Μπαταρίες ηλεκτρικών σκούτερ
Η μπαταρία είναι η «δεξαμενή καυσίμου» του ηλεκτρικού σας σκούτερ. Αποθηκεύει την ενέργεια που καταναλώνεται από τον κινητήρα DC, τα φώτα, το χειριστήριο και άλλα αξεσουάρ.

Τα περισσότερα ηλεκτρικά σκούτερ διαθέτουν κάποιο είδος μπαταρίας ιόντων λιθίου λόγω της εξαιρετικής ενεργειακής πυκνότητας και της μακροζωίας τους. Πολλά ηλεκτρικά σκούτερ για παιδιά και άλλα φθηνά μοντέλα περιέχουν μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Σε ένα σκούτερ, η μπαταρία αποτελείται από μεμονωμένα στοιχεία και ηλεκτρονικά εξαρτήματα που ονομάζονται σύστημα διαχείρισης μπαταριών, το οποίο το διατηρεί σε ασφαλή λειτουργία.
Οι μεγαλύτερες μπαταρίες έχουν μεγαλύτερη χωρητικότητα, μετρούμενη σε βατώρες, και επιτρέπουν σε ένα ηλεκτρικό σκούτερ να ταξιδέψει περισσότερο. Ωστόσο, αυξάνουν επίσης το μέγεθος και το βάρος του σκούτερ, καθιστώντας το λιγότερο φορητό. Επιπλέον, οι μπαταρίες είναι ένα από τα πιο ακριβά εξαρτήματα του σκούτερ και το συνολικό κόστος αυξάνεται ανάλογα.

Τύποι μπαταριών
Οι μπαταρίες των ηλεκτρικών πατινιών είναι κατασκευασμένες από πολλά μεμονωμένα στοιχεία. Πιο συγκεκριμένα, είναι κατασκευασμένες από στοιχεία 18650, μια ταξινόμηση μεγέθους για μπαταρίες ιόντων λιθίου (Li-Ion) με κυλινδρικές διαστάσεις 18 mm x 65 mm.

Κάθε στοιχείο 18650 σε μια μπαταρία είναι αρκετά ασήμαντη — παράγει ηλεκτρικό δυναμικό ~3,6 βολτ (ονομαστικό) και έχει χωρητικότητα περίπου 2,6 αμπέρ-ώρες (2,6 A·h) ή περίπου 9,4 βατ-ώρες (9,4 Wh).

Οι μπαταρίες λειτουργούν από 3,0 βολτ (0% φόρτιση) έως 4,2 βολτ (100% φόρτιση).

Ιόντων λιθίου
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν εξαιρετική ενεργειακή πυκνότητα, την ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται ανάλογα με το φυσικό τους βάρος. Έχουν επίσης εξαιρετική μακροζωία, που σημαίνει ότι μπορούν να αποφορτιστούν και να επαναφορτιστούν ή να «κυκλοποιηθούν» πολλές φορές και να διατηρήσουν την χωρητικότητα αποθήκευσής τους.

Ο όρος ιόντων λιθίου αναφέρεται στην πραγματικότητα σε πολλές χημικές ουσίες μπαταριών που περιλαμβάνουν ιόντα λιθίου. Ακολουθεί μια σύντομη λίστα παρακάτω:

Οξείδιο λιθίου-μαγγανίου (LiMn2O4)· γνωστό και ως: IMR, LMO, Li-μαγγάνιο
Λίθιο-μαγγάνιο-νικέλιο (LiNiMnCoO2)· γνωστό και ως INR, NMC
Οξείδιο λιθίου-νικελίου-κοβαλτίου-αργιλίου (LiNiCoAlO2)· γνωστό και ως NCA, Li-αλουμινίου
Οξείδιο λιθίου-νικελίου-κοβαλτίου (LiCoO2)· γνωστό και ως NCO
Οξείδιο λιθίου-κοβαλτίου (LiCoO2)· γνωστό και ως ICR, LCO, Li-κοβάλτιο
Φωσφορικό σίδηρο λιθίου (LiFePO4); γνωστό και ως IFR, LFP, φωσφορικό λίθιο
Κάθε μία από αυτές τις χημικές ιδιότητες της μπαταρίας αντιπροσωπεύει μια αντιστάθμιση μεταξύ ασφάλειας, μακροζωίας, χωρητικότητας και εξόδου ρεύματος.

Μαγγάνιο λιθίου (INR, NMC)
Ευτυχώς, πολλά ποιοτικά ηλεκτρικά σκούτερ χρησιμοποιούν τη χημική σύνθεση της μπαταρίας INR — μία από τις ασφαλέστερες. Αυτή η μπαταρία προσφέρει υψηλή χωρητικότητα και ρεύμα εξόδου. Η παρουσία μαγγανίου μειώνει την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας, επιτρέποντας υψηλό ρεύμα εξόδου διατηρώντας παράλληλα χαμηλές θερμοκρασίες. Κατά συνέπεια, μειώνεται η πιθανότητα θερμικής διαφυγής και πυρκαγιάς.

Ορισμένα ηλεκτρικά σκούτερ με χημεία INR περιλαμβάνουν τα μοντέλα WePed GT 50e και Dualtron.

Μόλυβδος-οξύ
Το μόλυβδο-οξύ είναι μια πολύ παλιά χημική σύνθεση μπαταριών που βρίσκεται συνήθως σε αυτοκίνητα και σε ορισμένα μεγαλύτερα ηλεκτρικά οχήματα, όπως τα αμαξίδια του γκολφ. Βρίσκονται επίσης σε ορισμένα ηλεκτρικά σκούτερ, κυρίως σε φθηνά παιδικά σκούτερ από εταιρείες όπως η Razor.

Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος έχουν το πλεονέκτημα ότι είναι φθηνές, αλλά υποφέρουν από πολύ χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα, που σημαίνει ότι ζυγίζουν πολύ σε σύγκριση με την ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύουν. Συγκριτικά, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν περίπου 10 φορές μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα σε σύγκριση με τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος.

Πακέτα μπαταριών
Για την κατασκευή μιας μπαταρίας με χωρητικότητα εκατοντάδων ή χιλιάδων βατωρών, πολλά μεμονωμένα στοιχεία ιόντων λιθίου 18650 συναρμολογούνται σε μια δομή που μοιάζει με τούβλο. Η μπαταρία που μοιάζει με τούβλο παρακολουθείται και ρυθμίζεται από ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που ονομάζεται σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS), το οποίο ελέγχει τη ροή ηλεκτρικής ενέργειας προς και από την μπαταρία.
Τα μεμονωμένα στοιχεία της μπαταρίας συνδέονται σε σειρά (από άκρο σε άκρο), γεγονός που αθροίζει την τάση τους. Έτσι είναι δυνατό να υπάρχουν σκούτερ με μπαταρίες 36 V, 48 V, 52 V, 60 V ή και μεγαλύτερες.

Αυτά τα μεμονωμένα σκέλη (πολλές μπαταρίες σε σειρά) συνδέονται στη συνέχεια παράλληλα για να αυξήσουν το ρεύμα εξόδου.

Ρυθμίζοντας τον αριθμό των κελιών σε σειρά και παράλληλα, οι κατασκευαστές ηλεκτρικών σκούτερ μπορούν να αυξήσουν την τάση εξόδου ή το μέγιστο ρεύμα και την χωρητικότητα σε αμπερώρια.

Η αλλαγή της διαμόρφωσης της μπαταρίας δεν θα αυξήσει τη συνολική αποθηκευμένη ενέργεια, αλλά ουσιαστικά επιτρέπει σε μια μπαταρία να προσφέρει μεγαλύτερη εμβέλεια και χαμηλότερη τάση και αντίστροφα.

Τάση και % που απομένει
Κάθε στοιχείο σε μια μπαταρία λειτουργεί γενικά από 3,0 βολτ (0% φόρτιση) έως 4,2 βολτ (100% φόρτιση).

Αυτό σημαίνει ότι μια μπαταρία 36 V (με 10 μπαταρίες σε σειρά) λειτουργεί από 30 V (0% φόρτιση) έως 42 βολτ (100% φόρτιση). Μπορείτε να δείτε πώς το ποσοστό που απομένει αντιστοιχεί στην τάση της μπαταρίας (ορισμένα σκούτερ το εμφανίζουν απευθείας) για κάθε τύπο μπαταρίας στο διάγραμμα τάσης μπαταρίας μας.

Κρίση τάσης
Κάθε μπαταρία θα υποφέρει από ένα φαινόμενο που ονομάζεται πτώση τάσης.

Η πτώση τάσης προκαλείται από διάφορες επιδράσεις, όπως η χημεία ιόντων λιθίου, η θερμοκρασία και η ηλεκτρική αντίσταση. Πάντα έχει ως αποτέλεσμα μη γραμμική συμπεριφορά της τάσης της μπαταρίας.

Μόλις εφαρμοστεί φορτίο στην μπαταρία, η τάση θα μειωθεί ακαριαία. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένη εκτίμηση της χωρητικότητας της μπαταρίας. Εάν διαβάζατε απευθείας την τάση της μπαταρίας, θα νομίζατε ότι χάσατε αμέσως το 10% της χωρητικότητάς σας ή και περισσότερο.

Μόλις αφαιρεθεί το φορτίο, η τάση της μπαταρίας θα επιστρέψει στο πραγματικό της επίπεδο.

Η πτώση τάσης εμφανίζεται επίσης κατά τη διάρκεια μεγάλης εκφόρτισης της μπαταρίας (όπως κατά τη διάρκεια μιας μεγάλης διαδρομής). Η χημεία λιθίου στην μπαταρία χρειάζεται κάποιο χρόνο για να καλύψει τον ρυθμό εκφόρτισης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την ακόμη πιο γρήγορη πτώση της τάσης της μπαταρίας στο τέλος μιας μεγάλης διαδρομής.

Εάν η μπαταρία αφεθεί να ηρεμήσει, θα επιστρέψει στο πραγματικό και ακριβές επίπεδο τάσης της.

Αξιολογήσεις χωρητικότητας
Η χωρητικότητα της μπαταρίας ενός ηλεκτρικού σκούτερ μετριέται σε μονάδες βατωρών (συντομογραφία Wh), ένα μέτρο ενέργειας. Αυτή η μονάδα είναι αρκετά εύκολη στην κατανόηση. Για παράδειγμα, μια μπαταρία με ονομαστική ισχύ 1 Wh αποθηκεύει αρκετή ενέργεια για να παρέχει ένα watt ισχύος για μία ώρα.

Μεγαλύτερη ενεργειακή χωρητικότητα σημαίνει υψηλότερες βατώρες μπαταρίας, κάτι που μεταφράζεται σε μεγαλύτερη αυτονομία ηλεκτρικού σκούτερ, για ένα δεδομένο μέγεθος κινητήρα. Ένα μέσο σκούτερ θα έχει χωρητικότητα περίπου 250 Wh και θα μπορεί να ταξιδεύει περίπου 16 χιλιόμετρα με μέση ταχύτητα 24 χιλιόμετρα την ώρα. Τα σκούτερ ακραίων επιδόσεων μπορούν να έχουν χωρητικότητα που φτάνει τις χιλιάδες βατώρες και αυτονομία έως και 60 χιλιόμετρα.

Μάρκες μπαταριών
Οι μεμονωμένες μπαταρίες ιόντων λιθίου σε μια μπαταρία ηλεκτρικού σκούτερ κατασκευάζονται από λίγες μόνο διαφορετικές διεθνώς γνωστές εταιρείες. Οι μπαταρίες υψηλότερης ποιότητας κατασκευάζονται από τις LG, Samsung, Panasonic και Sanyo. Αυτοί οι τύποι μπαταριών συνήθως βρίσκονται μόνο σε μπαταρίες σκούτερ υψηλότερης κατηγορίας.

Τα περισσότερα οικονομικά και επαγγελματικά ηλεκτρικά σκούτερ διαθέτουν μπαταρίες κατασκευασμένες από γενικά στοιχεία κινεζικής κατασκευής, τα οποία διαφέρουν σημαντικά σε ποιότητα.

Η διαφορά μεταξύ των σκούτερ με επώνυμα ηλεκτρικά στοιχεία και των γενόσημων κινεζικών είναι η μεγαλύτερη εγγύηση ποιοτικού ελέγχου με τις καθιερωμένες μάρκες. Εάν αυτό δεν είναι εντός του προϋπολογισμού σας, τότε βεβαιωθείτε ότι αγοράζετε ένα σκούτερ από έναν αξιόπιστο κατασκευαστή που χρησιμοποιεί ποιοτικά ανταλλακτικά και εφαρμόζει καλά μέτρα ποιοτικού ελέγχου (QC).

Μερικά παραδείγματα εταιρειών που είναι πιθανό να έχουν καλό ποιοτικό έλεγχο είναι οι Xiaomi και Segway.

Σύστημα Διαχείρισης Μπαταρίας
Αν και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου 18650 έχουν εκπληκτικά οφέλη, είναι λιγότερο ανθεκτικές σε σχέση με άλλες τεχνολογίες μπαταριών και μπορούν να εκραγούν εάν χρησιμοποιηθούν ακατάλληλα. Γι' αυτόν τον λόγο, σχεδόν πάντα συναρμολογούνται σε μπαταρίες που διαθέτουν σύστημα διαχείρισης μπαταριών.

Το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας (BMS) είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα που παρακολουθεί την μπαταρία και ελέγχει τη φόρτιση και την εκφόρτιση. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν μεταξύ περίπου 2,5 και 4,0 V. Η υπερφόρτιση ή η πλήρης εκφόρτιση μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας ή να προκαλέσει επικίνδυνες συνθήκες θερμικής διαφυγής. Το BMS θα πρέπει να αποτρέπει την υπερφόρτιση. Πολλά BMS διακόπτουν επίσης την τροφοδοσία πριν από την πλήρη εκφόρτιση της μπαταρίας, προκειμένου να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής της. Παρά ταύτα, πολλοί αναβάτες εξακολουθούν να εκμεταλλεύονται τις μπαταρίες τους χωρίς να τις αποφορτίζουν πλήρως και χρησιμοποιούν επίσης ειδικούς φορτιστές για να ελέγχουν με ακρίβεια την ταχύτητα και την ποσότητα φόρτισης.

Τα πιο εξελιγμένα συστήματα διαχείρισης μπαταριών θα παρακολουθούν επίσης τη θερμοκρασία της μπαταρίας και θα ενεργοποιούν μια διακοπή σε περίπτωση υπερθέρμανσης.

Σακαράκα
Αν κάνετε έρευνα σχετικά με τη φόρτιση μπαταριών, είναι πιθανό να συναντήσετε ρυθμό C. Ο ρυθμός C περιγράφει πόσο γρήγορα φορτίζεται ή αποφορτίζεται πλήρως η μπαταρία. Για παράδειγμα, ένας ρυθμός C 1C σημαίνει ότι η μπαταρία φορτίζεται σε μία ώρα, 2C θα σήμαινε πλήρη φόρτιση σε 0,5 ώρες και 0,5C θα σήμαινε πλήρη φόρτιση σε δύο ώρες. Αν φορτίσετε πλήρως μια μπαταρία 100 A·h χρησιμοποιώντας ρεύμα 100 A, θα χρειαστεί μία ώρα και ο ρυθμός C θα είναι 1C.

Διάρκεια ζωής μπαταρίας
Μια τυπική μπαταρία ιόντων λιθίου θα μπορεί να αντέξει 300 έως 500 κύκλους φόρτισης/εκφόρτισης πριν μειωθεί η χωρητικότητά της. Για ένα μέσο ηλεκτρικό σκούτερ, αυτό αντιστοιχεί σε 3.000 έως 10.000 μίλια! Λάβετε υπόψη ότι η «μείωση της χωρητικότητας» δεν σημαίνει «απώλεια όλης της χωρητικότητας», αλλά σημαίνει μια αισθητή μείωση 10 έως 20%, η οποία θα συνεχίσει να επιδεινώνεται.

Τα σύγχρονα συστήματα διαχείρισης μπαταριών συμβάλλουν στην παράταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας και δεν πρέπει να ανησυχείτε πολύ για τη διατήρησή της.

Ωστόσο, αν θέλετε να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας όσο το δυνατόν περισσότερο, υπάρχουν ορισμένα πράγματα που μπορείτε να κάνετε για να ξεπεράσετε τους 500 κύκλους. Αυτά περιλαμβάνουν:

Μην αποθηκεύετε το σκούτερ σας πλήρως φορτισμένο ή με τον φορτιστή συνδεδεμένο στην πρίζα για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Μην αποθηκεύετε το ηλεκτρικό σκούτερ πλήρως αποφορτισμένο. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου φθείρονται όταν η τάση τους πέσει κάτω από τα 2,5 V. Οι περισσότεροι κατασκευαστές συνιστούν να αποθηκεύετε τα σκούτερ με φόρτιση 50% και να τα συμπληρώνετε περιοδικά μέχρι αυτό το επίπεδο για πολύ μακροχρόνια αποθήκευση.
Μην λειτουργείτε την μπαταρία του σκούτερ σε θερμοκρασίες κάτω από 32 F° ή πάνω από 113 F°.
Φορτίστε το σκούτερ σας με χαμηλότερο ρυθμό C, που σημαίνει ότι φορτίζετε την μπαταρία με χαμηλότερο ρυθμό σε σχέση με τη μέγιστη χωρητικότητά της για να διατηρήσετε/βελτιώσετε τη διάρκεια ζωής της. Η φόρτιση με ρυθμό C κάτω από 1 είναι η βέλτιστη. Μερικοί από τους πιο εξελιγμένους ή υψηλής ταχύτητας φορτιστές σας επιτρέπουν να το ελέγχετε αυτό.
Μάθετε περισσότερα σχετικά με τον τρόπο φόρτισης ενός ηλεκτρικού σκούτερ.

Περίληψη

Το κύριο συμπέρασμα εδώ είναι ότι μην κάνετε κακή χρήση της μπαταρίας και θα διαρκέσει όσο και το σκούτερ. Ακούμε από κάθε είδους ανθρώπους για χαλασμένα ηλεκτρικά σκούτερ τους και σπάνια πρόκειται για πρόβλημα μπαταρίας!