Электрическая инвалидная коляска — это дорожное электротранспортное средство, которое перевозит человека, и её батарею оценивают по запасу хода, а не по времени работы на стенде. Статья A этой серии из трёх частей разбирает профиль тяговой нагрузки, объясняет, как испытание запаса хода по ISO 7176-4 преобразует потребление тока в теоретическое расстояние, и показывает, почему уклон, вес водителя и режим старт-стоп определяют энергетический бюджет.
Почти все электрические коляски работают от системы 24 В — исторически это две последовательно соединённые герметичные свинцово-кислотные батареи (SLA) по 12 В, а NiMH- и литиевые пакеты используют 20 NiMH-элементов (20 × 1,2 В) или 7 последовательных литиевых элементов. Два щёточных/бесщёточных мотор-редуктора постоянного тока приводят задние колёса через двухканальный контроллер; непрерывный ток на ровной поверхности обычно составляет 15–25 А, с пиками подъёма, преодоления бордюра и разгона в 30–40 А и более. Поэтому профиль нагрузки — это сильноточная, сильно изменчивая тяговая кривая, а не ровный фоновый ток прикроватного устройства.
ISO 7176-4 определяет стандартизованное определение потребления энергии и теоретического запаса хода на динамометре или эталонной трассе, чтобы заявления о запасе хода были сопоставимы между производителями. Запас хода получается делением используемой энергии на Вт·ч на километр, а Вт·ч/км задаются весом водителя, сопротивлением качению, давлением шин, уклоном, скоростью и частотой остановок и троганий. Пакет 24 В 20 А·ч хранит номинально 480 Вт·ч; при 18–25 Вт·ч/км это даёт примерно 19–27 км до снижения номинала — поэтому реальный запас хода всегда ниже каталожных цифр, полученных на ровном динамометре.
Комнатные коляски постоянно разгоняются, останавливаются и поворачивают; уличные коляски встречают пандусы, поперечные уклоны и бордюры. Каждый старт с места потребляет ток, кратный току равномерного хода, а затяжной подъём удерживает пакет на высоком разряде в течение минут. Рекуперация на большинстве колясок ограничена, поэтому почти вся кинетическая и потенциальная энергия рассеивается в тормозах и моторах. Поэтому батарея должна отдавать высокий непрерывный ток без чрезмерной просадки напряжения (которую контроллер воспринимает как пустую батарею и рано отключает питание) и выдерживать глубокий ежедневный разряд.
SLA дёшев, но тяжёл и быстро теряет используемую ёмкость при глубоких циклах (примерно 300–500 циклов). Литий лёгок и долговечен, но требует BMS и аккуратного обращения при перевозке (авиаправила по запасным батареям ограничивают резервные пакеты примерно 101–160 Вт·ч, что исключает большинство крупных тяговых пакетов в качестве запасных в ручной клади). NiMH находится посередине: механически прочен, это по своей природе более безопасная водная химия, устойчив к злоупотреблениям и высокоточному разряду, около 500 циклов до 80 % и существенно легче SLA при той же энергии — достойный путь модернизации для колясок, спроектированных в эпоху SLA. Статья B сравнивает химии и рассчитывает пакет; статья C охватывает испытания ISO 7176 и стандарты батарей.
Weijiang Power производит высокоточные NiMH-элементы и заказные тяговые пакеты 24 В для производителей средств мобильности: сварные цепочки с подобранным сопротивлением для тока подъёма, прочную механическую конструкцию и документацию IEC 62133-1/UN 38.3. Пришлите осциллограмму тока двигателя, целевой запас хода по ISO 7176-4 и весовой бюджет, и мы рассчитаем пакет под реальный профиль вождения.
