Аккумуляторы для электрических скутеров
Аккумулятор — это «топливный бак» вашего электросамоката.Он хранит энергию, потребляемую двигателем постоянного тока, освещением, контроллером и другими аксессуарами.

Большинство электросамокатов оснащены литий-ионными аккумуляторами того или иного типа из-за их превосходной плотности энергии и долговечности.Многие детские электросамокаты и другие недорогие модели содержат свинцово-кислотные аккумуляторы.В скутере аккумуляторная батарея состоит из отдельных элементов и электроники, называемой системой управления аккумулятором, которая обеспечивает его безопасную работу.
Аккумуляторы большего размера имеют большую емкость, измеряемую в ватт-часах, и позволяют электросамокату путешествовать дальше.Однако они также увеличивают размер и вес самоката, делая его менее портативным.Кроме того, аккумуляторы являются одним из самых дорогих компонентов самоката, и соответственно увеличивается общая стоимость.

Типы батарей
Аккумуляторные блоки электросамоката состоят из множества отдельных аккумуляторных элементов.Точнее, они изготовлены из элементов 18650 — размерной классификации литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторов с цилиндрическими размерами 18 x 65 мм.

Каждая ячейка 18650 в аккумуляторном блоке довольно не впечатляет — генерирует электрический потенциал ~3,6 В (номинал) и имеет емкость около 2,6 ампер-часов (2,6 А·ч) или около 9,4 ватт-часов (9,4 Втч).

Аккумуляторные элементы работают от 3,0 В (заряд 0 %) до 4,2 В (заряд 100 %).

Литий-ионный
Литий-ионные аккумуляторы имеют превосходную плотность энергии, то есть количество запасенной энергии на их физический вес.Они также имеют превосходный срок службы, что означает, что их можно разряжать и заряжать или «циклировать» много раз, сохраняя при этом свою емкость.

Литий-ион на самом деле относится ко многим химическим элементам аккумуляторов, в которых используются ионы лития.Вот краткий список ниже:

Оксид лития-марганца (LiMn2O4);также: IMR, LMO, Li-марганец
Литий-марганец-никель (LiNiMnCoO2);он же INR, NMC
оксид лития, никеля, кобальта и алюминия (LiNiCoAlO2);он же NCA, литий-алюминий
оксид лития, никеля, кобальта (LiCoO2);он же унтер-офицер
оксид лития-кобальта (LiCoO2);он же ICR, LCO, литий-кобальт
Литий-железофосфат (LiFePO4);он же IFR, LFP, Li-фосфат
Каждый из этих химических элементов батареи представляет собой компромисс между безопасностью, долговечностью, емкостью и выходным током.

Литий-марганец (INR, NMC)
К счастью, во многих качественных электросамокатах используется химический состав аккумуляторов INR — один из самых безопасных.Эта батарея обеспечивает высокую емкость и выходной ток.Присутствие марганца снижает внутреннее сопротивление батареи, обеспечивая высокий выходной ток при сохранении низких температур.Следовательно, это снижает вероятность термического разгона и возгорания.

Некоторые электросамокаты с химией INR включают модели WePed GT 50e и Dualtron.

Свинцово-кислотные
Свинцово-кислотные батареи — это очень старый химический состав аккумуляторов, который обычно встречается в автомобилях и некоторых более крупных электромобилях, таких как тележки для гольфа.Они также встречаются в некоторых электросамокатах;в первую очередь недорогие детские самокаты от таких компаний, как Razor.

Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют то преимущество, что они недороги, но страдают от очень низкой плотности энергии, а это означает, что они весят много по сравнению с количеством энергии, которую они хранят.Для сравнения, литий-ионные батареи имеют примерно в 10 раз большую плотность энергии по сравнению со свинцово-кислотными батареями.

Аккумуляторы
Чтобы создать аккумуляторную батарею емкостью в сотни или тысячи ватт-часов, множество отдельных литий-ионных элементов 18650 собираются вместе в кирпичную конструкцию.Аккумуляторный блок, похожий на кирпич, контролируется и регулируется электронной схемой, называемой системой управления аккумулятором (BMS), которая контролирует поток электричества в батарею и из нее.
Отдельные элементы аккумуляторной батареи соединены последовательно (конец в конец), что суммирует их напряжение.Вот как можно иметь скутеры с аккумуляторными блоками на 36 В, 48 В, 52 В, 60 В или даже большего размера.

Эти отдельные нити (множество батарей, соединенных последовательно) затем соединяются параллельно для увеличения выходного тока.

Регулируя количество ячеек последовательно и параллельно, производители электросамокатов могут увеличить выходное напряжение или максимальный ток и мощность в ампер-часах.

Изменение конфигурации аккумулятора не приведет к увеличению общего запасаемой энергии, но фактически позволяет аккумулятору обеспечить больший запас хода при более низком напряжении и наоборот.

Напряжение и % оставшегося
Каждая ячейка аккумуляторной батареи обычно работает от напряжения от 3,0 В (заряд 0 %) до 4,2 В (заряд 100 %).

Это означает, что аккумуляторная батарея на 36 В (с 10 последовательно соединенными батареями) работает от напряжения от 30 В (заряд 0 %) до 42 В (заряд 100 %).Вы можете увидеть, как оставшийся процент соответствует напряжению батареи (некоторые скутеры отображают это напрямую) для каждого типа батареи в нашей таблице напряжения батареи.

Просадка напряжения
Каждая батарея страдает от явления, называемого провалом напряжения.

Провал напряжения вызван несколькими эффектами, в том числе химическим составом литий-ионных аккумуляторов, температурой и электрическим сопротивлением.Это всегда приводит к нелинейному поведению напряжения батареи.

Как только к аккумулятору будет приложена нагрузка, напряжение мгновенно упадет.Этот эффект может привести к неправильной оценке емкости аккумулятора.Если бы вы напрямую считывали напряжение батареи, вы могли бы подумать, что мгновенно потеряли 10% своей емкости или более.

После снятия нагрузки напряжение батареи вернется к своему истинному уровню.

Провал напряжения возникает и при длительной разрядке аккумулятора (например, во время длительной езды).Химическому составу лития в аккумуляторе требуется некоторое время, чтобы достичь скорости разряда.Это может привести к еще более быстрому падению напряжения аккумулятора в конце длительной поездки.

Если аккумулятору дать отдохнуть, он вернется к своему истинному и точному уровню напряжения.

Номинальная мощность
Емкость аккумулятора электросамоката измеряется в ватт-часах (сокращенно Втч), единицах измерения энергии.Разобраться в этом агрегате довольно легко.Например, батарея емкостью 1 Втч хранит достаточно энергии, чтобы обеспечить мощность в один ватт в течение одного часа.

Большая энергоемкость означает более высокую мощность аккумулятора, что приводит к увеличению запаса хода электросамоката при данном размере двигателя.Средний скутер будет иметь мощность около 250 Втч и сможет проехать около 10 миль со средней скоростью 15 миль в час.Скутеры с экстремальными характеристиками могут иметь мощность, достигающую тысяч ватт-часов, и запас хода до 60 миль.

Бренды аккумуляторов
Отдельные литий-ионные элементы в аккумуляторной батарее электронного скутера производятся всего несколькими всемирно известными компаниями.Элементы высочайшего качества производятся LG, Samsung, Panasonic и Sanyo.Эти типы элементов, как правило, можно найти только в аккумуляторных блоках скутеров более высокого класса.

Большинство бюджетных и пригородных электросамокатов имеют аккумуляторные блоки, изготовленные из обычных элементов китайского производства, которые сильно различаются по качеству.

Отличие самокатов с фирменными аккумуляторами от оригинальных китайских – это большая гарантия контроля качества у известных брендов.Если это не входит в ваш бюджет, убедитесь, что вы покупаете скутер от надежного производителя, который использует качественные детали и принимает хорошие меры контроля качества (QC).

Некоторыми примерами компаний, которые могут иметь хороший контроль качества, являются Xiaomi и Segway.

Система управления батареями
Хотя литий-ионные элементы 18650 обладают удивительными преимуществами, они менее щадящие, чем батареи других технологий, и могут взорваться при неправильном использовании.Именно по этой причине они почти всегда собираются в аккумуляторные блоки с системой управления батареями.

Система управления аккумулятором (BMS) — это электронный компонент, который контролирует аккумулятор и контролирует зарядку и разрядку.Литий-ионные аккумуляторы рассчитаны на работу при напряжении от 2,5 до 4,0 В. Перезарядка или полная разрядка могут сократить срок службы аккумулятора или вызвать опасные условия перегрева.BMS должна предотвращать перезарядку.Многие BMS также отключают питание до полной разрядки аккумулятора, чтобы продлить срок его службы.Несмотря на это, многие гонщики по-прежнему берегут свои аккумуляторы, никогда не разряжая их полностью, а также используют специальные зарядные устройства для точного контроля скорости и объема зарядки.

Более сложные системы управления батареями также будут контролировать температуру аккумулятора и отключать его в случае перегрева.

C-ставка
Если вы исследуете зарядку аккумулятора, вы, скорее всего, столкнетесь с C-rate.C-rate описывает, насколько быстро аккумулятор полностью заряжается или разряжается.Например, показатель C, равный 1C, означает, что батарея заряжается за один час, 2C означает полную зарядку за 0,5 часа, а 0,5C означает полную зарядку за два часа.Если вы полностью зарядите аккумулятор емкостью 100 А·ч током 100 А, это займет один час, а показатель C будет равен 1С.

Срок службы батареи
Типичная литий-ионная батарея способна выдержать от 300 до 500 циклов зарядки/разрядки, прежде чем ее емкость уменьшится.Для среднего электросамоката это от 3000 до 10 000 миль!Имейте в виду, что «уменьшение емкости» не означает «потерю всей емкости», а означает заметное падение на 10–20 %, которое будет продолжать ухудшаться.

Современные системы управления аккумулятором помогают продлить срок его службы, и вам не следует слишком беспокоиться о его эксплуатации.

Однако, если вы хотите максимально продлить срок службы батареи, есть некоторые вещи, которые вы можете сделать, чтобы превысить 500 циклов.К ним относятся:

Не храните самокат полностью заряженным или с подключенным зарядным устройством в течение длительного времени.
Не храните электросамокат полностью разряженным.Литий-ионные аккумуляторы разряжаются, когда их напряжение падает ниже 2,5 В. Большинство производителей рекомендуют хранить самокаты заряженными на 50% и периодически доливать их до этого уровня для очень длительного хранения.
Не эксплуатируйте аккумулятор скутера при температуре ниже 32 F° или выше 113 F°.
Заряжайте свой самокат с более низкой скоростью C, то есть заряжайте аккумулятор с меньшей скоростью по сравнению с его максимальной емкостью, чтобы сохранить/увеличить срок службы батареи.Оптимальной является зарядка по ставке C ниже 1.Некоторые из более модных или высокоскоростных зарядных устройств позволяют вам контролировать это.
Узнайте больше о том, как зарядить электросамокат.

Краткое содержание

Главный вывод: не злоупотребляйте аккумулятором, и он прослужит весь срок службы самоката.Мы слышим от самых разных людей об их сломанных электросамокатах, и это редко бывает проблемой с аккумулятором!