Gabay Teknikal: Mga Baterya ng Electric Scooter

Gabay Teknikal: Mga Baterya ng Electric Scooter

Mga Baterya ng Electric Scooter
Ang baterya ay ang "tangke ng gasolina" ng iyong electric scooter. Iniimbak nito ang enerhiyang kinokonsumo ng DC motor, mga ilaw, controller, at iba pang mga aksesorya.

Karamihan sa mga electric scooter ay mayroong ilang uri ng lithium ion-based na baterya dahil sa kanilang mahusay na densidad ng enerhiya at mahabang buhay. Maraming electric scooter para sa mga bata at iba pang murang modelo ang naglalaman ng mga lead-acid na baterya. Sa isang scooter, ang baterya ay gawa sa mga indibidwal na selula at elektroniko na tinatawag na battery management system na nagpapanatili nitong ligtas na gumagana.
Ang mas malalaking baterya ay may mas malaking kapasidad, sinusukat sa watt hours, at hahayaan ang isang electric scooter na maglakbay nang mas malayo. Gayunpaman, pinapataas din nito ang laki at bigat ng scooter — kaya hindi ito gaanong madaling dalhin. Bukod pa rito, ang mga baterya ay isa sa pinakamahal na bahagi ng scooter at ang kabuuang gastos ay tumataas nang naaayon.

Mga Uri ng Baterya
Ang mga battery pack ng E-scooter ay gawa sa maraming indibidwal na selula ng baterya. Mas partikular, ang mga ito ay gawa sa 18650 na selula, isang klasipikasyon ng laki para sa mga bateryang lithium ion (Li-Ion) na may sukat na 18 mm x 65 mm na silindro.

Ang bawat 18650 cell sa isang battery pack ay medyo hindi kahanga-hanga — bumubuo ng electric potential na ~3.6 volts (nominal) at may kapasidad na humigit-kumulang 2.6 amp hours (2.6 A·h) o humigit-kumulang 9.4 watt-hours (9.4 Wh).

Ang mga selula ng baterya ay pinapatakbo mula 3.0 volts (0% charge) hanggang 4.2 volts (100% charge).18650 lifepo4

Lithium Ion
Ang mga bateryang Li-Ion ay may mahusay na densidad ng enerhiya, ang dami ng enerhiyang nakaimbak ayon sa kanilang pisikal na timbang. Mayroon din silang mahusay na tagal ng buhay na nangangahulugan na maaari silang i-discharge at i-recharge o "i-cycle" nang maraming beses at mapanatili pa rin ang kanilang kapasidad sa imbakan.

Ang Li-ion ay tumutukoy talaga sa maraming kemistri ng baterya na kinasasangkutan ng lithium ion. Narito ang isang maikling listahan sa ibaba:

Lithium manganese oxide (LiMn2O4); kilala rin bilang: IMR, LMO, Li-manganese
Lithium manganese nickel (LiNiMnCoO2); kilala rin bilang INR, NMC
Lithium nickel cobalt aluminum oxide (LiNiCoAlO2); kilala rin bilang NCA, Li-aluminum
Lithium nickel cobalt oxide (LiCoO2); kilala rin bilang NCO
Lithium cobalt oxide (LiCoO2); kilala rin bilang ICR, LCO, Li-cobalt
Lithium iron phosphate (LiFePO4); kilala rin bilang IFR, LFP, Li-phosphate
Ang bawat isa sa mga kemistri ng baterya na ito ay kumakatawan sa isang trade-off sa pagitan ng kaligtasan, tibay, kapasidad, at output ng kuryente.

Lithium Manganese (INR, NMC)
Mabuti na lang at maraming de-kalidad na electric scooter ang gumagamit ng INR battery chemistry — isa sa pinakaligtas na kemikal. Ang bateryang ito ay nagbibigay ng mataas na kapasidad at output current. Ang pagkakaroon ng manganese ay nagpapababa sa internal resistance ng baterya, na nagpapahintulot sa mataas na current output habang pinapanatili ang mababang temperatura. Dahil dito, binabawasan nito ang posibilidad ng thermal runaway at sunog.

Ang ilang electric scooter na may INR chemistry ay kinabibilangan ng mga modelong WePed GT 50e at Dualtron.

Asido ng tingga
Ang lead-acid ay isang napakatandang kemistri ng baterya na karaniwang matatagpuan sa mga kotse at ilang mas malalaking electric vehicle, tulad ng mga golf cart. Matatagpuan din ang mga ito sa ilang electric scooter; higit sa lahat, ang mga murang scooter ng mga bata mula sa mga kumpanyang tulad ng Razor.

Ang mga lead-acid na baterya ay may bentaha ng pagiging mura, ngunit mayroon silang napakababang energy density, ibig sabihin ay mas mabigat ang mga ito kumpara sa dami ng enerhiyang iniimbak nito. Sa paghahambing, ang mga Li-ion na baterya ay may humigit-kumulang 10X na energy density kumpara sa mga lead-acid na baterya.

Mga Pakete ng Baterya
Upang makabuo ng isang battery pack na may daan-daan o libu-libong watt hours na kapasidad, maraming indibidwal na 18650 Li-ion cells ang pinagsama-sama sa isang mala-ladrilyong istraktura. Ang mala-ladrilyong battery pack ay minomonitor at kinokontrol ng isang electronic circuit na tinatawag na battery management system (BMS), na kumokontrol sa daloy ng kuryente papasok at palabas ng baterya.
Ang mga indibidwal na selula sa baterya ay konektado nang serye (mula dulo hanggang dulo) na siyang nagsusuma ng kanilang boltahe. Ganito posible na magkaroon ng mga scooter na may 36 V, 48 V, 52 V, 60 V, o mas malalaking baterya.

Ang mga indibidwal na hibla na ito (maraming baterya na naka-serye) ay pinagdudugtong nang parallel upang mapataas ang output current.

Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng bilang ng mga cell nang serye at parallel, maaaring pataasin ng mga tagagawa ng electric scooter ang output voltage o ang max current at amp hour capacity.

Ang pagpapalit ng konfigurasyon ng baterya ay hindi magpapataas ng kabuuang enerhiyang nakaimbak, ngunit epektibong nagbibigay-daan ito sa baterya na mag-alok ng mas malawak na saklaw at mas mababang boltahe at vice versa.

Boltahe at % na Natitira
Ang bawat cell sa isang battery pack ay karaniwang pinapatakbo mula 3.0 volts (0% charge) hanggang 4.2 volts (100% charge).

Nangangahulugan ito na ang isang 36 V na baterya (na may 10 bateryang naka-serye) ay pinapagana mula 30 V (0% charge) hanggang 42 volts (100% charge). Makikita mo kung paano tumutugma ang % na natitira sa boltahe ng baterya (direktang ipinapakita ito ng ilang scooter) para sa bawat uri ng baterya sa aming tsart ng boltahe ng baterya.

Pagbaba ng Boltahe
Bawat baterya ay daranas ng isang kababalaghang tinatawag na voltage sag.

Ang pagbaba ng boltahe ay sanhi ng ilang epekto, kabilang ang kemistri ng lithium-ion, temperatura, at resistensyang elektrikal. Ito ay palaging nagreresulta sa hindi linear na pag-uugali ng boltahe ng baterya.

Sa sandaling mailapat ang isang karga sa baterya, agad na bababa ang boltahe. Ang epektong ito ay maaaring humantong sa maling pagtantya sa kapasidad ng baterya. Kung direkta mong binabasa ang boltahe ng baterya, iisipin mong agad kang nawalan ng 10% o higit pa ng iyong kapasidad.

Kapag natanggal na ang karga, babalik ang boltahe ng baterya sa tunay nitong antas.

Nangyayari rin ang pagbaba ng boltahe kapag matagal na naglalabas ng baterya (tulad ng habang nasa mahabang biyahe). Ang kemistri ng lithium sa baterya ay medyo matagal bago makahabol sa bilis ng paglabas nito. Maaari itong magresulta sa mas mabilis na pagbaba ng boltahe ng baterya sa huling bahagi ng mahabang biyahe.

Kung hahayaang magpahinga ang baterya, babalik ito sa totoo at tumpak na antas ng boltahe nito.

Mga Rating ng Kapasidad
Ang kapasidad ng baterya ng e-scooter ay sinusukat sa mga yunit ng watt hours (dinadaglat na Wh), isang sukatan ng enerhiya. Madaling maunawaan ang yunit na ito. Halimbawa, ang isang baterya na may 1 Wh rating ay nag-iimbak ng sapat na enerhiya upang magtustos ng isang watt ng kuryente sa loob ng isang oras.

Ang mas malaking kapasidad ng enerhiya ay nangangahulugan ng mas mataas na watt hours ng baterya na isinasalin sa mas mahabang saklaw ng electric scooter, para sa isang partikular na laki ng motor. Ang isang karaniwang scooter ay may kapasidad na humigit-kumulang 250 Wh at kayang maglakbay nang humigit-kumulang 10 milya sa average na 15 milya bawat oras. Ang mga extreme performance scooter ay maaaring magkaroon ng kapasidad na umabot sa libu-libong watt hours at saklaw na hanggang 60 milya.

Mga Tatak ng Baterya
Ang mga indibidwal na Li-ion cell sa isang e-scooter battery pack ay gawa lamang ng iilang iba't ibang kilalang kumpanya sa buong mundo. Ang mga pinakamataas na kalidad ng cell ay gawa ng LG, Samsung, Panasonic, at Sanyo. Ang mga ganitong uri ng cell ay kadalasang matatagpuan lamang sa mga battery pack ng mga mamahaling scooter.

Karamihan sa mga budget at commuter electric scooter ay may mga battery pack na gawa sa mga generic na Chinese-manufactured cells, na lubhang nag-iiba sa kalidad.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga scooter na may branded cells at mga generic na scooter na Tsino ay isang mas malaking garantiya ng quality control mula sa mga kilalang brand. Kung hindi iyon kaya ng iyong badyet, siguraduhing bumibili ka ng scooter mula sa isang kagalang-galang na tagagawa na gumagamit ng mga de-kalidad na piyesa at may mahusay na quality control (QC) measures.

Ang ilang halimbawa ng mga kumpanyang malamang na mayroong mahusay na QC ay ang Xiaomi at Segway.

Sistema ng Pamamahala ng Baterya
Bagama't may kahanga-hangang mga benepisyo ang mga Li-ion 18650 cell, hindi ito gaanong matibay kumpara sa ibang teknolohiya ng baterya at maaaring sumabog kung gagamitin nang hindi wasto. Dahil dito, halos palaging binubuo ang mga ito sa mga battery pack na may battery management system.

Ang battery management system (BMS) ay isang elektronikong bahagi na nagmomonitor sa battery pack at kumokontrol sa pag-charge at pagdiskarga. Ang mga Li-ion na baterya ay idinisenyo upang gumana sa pagitan ng humigit-kumulang 2.5 hanggang 4.0 V. Ang labis na pag-charge o ganap na pagdiskarga ay maaaring magpaikli sa buhay ng baterya o magdulot ng mapanganib na mga kondisyon ng thermal runaway. Dapat maiwasan ng BMS ang labis na pag-charge. Maraming BMS din ang nagpuputol ng kuryente bago pa man ganap na madiskarga ang baterya upang pahabain ang buhay. Sa kabila nito, maraming mga nakasakay pa rin ang nagbabantay sa kanilang mga baterya sa pamamagitan ng hindi kailanman ganap na pagdiskarga ng mga ito at gumagamit din ng mga espesyal na charger upang maingat na makontrol ang bilis at dami ng pag-charge.

Ang mas sopistikadong mga sistema ng pamamahala ng baterya ay susubaybayan din ang temperatura ng pakete at magti-trigger ng cutoff kung sakaling magkaroon ng sobrang pag-init.

C-rate
Kung nagsasaliksik ka tungkol sa pag-charge ng baterya, malamang na makatagpo ka ng C-rate. Inilalarawan ng C-rate kung gaano kabilis na na-fully charge o na-discharge ang baterya. Halimbawa, ang C-rate na 1C ay nangangahulugan na ang baterya ay na-charge sa loob ng isang oras, ang 2C ay nangangahulugan na na-fully charge sa loob ng 0.5 oras, at ang 0.5C ay nangangahulugan na na-fully charge sa loob ng dalawang oras. Kung na-fully charge mo ang isang 100 A·h na baterya gamit ang 100 A current, aabutin ito ng isang oras at ang C-rate ay magiging 1C.

Buhay ng Baterya
Ang isang karaniwang Li-ion na baterya ay kayang humawak ng 300 hanggang 500 charge/discharge cycles bago lumiit ang kapasidad. Para sa isang karaniwang electric scooter, ito ay 3000 hanggang 10,000 milya! Tandaan na ang "pagliit ng kapasidad" ay hindi nangangahulugang "mawala ang lahat ng kapasidad," ngunit nangangahulugan ng isang kapansin-pansing pagbaba ng 10 hanggang 20% ​​na patuloy na lalala.

Ang mga modernong sistema ng pamamahala ng baterya ay nakakatulong upang pahabain ang buhay ng baterya at hindi mo dapat masyadong alalahanin ang pag-aalaga dito.

Gayunpaman, kung gusto mong pahabain ang buhay ng baterya hangga't maaari, may ilang bagay na maaari mong gawin para lumampas sa 500 cycle. Kabilang dito ang:

Huwag itago nang matagal ang iyong scooter nang ganap na naka-charge o nakasaksak ang charger.
Huwag itago ang electric scooter nang ganap na naka-charge. Nasisira ang mga Li-ion na baterya kapag bumaba ang mga ito sa 2.5 V. Inirerekomenda ng karamihan sa mga tagagawa na itago ang mga scooter nang may 50% na karga, at paminsan-minsang lagyan ng karagdagang baterya ang mga ito para sa pangmatagalang imbakan.
Huwag patakbuhin ang baterya ng scooter sa temperaturang mas mababa sa 32 F° o mas mataas sa 113 F°.
I-charge ang iyong scooter sa mas mababang C-rate, ibig sabihin ay i-charge ang baterya sa mas mababang rate kumpara sa pinakamataas nitong kapasidad upang mapanatili/mapabuti ang buhay ng baterya. Ang pag-charge sa C-rate sa pagitan ng mas mababa sa 1 ay pinakamainam. Ang ilan sa mga mas magagarbo o high-speed na charger ay nagbibigay-daan sa iyong kontrolin ito.
Matuto nang higit pa tungkol sa kung paano mag-charge ng electric scooter.

Buod

Ang pangunahing dapat tandaan dito ay huwag abusuhin ang baterya at tatagal ito nang matagal hangga't maaari. Naririnig namin mula sa lahat ng uri ng tao ang tungkol sa kanilang sirang electric scooter at bihira itong problema sa baterya!


Oras ng pag-post: Agosto-30-2022