Baterii pentru scutere electrice
Bateria este „rezervorul de combustibil” al trotinetei electrice. Aceasta stochează energia consumată de motorul de curent continuu, lumini, controler și alte accesorii.

Majoritatea trotinetelor electrice vor avea un anumit tip de baterie pe bază de litiu-ion datorită densității lor energetice excelente și longevității. Multe trotinete electrice pentru copii și alte modele ieftine conțin baterii cu plumb. Într-o trotinetă, bateria este alcătuită din celule individuale și componente electronice numite sistem de gestionare a bateriei, care o menține în funcțiune în siguranță.
Bateriile mai mari au o capacitate mai mare, măsurată în wați-oră, și permit unei trotinete electrice să se deplaseze mai departe. Cu toate acestea, ele cresc și dimensiunea și greutatea trotinetei, ceea ce o face mai puțin portabilă. În plus, bateriile sunt una dintre cele mai scumpe componente ale trotinetei, iar costul total crește în consecință.

Tipuri de baterii
Pachetele de baterii pentru trotinete electrice sunt fabricate din mai multe celule individuale. Mai precis, sunt fabricate din celule 18650, o clasificare dimensională pentru bateriile litiu-ion (Li-Ion) cu dimensiuni cilindrice de 18 mm x 65 mm.

Fiecare celulă 18650 dintr-un pachet de baterii este destul de neimpresionantă - generând un potențial electric de ~3,6 volți (nominal) și având o capacitate de aproximativ 2,6 amperi-oră (2,6 A·h) sau aproximativ 9,4 wați-oră (9,4 Wh).

Celulele bateriei funcționează de la 3,0 volți (încărcare 0%) până la 4,2 volți (încărcare 100%).

Ion de litiu
Bateriile Li-Ion au o densitate energetică excelentă, adică cantitatea de energie stocată raportată la greutatea lor fizică. De asemenea, au o longevitate excelentă, ceea ce înseamnă că pot fi descărcate și reîncărcate sau „ciclate” de mai multe ori, menținându-și în același timp capacitatea de stocare.

De fapt, Li-ion se referă la multe compoziții chimice ale bateriilor care implică ionul de litiu. Iată o scurtă listă mai jos:

Oxid de litiu-mangan (LiMn2O4); cunoscut și sub numele de: IMR, LMO, Li-mangan
Litiu-mangan-nichel (LiNiMnCoO2); cunoscut și sub numele de INR, NMC
Oxid de litiu, nichel, cobalt și aluminiu (LiNiCoAlO2); cunoscut și sub numele de NCA, Li-aluminiu
Oxid de litiu, nichel și cobalt (LiCoO2); cunoscut și sub numele de NCO
Oxid de litiu și cobalt (LiCoO2); cunoscut și sub numele de ICR, LCO, Li-cobalt
Fosfat de litiu-fier (LiFePO4); cunoscut și sub numele de IFR, LFP, Li-fosfat
Fiecare dintre aceste compoziții chimice ale bateriilor reprezintă un compromis între siguranță, longevitate, capacitate și curentul de ieșire.

Litiu-mangan (INR, NMC)
Din fericire, multe trotinete electrice de calitate folosesc chimia bateriei INR - una dintre cele mai sigure chimii. Această baterie oferă o capacitate mare și un curent de ieșire ridicat. Prezența manganului scade rezistența internă a bateriei, permițând un curent de ieșire ridicat, menținând în același timp temperaturi scăzute. Prin urmare, acest lucru reduce șansele de dezechilibru termic și incendiu.

Printre trotinetele electrice cu chimie INR se numără modelele WePed GT 50e și Dualtron.

Plumb-acid
Plumbul-acidul este o substanță chimică foarte veche pentru baterii, care se găsește frecvent în mașini și în unele vehicule electrice mai mari, cum ar fi cărucioarele de golf. Se găsește și în unele trotinete electrice; în special, trotinetele ieftine pentru copii de la companii precum Razor.

Bateriile cu plumb au avantajul de a fi ieftine, dar au o densitate energetică foarte scăzută, ceea ce înseamnă că cântăresc mult în comparație cu cantitatea de energie pe care o stochează. Prin comparație, bateriile Li-ion au o densitate energetică de aproximativ 10 ori mai mare în comparație cu bateriile cu plumb.

Pachete de baterii
Pentru a construi un pachet de baterii cu o capacitate de sute sau mii de wați-oră, mai multe celule Li-ion 18650 individuale sunt asamblate într-o structură asemănătoare cărămizii. Pachetul de baterii asemănător cărămizii este monitorizat și reglat de un circuit electronic numit sistem de gestionare a bateriei (BMS), care controlează fluxul de electricitate care intră și iese din baterie.
Celulele individuale din pachetul de baterii sunt conectate în serie (capăt la cap), ceea ce le însumează tensiunea. Astfel este posibil să existe trotinete cu pachete de baterii de 36 V, 48 V, 52 V, 60 V sau chiar mai mari.

Aceste fire individuale (mai multe baterii în serie) sunt apoi conectate în paralel pentru a crește curentul de ieșire.

Prin ajustarea numărului de celule în serie și paralel, producătorii de trotinete electrice pot crește tensiunea de ieșire sau curentul maxim și capacitatea în amperi-oră.

Modificarea configurației bateriei nu va crește energia totală stocată, dar permite efectiv unei baterii să ofere o autonomie mai mare și o tensiune mai mică și invers.

Tensiune și % rămas
Fiecare celulă dintr-un pachet de baterii funcționează, în general, de la 3,0 volți (încărcare 0%) până la 4,2 volți (încărcare 100%).

Aceasta înseamnă că un pachet de baterii de 36 V (cu 10 baterii în serie) funcționează de la 30 V (încărcare 0%) până la 42 de volți (încărcare 100%). Puteți vedea cum procentul rămas corespunde cu tensiunea bateriei (unele trotinete afișează acest lucru direct) pentru fiecare tip de baterie în tabelul nostru cu tensiunea bateriei.

Scădere de tensiune
Fiecare baterie va suferi de un fenomen numit scădere de tensiune.

Căderea de tensiune este cauzată de mai multe efecte, inclusiv chimia litiu-ionilor, temperatura și rezistența electrică. Aceasta are ca rezultat întotdeauna un comportament neliniar al tensiunii bateriei.

Imediat ce bateria este încărcată, tensiunea va scădea instantaneu. Acest efect poate duce la estimarea incorectă a capacității bateriei. Dacă ați citi direct tensiunea bateriei, ați crede că ați pierdut instantaneu 10% din capacitate sau mai mult.

Odată ce sarcina este îndepărtată, tensiunea bateriei va reveni la nivelul său real.

Căderea de tensiune apare și în timpul descărcării lungi a bateriei (cum ar fi în timpul unei călătorii lungi). Compoziția chimică a litiului din baterie are nevoie de ceva timp pentru a recupera rata de descărcare. Acest lucru poate duce la o scădere și mai rapidă a tensiunii bateriei în partea de jos a unei călătorii lungi.

Dacă bateria este lăsată să se odihnească, aceasta va reveni la nivelul său real și precis de tensiune.

Capacitate nominală
Capacitatea bateriei unei trotinete electrice este evaluată în unități de wați-oră (prescurtat Wh), o măsură a energiei. Această unitate este destul de ușor de înțeles. De exemplu, o baterie cu o capacitate de 1 Wh stochează suficientă energie pentru a furniza un watt de putere timp de o oră.

O capacitate energetică mai mare înseamnă un număr mai mare de wați-oră al bateriei, ceea ce se traduce într-o autonomie mai mare a trotinetei electrice, pentru o anumită dimensiune a motorului. O trotinetă medie va avea o capacitate de aproximativ 250 Wh și va putea parcurge aproximativ 16 km cu o viteză medie de 24 km pe oră. Trotinetele cu performanțe extreme pot avea o capacitate care ajunge la mii de wați-oră și autonomii de până la 96 km.

Mărci de baterii
Celulele individuale Li-ion dintr-un pachet de baterii pentru trotinete electrice sunt fabricate de doar câteva companii cunoscute la nivel internațional. Celulele de cea mai înaltă calitate sunt fabricate de LG, Samsung, Panasonic și Sanyo. Aceste tipuri de celule se găsesc de obicei doar în pachetele de baterii ale trotinetelor de gamă superioară.

Majoritatea trotinetelor electrice economice și pentru navetiști au baterii fabricate din celule generice fabricate în China, a căror calitate variază foarte mult.

Diferența dintre trotinetele cu celule de marcă și cele generice chinezești constă într-o garanție mai mare a controlului calității la mărcile consacrate. Dacă acest lucru nu se încadrează în bugetul dvs., asigurați-vă că achiziționați o trotinetă de la un producător reputat, care folosește piese de calitate și are implementate măsuri bune de control al calității (QC).

Câteva exemple de companii care sunt susceptibile de a avea un bun control al calității sunt Xiaomi și Segway.

Sistem de gestionare a bateriei
Deși celulele Li-ion 18650 au beneficii uimitoare, acestea sunt mai puțin tolerante decât alte tehnologii de baterii și pot exploda dacă sunt utilizate necorespunzător. Din acest motiv, ele sunt aproape întotdeauna asamblate în pachete de baterii care au un sistem de gestionare a bateriei.

Sistemul de gestionare a bateriei (BMS) este o componentă electronică care monitorizează pachetul de baterii și controlează încărcarea și descărcarea. Bateriile Li-ion sunt proiectate să funcționeze între aproximativ 2,5 și 4,0 V. Supraîncărcarea sau descărcarea completă poate scurta durata de viață a bateriei sau poate declanșa condiții periculoase de fluctuație termică. BMS-ul ar trebui să prevină supraîncărcarea. Multe BMS întrerup, de asemenea, alimentarea înainte ca bateria să fie complet descărcată pentru a prelungi durata de viață. În ciuda acestui fapt, mulți motocicliști încă își supraveghează bateriile, nedescărcându-le niciodată complet și folosesc, de asemenea, încărcătoare speciale pentru a controla fin viteza și cantitatea de încărcare.

Sistemele mai sofisticate de gestionare a bateriei vor monitoriza, de asemenea, temperatura acumulatorului și vor declanșa o întrerupere în cazul supraîncălzirii.

Ladă
Dacă faci cercetări despre încărcarea bateriilor, probabil vei întâlni rata de încărcare C. Rata C descrie cât de repede se încarcă sau se descarcă complet bateria. De exemplu, o rată C de 1C înseamnă că bateria se încarcă într-o oră, 2C ar însemna încărcare completă în 0,5 ore, iar 0,5C ar însemna încărcare completă în două ore. Dacă ai încărca complet o baterie de 100 A·h folosind un curent de 100 A, ar dura o oră, iar rata C ar fi de 1C.

Durata de viață a bateriei
O baterie Li-ion obișnuită va putea face față la 300 până la 500 de cicluri de încărcare/descărcare înainte de a-și diminua capacitatea. Pentru o trotinetă electrică medie, aceasta înseamnă între 4.800 și 16.000 de kilometri! Rețineți că „diminuarea capacității” nu înseamnă „pierderea completă a capacității”, ci înseamnă o scădere vizibilă de 10 până la 20% care va continua să se înrăutățească.

Sistemele moderne de gestionare a bateriilor ajută la prelungirea duratei de viață a bateriei și nu ar trebui să vă faceți griji prea mult cu privire la întreținerea ei.

Totuși, dacă doriți să prelungiți durata de viață a bateriei cât mai mult posibil, există câteva lucruri pe care le puteți face pentru a depăși 500 de cicluri. Acestea includ:

Nu depozitați trotineta complet încărcată sau cu încărcătorul conectat la priză pentru perioade lungi de timp.
Nu depozitați trotineta electrică complet descărcată. Bateriile Li-ion se degradează când scad sub 2,5 V. Majoritatea producătorilor recomandă depozitarea trotinetelor încărcate la 50% și încărcarea lor periodică până la acest nivel pentru depozitare pe termen foarte lung.
Nu utilizați bateria trotinetei la temperaturi sub 0°C sau peste 50°C.
Încărcați trotineta la o rată C mai mică, adică încărcați bateria la o rată mai mică față de capacitatea sa maximă pentru a conserva/îmbunătăți durata de viață a bateriei. Încărcarea la o rată C sub 1 este optimă. Unele dintre încărcătoarele mai sofisticate sau de mare viteză vă permit să controlați acest lucru.
Află mai multe despre cum să încarci o trotinetă electrică.

Rezumat

Principalul lucru pe care trebuie să-l rețineți este să nu abuzați de baterie, deoarece aceasta va rezista cât durata de viață utilă a trotinetei. Auzim de la tot felul de oameni despre trotinetele lor electrice defecte și rareori este vorba despre o problemă cu bateria!