Ghid tehnic despre Bateriile pentru trotinetele electrice

În acest articol veți afla detalii interesante despre bateriile vehiculelor electrice ușoare , cum sa evaluați capacitatea, cum sa prelungiți calitatea si viața bateriei si cum sa o pastrati in cele mai bune conditii trotineta elctrică.

Deasemenea puteți consulta ghidul despre încărcarea bateriilor trotinetelor electrice.

Trotinetele electrice sunt alimentate de baterii reîncărcabile denumiți acumulatori

Bateria este „rezervorul de combustibil” al vehicului tău electric. Stochează energia care este consumată de motor electric fără perii sau cu perii, de lumini, de controller și de către alte accesorii. Acumulatorul este componentă denumită și rezervorul de energie al trotinetei electrice sau a vehiculului electric.
Funcția lui este de a stoca enrgie necesară motorului electric care la acționare dezvoltă lucru mecanic printr-un controler. Vehiculele electrice sau trotinetele electrice au diferite tipuri de acumulatori în funcție de performanțele pe care producătorul dorește să le obțînă.Astfel acumulatorii pe plumb se folosesc la vehiculele electrice de la care se dorește un cuplu mare la viteză mică fără a avea așteptări la distanțe lungi.Pentru exemplu sunt triciclurile electrice de transport sau scuterele electrice de persoane cu dizabilități care nu circulă cu viteze de peste 35-30Km/h dar trebuie să facă față la rampe sau pe teren accidentat.În acest caz costul de achiziție se reduce semnificativ față de vehiculele cu acumulatori li-ion.
Pentru trotinetele electrice în ultimii ani acumulatorii folosiți sunt li-ion datorită densității lor excelente de energie și longevității.Acești acumulatori sunt formați din mai multe celule individuale conectate în serie și paralel fiind interconectate la un BMS (battery management system) care menține în siguranță.

Pack-urile de baterii pot înmagazina capacități mari de energie, măsurate in wați ora iar asta permite trotinetei electrice să se deplaseze pe distanțe foarte lungi.Costurile baterie pe li-ion sunt mari raportate la costul final al vehiculului electric.
Pentru un reper financiar bateria reprezintă 50% din prețul total de nou al trotinetei electrice.Atunci când doriți să cumpărați o trotinetă electrică și prețul este deosebit de mic față de modele asemănătoare consultați ghidul nostru sau cercetați mai atent ofertele și detaliile despre bateria li-ion.

Tipuri de baterii aflate in vehiculele elctrice

Ioni de Litiu

Bateriile Li -Ion caracteristică de bază densitatea mare de energie stocată în raport cu greutatea lor fizică.Ciclurile de incaracre și descrcare sunt apreciate la 1000 de cicluri complete încărcare/descărcare. Denumirea uzuală de li -ion provine de fapt de la compoziția chimică aflată în baterie ce include ionul de litiu. Iată mai jos o scurtă listă care descrie compozițiile chimice la acumulatori și prescurtările:

Oxid de litiu mangan (LiMn 2 O 4 ); alias: IMR, LMO, Li -mangan
Litiu nichel mangan (LiNiMnCoO 2 ); alias ÎNR , NMC
Litiu nichel oxid de cobalt de aluminiu (LiNiCoAlO 2 ); alias NCA , Li -aluminiu
Litiu nichel oxid de cobalt (LiCoO 2 ); aka subofițer
Litiu oxid de cobalt (LiCoO 2 ); alias ICR , LCO, Li -cobalt
Fosfat de fier litiu (LiFePo 4 ); aka IFR, LFP, Li -fosfat
Fiecare dintre aceste compuși chimici a bateriei, reprezintă un compromis între siguranță, longevitate, capacitate și curent de ieșire.

Litiu Mangan (ÎNR, NMC)

Chimia bateriei ÎNR este un din cele mai sigure rețete chimice oferind o capacitate mare de curent de ieșire.Rezistența internă este mult scăzută prin prezența manganului permițând curenți mari de ieșire și temperaturi scăzute.Acest aspect reduce semnificativ riscul de încălzire puternică și incendiu.

Trotinetele electrice cu chimie ÎNR includ majoritatea trotinetelor electrice cum ar fi modelele fabricate dupa 2019

Plumb Acid

O chimie foarte veche cu riscuri mici privind furnizarea de energie sunt bateriile plumb-acid.Aceste își găsesc utilitatea pe autovehicule de zi cu zi. Avantajul major este puterea mare de descărcare in scurt timp pentru demaror.Se gasesc si pe cele mai frectevente mopede electric ușoare, triciclete electrice. Bateria de plumb acid este des utilizată si in sistemele de acumulare de energie solară.Ele nu trebuie transportate si managementul lor este destul de ușor.Densitatea de energie stocată la bateriile plumb-acid este mult inferioară bateriilor Li-ion, aproximativ de 10 ori mai mică. In consecință greutatea lor este de aproximativ 3 ori mai mare in comparatie cu capacitatea de stocare.

Pachete de baterii

Construcția unei baterii de capacități mari 5000 Wh implică un număr foarte mare de celule.Pentru o baterie de 24V 5000 Wh este necesar : 7 Serii a câte 104 celule paralel se folosesc 728 celule.Un alt exemplu elocvent va pot da cu referire la mașinile Tesla model S care folosesc un număr de aproximativ 8624 celule 18650.Monitorizarea și controlul fluxului de energie la încarcari și descarcă se face printr-un modul electronic denumit BMS. Tensiunile folosite la trotinetele electrice și vehicule electrice ușoare sunt de 36 V, 48 V, 52 V, 60 V.
Aceste tensiuni nu sunt periculoase pentru a te curentă sau a provoca incendii mari. Asta nu însemna că nu pot fi devastatoare. Mai nou și mașinile hibride folosesc tensiuni mici tocmai din aceste motive ce țin de siguranța. Prin modificare tensiunilor, exprimată prin volți , la baterii se poate crește puterea dezvoltată de motor.
Prin creșterea capacității curentului de stocare , exprimată in Amperi ora , se crește autonomia de deplasare a trotinetei electrice sau a vehicului electric. În acest fel modificând aranjarea celulor se poate obține : – o tensiune mică (putere mică pentru motor ) cu autonomie mare ( distanțe lungi) ; acumulator 36V 20 Ah= 720Wh – o tensiune mare ( putere mare pentru motor) cu autonomie mică ( distanță scurtă ): acumulator 48V 15Ah= 720Wh.

Tensiune și cât % a rămas

Fiecare celulă dintr-un pachet de baterii funcționează în general de la 2,8 volți (încărcare 0%) până la 4,2 volți (încărcare 100%).

Un acumulator de 52 Volți funcționează in limitele de min 40V adică 0% si maxim 58,8 V respectiv încărcare 100%

Scăderea parametrilor de funcționare la acumulatorii trotineteleor si bicicletelor electrice

În timp fiecare baterie va suferi o scădere a tensiunii datorită uzurii chimiei sau factori externi cum ar fi pătrunderea de lichide, temperaturi scăzute sau ridicate, defecțiuni ale sistemului de management, o bateria va trece mai repede de la tensiune de încărcare maximă la tensiune minimă de funcționare.
Acest fenomen se întâmplă din cauza chimiei, respectiv concentrației elementelor din baterie care rezultă în creșterea rezistenței interne a bateriei care descarcă bateria mult mai repede.
Un test simplu pe o celulă se poate face prin măsurarea tensiunii la bornele acumulatori în timpul alimentării unui consumator dedicat.
Dacă tensiunea scade rapid cu peste 10% și la decuplarea consumatorului tensiunea revine rapid,rezultă o degradare a celulei.
La fel se procedează și pe pack-urile mari folosind instrumente de măsură care să indice aceste fluctuații de tensiune și consumatori calibrati. Solicitarea bateriei pe litiu pe distanțe lungi sau în serii scurte și intense poate indică consum mare de energie, scăderea tensiunii iar după o pauză tensiunea va reveni procentual cu consumul precis și real.

Evaluarea de capacitate a acumultorilor

La trotinetele electrice aspectul important este capacitatea bateriei de a furniza energie. O baterie de 100 wați oră ( prescurata Wh) poate stoca energie cât să alimenteze un consumator de 100 wați .
O baterie ” mai mare ” înseamnă că timpul de furnizare de energie a acumulatporului crește iar distanțele parcurse cu trotinetă electrică devine mai mare.

In centrul nostru service putem realiza o verificare pentru baterie  li-ion cu tensiune până la 100V in format 24S.

Producători de baterii

Brandurile LG, Samsung, Panasonic și Sanyo sunt cei mai importanți producători de celule la nivel mondial. Bateriile care echipează cele  mai performante trotinete electrice.
Sunt si pack-uri de acumulatori care folosesc diferiți producători din China iar indicația de fabricație de pe acești acumulatori este “CN”.
Prețul pentru trotinetele electrice cu baterii “fabricație CN” sunt mai mici față de cele echipate cu acumulatori din brandurile menționate.
In atelierul nostru putem să inlocuim sau sa construim acumulatori pentru trotinete electrice folosind celule 18650 din pack-uri de baterii provenite de la autovehicule electrice Tesla care au fost avariate. Puteți urmării munca noastra in acest sens Aici:

Managementul acumulatorilor Li -ion

Tehnologia de construcție a bateriilor li -ion este avansată și destul de sigură în exploatare.Totuși dacă exagerezi sau faci greșeli acestea pot produce pagube și chiar să se aprindă. În acest sens este nevoie de un sistem care să monitorizează și gestioneazăa tensiunea din baterii, temperatura și gradul de uzură. Deși celulele Li-ion 18650 au beneficii uimitoare, ele sunt mai puț în îngăduitoare decât alte tehnologii ale bateriilor și pot exploda dacă sunt folosite necorespunzător. Din acest motiv, acestea sunt aproape întotdeauna asamblate în pachete de baterii care au un sistem de gestionare a bateriei. Sistemul de management al bateriei, BMS-ul previne descărcarea sub limita constructivă de descărcare, 2,8 V /celulă sau incarcarcarea peste 4,2V. Depășirea acestor valori duce la degradarea și scurtarea vieții bateriei trotinetei electrice sau a vehicului electric. BMS -urile cu cât folosesc mai mulți senzori de monitorizare, cu atât păstrarea calității respectiv a capacității bateriei durează mai mult în timp . Cei care își doresc păstrarea calității bateriei trotinetei electrice cât mai mult, sunt atenți să nu o descarce mai mult de 80% față de încărcarea maximă. Cel mai simplu truc este să încarci cu un încărcător de putere cât mai mică!”DE CE?” o să te întrebi ! Pentru că balansarea/ echilibrarea celulor se face doar pe perioada de încărcare .Astfel cu cât încarci un timp mai lung, cu atât este mai bine pentru celule să ajungă la aceeași tensiune de încărcare.

În concluzie nu te grăbi să încarci repede o baterie pe li-ion dacă vrei să o protejezi!

Curentul maxim furnizat de bateriile cu celule Li-ion

Daca curiozitatea ți-a fost stârnită de caracteristice unei celule li-ion, pe lângă tensiunea nominală, modelul, capacitatea nominală, observi că este trecut un indicativ sub forma 1C,2C sau 3C.Acesta caracteristică reprezintă rata maximă de descărcare pentru scurt timp pe care celula poate să îl ofere in condiții de consum. Astfel spre exemplu o celula li-ion, cu capacitate de 2000 mAh si 2C , la solicitare maximă într-un timp scurt poate să furnizeze un curent de 2C adică 4000mAh. Aceasta caracteristică se referă si la rata maximă de încărcare suportată.

Durata de viață a bateriei!

Cel mai simplu truc pentru o baterie sănătoasă Ciclurile de incarcarcare/descărcare la o baterie li-ion obișnuită este de 300 si 500 cicluri.Dacă este să ne referim la distanțe parcurse putem lua in considerare in medie 3000 km după care se poate observa o diminuare a capacității baterie printr-o scadere cu 10%.Asta se traduce prin distanțe mai scurte parcurse față de starea nouă.
Este bine să rețineți cele mai importanta aspecte cale lungesc viața bateriei:
NU depozitați trotineta electrică cu incarcatorul conectat pentru perioade lungi
NU lăsați trotineta electrică complet descărcată.
NU folosiți trotineta electrică pe temperaturi extreme sub 0 °C sau peste 40 °C
Incarcati bateria trotinetei cu o rata C mai mică, adică folosiți un încărcător cu un amperaj redus pentru a proteja celule Aflați mai multe despre Încărcarea trotinetei electrice de la început.

Rezumat

Nu abuzați de acumulatorul trotinetei electrice si astfel va fi folosită pe toată durata de viața a trotinetei. Cele mai dese defecte care sosesc la noi in service-ul pentru trotinete sunt cauzate de utilizarea necorespunzătoare a trotinetei.

Întrebări frecvente

Cât durează bateriile scuterelor electrice?

Durata de viata a acumulatorilor trotinetei electrice este cuprinsă intre 2-4 ani si intre 2500 si 5000 de km.Toate aceste date or fi mai bune daca respectați condițiile de utilizare si depozitare a trotinetelor electrice, descrise elegant si clar mai sus.Dacă folosiți vehiculul electric pe temperaturi extreme si il depozitati fără a ține cont de nivelul bateriei, durata de viață a bateriei se va scurt semnificativ.

De căte ori se poate încărca bateria la trotineta electrică?

Trotinetele electrice pot suportă de la 300 si 500 de incarcari pana ce bateria începe sa dea semne de uzură.Celule mărcilor consacrate vor suporta până la 1000 de cicluri de incarcare. Bateriile construite de noi din celule 18650 si extrase din pack-uri Tesla sunt fabricate sub brandu-ul Panasonic.Acestea oferă o autonomie mult mai mare raportată la volumul lor. Dacă am înlocui toate celule dintr-o baterie “fabricată in CN” cu “celule Tesla” 18650, in raport de 1:1, vom obține o baterie cu capacitate mai mare de pană la 50% in plus. Ca si exemplu concludent într-o baterie fără brand de 10Ah formată in sistem 5P ( 5x2Ah/celulă) refăcute cu celule 18650 Tesla va avea cel puțin 15Ah in aceeasi sistem 5P 5x3Ah sau chiar 17Ah.

Cum poți maximiză durata de viață a bateriei scuterului electric?

Puteți prelungi durata de viață a bateriei păstrând scuterul încărcat la 50%, încărcându-l cu o rată C sub 1 și nu folosiți scuterul când este prea rece sub 0 °C sau peste 40 °C prea cald . Atunci când depozitați pentru perioade prelungite de timp, asigurați-vă că încărcați bateriile periodic. Când depozitați trotineta electrica pentru perioade foarte lungi de timp, asigurați-vă că le încărcați periodic, astfel încât să nu fie depozitate complet descărcate.

“Pot înlocui bateriile la trotineta electrică? Merită costul?”

Este posibil să schimbi acumulatorul al trotineta electrică cu unul construit de la zero sau de producție CN. De la achiziție vânzătorii corecți comunică clientului costurile de întreținere si aspectele cele mai importante legate de consumabile cum ar fi prețul bateriei trotinetei in cazul in care dorești sa o schimbi.
Bateriile se apropie ca valoare de jumătate din prețul trotinetei electrice.
Dacă ne uităm la costul unei trotinete xiaomi m365 vom vedea ca prețul pentru un acumulator de xiaomi este 800 -1200 lei.
O variantă mai puțin costisitoare si care va mărește autonomia este adăugarea unui acumulator suplimentar sau de rezervă atasat trotinetei electrice.
Aici in funcție de bugetul care doriți să il cheltuiți se poate construi un acumulator de la zero in atelierele noastre.