המצברים הם "מיכל הדלק" של הכלים החשמליים.
המצברים מגדירים את: טווח הנסיעה ,המשקל והמחיר
של הכלי, לכן חשוב להכיר את סוגי המצברים ותכונותיהם
ולדעת לקרוא את נתוני היצרנים ומשמעותם על ביצועי הכלי.
סוגי מצברים
ישנם ארבעה סוגי מצברים נטענים:
מצבר חומצה - Lead Acid (PbA)
ניקל קדיום - Nickel Cadimium (NiCad)
ניקל מטאל - Nickel Metal Hydride (NiMH)
ליתיום - Lithium-ion או Lithium Polymer
במשך שנים רבות, מצברי החומצה היוו את הבסיס האנרגטי של כלי
הרכב החשמליים.
מחירם הנמוך יחסית, זמינותם הגבוהה ויכולתם לספק זרם גבוה
בפרק זמן קצר היוו מקור להצלחתם.
למצברי חומצה מספר חסרונות :
מספר מחזורי טעינה קטן (250-500 מחזורים ), ניצולת קטנה
(60-70 אחוז מתכולת האמפר שעה של המצבר באמת ניתנים
לניצול ממשי ) ,הצורך להטעין את המצבר מיד לאחר השימוש.
והחיסרון הגדול ביותר, יחס משקל לתכולת אנרגיה נמוכה
מאוד דבר המצריך כמות גדולה של מצברים ומעלה את משקל הכלי.
חסרונות אילו הביאו לפיתוחם של סוגי מצברים נוספים.
הוותיק שביניהם הוא מצבר הניקל קדיום.
מצברים אילו ידועים במספר מחזורי טעינה טוב יותר ממצברי
החומצה וחסרונם העיקרי הוא שהם סובלים מתופעת "הזיכרון".
מחליפם של מצברי הניקל קדיום הוא הניקל מטאל לפי שמם, אפשר
להבין שהם מאותה משפחה .
יתרונותיהם העיקרים הם קיבולת אנרגיה גדולה ביחס למשקל
והיותם ידידותיים לסביבה.
המלך החדש של עולם המצברים הנטענים הינו מצבר הליתיום
לשלוחותיו השונות מצבר זה מכיל פי שלוש יותר אנרגיה ממצבר
הניקל מטאל.
מושגי יסוד במצברים
המתח
מצבר מורכב מתאים בודדים המחוברים יחדיו .
לכל תא יש מתח מסוים התלוי בסוג החומר ממנו הוא עשוי.
lead acid כל תא הוא בין 2v .
NiCad/NiMH כל תא הוא בין 1.2v.
Lithium כל תא הוא בין 3.7v .
תא מצברים טיפוסי לקורקינט או אופניים חשמליות
הוא בין 36,24,או 48 וולט (V) .
כך כדי לקבל מתח זה אנו צרכים לחבר מספר תאים בטור .
לדוגמא כדי להגיעה ל 36v צריך:
18 תאי מצבר של lead acid.
30 תאי מצבר של NiCad/NiMH.
10 תאי מצבר של Lithium
אמפר שעה (HA)
אמפר שעה הוא למעשה תחולת האנרגיה החשמלית של המצבר .
משמעות הדבר היא כמה זרם יכול המצבר לספק במשך שעה.
דוגמא : מצבר 12v 10 HA יכול לספק 10A למשך שעה או
לחילופין זרם של 5A למשך שעתיים.
כמובן שזה תיאורטי בלבד מכיוון שהתגובה של המצבר היא לא
ליניארית.
כדי להשוות מערכות שונות נהוג להכפיל את המתח בזרם ולקבל את
ההספק של המערכת בוואטים.
I – זרם.
V – מתח .
W – הספק
I X V = W
לדוגמה: סט מצברים של 24V 12A מכיל 288W
סט מצברים של 36V 8A מכיל גם 288W
תיאורטית שני הסטים, אם יעבדו באותם תנאים אמורים לתת את
אותו טווח נסיעה.
דחיסות אנרגיה
כאשר משווים בין סוגי מצברים אחד הנתונים החשובים ביותר הוא
דחיסות האנרגיה שנמדדת ביחידות של whrs/kg הספק שעה
לקילוגרם חומר.
בטבלה ניתן לראות את ההבדלים הגדולים בכמות האנרגיה בין
הסוגים השונים של המצברים ובעמודה האחרונה ניתנת דוגמא
למשקל ממשי של סט מצברים המכילים .288W
דרוג C אוC Rate
מונח שנתקלים בו לעיתים מזומנות הוא C Rate של מצבר.
זהו מונח שמטרתו ליצור בסיס משותף להשוואה בין מצברים שונים.
כדי להבין מונח זה נשתמש בדוגמא :
נניח שיש לנו מצבר של 10A אז נאמר ש C1 שווה ל 10A אז
C3 שווה ל 30A ו C0.5 שווה ל 5A .
ככל שדרוג הC גבוהה יותר, רמת הפריקה שהמצבר יכול לעמוד בה
הוא גבוה יותר.
כדי להבין טוב יותר את משמעות המושג, נשתמש בדוגמא ממשית.
נניח שאתה רוצה לקנות סט של מצברים של 10A 36V ונתוני היצרן
הם C1 לזרם מתמשך (continuous) ו C2 זרם מכסימלי.
אם המערכת שאתה תפעיל צורכת במצב נורמאלי 25A, תוך זמן
קצר יחסית אתה תפרוק את המצברים ובנוסף תקצר משמעותית
את אורך חיי המצברים.
סט מצברים בעלי C3 היו מתאימים יותר לדרישות המערכת וגם
אורך חיי המצברים היה ארוך יותר.
