Устройство литий-ионного аккумулятора
Современные электросамокаты используют цилиндрические литий-ионные ячейки формата 18650 (18мм диаметр, 65мм длина) или 21700 (21мм на 70мм). Формат 21700 считается более современным — при сопоставимом объеме он обеспечивает на 30-40% большую емкость за счет оптимального соотношения площади корпуса и объема активных материалов.
Внутреннее устройство ячейки
Внутри металлического корпуса находится спирально намотанный сэндвич: катод (обогащенный литием оксид кобальта, марганца или никеля), анод (графит), сепаратор (микропористая пленка) и электролит (органический раствор солей лития). При разрядке ионы лития перемещаются от анода к катоду через электролит, создавая электрический ток во внешней цепи.
Номинальное напряжение одной ячейки — 3,6-3,7 вольта. Полный заряд соответствует 4,2 вольта, глубокий разряд — 2,5-3,0 вольта. Для получения рабочего напряжения 36-48 вольт ячейки соединяют последовательно (10-13 штук).
Батарейная сборка: параллели и последовательности
Обозначение 10S4P означает 10 последовательных групп, каждая из 4 параллельных ячеек. Последовательное соединение увеличивает напряжение (10 × 3,6В = 36В), параллельное — емкость и токоотдачу (4 × 3000мАч = 12000мАч). Все ячейки в параллели должны иметь идентичное напряжение, иначе возникает балансировочный ток между ними.
Функции BMS
Плата BMS (Battery Management System) контролирует напряжение каждой параллельной группы, отключает батарею при перезаряде (выше 4,25В на ячейку), глубоком разряде (ниже 2,8В), коротком замыкании и перегреве. Качественная BMS также обеспечивает пассивную балансировку — шунтирование заряженных ячеек резисторами для выравнивания напряжений.
При деградации отдельных ячеек батарею можно восстановить путем замены вышедших из строя элементов и балансировки. Это требует точечной сварки и профессионального оборудования для тестирования.