Технички водич: Батерии за електрични скутери

Технички водич: Батерии за електрични скутери

Батерии за електрични скутери
Батеријата е „резервоарот за гориво“ на вашиот електричен скутер. Таа ја складира енергијата што ја трошат моторот на еднонасочна струја, светлата, контролерот и другата дополнителна опрема.

Повеќето електрични скутери имаат некаков вид батерии базирани на литиум-јони поради нивната одлична густина на енергија и долготрајност. Многу електрични скутери за деца и други ефтини модели содржат оловни батерии. Кај скутерот, батериите се направени од поединечни ќелии и електроника наречена систем за управување со батерии, што го одржува во безбедна состојба.
Поголемите батерии имаат поголем капацитет, мерено во ват часови, и ќе му овозможат на електричниот скутер да патува подолго. Сепак, тие исто така ја зголемуваат големината и тежината на скутерот - правејќи го помалку пренослив. Дополнително, батериите се една од најскапите компоненти на скутерот и вкупната цена се зголемува соодветно.

Видови батерии
Батериите за електрични тротинети се направени од многу индивидуални батерии. Поконкретно, тие се направени од 18650 батерии, класификација на големината за литиум-јонски (Li-Ion) батерии со цилиндрични димензии од 18 mm x 65 mm.

Секоја ќелија од 18650 во батерискиот пакет е прилично неимпресивна - генерира електричен потенцијал од ~3,6 волти (номинален) и има капацитет од околу 2,6 ампер часови (2,6 A·h) или околу 9,4 ват-часови (9,4 Wh).

Батериските ќелии работат од 3,0 волти (0% полнење) до 4,2 волти (100% полнење).18650 лајфпо4

Литиум-јонски
Литиум-јонските батерии имаат одлична густина на енергија, количината на складирана енергија според нивната физичка тежина. Тие исто така имаат одлична долговечност, што значи дека можат да се празнат и полнат или да се „циклираат“ многу пати, а сепак да го задржат својот капацитет за складирање.

Литиум-јонскиот термин всушност се однесува на многу хемиски состав на батериите што го вклучуваат литиум-јонскиот. Еве кратка листа подолу:

Литиум манган оксид (LiMn2O4); познат и како: IMR, LMO, Li-манган
Литиум манган никел (LiNiMnCoO2); познат и како INR, NMC
Литиум никел кобалт алуминиум оксид (LiNiCoAlO2); познат и како NCA, Li-алуминиум
Литиум никел кобалт оксид (LiCoO2); познат и како NCO
Литиум кобалт оксид (LiCoO2); познат и како ICR, LCO, Li-кобалт
Литиум железен фосфат (LiFePO4); познат и како IFR, LFP, Li-фосфат
Секоја од овие хемиски состави на батериите претставува компромис помеѓу безбедноста, долговечноста, капацитетот и излезната струја.

Литиум манган (INR, NMC)
За среќа, многу квалитетни електрични скутери ја користат хемијата на батериите INR - една од најбезбедните хемикалии. Оваа батерија дава висок капацитет и излезна струја. Присуството на манган го намалува внатрешниот отпор на батеријата, овозможувајќи висока излезна струја, а воедно одржувајќи ниски температури. Следствено, ова ги намалува шансите за термичко бегство и пожар.

Некои електрични скутери со INR хемија вклучуваат моделите WePed GT 50e и Dualtron.

Оловно-киселински
Оловната киселина е многу стара хемија на батерии што најчесто се наоѓа во автомобили и некои поголеми електрични возила, како што се колички за голф. Тие се наоѓаат и во некои електрични тротинети; особено, ефтини детски тротинети од компании како Razor.

Оловно-киселинските батерии имаат предност што се ефтини, но страдаат од многу ниска густина на енергија, што значи дека тежат многу во споредба со количината на енергија што ја складираат. За споредба, литиум-јонските батерии имаат околу 10 пати поголема густина на енергија во споредба со оловно-киселинските батерии.

Батериски пакувања
За да се изгради батерија со капацитет од стотици или илјадници ват-часови, многу индивидуални литиум-јонски ќелии од 18650 се склопуваат заедно во структура слична на тула. Батеријата слична на тула се следи и регулира со електронско коло наречено систем за управување со батерии (BMS), кое го контролира протокот на електрична енергија во и од батеријата.
Поединечните ќелии во батерискиот пакет се поврзани сериски (крај до крај), што го сумира нивниот напон. Вака е можно да се добијат скутери со 36 V, 48 V, 52 V, 60 V или дури и поголеми батериски пакети.

Овие поединечни нишки (многу батерии во серија) потоа се поврзани паралелно за да се зголеми излезната струја.

Со прилагодување на бројот на ќелии во сериска и паралелна врска, производителите на електрични скутери можат да го зголемат излезниот напон или максималната струја и капацитетот на ампер часови.

Промената на конфигурацијата на батеријата нема да ја зголеми вкупната складирана енергија, но ефикасно ѝ овозможува на батеријата да понуди поголем домет и помал напон и обратно.

Напон и преостанат %
Секоја ќелија во батерискиот пакет генерално работи од 3,0 волти (0% полнење) до 4,2 волти (100% полнење).

Ова значи дека 36 V батериски пакет (со 10 батерии во серија) работи од 30 V (0% полнење) до 42 волти (100% полнење). Можете да видите како преостанатиот % одговара на напонот на батеријата (некои скутери го прикажуваат ова директно) за секој тип батерија во нашата табела за напон на батеријата.

Пад на напонот
Секоја батерија ќе страда од феномен наречен пад на напонот.

Падот на напонот е предизвикан од неколку ефекти, вклучувајќи ја хемијата на литиум-јоните, температурата и електричниот отпор. Секогаш резултира со нелинеарно однесување на напонот на батеријата.

Штом батеријата се напојува, напонот моментално ќе се намали. Овој ефект може да доведе до неправилна проценка на капацитетот на батеријата. Ако директно го читате напонот на батеријата, би помислиле дека веднаш сте изгубиле 10% од вашиот капацитет или повеќе.

Откако ќе се отстрани оптоварувањето, напонот на батеријата ќе се врати на своето вистинско ниво.

Пад на напонот се јавува и за време на долго празнење на батеријата (како на пример за време на долго возење). На литиумската хемија во батеријата ѝ е потребно некое време за да ја достигне стапката на празнење. Ова може да резултира со уште побрзо опаѓање на напонот на батеријата за време на крајот од долгото возење.

Ако на батеријата ѝ се дозволи да мирува, таа ќе се врати на своето вистинско и точно ниво на напон.

Оценки на капацитет
Капацитетот на батеријата на електричниот тротинет се оценува во ват-часови (скратено Wh), мерка за енергија. Оваа единица е доста лесна за разбирање. На пример, батерија со јачина од 1 Wh складира доволно енергија за да обезбеди еден ват енергија за еден час.

Поголемиот енергетски капацитет значи поголем број ват-часови на батеријата, што се преведува во подолг досег на електричниот скутер, за дадена големина на моторот. Просечниот скутер ќе има капацитет од околу 250 Wh и ќе може да патува околу 10 милји со просечна брзина од 24 милји на час. Скутерите со екстремни перформанси можат да имаат капацитет што достигнува илјадници ват-часови и досег до 60 милји.

Брендови на батерии
Поединечните литиум-јонски ќелии во батериите на електричните тротинети се произведуваат само од неколку различни меѓународно познати компании. Ќелиите со највисок квалитет ги произведуваат LG, Samsung, Panasonic и Sanyo. Овие типови ќелии имаат тенденција да се најдат само во батериите на поскапите тротинети.

Повеќето буџетски и за патување на работа електрични скутери имаат батерии направени од генерички ќелии произведени во Кина, кои значително се разликуваат по квалитет.

Разликата помеѓу скутерите со брендирани ќелии и генеричките кинески е поголемата гаранција за контрола на квалитетот кај веќе етаблираните брендови. Ако тоа не е во вашиот буџет, тогаш осигурајте се дека купувате скутер од реномиран производител кој користи квалитетни делови и има воспоставено добри мерки за контрола на квалитетот (QC).

Некои примери на компании кои веројатно имаат добар квалитет на контрола се Xiaomi и Segway.

Систем за управување со батерии
Иако литиум-јонските 18650 ќелии имаат неверојатни предности, тие се помалку отпорни од другите технологии за батерии и можат да експлодираат ако се користат неправилно. Поради оваа причина, тие речиси секогаш се склопуваат во батерии кои имаат систем за управување со батерии.

Системот за управување со батерии (BMS) е електронска компонента што го следи батерискиот пакет и го контролира полнењето и празнењето. Литиум-јонските батерии се дизајнирани да работат помеѓу околу 2,5 и 4,0 V. Преполнувањето или целосното празнење може да го скрати животниот век на батеријата или да предизвика опасни услови на термичко распаѓање. BMS треба да спречи преполнување. Многу BMS исто така ја исклучуваат струјата пред батеријата целосно да се испразни за да го продолжат животниот век. И покрај ова, многу возачи сè уште ги „заситуваат“ своите батерии со тоа што никогаш не ги празнат целосно, а исто така користат специјални полначи за прецизно контролирање на брзината и количината на полнење.

Пософистицираните системи за управување со батериите, исто така, ќе ја следат температурата на пакетот и ќе активираат исклучување доколку се случи прегревање.

C-стапка
Ако истражувате за полнење на батерии, веројатно ќе наидете на C-стапка. C-стапката опишува колку брзо батеријата се полни или празни целосно. На пример, C-стапка од 1C значи дека батеријата се полни за еден час, 2C би значело целосно наполнета за 0,5 часа, а 0,5C би значело целосно наполнета за два часа. Ако целосно наполните батерија од 100 A·h користејќи струја од 100 A, тоа би траело еден час, а C-стапката би била 1C.

Живот на батеријата
Типична литиум-јонска батерија ќе може да издржи 300 до 500 циклуси на полнење/празнење пред да се намали капацитетот. За просечен електричен скутер, ова е 3000 до 10 000 милји! Имајте на ум дека „намалување на капацитетот“ не значи „губење на целиот капацитет“, туку значи забележителен пад од 10 до 20% што ќе продолжи да се влошува.

Современите системи за управување со батериите помагаат да се продолжи животниот век на батеријата и не треба премногу да се грижите за нејзино одржување.

Сепак, ако сакате да го продолжите животниот век на батеријата колку што е можно повеќе, постојат неколку работи што можете да ги направите за да надминете 500 циклуси. Тие вклучуваат:

Не го чувајте скутерот целосно наполнет или со полначот вклучен во струја подолг временски период.
Не го чувајте електричниот скутер целосно испразнет. Литиум-јонските батерии се расипуваат кога ќе паднат под 2,5 V. Повеќето производители препорачуваат скутерите да се складираат со 50% наполнетост и периодично да се дополнуваат до ова ниво за многу долгорочно складирање.
Не работете со акумулаторот на скутерот на температури под 32 F° или над 113 F°.
Полнете го вашиот скутер со помала C-стапка, што значи дека полнете ја батеријата со помала брзина во однос на нејзиниот максимален капацитет за да го зачувате/подобрите траењето на батеријата. Полнењето со C-стапка помеѓу под 1 е оптимално. Некои од посовремените или брзите полначи ви овозможуваат да го контролирате ова.
Дознајте повеќе за тоа како да полните електричен скутер.

Резиме

Главната поента е да не ја злоупотребувате батеријата и таа ќе трае целиот век на траење на тротинетот. Слушаме од секакви луѓе за нивните расипани електрични тротинети и ретко е проблем со батеријата!


Време на објавување: 30 август 2022