Panduan Teknikal: Bateri Skuter Elektrik

Panduan Teknikal: Bateri Skuter Elektrik

Bateri Skuter Elektrik
Bateri ialah "tangki bahan api" skuter elektrik anda. Ia menyimpan tenaga yang digunakan oleh motor DC, lampu, pengawal dan aksesori lain.

Kebanyakan skuter elektrik akan mempunyai beberapa jenis pek bateri berasaskan ion litium kerana ketumpatan tenaga dan jangka hayatnya yang sangat baik. Banyak skuter elektrik untuk kanak-kanak dan model murah lain mengandungi bateri asid plumbum. Dalam skuter, pek bateri diperbuat daripada sel individu dan elektronik yang dipanggil sistem pengurusan bateri yang memastikan ia beroperasi dengan selamat.
Pek bateri yang lebih besar mempunyai lebih banyak kapasiti, diukur dalam watt jam, dan akan membolehkan skuter elektrik bergerak lebih jauh. Walau bagaimanapun, ia juga meningkatkan saiz dan berat skuter — menjadikannya kurang mudah alih. Selain itu, bateri merupakan salah satu komponen skuter yang paling mahal dan kos keseluruhan meningkat sewajarnya.

Jenis-jenis Bateri
Pek bateri skuter elektrik diperbuat daripada pelbagai sel bateri individu. Lebih khusus lagi, ia diperbuat daripada 18650 sel, satu klasifikasi saiz untuk bateri ion litium (Li-Ion) dengan dimensi silinder 18 mm x 65 mm.

Setiap sel 18650 dalam pek bateri agak tidak mengagumkan — menghasilkan potensi elektrik ~3.6 volt (nominal) dan mempunyai kapasiti kira-kira 2.6 amp jam (2.6 A·h) atau kira-kira 9.4 watt-jam (9.4 Wh).

Sel bateri dikendalikan dari 3.0 volt (cas 0%) sehingga 4.2 volt (cas 100%).18650 lifepo4

Ion Litium
Bateri Li-Ion mempunyai ketumpatan tenaga yang sangat baik, iaitu jumlah tenaga yang disimpan mengikut berat fizikalnya. Ia juga mempunyai jangka hayat yang sangat baik yang bermaksud ia boleh dinyahcas dan dicas semula atau "dikitar" berkali-kali dan masih mengekalkan kapasiti storannya.

Li-ion sebenarnya merujuk kepada banyak kimia bateri yang melibatkan ion litium. Berikut adalah senarai pendek di bawah:

Litium mangan oksida (LiMn2O4); juga dikenali sebagai: IMR, LMO, Li-mangan
Nikel litium mangan (LiNiMnCoO2); juga dikenali sebagai INR, NMC
Litium nikel kobalt aluminium oksida (LiNiCoAlO2); juga dikenali sebagai NCA, Li-aluminium
Litium nikel kobalt oksida (LiCoO2); juga dikenali sebagai NCO
Litium kobalt oksida (LiCoO2); juga dikenali sebagai ICR, LCO, Li-kobalt
Litium besi fosfat (LiFePO4); juga dikenali sebagai IFR, LFP, Li-fosfat
Setiap kimia bateri ini mewakili pertukaran antara keselamatan, jangka hayat, kapasiti dan output arus.

Litium Mangan (INR, NMC)
Mujurlah, banyak skuter elektrik berkualiti menggunakan kimia bateri INR — salah satu kimia paling selamat. Bateri ini memberikan kapasiti dan arus keluaran yang tinggi. Kehadiran mangan mengurangkan rintangan dalaman bateri, membolehkan output arus yang tinggi sambil mengekalkan suhu rendah. Akibatnya, ini mengurangkan kemungkinan larian haba dan kebakaran.

Sesetengah skuter elektrik dengan kimia INR termasuk model WePed GT 50e dan Dualtron.

Asid plumbum
Asid plumbum ialah bahan kimia bateri yang sangat lama yang biasa ditemui dalam kereta dan beberapa kenderaan elektrik yang lebih besar, seperti kereta golf. Ia juga terdapat dalam beberapa skuter elektrik; terutamanya, skuter kanak-kanak murah daripada syarikat seperti Razor.

Bateri asid plumbum mempunyai kelebihan kerana murah, tetapi mempunyai ketumpatan tenaga yang sangat rendah, bermakna ia beratnya jauh lebih tinggi berbanding jumlah tenaga yang disimpannya. Sebagai perbandingan, bateri Li-ion mempunyai ketumpatan tenaga kira-kira 10X ganda berbanding bateri asid plumbum.

Pek Bateri
Untuk membina pek bateri dengan kapasiti ratusan atau ribuan watt jam, banyak sel Li-ion 18650 individu dipasang bersama menjadi struktur seperti bata. Pek bateri seperti bata dipantau dan dikawal selia oleh litar elektronik yang dipanggil sistem pengurusan bateri (BMS), yang mengawal aliran elektrik masuk dan keluar dari bateri.
Sel-sel individu dalam pek bateri disambungkan secara siri (hujung ke hujung) yang menjumlahkan voltannya. Beginilah caranya untuk mempunyai skuter dengan 36 V, 48 V, 52 V, 60 V atau pek bateri yang lebih besar.

Untaian individu ini (banyak bateri secara siri) kemudian disambungkan secara selari untuk meningkatkan arus keluaran.

Dengan melaraskan bilangan sel secara siri dan selari, pengeluar skuter elektrik boleh meningkatkan voltan keluaran atau arus maksimum dan kapasiti amp/jam.

Menukar konfigurasi bateri tidak akan meningkatkan jumlah tenaga yang disimpan, tetapi ia secara berkesan membolehkan bateri menawarkan lebih banyak julat dan voltan yang lebih rendah dan sebaliknya.

Voltan dan % Baki
Setiap sel dalam pek bateri biasanya dikendalikan dari 3.0 volt (cas 0%) sehingga 4.2 volt (cas 100%).

Ini bermakna pek bateri 36 V (dengan 10 bateri secara bersiri) dikendalikan dari 30 V (cas 0%) sehingga 42 volt (cas 100%). Anda boleh melihat bagaimana baki % sepadan dengan voltan bateri (sesetengah skuter memaparkannya secara langsung) untuk setiap jenis bateri dalam carta voltan bateri kami.

Voltan Sag
Setiap bateri akan mengalami fenomena yang dipanggil penurunan voltan.

Kemerosotan voltan disebabkan oleh beberapa kesan, termasuk kimia ion litium, suhu dan rintangan elektrik. Ia sentiasa mengakibatkan kelakuan tak linear voltan bateri.

Sebaik sahaja beban dikenakan pada bateri, voltan akan menurun serta-merta. Kesan ini boleh menyebabkan anggaran kapasiti bateri yang salah. Jika anda membaca voltan bateri secara langsung, anda akan menyangka anda telah kehilangan 10% atau lebih daripada kapasiti anda serta-merta.

Sebaik sahaja beban dikeluarkan, voltan bateri akan kembali ke tahap sebenar.

Kemerosotan voltan juga berlaku semasa nyahcas bateri yang lama (seperti semasa perjalanan jauh). Kimia litium dalam bateri mengambil sedikit masa untuk mengejar kadar nyahcas. Ini boleh mengakibatkan voltan bateri menurun dengan lebih cepat semasa penghujung perjalanan jauh.

Jika bateri dibiarkan berhenti, ia akan kembali ke tahap voltan yang sebenar dan tepat.

Penilaian Kapasiti
Kapasiti bateri skuter elektrik dinilai dalam unit watt jam (disingkatkan Wh), satu ukuran tenaga. Unit ini agak mudah difahami. Contohnya, bateri dengan penarafan 1 Wh menyimpan tenaga yang mencukupi untuk membekalkan satu watt kuasa selama satu jam.

Kapasiti tenaga yang lebih tinggi bermakna jam watt bateri yang lebih tinggi yang bermaksud julat skuter elektrik yang lebih panjang, untuk saiz motor tertentu. Skuter purata akan mempunyai kapasiti sekitar 250 Wh dan mampu bergerak kira-kira 10 batu pada purata 15 batu sejam. Skuter berprestasi tinggi boleh mempunyai kapasiti yang mencecah ribuan jam watt dan julat sehingga 60 batu.

Jenama Bateri
Sel Li-ion individu dalam pek bateri skuter elektrik dihasilkan oleh hanya segelintir syarikat terkenal di peringkat antarabangsa. Sel berkualiti tinggi dihasilkan oleh LG, Samsung, Panasonic dan Sanyo. Sel jenis ini cenderung hanya terdapat dalam pek bateri skuter mewah.

Kebanyakan skuter elektrik bajet dan komuter mempunyai pek bateri yang diperbuat daripada sel generik buatan China, yang sangat berbeza dari segi kualiti.

Perbezaan antara skuter berjenama dan skuter generik Cina adalah jaminan kawalan kualiti yang lebih baik dengan jenama yang mantap. Jika itu tidak termasuk dalam bajet anda, pastikan anda membeli skuter daripada pengeluar bereputasi yang menggunakan alat ganti berkualiti dan mempunyai langkah kawalan kualiti (QC) yang baik.

Beberapa contoh syarikat yang berkemungkinan mempunyai QC yang baik ialah Xiaomi dan Segway.

Sistem Pengurusan Bateri
Walaupun sel Li-ion 18650 mempunyai manfaat yang menakjubkan, ia kurang mudah rosak berbanding teknologi bateri lain dan boleh meletup jika digunakan secara tidak betul. Atas sebab inilah ia hampir selalu dipasang ke dalam pek bateri yang mempunyai sistem pengurusan bateri.

Sistem pengurusan bateri (BMS) ialah komponen elektronik yang memantau pek bateri dan mengawal pengecasan dan penyahcasan. Bateri Li-ion direka bentuk untuk beroperasi antara kira-kira 2.5 hingga 4.0 V. Pengecasan berlebihan atau penyahcasan sepenuhnya boleh memendekkan hayat bateri atau mencetuskan keadaan larian terma yang berbahaya. BMS harus mengelakkan pengecasan berlebihan. Banyak BMS juga memotong kuasa sebelum bateri dinyahcas sepenuhnya untuk memanjangkan hayat. Walaupun begitu, ramai penunggang masih mengawal bateri mereka dengan tidak pernah menyahcas sepenuhnya dan juga menggunakan pengecas khas untuk mengawal kelajuan dan jumlah pengecasan dengan halus.

Sistem pengurusan bateri yang lebih canggih juga akan memantau suhu pek dan mencetuskan pemotongan jika berlaku pemanasan melampau.

Kadar C
Jika anda membuat kajian tentang pengecasan bateri, anda mungkin akan menemui kadar-C. Kadar-C menerangkan betapa cepatnya bateri dicas atau dinyahcas sepenuhnya. Contohnya, kadar-C 1C bermaksud bateri dicas dalam masa satu jam, 2C bermaksud dicas penuh dalam masa 0.5 jam, dan 0.5C bermaksud dicas penuh dalam masa dua jam. Jika anda mengecas bateri 100 A·h sepenuhnya menggunakan arus 100 A, ia akan mengambil masa satu jam dan kadar-C ialah 1C.

Hayat Bateri
Bateri Li-ion biasa akan dapat mengendalikan 300 hingga 500 kitaran cas/nyahcas sebelum kapasitinya berkurangan. Bagi skuter elektrik purata, ini adalah 3000 hingga 10,000 batu! Perlu diingat bahawa "berkurang kapasiti" tidak bermaksud "kehilangan semua kapasiti," tetapi bermaksud penurunan ketara sebanyak 10 hingga 20% yang akan terus menjadi lebih teruk.

Sistem pengurusan bateri moden membantu memanjangkan hayat bateri dan anda tidak perlu terlalu risau tentang menjaganya.

Walau bagaimanapun, jika anda berminat untuk memanjangkan hayat bateri sebanyak mungkin, terdapat beberapa perkara yang boleh anda lakukan untuk melebihi 500 kitaran. Ini termasuk:

Jangan simpan skuter anda dalam keadaan dicas sepenuhnya atau dengan pengecas dipasang untuk tempoh yang lama.
Jangan simpan skuter elektrik dalam keadaan dinyahcas sepenuhnya. Bateri Li-ion akan rosak apabila ia jatuh di bawah 2.5 V. Kebanyakan pengeluar mengesyorkan untuk menyimpan skuter dengan cas 50%, dan menambahnya ke tahap ini secara berkala untuk penyimpanan jangka panjang.
Jangan kendalikan bateri skuter pada suhu di bawah 32 F° atau melebihi 113 F°.
Cas skuter anda pada kadar C yang lebih rendah, bermakna cas bateri pada kadar yang lebih rendah berbanding kapasiti maksimumnya untuk memelihara/meningkatkan hayat bateri. Pengecasan pada kadar C antara di bawah 1 adalah optimum. Sesetengah pengecas yang lebih mewah atau berkelajuan tinggi membolehkan anda mengawalnya.
Ketahui lebih lanjut tentang cara mengecas skuter elektrik.

Ringkasan

Kesimpulan utama di sini ialah jangan salah guna bateri dan ia akan tahan sehingga jangka hayat skuter. Kami mendengar daripada pelbagai jenis orang tentang skuter elektrik mereka yang rosak dan ia jarang sekali berkaitan dengan masalah bateri!


Masa siaran: 30 Ogos 2022