Mit kell tudni az elektromos kerékpár akkumulátorról?

12V 22Ah akkumulátor méret

Elektromos kerékpár akkumulátor alapismeretek

A cikk részleteket tartalmaz az alábbi angol forrásból

Elektromos kerékpár akkumulátor

Mi a  savas zselés akkumulátor?

A savas akkumulátort több mint 100 éve használják és ugyanazon az elven működik, mint az elárasztott cellás társa. Az akkumulátorok elektrolitja zselatin állagú és a lemezek közé szivárog, melyet utána lezárjna epoxi-gyökkel. Az akkukat ,szivárgásmentességük miatt, akármilyen helyzetben lehet használni  Ezek az akkumulátorokat akármilyen helyzetben lehet használni. Gyakorlatilag szivárgás mentesek. A felhasználásuk szerteágazó, a közlekedési lámpáktól kezdve a elektromos kerékpárokig. Ezek az akkumulátorok 2V-os cellákból állnak általában 4,6 és 12V os feszültséggel.

Az akkumulátor olyan mint egy malacpersely. Ha csak kiveszel és semmit nem raksz vissza, akkor a végén semmid sem marad. Élete függ a használattól; 6 hónaptól akár 48 hónapig, de csak az akkumulátorok 30%-a éri el a 48 hónapos határt. Te is képes lehetsz megduplázni, akár megtriplázni bicikli akkumulátorod élettartamát. Apróbb módszerek és odafigyelések eredményeképp, mint például a túlfeszültségvédelmi dugalj használata, vagy a bicaj akku rendszeres, napi, töltése, a kedvenc elektromos kerékpárod sokkal tovább szelheti a városi utakat.

 

Hogyan készül az akkumulátor?

Pár elektromos kerékpár akkumulátor alap információ

A savas zselés akkumulátor cellákból, zseléből és zselés oxidból áll ( egyéb sűrűséget, keménységet szabályzó anyagok), 35% kénsavval és 65% vizes oldat. Ezt az oldatot elektrolitnak hívják, ami kémiai reakcióba lép és elektronokat alkot. Ha leteszteled az akkudat hídrométerrel, akkor kénsav mennyiségét vizsgálod. Ha alacsony értéket kapsz, akkor azt jelenti, hogy nem tud végbemenni az előbbi folyamat. Hova tűnt a sok kén? Az akkumulátor celláin ül, és amikor feltöltöd az akksit, a kén visszatér az elektrolitba és tömény kénsav lesz belőle.

1. Biztonság

Nagy hangsúlyt kell fektetnünk a biztonságra, amikor akkumulátorokkal dolgozunk. Távolítsunk el minden ékszert magunk körül. Végül is, nem akarod megolvasztani az óraszíjadat 🙂 . A hidrogén gáz, amelyet az akkumulátorok töltés közben állítanak elő, robbanásveszélyes.

2.Az akkumulátoroknak sok fajtája van

AGM akkumulátor felépítése
AGM akkumulátor felépítése

Közülük az AGM akkumulátorokra térek ki, mert ezeket forgalmazzuk elektromos kerékpárokba. Az AGM ( absorbed Glass Matt) kialakítás segítségével az elektrolit közel van a cellák aktív anyagaihoz. Elméletben, ez elősegíti mind a merítési és töltési hatékonyságot. Az AGM elektromos kerékpár akkumulátort javasolt 50%.-os merültségi szintet megelőzve, minden használat után feltölteni, így több mint 300 töltési ciklussal meghosszabbíthatjuk az akkumulátoraink életét.

A szabadalmazott Zárt csatlakozó, amely megakadályozza a sav szivárgását, csökkenti a korróziót és megnöveli az akkumulátor élettartamát. Hőzárt tokvédő, ami ugyancsak védelmet nyújt  a szivárgás és a korrózió ellen és extra erősséget nyújt az akkumulátornak. A Polipropilén burkolat és tok biztosítja és megőrzi az  elektrolit teljesítményét, a hidegebb teljesítmény hőmérséklet miatt elérése érdekében.  Az úgynevezett “Thru-Partition” kialakítás kevesebb áramutat biztosít kevesebb ellenállással, mint az “over the partition” kialakítás. Így több erőt ad az akku, amikor szükség van rá. A speciális aktív anyag, úgy van kialakítva hogy ellenálljon a rázkódásnak, és hogy megnövelje az akkumulátor élettartamát és megbízhatóságát. A speciális rácshálózatos kialakítás ellenáll a súlyosabb rázkódásnak és biztosítja a maximális vezetőképességet. A különleges elválasztó biztosítja a , valójában, gondozás mentes használhatóságot és cseppenés mentessé teszi az akkumulátort. Az AGM technológia kiküszöböli a vízveszteséget.

 

3. Amperóra

Az Amperóra ( Ah ) egy olyan érték amelyet mély merítésű ciklikus akkumulátoroknál használnak. Az amperórát 20 órás kisütési idővel vizsgálják. Ez azt jelenti mondjuk egy 100AH -s akkumulátornál hogy: 20 órás kisütésnél, 100 Amperórát produkál. Tudni kell, hogy az akkumulátor öregedésével ez az érték drasztikusan csökken.

 

Hogyan kapcsolódnak az akkumulátorok?

Megjegyzés: Amikor akkumulátor cellákat kötünk össze, azonos feszültségű és áramerősségűeknek kell lenniük.

  • Az akkumulátorokat köthetjük sorba. Az első akkumulátor pozitív csatlakozóját a második akkumulátor negatív kapcsolójához; a második akkumulátor pozitív csatlakozóját a harmadik akkumulátor negatív kapcsolójához, és így tovább. Az akkupakk feszültsége megegyezik az egyes akkumulátorok összefeszültségével. Az akkumulátorokat így kötjük: + a – hoz. Az akkumulátor teljesítménye változatlan.
  • Az akkumulátorokat köthetjük párhuzamosan. Az első akkumulátor pozitív csatlakozóját a második akkumulátor pozitív kapcsolójához;  Az második akkumulátor pozitív csatlakozóját a harmadik akkumulátor pozitív csatlakozójához;  az első akkumulátor negatív csatlakozóját  a második akkumulátor negatív csatlakozójához; az második akkumulátor negatív csatlakozóját  a harmadik akkumulátor negatív csatlakozójához. Az akkumulátorokat így kötjük: + a +hoz; – a -hoz. Ebben a konfigurációban a teljesítmény az egyes akkumulátorok összteljesítménye és az feszültség változatlan

Például, (5darab) 6V 10Ah akkumulátorokat sorba kötünk, melyek 30V 10 Ah akkupakkot eredményeznek. Ezeket az akkumulátorokat párhuzamosan kötve viszont 6V 50Ah akkupakkot kapunk.  Hat 2V -os cellák sorban vannak kötve így 12V akkumulátort kapunk.

Mennyi az AGM akkumulátor élettartama?

Most mi sem azt vizsgáljuk, hogy az Ön biciklije hány évig fog a piacig elmenni egy töltéssel. Az akkumulátor életét a gyártó nem években, hanem töltési ciklusban határozza meg. Egy töltési ciklus azt jelenti, hogy az akkumulátor feszültsége feltöltött állapotból eléri a mély-merülés határértékét, kb. 10 Voltot. Ezen értéken az Ön biciklijének vezérlése le kell, hogy állítsa a járművet. Ön ezt úgy érzékeli, hogy kimerült az akkumulátor. Ha viszont a bicikli későn áll le, akkor mély-merülésbe viszi rendszeresen az akkumulátort, aminek élettartama ezáltal drasztikusan lecsökken . A mély-merülés maradandó károsodást okoz.

Akkumulátor ciklusok és a felhasználás kapcsolata

A grafikon szemléltető jellegű, és azt mutatja, hogy 30%os lemerítési ciklusokat alkalmazva akár 1200 ciklus ( 1200 nap használat ) is elérhető az akkumulátor élete során.

Szulfátosodás, avagy miért púposodott fel az új akksi?

Elektromos kerékpár akkumulátor szulfátosodás
Elektromos kerékpár akkumulátor szulfátosodás

Szulfátosodás a savas szulfát lerakodása a ólomfelületen. Ha a szulfátosodás nagy mértékű lesz, akkor nagy kristályok keletkeznek az akkumulátorban, és nem fog hatásosan vagy egyáltalán nem fog működni. Népszerű okai az akkumulátor szulfátosodásnak: akkumulátor pihentetés lemerült állapotban, magas hőmérsékleten való használat, túl sok idő túl vagy alul töltve.

Az akkumulátor púposodása túltöltés eredményeként jön létre. Valami oknál fogva nem képes az akkumulátor több áramot felvenni, azonban a töltő továbbra is tölteni akarja. A felesleges áram hőt generál, felforralja az akkumulátort és a hő megolvasztja.

Leggyakoribb okai:

  • öregedés miatti szulfátosodás következtében beállott kapacitáscsökkenés
  • 1 vagy több akkumulátor zárlata miatt az akkupakk nem produkálj a töltő lekapcsolási értékét
  • a töltő elromlott és kellő időben nem vált csepptöltésre

Az elektromos kerékpár akkumulátor történelmi áttekintése

Egyike a leglenyűgözőbb felfedezéseknek az elmúlt 400 évben az elektromosság volt. Nyugodtan kérdezhetjük, ” Ilyen régóta van elektromosság?” A válasz igen, és talán még régebb óta, de gyakorlati alkalmazása a kései 1800as évektől áll rendelkezésünkre. Az egyik figyelemre méltó korai figyelemfelkeltés az 1893-as Chicago-i World Columbia Kiállítás, 250000 égővel, amelyek kivilágítottak egy Szajnát átszelő hidat az 1900-ban Párizsban.

Az elektromosság használata még korábbra nyúlik vissza. Miközben vasúti hálózatokat telepítettek 1936-ban Bagdad körül, a munkások felleltek egy történelem előtti akkumulátort, amit Parthian Akkumulátornak nevezünk. Ez a tárgy a Parthian korig nyúlik vissza és körülbelül 2000 éves lehet. Az akkumulátor egy agyag üvegből áll, amit ecetes oldattal töltöttek meg, melyet egy vas tégelybe töltöttek, amit réz hengerbe raktak Az eszköz 1.1-2.0 Volt közötti áramot termelt. Az 1. ábra a Parthian Akkumulátor illusztrációja

.

Ábra 1: Parthian Akkumulátor. agyag üvegből áll, amit ecetes oldattal töltöttek meg, melyet egy vas tégelybe töltöttek, amit réz hengerbe raktak Az eszköz 1.1-2.0 Volt közötti áramot termelt.

Nem minden tudós fogadja el a Parthian Akkumulátort mint energiaforrást. Lehetséges, hogy ez az eszközt galvánáramként használták, mint például arany és egyéb nemesfémek kivonására. Az Egyiptomiak már használtak efféle eszközt körülbelül 4300 évvel ezelőtt. Archeológiai bizonyítékok azt sugallják, hogy a Babilóniaiak voltak az elsők, akik felfedezést és alkalmazták a galvanizálás technikáját, hogy ékszereket gyártsanak. A Parthiánok, akik Bagdadot uralták ( k.e. 250 körül ) használhattak akkumulátorokat ezüst nyerésre.

Az egyik korai elektromosság generálásának módszere a modern korban a statikus töltésen alapult. 1660-ban Otto von Guericke egy elektromos gépezetet épített egy nagy kén gömb használatával, amit ha tekertek, odavonzotta a tollpihéket és kisebb papírdarabkákat. Guericke képes volt bebizonyítani, hogy a keletkezett csóvák természetes elektromosság volt.

Az első gyakorlati alkalmazása a statikus elektromosságnak az ” elektromos pisztoly ” volt, amit Alessandro Volta ( 1745-1827 ) talált ki. Távkommunikáció s csatornát akart kialakítani. Egy vas kábelt vezetett volna át Como-tól Milánba. A fogadó végén egy kábel megsemmisített volna egy metán gázzal telített üvegcsét, bár ez a kommunikációs csatorna soha nem valósult meg. Az 2 ábra egy rajzot ábrázol Alessandro Volta-ról

 

Ábra 2: Alessandro Volta, az elektromos akkumulátor feltalálója

1791-ben, miközben a Bologna-i Egyetemen dolgozott, Luigi Galvani felfedezte, hogy egy béka izmai összerándulnak, amikor egy fémes tárggyal érintkezik. Ez a jelenség végül az állati elektromosság lett. Ezeknek a kutatásoknak köszönhetően, Volta egy kutatássorozatba kezdett, cinket, ólmot, ónt és vasat használt mint katód; és rezet, ezüstöt, aranyt, grafitot mint anód.

Korai akkumulátorok

Volta 1800-ban felfedezte, hogy bizonyos folyadékot folytonos áramerőt generálnak, ha vezetőként alkalmazzák. Ez a felfedezés az első galván-cella, köznyelven az akkumulátor megalkotásához vezetett. Volta azt is felfedezte, hogy az elektromos feszültség nő, amikor az akkumulátorok egymáson vannak. A 3. ábra az efféle kapcsolást mutatja

 

Ábra 3: Volta kísérletei az elektromos akkumulátorral 1796-ban Fémek az akkumulátorban különböző elektronszámmal rendelkeznek. Volta megjegyezte, hogy az áramerősség kér különböző fém között, annál erősebb minél távolabb vannak egymástól. Az első szám mutatja a vonzást, míg a második az oxidációs állapotot.
Cink= 1.6 / -0.76 V
Ólom= 1.9 / -0.13 V
Ón= 1.8 / -1.07 V
Vas= 1.8 / -0.04 V
Réz = 1.9 / 0.159 V
Ezüst= 1.9 / 1.98 V
Arany= 2.4 / 1.83 V
Szén= 2.5 / 0.13 V

 

Ugyanabban az évben, Volta bemutatta a Londoni Társulatnak a folyamatos energiaforrásnak a felfedezését, melynek köszönhetően egy végtelen áramforrás megépítése lett elérhető.n

Franciaország egyike volt azon nemzeteknek, akik hivatalosan elismerték Volta felfedezéseit. Ebbe az időben Franciaország a tudományos fejlődésének a csúcsán volt, ezért tárt karokkal fogadták az új felfedezéseket. Voltát meghívták a Franciai Egyetemre lektorátusokat adni, amelyen Napoleon Bonaparte is jelen volt. ( 4 Ábra )

 

Ábra 4: Volta kísérletei

1800-ban Sir Humphry Davy, a bányászlámpa feltalálója, elkezdett az elektromosság kémiai hatásaival foglalkozni és rájött, hogy a bomlás akkor történt, amikor a elektromos áramot vezetett keresztül az anyagokon. Ezt a folyamatot később elektrolízisnek neveztél el. Ő telepítette a világ akkori legnagyobb és legnagyobb teljesítményű elektromos akkumulátort a a londoni társaságnak.

1802-ben William Cruickshank kifejlesztette az első tömeggyártásra készített elektromos akkumulátort. Cruickshank négyzet alakú réz és cink lapokat csinált. Ezeket a lapokat egy hosszú derékszögű fa dobozba egymásra rakta őket. A dobozban barázdák tartották a lapokat a helyzetükben, és a lezárt dobozt tengervizes elektrolittal vagy vizes savval töltötte meg. Ez a mostani elárasztott akkumulátorra hasonlít. Az 5. ábra Cruickshank-ot ábrázolja az akkumulátor műhelyében.

 

Az újratölthető akkumulátor felfedezése

1836-ban John F. Daniell, egy angol kémikus, kifejlesztett egy akkumulátort, ami stabilabb áramú, mint az elődei. Eddig, minden akkumulátor egyedi volt, ez azt jelentette, hogy nem lehetett újratölteni őket. 1859-ben, egy francia fizikus Gaston Planté tervezte meg az első újratölthető akkumulátort. Ez a ma is használatos ólom savas rendszeren alapult.

1899-ben, Waldmar Junger Svédországból feltalálta a nikkel-kadmiumos akkumulátort (NiCd), amely nikkelt használt mint pozitív elektróda ( katód ) és kadmiumot mint negatív ( anód ). Előállítási költsége az ólom-savas akkumulátorokhoz képest magas volt és korlátozott használhatósága, és két évvel később Thomas Edison kifejlesztett egy alternatív típust, ahol a kadmium-ion vassal helyettesítette. Alacsony energia, rossz teljesítmény korlátozta a nikkel-vas akkumulátor sikerét.

Sok évig NiCd volt az egyetlen tölthető akkumulátor hordozható készülékekben. 1990-es években környezetvédelmi aktivisták Európában aggódtak a NiCd akkumulátor által kifejtett negatív hatás miatt. El kezdték korlátozni az összetevőket és kérték a piacot, hogy álljanak át Nikkel-fém-hidrát (NiMH ) akkumulátorra. Ez a NiMH lett a következő lépés a lítium-ionos akkumulátor felé.

A legtöbb kutatási program a lítium akkumulátorok fejlesztésén alapszik. A Li-ion akkukat sok elektromos járműben használják, mivel számos előnye van. Többek között magas energiatartalma van, könnyű tölteni, alacsony gondozást igényel, és környezetbarátabb.

Elektromosság mágnesesség által

Elektromosság termelése mágnesesség által eléggé későn lett felfedezve. 1820-ban André-Marie Ampére észrevette, hogy elektromos áramot hordozó kábelek néha vonzzák egymást, máskor viszont taszítják egymást. 1831-ben Michael Faraday demonstrálta, hogyan biztosított egy réz lemez folytonos áramfolyamot, miközben egy erős mágneses mező körül forgott. Faradaynek, Davy segítségével, sikerült végtelen elektromos erőt generálnia, mindaddig amíg a mozgás a tekercs és a mágnes között megvolt. Ez vezetett az elektromos generátor felfedezéséhez, és a folyamat megfordítása pedig az elektromos motorhoz.

 

Ábra 7: 250,000 égő világította meg Chicago egét az 1893-as kiállításon
Az elektromos világítás három nagy hidro-generátor megépítéséhez vezetett a Niagara Vízesésnél

Telekommunikációs vezetékek lettek kiépítve vasúti hálózatok mellett, melyek főképp akkumulátorokról üzemeltek. Telex volt a felelős hogy az akkumulátorokat működésbe hozza. Az ezzel küldött üzenet ára a hosszától függött. Az 1800as évek közepén, a telegráfia új munkalehetőségeket nyitott a fiatal emberek számár. Például Alfred Hitchcock is így emelkedett ki a munkás nép közül.

 

Akkumulátor fejlődése

Az 1700as és 1800as évek jól dokumentáltak az elhivatott feltalálóknak köszönhetően. Benjamin Franklin feltalálta a Frankin tűzhelyet, kétfókuszú szemüveget és a villámhárítót. Páratlan volt feltalálóként az amerikai történelemben mindaddig, míg jött Thomas Edison. Edison egy jó üzletember volt, aki lehet magáénak vallotta más találmányait is. A közhittel ellentétben, nem Edison találta fel az izzót; ő továbbfejlesztett egy 50 éves ötletet. Bár sok ember dolgozott ezen az ötleten, mégis Edison kapta érte a honoráriumot.

Az alábbi táblázat összefoglalja az eddig elért akkumulátor sikereket és az azokat feltalálókat.

Év

Feltaláló

Tevékenység

1600

William Gilbert (Egyesült Királyság)

Az elektrokémia megalapítása

1745 Ewald George von Kleist (Hollandia) A Leideni palack feltalálása.statikus elektromosságot tárol

1791

Luigi Galvani (Olaszország)

“állati elektromosság” felfedezése

1800

1802

1820

1833

1836

1839

1859

1868

1899

Alessandro Volta (Olaszország)

William Cruickshank (Egyesült Királyság)

André-Marie Ampère (Franciaország)

Michael Faraday (Egyesült Királyság)

John F. Daniell (Egyesült Királyság)

William Robert Grove (Egyesült Királyság)

Gaston Planté (Franciaország)

Georges Leclanché (Franciaország)

Waldmar Jungner (Sweden)

A voltai cella feltalálása ( cink, réz lemez )

Az első tömeg gyártható elektromos akkumulátor

mágneses elektromosság

Faraday törvénye

Daniell cella feltalálása

Üzemanyag cella feltalálása (H2/O2)

Az ólom-savas akkumulátor feltalálása

Leclanché-elem feltalálása (szén-cink)

A nikkel-kadmium akkumulátor feltalálása

1901

1932

1947

1949

1970s

1990

1991

1994

1996

1996

Thomas A. Edison (USA)

Shlecht & Ackermann (Dánia)

Georg Neumann (Németország)

Lew Urry, Eveready Battery

Csapatmunka

Csapatmunka

Sony (Japán)

Bellcore (USA)

Moli Energy (Kanada)

University of Texas (USA)

A nikkel-vas akkumulátor feltalálása

Invention of the sintered pole plate

A nikkel-kadmium akkumulátor sikeres lezárása

Invention of the alkaline-manganese battery

A szelep-szabályzott ólom-savas akkumulátor fejlesztése

A Nikkel-fém-hidrid akkumulátor értékesítése

Lítium-ion akkumulátor értékesítése

Lítium-ion polimer értékesítése

A mangán katódos Li-ion bemutatása

Az Li-foszfát felismerése (LiFePO4)

2002

Montreali Egyetem, Quebec Hydro, MIT, others

Li-foszfát fejlesztése, nanotechnológia, értékesítés

Table 1: A modern akkumulátor fejlődésének története

 

Köszönjük a figyelmedet!

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.