Baterije za električne skuterje
Baterija je "rezervoar za gorivo" vašega električnega skuterja. Shranjuje energijo, ki jo porabijo enosmerni motor, luči, krmilnik in druga dodatna oprema.

Večina električnih skuterjev ima zaradi odlične energijske gostote in dolge življenjske dobe nekakšen litij-ionski baterijski sklop. Številni električni skuterji za otroke in drugi poceni modeli vsebujejo svinčeno-kislinske baterije. V skuterju je baterijski sklop sestavljen iz posameznih celic in elektronike, imenovane sistem za upravljanje baterije, ki zagotavlja varno delovanje.
Večji baterijski sklopi imajo večjo kapaciteto, merjeno v vatnih urah, in omogočajo električnemu skuterju daljši doseg. Vendar pa povečajo tudi velikost in težo skuterja, zaradi česar je manj prenosljiv. Poleg tega so baterije eden najdražjih sestavnih delov skuterja, zato se skupni stroški ustrezno povečajo.

Vrste baterij
Baterijski sklopi za električne skuterje so sestavljeni iz številnih posameznih baterijskih celic. Natančneje, izdelani so iz celic 18650, kar je velikostna klasifikacija za litij-ionske (Li-Ion) baterije z valjastimi dimenzijami 18 mm x 65 mm.

Vsaka celica 18650 v baterijskem paketu je dokaj neimpresivna – ustvari električni potencial ~3,6 volta (nominalno) in ima kapaciteto približno 2,6 amperske ure (2,6 Ah) ali približno 9,4 vatne ure (9,4 Wh).

Baterijske celice delujejo od 3,0 voltov (0 % napolnjenost) do 4,2 voltov (100 % napolnjenost).

Litij-ionska baterija
Litij-ionske baterije imajo odlično energijsko gostoto, količino shranjene energije glede na njihovo fizično težo. Imajo tudi odlično življenjsko dobo, kar pomeni, da jih je mogoče večkrat prazniti in polniti ali »ciklično« polniti, ne da bi pri tem še vedno ohranile svojo kapaciteto shranjevanja.

Litij-ionska baterija se pravzaprav nanaša na številne kemijske sestave baterij, ki vključujejo litijev ion. Spodaj je kratek seznam:

Litijev manganov oksid (LiMn2O4); znan tudi kot: IMR, LMO, Li-mangan
Litij-mangan-nikelj (LiNiMnCoO2); znan tudi kot INR, NMC
Litij-nikelj-kobalt-aluminijev oksid (LiNiCoAlO2); znan tudi kot NCA, litij-aluminij
Litijev nikelj kobaltov oksid (LiCoO2); znan tudi kot NCO
Litijev kobaltov oksid (LiCoO2); znan tudi kot ICR, LCO, Li-kobalt
Litijev železov fosfat (LiFePO4); tudi IFR, LFP, litijev fosfat
Vsaka od teh kemijskih sestav baterij predstavlja kompromis med varnostjo, dolgo življenjsko dobo, zmogljivostjo in izhodnim tokom.

Litij-mangan (INR, NMC)
Na srečo veliko kakovostnih električnih skuterjev uporablja INR kemijo baterij – eno najvarnejših kemijskih sestav. Ta baterija zagotavlja visoko zmogljivost in izhodni tok. Prisotnost mangana znižuje notranjo upornost baterije, kar omogoča visok izhodni tok ob hkratnem ohranjanju nizkih temperatur. Posledično se zmanjša možnost toplotnega pobega in požara.

Nekateri električni skuterji s kemijo INR vključujejo modela WePed GT 50e in Dualtron.

Svinčeno-kislinski
Svinčeno-kislinske baterije so zelo stara kemikalija v baterijah, ki jo pogosto najdemo v avtomobilih in nekaterih večjih električnih vozilih, kot so vozički za golf. Najdemo jih tudi v nekaterih električnih skuterjih; predvsem v poceni otroških skuterjih podjetij, kot je Razor.

Svinčevo-kislinske baterije imajo prednost, da so poceni, vendar imajo zelo nizko energijsko gostoto, kar pomeni, da tehtajo veliko v primerjavi s količino energije, ki jo shranjujejo. V primerjavi s tem imajo litij-ionske baterije približno 10-krat večjo energijsko gostoto v primerjavi s svinčevo-kislinskimi baterijami.

Baterijski paketi
Za izdelavo baterijskega sklopa s kapaciteto več sto ali tisoč vatnih ur se veliko posameznih litij-ionskih celic 18650 sestavi v strukturo, podobno opeki. Baterijski sklop, podoben opeki, nadzoruje in regulira elektronsko vezje, imenovano sistem za upravljanje baterij (BMS), ki nadzoruje pretok električne energije v in iz baterije.
Posamezne celice v baterijskem sklopu so zaporedno povezane (od konca do konca), kar sešteje njihovo napetost. Tako je mogoče imeti skuterje s 36 V, 48 V, 52 V, 60 V ali celo večjimi baterijskimi sklopi.

Te posamezne niti (veliko baterij zaporedno) so nato vzporedno povezane, da se poveča izhodni tok.

Z prilagajanjem števila zaporedno in vzporedno vezanih celic lahko proizvajalci električnih skuterjev povečajo izhodno napetost ali največji tok in kapaciteto v amperih.

Sprememba konfiguracije baterije ne bo povečala skupne shranjene energije, vendar učinkovito omogoča, da baterija ponudi večji doseg in nižjo napetost in obratno.

Napetost in preostala napolnjenost v %
Vsaka celica v baterijskem paketu običajno deluje od 3,0 voltov (0 % napolnjenost) pa vse do 4,2 voltov (100 % napolnjenost).

To pomeni, da 36 V baterijski sklop (z 10 baterijami v seriji) deluje od 30 V (0 % napolnjenost) do 42 V (100 % napolnjenost). V naši tabeli napetosti baterij si lahko ogledate, kako odstotek preostale napolnjenosti ustreza napetosti baterije (nekateri skuterji to prikazujejo neposredno) za vsako vrsto baterije.

Padec napetosti
Vsaka baterija bo trpela zaradi pojava, imenovanega padci napetosti.

Padec napetosti povzroča več učinkov, vključno s kemijo litij-ionskih baterij, temperaturo in električno upornostjo. Vedno povzroči nelinearno obnašanje napetosti baterije.

Takoj ko se na baterijo priključi obremenitev, napetost takoj pade. Ta učinek lahko privede do napačne ocene kapacitete baterije. Če bi neposredno odčitavali napetost baterije, bi mislili, da ste takoj izgubili 10 % kapacitete ali več.

Ko je obremenitev odstranjena, se napetost akumulatorja vrne na svojo dejansko raven.

Do padca napetosti pride tudi med dolgim ​​praznjenjem baterije (na primer med dolgo vožnjo). Litijeva kemija v bateriji potrebuje nekaj časa, da dohiti hitrost praznjenja. To lahko povzroči še hitrejši padec napetosti baterije med koncem dolge vožnje.

Če bateriji pustite počivati, se bo vrnila na svojo dejansko in natančno raven napetosti.

Ocene zmogljivosti
Kapaciteta baterije električnega skuterja je izražena v vatnih urah (okrajšano Wh), kar je mera za energijo. To enoto je dokaj enostavno razumeti. Na primer, baterija z nazivno močjo 1 Wh shrani dovolj energije za eno uro delovanja enega vata.

Večja energijska zmogljivost pomeni večjo vatno zmogljivost baterije, kar pomeni daljši doseg električnega skuterja pri določeni velikosti motorja. Povprečen skuter ima zmogljivost približno 250 Wh in lahko prevozi približno 16 kilometrov s povprečno hitrostjo 24 kilometrov na uro. Skuterji z izjemno zmogljivostjo imajo lahko zmogljivost, ki doseže več tisoč vatnih ur, in doseg do 96 kilometrov.

Znamke baterij
Posamezne litij-ionske celice v baterijskem paketu za električni skuter izdeluje le peščica mednarodno znanih podjetij. Najkakovostnejše celice izdelujejo LG, Samsung, Panasonic in Sanyo. Te vrste celic se običajno nahajajo le v baterijskih paketih skuterjev višjega cenovnega razreda.

Večina cenovno ugodnih in potovalnih električnih skuterjev ima baterije, izdelane iz generičnih celic kitajske izdelave, ki se zelo razlikujejo po kakovosti.

Razlika med skuterji z blagovnimi znamkami in generičnimi kitajskimi je večje zagotovilo za nadzor kakovosti pri uveljavljenih blagovnih znamkah. Če to ni v vašem proračunu, se prepričajte, da kupujete skuter od uglednega proizvajalca, ki uporablja kakovostne dele in ima vzpostavljene dobre ukrepe za nadzor kakovosti (QC).

Nekatera podjetja, ki imajo verjetno dober nadzor kakovosti, so Xiaomi in Segway.

Sistem za upravljanje baterij
Čeprav imajo litij-ionske celice 18650 neverjetne prednosti, so manj tolerantne kot druge tehnologije baterij in lahko eksplodirajo, če se uporabljajo nepravilno. Zaradi tega so skoraj vedno sestavljene v baterijske sklope, ki imajo sistem za upravljanje baterij.

Sistem za upravljanje baterij (BMS) je elektronska komponenta, ki spremlja baterijski sklop ter nadzoruje polnjenje in praznjenje. Litij-ionske baterije so zasnovane za delovanje med približno 2,5 in 4,0 V. Prekomerno polnjenje ali popolna izpraznitev lahko skrajša življenjsko dobo baterije ali sproži nevarne pogoje toplotnega pobega. BMS bi moral preprečiti prekomerno polnjenje. Mnogi BMS-ji prekinejo napajanje, preden se baterija popolnoma izprazni, da podaljšajo življenjsko dobo. Kljub temu mnogi motoristi še vedno negujejo svoje baterije tako, da jih nikoli ne izpraznijo popolnoma, in uporabljajo posebne polnilnike za natančen nadzor hitrosti in količine polnjenja.

Bolj dovršeni sistemi za upravljanje baterij bodo spremljali tudi temperaturo baterije in sprožili izklop, če pride do pregrevanja.

C-stopnja
Če raziskujete polnjenje baterij, boste verjetno naleteli na hitrost polnjenja (C-rate). Stopnja polnjenja (C-rate) opisuje, kako hitro se baterija popolnoma napolni ali izprazni. Na primer, hitrost polnjenja 1C pomeni, da se baterija napolni v eni uri, 2C pomeni, da se popolnoma napolni v 0,5 ure, 0,5C pa, da se popolnoma napolni v dveh urah. Če bi baterijo s kapaciteto 100 Ah popolnoma napolnili s tokom 100 A, bi to trajalo eno uro, hitrost polnjenja pa bi bila 1C.

Življenjska doba baterije
Tipična litij-ionska baterija zmore od 300 do 500 ciklov polnjenja/praznjenja, preden se njena kapaciteta zmanjša. Za povprečen električni skuter je to od 4800 do 16000 kilometrov! Upoštevajte, da »zmanjšanje kapacitete« ne pomeni »izgube celotne kapacitete«, temveč pomeni opazen padec za 10 do 20 %, ki se bo še naprej slabšal.

Sodobni sistemi za upravljanje baterij pomagajo podaljšati življenjsko dobo baterije in ni vam treba preveč skrbeti zaradi njenega nege.

Če pa želite čim bolj podaljšati življenjsko dobo baterije, lahko storite nekaj stvari, da presežete 500 ciklov. Mednje spadajo:

Skuterja ne shranjujte popolnoma napolnjenega ali s priključenim polnilnikom dlje časa.
Električnega skuterja ne shranjujte popolnoma izpraznjenega. Litij-ionske baterije se izpraznijo, ko napetost pade pod 2,5 V. Večina proizvajalcev priporoča shranjevanje skuterjev s 50 % napolnjenostjo in njihovo občasno polnjenje do te ravni za zelo dolgotrajno shranjevanje.
Ne uporabljajte akumulatorja skuterja pri temperaturah pod 0 °C ali nad 43 °C.
Skuter polnite z nižjo hitrostjo polnjenja (C-rate), kar pomeni, da baterijo polnite z nižjo hitrostjo glede na njeno največjo zmogljivost, da ohranite/izboljšate življenjsko dobo baterije. Optimalno je polnjenje s hitrostjo polnjenja pod 1. Nekateri naprednejši ali hitri polnilniki vam omogočajo nadzor nad tem.
Preberite več o polnjenju električnega skuterja.

Povzetek

Glavni nasvet je, da baterije ne izkoriščate preveč, saj bo zdržala toliko časa, kot je potreben skuter. Slišimo od najrazličnejših ljudi o njihovih pokvarjenih električnih skuterjih in le redko gre za težavo z baterijo!