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電動自行車怎麼選鋰電池

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圖片來源: Made - in -China: 探析鋰電池回收現狀 目前鋰電池最被普遍使用的不外乎是鋰聚合物、三元鋰與鋰鐵電池。本來是各有個的擁護者,比如電動摩托車,需要能提供瞬時大電流的能力,所以使用鋰鐵電池較多,遙控飛行器需要短時間大電流,不求續航力,所以適合鋰聚合物。 但是最近三元鋰大大跨進一步,主要是能量密度高,電壓高( 3.7V ),以電力驅動的車輛而言,只要鋰鐵電池一半的重量,就可以提供相同的續航力,所以受到 Tesla 的青睞。目前有一群電動機車的愛好者,也正在測試以三元鋰電池,取代鋰鐵電池的可能性。但是三元鋰電池其實壽命並不長,也因為如此 Tesla 把開發重心放在電力管理系統,來維護容易衰損的三元鋰電池。 目前電動自行車大部分也因為要減少電池的荷重,所以採用三元鋰電池,如果以 30 公里耗費 7 Ah 的電力來計算(電自),表內的三元鋰電池在壽命內可以行駛 21,100 公里,10 Ah 的鋰鐵電池可以行駛 42,000 公里,看起來鋰鐵電池相當勇健,但是鋰鐵也多將近一倍的重量,而且事實上一般人要耗完一顆三元鋰電池,也需要兩三年以上的時間。 不過影響鋰鐵的電池壽命的因素很多,主要原因在於電池蕊的一致性很差,導致號稱兩千次循環壽命的鋰鐵電池,在組成電池組時,常聽到有人用不到一年就衰退的嚴重,因此有些廠商已經把壽命降到 1500 與 1000次 左右,所以電池的保養維護,平時是否一段時間就對電池蕊進行平衡的動作,對鋰鐵電池組的壽命有很大的影響。 現在三元鋰電池還是相當高貴,尤其某 P 牌,相對鋰鐵電池就特別具有 CP 值,如果會到對岸「淘」的,常常就可以撿到便宜,不過要「會」淘,因為淘寶圖片文字混淆視聽的情況常有,便宜貨常是拆機或是幾年前生產的清倉庫存,電池電解液可能已經變質,所以一定要問清楚,外觀是否有鏽點、是否為拆機貨、哪時候生產?等等,,,掌櫃可不會主動告知這些。 所以,如果很在乎自行車荷重多兩公斤,常扛自行車上上下下,就只好選擇三元鋰電池,不過外層一定要做好保護,如果不幸摔車,三元鋰電池被劃破或是貫穿,具有燃燒起火的危險性。如果不是很在乎重量,使用鋰鐵電池,它還可以提供高一點的電壓,高一點點點的輔助動力,還有鋰鐵電池比起其他鋰電池對環境造成的污染相對較低,而且原料裡並沒有使用大量貴金屬,所以開採的資源相對也較少。 ...

電動自行車傳奇「老朽」之整理備忘

於 mobile01 中的自行車週邊,只要常去必然不陌生,有一棟樓「腳踏車改電動助踏車 DIY 實作記」萬年不倒,樓主老朽大哥傳授了許多有關電動自行車的眉角,但是截至目前(2014/11/17)為止樓高達 3585 層,已經不太容易能夠快速找到所需資訊,要把整篇扒完更是天方夜譚,所以只好借助搜尋來進行整理與紀錄。 也就是說這篇文希望能對一些重要的概念,例如:鋰電池、電池壓降、直流內阻、交流內阻、威而剛接法、控制器、馬達(電機)特性與電機功率等等...儘可能的整理,建立一些簡單的索引,提供自己備忘之用。 電池壓降問題 #151 : 當馬達開始出力,電壓就會下降,電流越大下降的幅度越大,透過 V=RI 與 W=IV (I: 電流),可以計算電池內阻與電池本身的消耗功率,即電池發熱的原因。 #340 : 透過壓降與保護板斷電的最低電壓,可以計算正確的電池並聯數量,在需要馬達大量出力時,才能讓電力持續不斷,又保有高效的輸出。 #434 : 由圖可以看出電池電流輸出愈大,壓降愈大。 #454 : 進一步詳細計算,容許的壓降範圍,並加上保護板分壓的作用機制,求出保險的壓降範圍,這邊有提到一點,為什麼要使用大C數的鋰聚合電池做並聯的原因。 電池內阻 #343 : 這篇把內阻說的很清楚,電池內部有電極與電解液等構造,所以勢必具有內阻,因此接上負載之後電壓會降下來。而電池蕊規格表上的內阻,通常是交流內阻,只能作為參考,實際組立成電池包後,接上負載再量測其直流內阻,這時才能真的引用至壓降的計算。 #2263 : 電阻分為直流電阻與交流電阻,交流電阻可以用儀器直接量,而這篇老朽大,教你怎麼直接從datasheet的放電曲線中,算出直流內阻。 電能回充的問題 #411 : 由電機發電產生的電流,跟轉速有關,但是要透過一些元件進行穩流、穩壓與儲存等,但這當中也會消耗電力,因此在問題沒有得到適當的解決之前,在自行車上回充電能效率不佳,筆者所詢問的控制器廠商認為,可能還會縮短電池的壽命。 併聯鋰聚合物電池(威而剛接法) #1102 : 威而剛概念的示意圖,主要減少上坡時的壓降,讓電機出力增加,爬坡力道增強。 #2855 : 威而剛的兩種接法,一是直接並聯(要注意保護板要充放電同口),二是只充37~39V,等主電池不夠立時再接上。而且鋰聚不適合充飽放著,如果都沒用的話,就會脹起來。...

自行車電池

自行車因為空間、載重有限,裝置在自行車上的馬達馬力,普遍來說並不大,消耗的電功率低,但是當電池沒電,失去輔助動力時,馬達與電池所增加的多餘負重,會造成自行車騎士的額外負擔,因此目前電動輔助自行車皆以能量密度高的鋰電池蕊為主。鋰電池依正極材料又細分多種,而市面上電動車,多使用俗稱三元鋰的電池為電力來源,就是大宗應用在筆記型電腦裡的電池材料,主要具有大容量與重量輕的優點。 鋰電池依正極材料不同主要分為四種: 鋰鈷 Li-Co 一般3C產品使用,無法應付大電流、高電壓使用,封裝及其安全性較容易遭詬病。 鋰錳 Li-Mn 成本低,安全性較鋰鈷高,但循環壽命差,不耐高溫,高溫環境下,壽命更差,而且自放電嚴重,不穩定性高。 鋰鎳鈷錳(三元鋰) Li-NiCoMn 鋰鎳鈷錳電池混合了鋰鎳電池、鋰鈷電池、鋰錳電池的材料特性,鈷於正極在放電的過程中會形成金屬鋰,因此有安全性上的顧慮,循環壽命為500次左右。 近年由於Tesla看重其單位重量上具有高容量的特性,採用為電動汽車電池,因此近年大放異彩,但鈷對環境具有毒性,需做適當地回收處置。 鋰鐵 Li-Fe 原料價格低,主要材料,磷、鋰、鐵存在於地球的資源含量豐富。高放電功率、可快速充放電、循環壽命長、穩定性高,普遍認為較符合環保、安全、高性能的鋰電池。但主要大缺點為單位重量的容量只有三元鋰一半。 自行車目前電池電蕊皆以三元鋰電池材料為主,目前大廠如Panasonic與三星以18650規格為大宗出貨,而鋰鐵電池具有大電流放電之特性,故大量被電動摩托車所採用。 三元鋰 能量密度高,高電壓,電池電量容易測量,電蕊一致性優良,容易組立成大電池,被未來電動車動力來源寄予厚望,但是容易升溫,循環壽命短,以三星ICR 18650 26F為例,在三百次充放循環之後,剩下約70%的電力,不過目前價格昂貴,製造成本高昂,期待在Telsa與Panosonic合作建立電池鏈之後,帶動整個三元鋰產業降低生產成本。 鋰鐵(磷酸鐵鋰) 目前主要為電動摩托車所採用,主要充放電特性佳,能以大電流放電與充電,但是因為相當笨重,而且容量只有三元鋰電池一半左右,且因電池蕊一致性較差,所以組立大電池需特別挑選適當電池蕊,因此有不少愛好者試著以三元鋰作為取代,但是代價不斐。 但筆者認為現階段以鋰鐵電池對環境較為友善,材料能回收利用,而且循...