Заряжаем аккумулятор от велосипеда

Зарядное устройство для велосипеда

8 минут Автор: Михаил Скворцов 2301

Велосипед, который скоро отпразднует свое 200-летие, является, пожалуй, самым живучим транспортным средством. Детище барона фон Дреза, запатентованное в 1818 году, стало дедушкой современного байка. В эти годы Джордж Стефенсон ещё только проектировал свой знаменитый паровоз «Ракета», а самой быстрой наземной скоростью оставалась быстрота, с которой передвигается лошадь.

Пар в качестве главной движущей силы продержался около ста лет, пока ему на смену не пришло электричество и двигатели внутреннего сгорания. Затем человечество вступило в ядерную и космическую эру, а сейчас наиболее перспективным считается использование водорода. Но байк, несмотря на свою простоту, не исчез. Наоборот, с каждым годом он набирает всё большую популярность.

Как и любой современный транспорт, велосипед в своём развитии не стоит на месте. Создание всё более совершенных и миниатюрных электронных компонентов позволило устанавливать на него самые различные дополнительные приборы. Это разнообразные велокомпьютеры, датчики, велоакустика и оптика, а также приспособления, призванные облегчить вращение педалей. Современная промышленность не оставила без внимания и такой неотъемлемый атрибут современной жизни, как мобильные средства связи, то есть телефоны и смартфоны. В последнее время на рынке появилось большое количество велосипедных зарядных устройств для этих компактных гаджетов.

Основные компоненты велосипедных зарядок

Велосипедная зарядка – это устройство, преобразующее механическую или другую энергию, возникающую при движении байка, в электричество, которое затем применяется для перезарядки аккумуляторов портативных электронных приборов. Чаще всего она используется для зарядки телефона, хотя, в зависимости от выходной мощности, типа разъёма и прочих параметров, может подойти и для прочих гаджетов – цифровых камер, аудиоплееров, планшетов, GPS-навигаторов и многого другого.

Зарядное устройство обычно состоит из преобразователя энергии, встроенного аккумулятора и контроллера, а также подставки-держателя для смартфона или другого прибора. В качестве преобразователя энергии могут выступать механические генераторы различных типов, ветрогенераторы или солнечные батареи. Генератор или какой-либо иной источник энергии вырабатывает электричество, контроллер служит выпрямителем и управляет процессом зарядки аккумулятора, от которого затем перезаряжается сам телефон. Существуют модели, в которых нет встроенного аккумулятора. В таком случае зарядка вашего гаджета будет возможна только во время движения велосипеда, поэтому для удобства использования, скорее всего, придётся покупать отдельный пауэрбанк.

Виды велосипедных зарядок

Самым важным элементом зарядки является преобразователь энергии, и при классификации зарядных устройств будет логично отталкиваться от их типа. Наиболее распространены следующие виды велосипедных зарядок для телефона:

Зарядка на основе механического генератора. Эти генераторы также часто называют устаревшим термином «динамо-машина». Есть несколько видов таких устройств: с генератором, встроенным в переднюю или заднюю втулку велосипеда; с навесной динамо-машиной; с генератором, работающим на основе фрикционной передачи.

Зарядки со встроенным генератором, или динамо-втулки, на сегодняшний день являются самыми надёжными. Они работают тихо, не зависят от погодных условий и не требуют особого ухода. В то же время они дороги, довольно много весят и вызывают дополнительное сопротивление качению. Если ваш велосипед не был изначально оборудован динамо-втулкой, то для её установки придётся переспицевать колесо, что весьма непросто.

Внешние навесные генераторы крепятся к втулке или каретке снаружи с помощью простого фиксатора. Их установка не требует больших затрат времени и сил, и справиться с ней сможет практически любой. Такие всемирно известные компании, как Nokia и Shimano, в последнее время отдают предпочтение именно подобной конструкции.

Третий вид – генераторы на основе фрикционной передачи – называют также «бутылочными» из-за характерной формы. Это самые простые динамки. В них для передачи энергии вращения велосипедного колеса используется ролик, который прижимается к покрышке. Зарядное устройство на основе такого генератора остаётся наиболее дешёвым, распространённым и лёгким в установке, но имеет ряд существенных недостатков.

Бутылочная динамо-машина издаёт довольно сильный шум, трение о покрышку приводит к её ускоренному износу. В сырую погоду эффективность генератора существенно снижается из-за проскальзывания ролика по поверхности покрышки. Кроме того, нужно постоянно следить за тем, чтобы он находился в правильном положении, обеспечивающем наилучший контакт. Ослабленные в результате тряски крепёжные винты могут привести к попаданию динамки в спицы колеса, что тоже не добавляет удовольствия от её использования.

Все вышеперечисленные зарядки имеют один существенный недостаток, заложенный в их конструкции, – для производства электричества они используют механическую энергию, возникающую при движении велосипеда. Потери при таком способе неизбежны, что вызывает снижение КПД и, в конечном счёте, делает их менее эффективными.

Велосипедная зарядка для телефона на солнечных батареях

Появление на рынке современных высокоэффективных солнечных панелей делает зарядные устройства, созданные на их основе, весьма удобными и недорогими. Основные компоненты, названные нами раньше, остаются прежними. Это генератор, контроллер и аккумулятор, только в качестве источника энергии теперь выступает не динамо-машина, а солнечная батарея. Фотоэлектрические преобразователи на основе полупроводников позволяют преобразовывать солнечную энергию в электрический ток, избегая ненужных потерь, возникающих в механических устройствах. Подобное устройство заряжает телефон или другой прибор вне зависимости от скорости велосипеда и не вызывает дополнительного сопротивления при езде. Солнечная батарея может размещаться где угодно: на раме, руле, багажнике, шлеме и даже на одежде. Единственное ограничение – зависимость от интенсивности освещения. В пасмурную погоду или ночью такие зарядки работать не будут.

Ветрогенератор

Еще один источник энергии. В этом случае для производства электричества используется поток воздуха, вращающий лопасти миниатюрного генератора. Зарядки, использующие этот принцип, работают только тогда, когда есть поток встречного воздуха, то есть при движении велосипеда, поэтому необходимо использование отдельного пауэрбанка. Такое устройство можно без труда собрать своими руками в домашних условиях, а в качестве ветрогенератора подойдёт даже вентилятор от компьютера.

Следует также отметить, что подобные зарядки начинают вырабатывать ток только при достижении определённой скорости, и при неспешной езде практически бесполезны.

Бесконтактный генератор

Последний из рассматриваемых типов, который применяется в велосипедных зарядках. На ободе колеса или спицах размещаются постоянные магниты, а на вилке – катушки. Также необходим преобразователь переменного тока в постоянный и аккумуляторы, накапливающие электроэнергию. Таким образом, в роли генератора выступает само колесо, и не возникает нужды в дополнительном корпусе. Вес конструкции и механические потери снижены до минимума. Правильно подобрав компоненты, можно получить на выходе ток, вполне достаточный для зарядки портативной электроники. Благодаря своей простоте, такая схема популярна среди любителей-самодельщиков, хотя существует достаточное количество промышленно изготовленных образцов.

Как видно, существует довольно большое количество разнообразных устройств, с помощью которых можно зарядить от велосипеда свой телефон. Все они имеют определённые плюсы и минусы. При выборе стоит обратить внимание на такие факторы, как ёмкость аккумулятора, лёгкость установки, наличие разъёмов, соответствующих именно вашему девайсу, а также вес и цену.

Крепление для телефона должно надёжно фиксировать его, ведь будет очень обидно, если дорогой смартфон выпадет по дороге и разобьётся. Выбирайте то, что подходит вам больше всего, и вы всегда будете на связи.

Источник

Как зарядить аккумулятор для электровелосипеда

Статья обновлена: 2020-12-23

Корректная зарядка аккумуляторной батареи – важное условие для поддержания ее работоспособности и долгого срока службы. При нарушении правил зарядки, таких как превышение допустимого тока заряда или хранение АКБ в разряженном состоянии, в структуре аккумуляторов происходят необратимые изменения. В результате:

• ускоряется износ элементов питания;
• происходит их деградация;
• сокращается циклический ресурс;
• уменьшается доступная емкость;
• при работе заметно просаживается напряжение;
• батарея быстро разряжается;
• дальность пробега на 1 заряде сокращается в разы.

Чтобы избежать таких последствий, нужно правильно заряжать аккумулятор электровелосипеда.

Как заряжать электрический велосипед?

Чтобы литий-ионные аккумуляторы служили долго и эффективно, их нужно оберегать от перезаряда и сильного разряда. Вопрос с перезарядом решается благодаря использованию плат защиты. Они контролируют напряжение на ячейках и поддерживают его в рекомендованном диапазоне – от 2,8 до 4,2 В для накопителей типа Li-ion и от 2 до 3,6 В для LiFePO4.

Как только напряжение выходит за допустимые границы, плата защиты отключает батарею от нагрузки (при сильном разряде) или от зарядного устройства (при полном заряде). Тем самым она оберегает элементы питания от преждевременного износа и деградации. Что касается профилактики глубокого разряда, в дополнение к BMS плате необходимо внимательное отношения к зарядке со стороны самого пользователя.

БМС плата отключает аккумулятор от нагрузки при критически низком напряжении, но после этого важно поставить АКБ на зарядку. Если же севшую батарею долго не заряжать, она деградирует и потеряет свои исходные характеристики. По этой же причине рекомендуется хранить Li-ion аккумуляторы в полузаряженном состоянии – с уровнем заряда 40–60%, и периодически подзаряжать. Это необходимо для компенсации саморазряда.

Последовательность зарядки

Алгоритм восполнения запаса емкости у всех литиевых АКБ идентичен. Нужно взять совместимое с батареей зарядное устройство и включить его в стандартную розетку 220 В, после чего подключить к сухому и чистому разъему батареи. Двигатель в процессе подзарядки АКБ должен быть отключен. Когда индикатор на блоке питания загорится зеленым цветом, нужно вынуть штекер зарядника из розетки и отключить его от батареи. Готово!

7 правил зарядки АКБ электровелосипеда

Чтобы аккумуляторная батарея исправно работала в течение всего срока эксплуатации, соблюдайте рекомендации производителей:

1. Заряжайте батарею после каждой поездки, особенно если остаточный уровень заряда менее 50%. Такая привычка поможет избежать разрядки АКБ во время очередной поездки и не допустить критического падения напряжения на ячейках.
2. После поездок в морозную погоду оставьте батарею на пару часов в помещении, чтобы она прогрелась, а образовавшийся на ней конденсат испарился. После этого – ставьте АКБ на зарядку. Если зарядить АКБ на холоде и после этого внести в помещение, произойдет перезаряд, и циклический ресурс сократится.
3. Заряжайте Li-ion батареи при выключенном моторе электровелосипеда. Снимать или не снимать батарею с байка – решать вам. Если она съемная, можете снять и занести ее в помещение отдельно от байка.
4. Используйте зарядное устройство, предназначенное для конкретного типа накопителей энергии.
5. По возможности заряжайте батарею полностью – до тех пор, когда загорится зеленый индикатор. Систематический неполный заряд негативно сказывается на ресурсе и характеристиках АКБ. Сколько времени потребуется для полного восполнения заряда – зависит от емкости батарею и зарядного тока. В среднем литиевые АКБ заряжаются от 2 до 8 часов. Хотя процесс подзарядки автоматически прекратится по его окончании, оставлять батарею на зарядке дольше необходимого времени не стоит.
6. Заряжайте АКБ при плюсовых температурах (желательно – от +10 до +25 °С), вне зоны действия источников тепла и прямых солнечных лучей.
7. Не накрывайте заряжаемую батарею, чтобы не допустить ее перегрева.

Как заряжать аккумулятор электровелосипеда типа LFP?

Батареи на основе литий-железо-фосфата – это подвид Li-ion моделей с отличными эксплуатационными характеристиками. Они более устойчивы к низким температурам, перезаряду и глубокому разряду, имеют ресурс более 2000 циклов, диапазон рабочих напряжений от 2 до 3,6 В и номинальное напряжение 3–3,3 В. Батареи подвида LiFePO4 устойчивы к токовым нагрузкам, поэтому заряжаются более высокими токами и восполняют запас энергии быстрее.

Деградации они подвержены меньше, чем остальные Li-ion аккумуляторы, поэтому и служат дольше. Но в целом рекомендации по зарядке LFP батарей – те же, что и для остальных литий-ионных накопителей. Главное – использовать подходящее для них зарядное устройство, заряжать АКБ при комнатной температуре, не разряжать « в ноль» и не хранить в разряженном состоянии. Подробные рекомендации по использованию и зарядке конкретной аккумуляторной батареи приводятся производителем в инструкции по ее эксплуатации.

Источник

Как зарядить аккумулятор электровелосипеда

Всем покупателям велосипедов с мотором в обязательном порядке выдается инструкция по их зарядке. Ее основные постулаты сводятся к тому, что обращаться с аккумулятором стоит бережно, ориентируясь на степень разрядки девайса и используя для восстановления его функциональности исключительно оригинальные зарядные средства.

Стоит принимать во внимание, что у разных производителей рекомендации по зарядке электрических велосипедов могут различаться. Всегда стоит внимательно читать руководство пользователя и ориентироваться на информацию, собранную на его страницах.

Типовой алгоритм зарядки электровелосипеда

Каждая батарея, которая устанавливается на электровелосипед, рано или поздно разряжается, становится неспособной питать совместимый с ней двигатель. В такие моменты девайс нуждается в экстренной подзарядке от сети 220 вольт. Выполнять данное мероприятие можно повсеместно: на работе, в офисе, в гараже, на даче. Главное, чтобы электросеть была с типовыми показателями. При наличии сомнений относительно напряжения в розетке, лучше не рисковать, так как подобные эксперименты могут обернуться бедой для агрегата.

Зарядка проводится, преимущественно, без съема АКБ с ее рабочего места и обязательно с выключенным двигателем. В отдельных моделях двухколесного транспорта есть возможность беспрепятственного изъятия батареи из конструкции перед ее непосредственной зарядкой. Это актуально в ситуации, когда владелец велосипеда не хочет заносить нуждающийся в восстановлении заряда транспорт в жилое помещение.

Чтобы аккумулятор мог быть заряжен на 100%, ему потребуется «родное» зарядное. Как правило, оно поставляется вместе с велосипедом или продается в том же магазине, что и транспортное средство. Использовать универсальные зарядники или «аналоги» можно только после официального подтверждения их совместимости производителем (сегодня вполне можно связаться с разработчиком велосипеда, чтобы выяснить, какие АКБ тот рекомендует).

Как заряжать электровелосипед с батареей Li-ion

Получив в свое распоряжение новый велосипед, обязательно начать его эксплуатацию с правильного обслуживания батареи. Для начала потребуется зарядить литий-ионный аккумулятор и проверить его работоспособность в действии. Далее после каждого выезда потребуется дозаряжать АКБ до 100%. Полная разрядка изделия нежелательна, поэтому старайтесь избегать подобных ситуаций, так как каждый раз, когда батарея уходит «в ноль», это автоматически снижает его жизненный срок.

Если аккумулятор имеет встроенную плату, он более устойчив к перегрузкам и нетипичным условиям эксплуатации, чем аналоги. Однако и те, и другие модели нужно оберегать от сильных перепадов температур, использования на морозе, явлений перезаряда и сверхразряда, контакта с прямыми солнечными лучами.

Хранить батарею нужно заряженной на 50% при условии, что температура в помещении колеблется в пределах от 10 до 15 градусов Цельсия. Не стоит класть АКБ рядом с источниками тепла.

Правильное обращение с литий-ионными аккумуляторами – вопрос принципиальной важности, поскольку данные изделия потенциально склонны к самовозгоранию. Любые действия с батареей, не предусмотренные инструкцией или запрещенные ею, чреваты непоправимыми последствиями.

Как зарядить аккумулятор электровелосипеда LiFePO4

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы являются разновидностью литий-ионных, но у них есть собственные правила зарядки и определенные ограничения. Владельцам электротранспорта, оснащенного такими батареями, стоит учесть специфику обращения с подобными устройствами.

1. Во-первых, для зарядки литий-феррофосфатных батарей используются определенные зарядные приспособления, на которых всегда указывается конечное напряжение зарядки. Ни в коем случае нельзя задействовать аккумуляторы других категорий, с иными маркировками и назначением. Это может губительно сказаться на производительности устройства.
2. Во-вторых, обязательно следить за температурой агрегата – его корпус не должен быть слишком холодным во время зарядки. В частности, если аккумулятор занесен с улицы, где царит холодная погода, ему нужно дать немного согреться. Запрещено выполнять зарядку при отрицательных температурах воздуха, например, в неотапливаемом помещении. В подобной ситуации неминуемо возникает эффект перезаряда, что негативным образом влияет на ресурс АКБ. Нельзя также провоцировать перегрев батареи в ходе восстановления ее заряда – накрывать аккумулятор и зарядное крайне нежелательно.
3. В-третьих, стоит оберегать устройство от полной разрядки и, тем более, от длительного пребывания в данном состоянии. Даже если изделие не используется (например, в зимние месяцы), стоит периодически его подзаряжать, чтобы аккумулятор не пустовал.

Основные советы для владельцев электровелосипедов

Оставляя аккумулятор на зарядке, очень важно засекать время и не давать батарее заряжаться дольше положенного срока. Как правило, на зарядку среднестатистической АКБ уходит порядка 8 часов (можно удостовериться в инструкции). Передерживать агрегат – значит, рисковать его работоспособностью в будущем.

Положительно влияет на продление эксплуатационного периода изделия бережное его использование – с разрядкой не ниже 30%.

Если предстоит длительное хранение велосипеда, батарею нужно зарядить по максимуму накануне этого периода и затем, по возможность, делать по несколько подзарядок ежемесячно.

Экономный расход ресурса АКБ – залог долгой службы батареи. Поэтому велосипедистам рекомендуется соблюдать такие правила:

• всякий раз, когда ситуация располагает (хорошая дорога, есть силы и желание), стоит крутить педали, устраняя тем самым необходимость задействования батареи;
• не стоит подключать к аккумулятору велосипеда посторонние девайсы;
• стиль езды желательно выбирать мягкий, спокойный, без резких движений и частого торможения;
• перевозить вещи желательно в минимальном объеме, не давая чрезмерную нагрузку на колеса;
• в ходе использования велосипеда, стоит отключать аккумулятор сразу же после того, как транспорт припаркован.

Если батарея используется по назначению холодной осенью или зимой, желательно утеплить отсек с АКБ. В то же время при эксплуатации аккумулятора в жаркие летние деньки, не помешает продумать дополнительное его охлаждение.

Внятная и подробная инструкция по зарядке велогибрида представлена в этом ролике:

Источник