Tehnički vodič: baterije za električni skuter

Tehnički vodič: baterije za električni skuter

Baterije za električni skuter
Baterija je "rezervoar goriva" vašeg električnog skutera.Pohranjuje energiju koju troše DC motor, svjetla, kontroler i drugi pribor.

Većina električnih skutera imat će neku vrstu litijum-jonske baterije zbog njihove odlične gustine energije i dugovječnosti.Mnogi električni skuteri za djecu i drugi jeftini modeli sadrže olovne baterije.U skuteru, baterija je napravljena od pojedinačnih ćelija i elektronike koja se zove sistem za upravljanje baterijom koji omogućava siguran rad.
Veće baterije imaju veći kapacitet, mjereno u vat satima, i omogućit će električnom skuteru da putuje dalje.Međutim, oni također povećavaju veličinu i težinu skutera – čineći ga manje prenosivim.Osim toga, baterije su jedna od najskupljih komponenti skutera i ukupni troškovi se shodno tome povećavaju.

Vrste baterija
Baterije za e-skutere napravljene su od mnogih pojedinačnih baterijskih ćelija.Tačnije, napravljene su od 18650 ćelija, klasifikacije veličine za litijum-jonske (Li-Ion) baterije cilindričnih dimenzija 18 mm x 65 mm.

Svaka 18650 ćelija u bateriji je prilično neimpresivna — stvara električni potencijal od ~3,6 volti (nominalni) i ima kapacitet od oko 2,6 amper sati (2,6 A·h) ili oko 9,4 vat-sata (9,4 Wh).

Ćelije baterije rade od 3,0 volti (0% napunjenosti) do 4,2 volta (100% napunjenosti).18650 lifepo4

Lithium Ion
Li-Ion baterije imaju odličnu gustoću energije, količinu pohranjene energije prema njihovoj fizičkoj težini.Oni također imaju odličnu dugovječnost što znači da se mogu više puta prazniti i puniti ili "ciklirati" i dalje zadržati svoj kapacitet skladištenja.

Li-ion se zapravo odnosi na mnoge hemije baterija koje uključuju litijum jone.Evo kratke liste ispod:

Litijum mangan oksid (LiMn2O4);aka: IMR, LMO, Li-mangan
Litijum mangan nikl (LiNiMnCoO2);zvani INR, NMC
Litijum nikl kobalt aluminijum oksid (LiNiCoAlO2);aka NCA, Li-aluminij
Litijum nikl kobalt oksid (LiCoO2);aka podoficir
Litijum kobalt oksid (LiCoO2);aka ICR, LCO, Li-kobalt
Litijum gvožđe fosfat (LiFePO4);aka IFR, LFP, Li-fosfat
Svaka od ovih kemijskih sastava baterije predstavlja kompromis između sigurnosti, dugovječnosti, kapaciteta i izlazne struje.

litijum mangan (INR, NMC)
Srećom, mnogi kvalitetni električni skuteri koriste INR hemiju baterije — jednu od najsigurnijih hemija.Ova baterija daje veliki kapacitet i izlaznu struju.Prisustvo mangana smanjuje unutrašnji otpor baterije, omogućavajući visoku izlaznu struju uz održavanje niske temperature.Posljedično, to smanjuje šanse za termički bijeg i požar.

Neki električni skuteri sa INR hemijom uključuju WePed GT 50e i Dualtron modele.

Olovna kiselina
Olovna kiselina je veoma stara hemija baterija koja se obično nalazi u automobilima i nekim većim električnim vozilima, kao što su kolica za golf.Takođe se nalaze u nekim električnim skuterima;prije svega, jeftini dječiji skuteri kompanija poput Razor.

Prednost olovno-kiselinskih baterija je što su jeftine, ali imaju vrlo nisku gustinu energije, što znači da su teške u odnosu na količinu energije koju pohranjuju.Za poređenje, litijum-jonske baterije imaju oko 10 puta veću gustinu energije u odnosu na olovno-kiselinske baterije.

Battery Packs
Da bi se napravio baterijski paket sa stotinama ili hiljadama vat sati kapaciteta, mnoge pojedinačne 18650 Li-ion ćelije se sklapaju zajedno u strukturu nalik cigli.Baterija nalik cigli se nadgleda i reguliše elektronskim kolom koji se zove sistem upravljanja baterijom (BMS), koji kontroliše protok električne energije u i iz baterije.
Pojedinačne ćelije u baterijskom paketu su povezane serijski (od kraja do kraja) što zbraja njihov napon.Tako je moguće imati skutere sa 36 V, 48 V, 52 V, 60 V ili čak i većim baterijama.

Ovi pojedinačni nizovi (mnoge baterije u seriji) se zatim povezuju paralelno kako bi se povećala izlazna struja.

Podešavanjem broja ćelija u seriji i paralelno, proizvođači električnih skutera mogu povećati izlazni napon ili maksimalnu struju i kapacitet amper sata.

Promjena konfiguracije baterije neće povećati ukupnu pohranjenu energiju, ali efektivno omogućava bateriji da ponudi veći domet i niži napon i obrnuto.

Napon i % preostali
Svaka ćelija u baterijskom paketu općenito radi od 3,0 volti (0% napunjenosti) pa sve do 4,2 volta (100% napunjenosti).

To znači da baterija od 36 V (sa 10 baterija u seriji) radi od 30 V (0% napunjenosti) do 42 V (100% napunjenosti).Možete vidjeti kako % preostalih odgovara naponu baterije (neki skuteri to prikazuju direktno) za svaku vrstu baterije u našoj tablici napona baterije.

Voltage Sag
Svaka baterija će patiti od fenomena koji se zove pad napona.

Pad napona uzrokovan je nekoliko efekata, uključujući litij-ionsku hemiju, temperaturu i električni otpor.To uvijek rezultira nelinearnim ponašanjem napona baterije.

Čim se na bateriju stavi opterećenje, napon će trenutno pasti.Ovaj efekat može dovesti do pogrešne procjene kapaciteta baterije.Da direktno očitavate napon baterije, pomislili biste da ste trenutno izgubili 10% svog kapaciteta ili više.

Kada se opterećenje ukloni, napon baterije će se vratiti na pravi nivo.

Do pada napona dolazi i tokom dugog pražnjenja baterije (kao što je tokom duge vožnje).Hemiji litijuma u bateriji treba neko vrijeme da sustigne brzinu pražnjenja.Ovo može dovesti do još bržeg pada napona baterije tokom duge vožnje.

Ako se baterija ostavi da miruje, vratit će se na pravi i tačan napon.

Capacity Ratings
Kapacitet baterije e-skutera izražen je u jedinicama vat sati (skraćeno Wh), što je mjera energije.Ovu jedinicu je prilično lako razumjeti.Na primjer, baterija od 1 Wh skladišti dovoljno energije za napajanje od jednog vata za jedan sat.

Veći energetski kapacitet znači veći vat sati baterije, što znači veći domet električnog skutera, za datu veličinu motora.Prosječan skuter će imati kapacitet od oko 250 Wh i moći će putovati oko 10 milja pri prosječnoj brzini od 15 milja na sat.Skuteri ekstremnih performansi mogu imati kapacitet koji doseže hiljade vat sati i doseg do 60 milja.

Marke baterija
Pojedinačne Li-ion ćelije u bateriji e-skutera proizvodi samo nekoliko različitih međunarodno poznatih kompanija.Najkvalitetnije ćelije proizvode LG, Samsung, Panasonic i Sanyo.Ove vrste ćelija obično se nalaze samo u baterijama skutera višeg ranga.

Većina jeftinih i prigradskih električnih skutera ima baterije napravljene od generičkih ćelija kineske proizvodnje, koje se uvelike razlikuju po kvaliteti.

Razlika između skutera sa markiranim ćelijama i generičkih kineskih je veća garancija kontrole kvaliteta kod etabliranih brendova.Ako to nije u okviru vašeg budžeta, onda provjerite kupujete li skuter od renomiranog proizvođača koji koristi kvalitetne dijelove i ima dobre mjere kontrole kvalitete (QC).

Neki primjeri kompanija koje će vjerovatno imati dobar QC su Xiaomi i Segway.

Sistem upravljanja baterijom
Iako Li-ion 18650 ćelije imaju nevjerovatne prednosti, one su manje opraštajuće od drugih tehnologija baterija i mogu eksplodirati ako se koriste nepravilno.Iz tog razloga se gotovo uvijek sklapaju u baterije koje imaju sistem upravljanja baterijama.

Sistem za upravljanje baterijom (BMS) je elektronska komponenta koja nadgleda bateriju i kontroliše punjenje i pražnjenje.Li-jonske baterije su dizajnirane da rade između oko 2,5 do 4,0 V. Prekomjerno punjenje ili potpuno pražnjenje može skratiti vijek trajanja baterije ili izazvati opasne termičke uvjete.BMS bi trebao spriječiti prekomjerno punjenje.Mnogi BMS također isključuju struju prije nego što se baterija potpuno isprazni kako bi se produžio vijek trajanja.Uprkos tome, mnogi vozači i dalje čuvaju svoje baterije tako što ih nikada ne isprazne u potpunosti, a koriste i posebne punjače za finu kontrolu brzine i količine punjenja.

Sofisticiraniji sistemi za upravljanje baterijama će također pratiti temperaturu pakovanja i aktivirati prekid u slučaju pregrijavanja.

C-stopa
Ako istražujete o punjenju baterije, vjerovatno ćete naići na C stopu.C-stop opisuje koliko brzo se baterija potpuno puni ili prazni.Na primjer, C-stopa od 1C znači da se baterija puni za jedan sat, 2C znači da je potpuno napunjena za 0,5 sati, a 0,5C znači da je potpuno napunjena za dva sata.Ako u potpunosti napunite bateriju od 100 A·h koristeći struju od 100 A, trebalo bi jedan sat, a C-stopa bi bila 1C.

Trajanje baterije
Tipična Li-ion baterija će moći podnijeti 300 do 500 ciklusa punjenja/pražnjenja prije nego što se smanji kapacitet.Za prosječan električni skuter, ovo je 3000 do 10 000 milja!Imajte na umu da „smanjiti kapacitet“ ne znači „izgubiti sav kapacitet“, već znači primjetan pad od 10 do 20% koji će se nastaviti pogoršavati.

Savremeni sistemi za upravljanje baterijama pomažu da se produži životni vek baterije i ne biste trebali previše brinuti o tome da je negujete.

Međutim, ako želite da produžite vijek trajanja baterije što je više moguće, postoje neke stvari koje možete učiniti da premašite 500 ciklusa.To uključuje:

Nemojte čuvati svoj skuter potpuno napunjen ili s uključenim punjačem na duže periode.
Ne skladištite električni skuter potpuno ispražnjen.Li-ion baterije degradiraju kada padnu ispod 2,5 V. Većina proizvođača preporučuje skladištenje skutera sa 50% napunjenosti i povremeno dopunjavanje do ovog nivoa za veoma dugotrajno skladištenje.
Nemojte koristiti bateriju skutera na temperaturama ispod 32 F° ili iznad 113 F°.
Punite svoj skuter nižom stopom C, što znači da punite bateriju nižom stopom u odnosu na njen maksimalni kapacitet kako biste očuvali/poboljšali vijek trajanja baterije.Optimalno je punjenje pri C-stopu ispod 1.Neki od modernijih ili brzih punjača omogućuju vam da kontrolirate ovo.
Saznajte više o tome kako napuniti električni skuter.

Sažetak

Glavni zaključak ovdje je da ne zloupotrebljavate bateriju i ona će trajati do kraja vijeka trajanja skutera.Od raznih ljudi slušamo o njihovim pokvarenim električnim skuterima i rijetko je problem s baterijom!


Vrijeme objave: 30.08.2022