Akumulatory do skuterów elektrycznych
Akumulator to „zbiornik paliwa” Twojej hulajnogi elektrycznej.Przechowuje energię zużywaną przez silnik prądu stałego, oświetlenie, sterownik i inne akcesoria.

Większość hulajnóg elektrycznych będzie wyposażona w jakiś rodzaj akumulatorów litowo-jonowych ze względu na ich doskonałą gęstość energii i trwałość.Wiele hulajnog elektrycznych dla dzieci i innych niedrogich modeli zawiera akumulatory ołowiowo-kwasowe.W hulajnodze zestaw akumulatorów składa się z pojedynczych ogniw i elektroniki zwanej systemem zarządzania akumulatorem, który zapewnia jego bezpieczne działanie.
Większe akumulatory mają większą pojemność mierzoną w watogodzinach i pozwalają hulajnodze elektrycznej podróżować dalej.Zwiększają jednak również rozmiar i wagę hulajnogi, czyniąc ją mniej przenośną.Ponadto akumulatory są jednym z najdroższych elementów hulajnogi, co powoduje odpowiedni wzrost ogólnych kosztów.

Rodzaje baterii
Zestawy akumulatorów do hulajnogi elektrycznej składają się z wielu pojedynczych ogniw.Mówiąc dokładniej, są one wykonane z ogniw 18650, co stanowi klasyfikację wielkości akumulatorów litowo-jonowych (Li-Ion) o wymiarach cylindrycznych 18 mm x 65 mm.

Każde ogniwo 18650 w zestawie baterii nie robi wrażenia — generuje potencjał elektryczny ~3,6 V (nominalny) i ma pojemność około 2,6 amperogodzin (2,6 A·h) lub około 9,4 watogodzin (9,4 Wh).

Ogniwa akumulatorowe działają przy napięciu od 3,0 V (0% naładowania) do 4,2 V (100% naładowania).

Litowo-jonowa
Akumulatory litowo-jonowe charakteryzują się doskonałą gęstością energii, czyli ilością energii zmagazynowanej w przeliczeniu na ich masę fizyczną.Mają także doskonałą trwałość, co oznacza, że ​​można je wielokrotnie rozładowywać i ładować lub „poddawać cyklom”, zachowując przy tym swoją pojemność.

Li-ion w rzeczywistości odnosi się do wielu składów chemicznych baterii, które obejmują jon litu.Oto krótka lista poniżej:

Tlenek litowo-manganowy (LiMn2O4);alias: IMR, LMO, Li-mangan
Nikiel litowo-manganowy (LiNiMnCoO2);czyli INR, NMC
Tlenek litowo-niklowo-kobaltowo-glinowy (LiNiCoAlO2);alias NCA, Li-aluminium
Tlenek litowo-niklowo-kobaltowy (LiCoO2);czyli podoficer
tlenek litu i kobaltu (LiCoO2);alias ICR, LCO, Li-kobalt
Fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4);znany również jako IFR, LFP, Li-fosforan
Każdy z tych składów chemicznych akumulatorów stanowi kompromis pomiędzy bezpieczeństwem, trwałością, pojemnością i prądem wyjściowym.

Litowo-mangan (INR, NMC)
Na szczęście wiele wysokiej jakości hulajnóg elektrycznych wykorzystuje chemię akumulatorów INR — jedną z najbezpieczniejszych substancji.Bateria ta zapewnia dużą pojemność i prąd wyjściowy.Obecność manganu obniża rezystancję wewnętrzną akumulatora, umożliwiając uzyskanie wysokiego prądu wyjściowego przy zachowaniu niskich temperatur.W rezultacie zmniejsza to ryzyko ucieczki termicznej i pożaru.

Niektóre hulajnogi elektryczne z chemią INR obejmują modele WePed GT 50e i Dualtron.

Kwas ołowiowy
Kwas ołowiowy to bardzo stary związek chemiczny powszechnie spotykany w samochodach i niektórych większych pojazdach elektrycznych, takich jak wózki golfowe.Można je również znaleźć w niektórych hulajnogach elektrycznych;przede wszystkim niedrogie hulajnogi dla dzieci takich firm jak Razor.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe mają tę zaletę, że są niedrogie, ale mają bardzo słabą gęstość energii, co oznacza, że ​​ważą dużo w porównaniu z ilością magazynowanej energii.Dla porównania, akumulatory litowo-jonowe mają około 10 razy większą gęstość energii w porównaniu do akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

Pakiety akumulatorów
Aby zbudować akumulator o pojemności setek lub tysięcy watogodzin, wiele pojedynczych ogniw litowo-jonowych 18650 łączy się w konstrukcję przypominającą cegłę.Zestaw akumulatorów przypominający cegłę jest monitorowany i regulowany przez obwód elektroniczny zwany systemem zarządzania baterią (BMS), który kontroluje przepływ energii elektrycznej do i z akumulatora.
Poszczególne ogniwa pakietu akumulatorów są połączone szeregowo (od końca do końca), co sumuje ich napięcie.W ten sposób można mieć hulajnogi z akumulatorami 36 V, 48 V, 52 V, 60 V lub nawet większymi.

Te pojedyncze żyły (wiele akumulatorów połączonych szeregowo) są następnie łączone równolegle w celu zwiększenia prądu wyjściowego.

Dostosowując liczbę ogniw połączonych szeregowo i równolegle, producenci skuterów elektrycznych mogą zwiększyć napięcie wyjściowe lub maksymalny prąd i wydajność w amperogodzinach.

Zmiana konfiguracji akumulatora nie zwiększy całkowitej zgromadzonej energii, ale skutecznie umożliwia akumulatorowi zapewnienie większego zasięgu i niższego napięcia i odwrotnie.

Napięcie i pozostały %
Każde ogniwo w zestawie akumulatorowym jest zwykle zasilane napięciem od 3,0 V (0% naładowania) aż do 4,2 V (100% naładowania).

Oznacza to, że zestaw akumulatorów 36 V (z 10 akumulatorami połączonymi szeregowo) może pracować pod napięciem od 30 V (0% naładowania) do 42 V (100% naładowania).Możesz zobaczyć, jak % pozostałego naładowania odpowiada napięciu akumulatora (niektóre hulajnogi wyświetlają to bezpośrednio) dla każdego typu akumulatora w naszej tabeli napięcia akumulatora.

Spadek napięcia
W każdej baterii występuje zjawisko zwane spadkiem napięcia.

Zapad napięcia jest spowodowany kilkoma czynnikami, w tym składem litowo-jonowym, temperaturą i oporem elektrycznym.Zawsze skutkuje to nieliniowym zachowaniem napięcia akumulatora.

Po przyłożeniu obciążenia do akumulatora napięcie natychmiast spada.Efekt ten może prowadzić do błędnego oszacowania pojemności akumulatora.Gdybyś bezpośrednio odczytywał napięcie akumulatora, można by pomyśleć, że natychmiast straciłeś 10% lub więcej pojemności.

Po odłączeniu obciążenia napięcie akumulatora powróci do rzeczywistego poziomu.

Spadek napięcia występuje również podczas długiego rozładowywania akumulatora (np. podczas długiej jazdy).Skład chemiczny litu w akumulatorze potrzebuje trochę czasu, aby dogonić szybkość rozładowania.Może to spowodować jeszcze szybszy spadek napięcia akumulatora pod koniec długiej jazdy.

Jeśli akumulator odpocznie, powróci do prawdziwego i dokładnego poziomu napięcia.

Oceny pojemności
Pojemność akumulatora hulajnogi elektrycznej wyraża się w watogodzinach (w skrócie Wh), które są miarą energii.Jednostka ta jest dość łatwa do zrozumienia.Na przykład akumulator o pojemności 1 Wh przechowuje energię wystarczającą do dostarczenia jednego wata mocy przez godzinę.

Większa pojemność energetyczna oznacza większą liczbę watogodzin akumulatora, co przekłada się na większy zasięg hulajnogi elektrycznej przy danym rozmiarze silnika.Przeciętny skuter będzie miał pojemność około 250 Wh i będzie w stanie przejechać około 16 mil ze średnią prędkością 25 mil na godzinę.Hulajnogi o ekstremalnych osiągach mogą mieć moc sięgającą tysięcy watogodzin i zasięg do 60 mil.

Marki akumulatorów
Poszczególne ogniwa litowo-jonowe w zestawie akumulatorów do hulajnogi elektrycznej są produkowane przez zaledwie kilka różnych firm o międzynarodowej renomie.Najwyższej jakości ogniwa produkują firmy LG, Samsung, Panasonic i Sanyo.Tego typu ogniwa można zwykle znaleźć tylko w akumulatorach hulajnogów wyższej klasy.

Większość budżetowych i dojeżdżających do pracy hulajnóg elektrycznych ma akumulatory wykonane z typowych ogniw wyprodukowanych w Chinach, które różnią się znacznie jakością.

Różnica między hulajnogami z markowymi ogniwami a generycznymi chińskimi hulajnogami polega na większej gwarancji kontroli jakości w przypadku uznanych marek.Jeśli nie mieści się to w Twoim budżecie, upewnij się, że kupujesz hulajnogę od renomowanego producenta, który używa wysokiej jakości części i posiada dobre środki kontroli jakości (QC).

Przykładami firm, które prawdopodobnie będą miały dobrą kontrolę jakości, są Xiaomi i Segway.

System zarządzania baterią
Chociaż ogniwa litowo-jonowe 18650 mają niesamowite zalety, są mniej wyrozumiałe niż inne technologie akumulatorowe i mogą eksplodować, jeśli będą używane niewłaściwie.Z tego powodu prawie zawsze są one montowane w zestawach akumulatorów wyposażonych w system zarządzania akumulatorem.

System zarządzania baterią (BMS) to element elektroniczny, który monitoruje pakiet baterii oraz kontroluje ładowanie i rozładowywanie.Akumulatory litowo-jonowe są zaprojektowane do pracy przy napięciu od około 2,5 do 4,0 V. Przeładowanie lub całkowite rozładowanie może skrócić żywotność akumulatora lub spowodować niebezpieczną niekontrolowaną temperaturę.BMS powinien zapobiegać przeładowaniu.Wiele BMS odcina również zasilanie przed całkowitym rozładowaniem akumulatora, aby przedłużyć jego żywotność.Mimo to wielu rowerzystów nadal dba o swoje akumulatory, nigdy ich do końca nie rozładowując, a także korzysta ze specjalnych ładowarek, aby precyzyjnie kontrolować prędkość i ilość ładowania.

Bardziej wyrafinowane systemy zarządzania baterią będą również monitorować temperaturę pakietu i wyzwalać odcięcie w przypadku przegrzania.

Skrzynia
Jeśli szukasz informacji na temat ładowania baterii, prawdopodobnie spotkasz się ze współczynnikiem C.Współczynnik C opisuje, jak szybko akumulator jest w pełni ładowany lub rozładowywany.Na przykład współczynnik C wynoszący 1C oznacza, że ​​akumulator zostanie naładowany w ciągu jednej godziny, 2C oznacza pełne naładowanie w ciągu 0,5 godziny, a 0,5C oznacza pełne naładowanie w ciągu dwóch godzin.Jeśli całkowicie naładujesz akumulator 100 A·h prądem 100 A, zajmie to godzinę, a współczynnik C wyniesie 1C.

Żywotność baterii
Typowy akumulator litowo-jonowy będzie w stanie wytrzymać od 300 do 500 cykli ładowania/rozładowania, zanim jego pojemność ulegnie zmniejszeniu.W przypadku przeciętnego skutera elektrycznego jest to od 3000 do 10 000 mil!Należy pamiętać, że „zmniejszenie wydajności” nie oznacza „utraty całej wydajności”, ale oznacza zauważalny spadek o 10–20%, który będzie się pogłębiał.

Nowoczesne systemy zarządzania baterią pomagają przedłużyć żywotność baterii i nie należy się zbytnio martwić o jej opiekę.

Jeśli jednak zależy Ci na maksymalnym wydłużeniu żywotności baterii, możesz zrobić kilka rzeczy, aby przekroczyć 500 cykli.Obejmują one:

Nie przechowuj hulajnogi w pełni naładowanej lub z podłączoną ładowarką przez dłuższy czas.
Nie przechowuj hulajnogi elektrycznej całkowicie rozładowanej.Akumulatory litowo-jonowe ulegają degradacji, gdy napięcie spadnie poniżej 2,5 V. Większość producentów zaleca przechowywanie hulajnogi naładowanej do 50% i okresowo doładowuje ją do tego poziomu w celu zapewnienia długotrwałego przechowywania.
Nie używaj akumulatora hulajnogi w temperaturach poniżej 32 F° lub powyżej 113 F°.
Ładuj hulajnogę przy niższym współczynniku C, co oznacza ładowanie akumulatora niższym natężeniem w stosunku do jego maksymalnej pojemności, aby zachować/wydłużyć żywotność akumulatora.Optymalne jest ładowanie przy współczynniku C poniżej 1.Niektóre z bardziej wyszukanych lub szybkich ładowarek pozwalają to kontrolować.
Dowiedz się więcej o ładowaniu hulajnogi elektrycznej.

Streszczenie

Najważniejszą zasadą jest to, aby nie nadużywać baterii, która wystarczy na cały okres użytkowania hulajnogi.Od różnych ludzi słyszymy o zepsutych hulajnogach elektrycznych i rzadko jest to problem z akumulatorem!