In questa guida tecnica imparerai tutto quello che c'è da sapere batterie per scooter elettrici, inclusi tipi, capacità nominali, come prolungare la durata della batteria e uso e conservazione corretti.
Batterie per scooter elettrici
La batteria è il "serbatoio del carburante" del tuo scooter elettrico. Memorizza l'energia consumata dal motore CC, dalle luci, dal controller e da altri accessori.
La maggior parte degli scooter elettrici avrà un certo tipo di batteria a base di ioni di litio a causa della loro eccellente densità di energia e longevità. Molti scooter elettrici per bambini e altri modelli economici contengono batterie al piombo. In uno scooter, il pacco batteria è costituito da singole celle ed elettronica chiamata sistema di gestione della batteria che lo mantiene operativo in sicurezza.
I pacchi batteria più grandi hanno una capacità maggiore, misurata in wattora, e consentono a uno scooter elettrico di viaggiare più lontano. Tuttavia, aumentano anche le dimensioni e il peso dello scooter, rendendolo meno portatile. Inoltre, le batterie sono uno dei componenti più costosi dello scooter e il costo complessivo aumenta di conseguenza.
Pacchi batteria per scooter elettrici sono costituiti da molte singole celle della batteria. Più specificamente, sono costituiti da 18650 celle, una classificazione di dimensioni per batterie agli ioni di litio (Li-Ion) con dimensioni cilindriche di 18 mm x 65 mm. Ogni cella 18650 in un pacco batteria è abbastanza insignificante: genera un potenziale elettrico di soli 3,5 volt (3,5 V) e ha una capacità di 3 ampere / ora (3 Ah) o circa 10 wattora (10 Wh).
Per costruire un pacco batteria con centinaia o migliaia di wattora di capacità, molte singole celle 18650 agli ioni di litio sono assemblate insieme in una struttura simile a un mattone. Il pacco batteria simile a un mattone è monitorato e regolato da un circuito elettronico chiamato sistema di gestione della batteria (BMS), che controlla il flusso di elettricità in entrata e in uscita dalla batteria.
Ioni di litio
Batterie agli ioni di litio hanno un'ottima densità di energia, la quantità di energia immagazzinata in base al loro peso fisico. Hanno anche un'eccellente longevità, il che significa che possono essere scaricati e ricaricati o "riciclati" molte volte pur mantenendo la loro capacità di stoccaggio.
Gli ioni di litio in realtà si riferiscono a molte sostanze chimiche della batteria che coinvolgono gli ioni di litio. Di seguito è riportato un breve elenco:
- Ossido di litio e manganese (LiMn2O4); alias: IMR, LMO, Li-manganese
- Litio manganese nichel (LiNiMnCoO2); aka INR, NMC
- Ossido di litio nichel cobalto alluminio (LiNiCoAlO2); aka NCA, Li-alluminio
- Ossido di litio nichel cobalto (LiCoO2); aka NCO
- Ossido di litio cobalto (LiCoO2); noto anche come ICR, LCO, Li-cobalt
- Litio ferro fosfato (LiFePO4); aka IFR, LFP, Li-fosfato
Ciascuna di queste caratteristiche chimiche della batteria rappresenta un compromesso tra sicurezza, longevità, capacità e uscita di corrente.
Litio Manganese (INR, NMC)
Fortunatamente, molti scooter elettrici di qualità utilizzano la chimica della batteria INR, una delle sostanze chimiche più sicure. Questa batteria offre capacità e corrente di uscita elevate. La presenza di manganese abbassa la resistenza interna della batteria, consentendo un'elevata uscita di corrente mantenendo basse le temperature. Di conseguenza, questo riduce le possibilità di fuga termica e incendi.
Piombo-acido
Il piombo-acido è una chimica delle batterie molto antica che si trova comunemente nelle auto e in alcuni veicoli elettrici più grandi, come i golf cart. Si trovano anche in alcuni scooter elettrici; in particolare, scooter per bambini poco costosi.
Le batterie al piombo hanno il vantaggio di essere poco costose, ma soffrono di una densità energetica molto scarsa, il che significa che pesano molto rispetto alla quantità di energia che immagazzinano. In confronto, le batterie agli ioni di litio hanno circa 10 volte la densità di energia rispetto alle batterie al piombo.
Valutazioni di capacità
La capacità della batteria dello scooter elettrico è valutata in unità di wattora (abbreviato Wh), una misura di energia. Questa unità è abbastanza facile da capire. Ad esempio, una batteria con una potenza nominale di 1 Wh immagazzina energia sufficiente per fornire un watt di potenza per un'ora.
Maggiore capacità energetica significa maggiore wattora della batteria che si traduce in una maggiore autonomia dello scooter elettrico, per una data dimensione del motore. Uno scooter medio avrà una capacità di circa 250 Wh e sarà in grado di percorrere circa 10 miglia ad una media di 15 miglia all'ora. Gli scooter dalle prestazioni estreme possono avere una capacità che raggiunge le migliaia di wattora e un'autonomia fino a 60 miglia.
Sistema di gestione della batteria
Sebbene le celle 18650 agli ioni di litio abbiano vantaggi sorprendenti, sono meno indulgenti rispetto ad altre tecnologie di batteria e possono esplodere se utilizzate in modo improprio. È per questo motivo che sono quasi sempre assemblati in pacchi batteria dotati di un sistema di gestione della batteria.
Il sistema di gestione della batteria (BMS) è un componente elettronico che monitora il pacco batteria e controlla la carica e lo scaricamento. Le batterie agli ioni di litio sono progettate per funzionare tra 2,5 e 4,0 V. Il sovraccarico o lo scaricamento completo possono ridurre la durata della batteria o innescare pericolose condizioni di fuga termica. Il BMS dovrebbe impedire il sovraccarico. Molti BMS interrompono l'alimentazione prima che la batteria sia completamente scarica per prolungarne la durata. Nonostante ciò, molti motociclisti continuano ad alimentare le batterie non scaricandole completamente e utilizzano anche caricatori speciali per controllare con precisione la velocità e la quantità di ricarica.
Sistemi più sofisticati di gestione della batteria monitoreranno anche la temperatura del pacco e attiveranno un taglio in caso di surriscaldamento.
Tasso C.
Se stai facendo ricerche sulla ricarica della batteria, è probabile che tu incontri il tasso C. C-rate descrive la velocità con cui la batteria viene caricata o scaricata completamente. Ad esempio, un tasso C di 1C significa che la batteria viene caricata in un'ora, 2C significherebbe completamente caricata in 0,5 ore e 0,5C significherebbe completamente carica in due ore. Se si carica completamente una batteria da 100 A · h utilizzando una corrente di 100 A, ci vorrebbe un'ora e la frequenza C sarebbe 1C.
Durata della batteria
Una tipica batteria agli ioni di litio sarà in grado di gestire da 300 a 500 cicli di carica / scarica prima di diminuire la capacità. Per uno scooter elettrico medio, questo è 3000-10 000 miglia! Tieni presente che "diminuire la capacità" non significa "perdere tutta la capacità", ma significa un notevole calo del 10-20% che continuerà a peggiorare. I moderni sistemi di gestione della batteria aiutano a prolungare la durata della batteria e non dovresti preoccuparti troppo di accudirlo.
Tuttavia, se desideri allungare il più possibile la durata della batteria, ci sono alcune cose che puoi fare per superare i 500 cicli. Questi includono:
- Non conservare lo scooter completamente carico o con il caricabatterie collegato per periodi prolungati. Mantenere la batteria carica alla massima tensione ne ridurrà la durata.
- Non conservare lo scooter elettrico completamente scarico Le batterie agli ioni di litio si degradano quando scendono al di sotto di 2,5 V. La maggior parte dei produttori consiglia di conservare gli scooter con una percentuale di carica della batteria compresa tra il 30 e il 50% e di ricaricarli periodicamente fino a questo livello per molto conservazione a lungo termine.
- Non utilizzare la batteria dello scooter a temperature inferiori a 32 F ° o superiori a 113 F °.
- Caricare lo scooter a una velocità C inferiore, ovvero caricare la batteria a una velocità inferiore rispetto alla sua capacità massima per preservare / migliorare la durata della batteria. La ricarica a una velocità C compresa tra 0,5 ° C e 2 ° C è ottimale. Alcuni dei caricabatterie più elaborati o ad alta velocità ti consentono di controllarlo.
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