzeń montażowa nadal określa, jak duży może być pakiet akumulatorów.

Przed zamówieniem akumulatora zamiennego, zmierz:

• Długość komory akumulatora
• Szerokość komory akumulatora
• Wysokość komory akumulatora
• Pozycję montażu
• Pozycję wyjścia kabla
• Lokalizację złącza
• Przestrzeń wokół akumulatora
• Punkty mocowania

Ważne jest również pozostawienie wystarczającej przestrzeni namontaż, ochronę przed wibracjami, prowadzenie kabli i zarządzanie termiczneJednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

Proste wybranie akumulatora o najwyższej pojemności, który teoretycznie mieści się w komorze, nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem.

Na przykład, pakiet akumulatorów, który mieści się z prawie zerową szczeliną, może być trudny do zainstalowania i usunięcia, podczas gdy należy unikać nadmiernego ściskania lub naprężeń mechanicznych.

Niestandardowe pakiety akumulatorów litowych mogą rozwiązać ograniczenia przestrzenne

W przypadku zastosowań OEM, pakiet akumulatorów litowych nie zawsze musi mieć standardowy prostokątny kształt.

Ogniwa akumulatorowe mogą być rozmieszczone w różnych konfiguracjach, tworząc niestandardowy pakiet, który pasuje do dostępnej przestrzeni pojazdu.

Jest to szczególnie przydatne w przypadku:

• Skuterów elektrycznych
• Wózków golfowych
• AGV i AMR
• Pojazdów robotycznych
• Elektrycznych pojazdów użytkowych
• Elektrycznego sprzętu ogrodniczego
• Pojazdów przemysłowych

W CLF, wymiary pakietu akumulatorów, konfiguracja ogniw, złącza, BMS i interfejsy komunikacyjne mogą być dostosowane do wymagań aplikacji.

3. Użyj ładowarki przeznaczonej do akumulatora litowego

Akumulator litowy powinien być ładowany za pomocąładowarki kompatybilnej z konkretną chemią akumulatora i napięciem pakietu akumulatorówJednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe i litowe mają różne charakterystyki ładowania. Dlatego oryginalna ładowarka kwasowo-ołowiowa nie powinna być automatycznie ponownie używana tylko dlatego, że jej napięcie wyjściowe wydaje się podobne.

Dla systemu akumulatorów litowych, ładowarka powinna być dopasowana do:

• Chemii akumulatora
• Napięcia nominalnego akumulatora
• Napięcia pełnego naładowania
• Zalecanego prądu ładowania
• Specyfikacji BMS
• Wymagań dotyczących temperatury ładowania

Na przykład, pakiet akumulatorów LiFePO4 i pakiet akumulatorów kwasowo-ołowiowych mogą mieć różne wymagania dotyczące napięcia ładowania, nawet jeśli oba systemy są powszechnie określane jako "48V".

Ładowarka i BMS powinny współpracować

Odpowiednio zaprojektowany system akumulatorów litowych zazwyczaj obejmuje oba:

Akumulator + BMS + kompatybilna ładowarka

BMS zapewnia ochronę akumulatora, podczas gdy ładowarka kontroluje proces ładowania zgodnie z wymaganym profilem napięcia i prądu akumulatora.

W przypadku projektów OEM, zalecamy ocenęakumulatora, BMS, ładowarki i kontrolera pojazdu jako jednego kompletnego systemu, zamiast traktować akumulator jako odizolowany komponent.

4. Wybierz odpowiednią chemię akumulatora litowego

Nie wszystkie akumulatory litowe są takie same.

Dwie powszechnie stosowane chemie litowo-jonowe w zastosowaniach mobilności elektrycznej to:

LiFePO4 – Fosforan litowo-żelazowy

Akumulatory LiFePO4 są szeroko stosowane tam, gdzie ważna jest bezpieczeństwo, żywotność cyklu i trwałość.

Typowe zalety obejmują:

• Dobra stabilność termiczna
• Długa żywotność cyklu
• Stabilna chemia
• Dobre właściwości bezpieczeństwa
• Nadaje się do częstych zastosowań ładowania/rozładowania

To sprawia, że LiFePO4 jest popularnym wyborem dla wielu zastosowań w pojazdach elektrycznych i przemysłowych.

NMC – Nikiel-Mangan-Kobalt

Akumulatory NMC zazwyczaj oferują wyższą gęstość energii niż LiFePO4 i mogą być przydatne, gdywaga i dostępna przestrzeń są głównymi ograniczeniami projektowymiJednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

W zależności od zastosowania, NMC może być rozważany dla:

• Kompaktowych pojazdów elektrycznych
• Sprzętu przenośnego
• Robotyki
• Zastosowań z surowymi ograniczeniami wagowymi

Jednakże, chemia akumulatora nie powinna być wybierana wyłącznie na podstawie gęstości energii.

Właściwy wybór zależy od:

Gęstość energii + bezpieczeństwo + żywotność cyklu + temperatura pracy + wymagania dotyczące mocy + dostępna przestrzeń + koszt.

Z tego powodu profesjonalne projektowanie pakietów akumulatorów jest ważne przy konwersji pojazdu elektrycznego z kwasowo-ołowiowego na litowy.

5. Upewnij się, że akumulator litowy posiada odpowiedni BMS

System Zarządzania Akumulatorem (BMS)jest jednym z najważniejszych elementów pakietu akumulatorów litowych.W przeciwieństwie do tradycyjnego systemu akumulatorów kwasowo-ołowiowych, pakiety akumulatorów litowych wymagają odpowiedniej ochrony elektronicznej i monitorowania.

BMS może monitorować parametry takie jak:

Napięcie ogniwa

• Napięcie pakietu
• Prąd ładowania
• Prąd rozładowania
• Temperatura ogniwa
• Temperatura akumulatora
• Stan naładowania (SOC)
• Zbyt wysokie napięcie
• Zbyt niskie napięcie
• Zbyt wysoki prąd
• Warunki zwarcia
• W zależności od konstrukcji akumulatora, BMS może również zapewniać dodatkowe funkcje, takie jak:

Balansowanie ogniw

• Niestandardowe złącza
• Komunikacja RS485
• Komunikacja UART
• Monitorowanie Bluetooth
• Balansowanie ogniw
• Rejestrowanie danych
• Na przykład, pojazd elektryczny OEM może wymagać, aby akumulator komunikował się z kontrolerem pojazdu przez

CAN lub RS485. W takim przypadku BMS musi być wybrany i skonfigurowany odpowiednio.Dlatego wybór BMS powinien opierać się na

rzeczywistych wymaganiach elektrycznych i komunikacyjnych pojazdu, a nie tylko na wyborze BMS według pojemności akumulatora.Akumulator kwasowo-ołowiowy vs. litowy: Co należy wziąć pod uwagę?

Czynnik

Czy akumulator litowy może podwoić zasięg pojazdu elektrycznego?

Wymiana akumulatora kwasowo-ołowiowego na litowy

nie podwaja automatycznie zasięgu pojazdu.Jednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

Napięcie akumulatora

• Pojemność akumulatora
• Użyteczna energia
• Waga pojazdu
• Sprawność silnika
• Sprawność kontrolera
• Prędkość jazdy
• Teren
• Ładunek
• Ciśnienie w oponach
• Temperatura otoczenia
• Warunki jazdy
• Na przykład, akumulator 48V 100Ah ma około:

48V × 100Ah = 4,8 kWh energii nominalnej

Odpowiednio zaprojektowany akumulator litowy o większej użytecznej pojemności może dostarczyć więcej dostępnej energii, jednocześnie potencjalnie zmniejszając wagę akumulatora.

Dlatego, zamiast obiecywać stały "2-krotny zasięg", bardziej technicznie poprawne jest stwierdzenie, że

akumulator litowy może dostarczyć znacznie większą użyteczną energię i umożliwić dłuższy zasięg jazdy, gdy system pojazdu jest wokół niego odpowiednio zaprojektowany.Profesjonalne projektowanie pakietów akumulatorów litowych ma znaczenie

Wymiana akumulatora kwasowo-ołowiowego na litowy to więcej niż tylko zmiana chemii akumulatora.

Kompleksowy projekt wymiany powinien uwzględniać:

Chemia akumulatora → Konfiguracja ogniw → Napięcie → Pojemność → BMS → Ładowarka → Kontroler → Złącza → Wymiary mechaniczne → Komunikacja → Ochrona → Certyfikacja

Dla producentów OEM, te wymagania mogą się różnić w zależności od pojazdu.

Standardowy pakiet akumulatorów może działać w jednym zastosowaniu, ale nie w innym.

W tym miejscu

dostawca niestandardowych pakietów akumulatorów litowychmoże zapewnić wartość.Niestandardowe rozwiązania akumulatorów litowych CLF

CLF specjalizuje się w

niestandardowych pakietach akumulatorów litowych i ogniwach akumulatorowych dla zastosowań OEM.Jednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

Niestandardowe napięcie i pojemność

• Pakiety akumulatorów LiFePO4 i NMC
• Niestandardowe wymiary akumulatorów
• Niestandardowe BMS
• Komunikacja CAN / RS485 / UART
• Monitorowanie Bluetooth
• Balansowanie ogniw
• Niestandardowe złącza
• Rozwiązania ładowania
• Rozwój prototypów
• Projektowanie pakietów akumulatorów OEM/ODM
• Testowanie i walidacja akumulatorów
• Niezależnie od tego, czy wymieniasz akumulator kwasowo-ołowiowy w istniejącym pojeździe, czy opracowujesz nowy produkt mobilności elektrycznej, nasz zespół inżynierów może pomóc w ocenie

wymagań elektrycznych, mechanicznych i zarządzania akumulatoremprzed wyborem ostatecznej konfiguracji akumulatora.Wniosek

Wymiana akumulatora kwasowo-ołowiowego na litowy może przynieść znaczące korzyści, w tym

niższą wagę, wyższą gęstość energii, dłuższą żywotność cyklu i większą elastyczność w zakresie pojemności i konstrukcji akumulatora.Jednak bezpieczna i niezawodna konwersja wymaga więcej niż tylko wyboru akumulatora litowego o tej samej wartości Ah.

Pięć kluczowych czynników to:

Zapewnij kompatybilność napięcia

1. Sprawdź wymiary komory akumulatora
2. Użyj kompatybilnej ładowarki do akumulatorów litowych
3. Wybierz odpowiednią chemię litową
4. Użyj odpowiednio zaprojektowanego BMS
5. W przypadku zastosowań OEM, akumulator powinien być oceniany jako część kompletnego elektrycznego systemu pojazdu.

Szukasz niestandardowego pakietu akumulatorów litowych do swojego pojazdu elektrycznego? Skontaktuj się z CLF, podając wymagania dotyczące napięcia, pojemności, wymiarów, prądu rozładowania i komunikacji. Nasz zespół inżynierów może pomóc w opracowaniu rozwiązania akumulatorowego w oparciu o Twoje zastosowanie.