Про аккумуляторы - много букав.
Холивар начался вот с этого видоса
В двух словах: человек купил моноколесо, особо не заморачивался с изучением информации и ТБ. Упал, и во всем винит колесо-убицу. Я оставил под этим видео свой комментарий и тут понеслось…
Что нужно знать про современные литиевые аккумуляторы?
Речь пойдет о сборках на 18650 элементах.
Прежде всего надо понимать, что энергия в аккумуляторе находится в химически связанном виде. Скорость с которой происходит токоотдача непостоянна и конечна. Это значит, что аккумулятор не может отдать всю запасенную энергию за короткий момент времени. Объем энергии, которую аккумулятор может отдать - зависит от уровня заряда. В самом начале, аккумуляторные ячейки подобны перекаченному воздушному шарику и легко отдают свою энергию. Но по мере того, как аккумулятор разряжается, снижается и токоотдача. Контроллер чувствует нехватку энергии (снижается напряжение) и пытается компенсировать это за счет более высокого тока. А это еще сильнее приводит к снижению напряжения. Т.е. происходит так называемая "просадка" напряжения, которую могут наблюдать все владельцы СИМ на батарейках с вольтметром во время разгона.
Почему это важно? Большинство обывателей воспринимает % заряда аккумулятора как что-то понятное и линейное. Вот компьютер показывает на 100% заряженный аккумулятор и тут все понятно. А вот уже 50% уровня заряда и вроде как логика говорит, что нам осталось еще половина запаса энергии, но на самом деле это не так.
В большинстве электросамоваров и моноколес % заряда это очень условный показатель, который указывает в каком диапазоне между верхней и нижней границей находится уровень напряжения аккумулятора. Например, если верхняя граница 55 вольт, а нижняя 35, то 50% будет означать что текущее напряжение аккумулятора 45 вольт. Вроде бы логично, но на самом деле абсолютно не информативно.
В момент, когда Вы нажимаете на курок газа (или давите на моноколесо), контроллер начинает отбирать у аккумулятора энергию. Пока уровень заряда максимальный, энергия поступает в нужном количестве, и никаких проблем. Но мере снижения уровня заряда, контроллер начинает замечать нехватку энергии и пытается отобрать ее из аккумулятора отбирая большую силу тока из-за снижения напряжения. А это как, указывалось выше, приводит к просадке. На практике это выглядит так: вот у вас самокат с 50% уровнем заряда, Вы жмете на газ, и уровень заряда начинает таять на глазах… Уменьшается с 50% до 40-30-20 и может даже упасть до нуля.
Что это означает? На половину разряженные ячейки аккумулятора не успевают отдавать ток в нужном объеме. Энергия сочится тонкой струйкой под малым давлением (малое напряжение). Тогда контроллер пытается "открыть кран на полную"…
Это как бассейн который наполняется водой по одной трубке и одновременно вода из него сливается по двум другим трубам. Когда контроллеру нужно больше энергии, он говорит, а давайте еще одну трубу на слив подключим… И что происходит с уровнем воды в бассейне? Он опускается. Так и в аккумуляторе происходит "просадка" напряжения.
И это в принципе нормально. Все современные аккумуляторы ведут себя так.
В чем же тогда загвоздка? А в том, что когда уровень заряда приближается к 50% - увеличивается шанс словить "продав". Т.е. можно попасть в ситуацию, когда уровень заряда просядет ниже допустимой границы и контроллер будет вынужден отключиться. Я не раз ловил такую ситуацию на самокате mini4. Когда компьютер показывал 50% заряда, но при попытке дать полный газ - самокат отключался. Если мы говорим про самокат - тут нет ничего страшного. Но если в этот момент мы едим на моноколесе - то мы упадем.
Конечно-же современные моноколеса делаются с определённым запасом, чтобы избегать подобных ситуаций. Они ограничивают максимальную скорость по мере снижения уровня заряда. Аккумуляторы моноколес собираются из приличных ячеек. Но все-таки статистика падений и трав моноколесников, говорит о том, что риски по прежнему велики (особенно если учесть, что относительно небольшое сообщество моноколесников генерирует на порядок больший объем аварийного контента чем самокатчики).
Что полезного мы должны отсюда вынести?
- Определять уровень заряда по вольтметру можно только очень приблизительно. Правильней использовать ваттметр, который покажет сколько энергии "влилось" в аккумулятор и сколько уже было отобрано.
- Моноколесникам, по возможности не стоит кататься на колесе, которое разряжено на 50 и более процентов.
Почему меня закидали "гнилыми помидорами". Потому, что все имеют свой личностный опыт, который говорит им, что они могут выкатать свое колесо в полный ноль и все будет норм. Но это работает только в их случае, только с их колесом и только в их обстоятельствах.
1. Количество параллелей в аккумуляторе. Ячейки в аккумуляторе соединяются последовательно для получения нужного напряжения. Последовательно соединенные ячейки объединяются в параллельные блоки. Чем больше параллельных блоков - тем больше емкость аккумуляторов и выше энергообеспечение контроллера и двигателя. Т.е. чем больше параллелей, чем меньше будет заметна просадка напряжения и меньше вероятность словить продав. На мой взгляд минимальное количество параллелей для мощного моноколеса должно быть три и более. Пролистывая сообщения о падениях и травмах моноколесников, я чаще всего натыкаюсь на случаи с колесом V8. С одной стороны именно у него всего две параллели, но с другой стороны это было одно из самых массовых колес. Поэтому, может быть, я и не прав.
2. Возраст аккумулятора. Аккумуляторы стареют. И делают это довольно быстро. Условно считается, что за год аккумулятор теряет 10% своей емкости. Многое зависит от условий эксплуатации и хранения. Но они редко когда бывают идеальными. Поэтому, надо рассчитывать на то, что через три года Вам будет нужен новый аккумулятор.
3. Разброс уровня заряда ячеек. По мере эксплуатации происходит то, что называется разбалансировкой. Какие-то ячейки деградируют быстрее, какие-то вообще выходят из строя. В результате, "плохая ячейка" быстрее заряжается до максимального напряжения, но и быстрее разряжается, т.к. потеряла емкость. Хотя такое не обязательно случается из-за деградации ячеек, это может случиться вследствие специфики эксплуатации. Что происходит на практике? Вы начинаете заряжать аккумулятор. Контроллер следит за уровнем заряда, но не всех ячеек одновременно, а просто отслеживает максимальное напряжение. Как только одна из ячеек достигает предельного значения - зарядка прекращается. В результате, у Вас может быть недозаряженный аккумулятор. Потом Вы начинаете эксплуатировать такой аккумулятор. И дефектная ячейка начинает сильно просаживаться. Как только ее напряжение упадет ниже допустимого - контроллер отключится, т.к. посчитает, что аккумулятор разрядился. И Вы не сможете извлечь всю энергию из аккумулятора. Решить этот вопрос помогает балансировка (отсутствующая в дешевых самокатах). Но даже балансировка не сможет помочь, если какие-либо ячейки пришли в негодность.