Batterier til elektriske løbehjul
Batteriet er din elektriske scooters "brændstoftank". Det lagrer den energi, der forbruges af DC-motoren, lysene, controlleren og andet tilbehør.

De fleste elektriske løbehjul har en eller anden form for lithium-ion-baseret batteripakke på grund af deres fremragende energitæthed og levetid. Mange elektriske løbehjul til børn og andre billige modeller indeholder blybatterier. I et løbehjul er batteripakken lavet af individuelle celler og elektronik kaldet et batteristyringssystem, der sørger for, at det fungerer sikkert.
Større batteripakker har mere kapacitet, målt i watt-timer, og vil give en elektrisk scooter mulighed for at køre længere. De øger dog også scooterens størrelse og vægt – hvilket gør den mindre bærbar. Derudover er batterier en af ​​de dyreste komponenter på scooteren, og den samlede pris stiger tilsvarende.

Typer af batterier
El-løbehjulsbatteripakker er lavet af mange individuelle battericeller. Mere specifikt er de lavet af 18650 celler, en størrelsesklassificering for lithium-ion (Li-Ion) batterier med cylindriske dimensioner på 18 mm x 65 mm.

Hver 18650-celle i en batteripakke er ret uimponerende – den genererer et elektrisk potentiale på ~3,6 volt (nominelt) og har en kapacitet på omkring 2,6 amperetimer (2,6 A·t) eller omkring 9,4 watt-timer (9,4 Wh).

Battericeller drives fra 3,0 volt (0 % opladning) op til 4,2 volt (100 % opladning).

Lithium-ion
Li-ion-batterier har en fremragende energitæthed, det vil sige mængden af ​​energi lagret i forhold til deres fysiske vægt. De har også en fremragende levetid, hvilket betyder, at de kan aflades og genoplades eller "cykles" mange gange og stadig bevare deres lagerkapacitet.

Li-ion refererer faktisk til mange batterikemier, der involverer lithium-ion. Her er en kort liste nedenfor:

Lithiummanganoxid (LiMn2O4); også kendt som: IMR, LMO, Li-mangan
Lithiummangan-nikkel (LiNiMnCoO2); også kendt som INR, NMC
Lithium-nikkel-kobolt-aluminiumoxid (LiNiCoAlO2); også kendt som NCA, Li-aluminium
Lithium-nikkel-koboltoxid (LiCoO2); også kendt som NCO
Lithiumkoboltoxid (LiCoO2); også kendt som ICR, LCO, Li-kobolt
Lithiumjernfosfat (LiFePO4)også kendt som IFR, LFP, Li-fosfat
Hver af disse batterikemier repræsenterer en afvejning mellem sikkerhed, levetid, kapacitet og strømoutput.

Lithiummangan (INR, NMC)
Heldigvis bruger mange kvalitets-elscootere INR-batterikemien – en af ​​de sikreste kemiske forbindelser. Dette batteri giver høj kapacitet og udgangsstrøm. Tilstedeværelsen af ​​mangan sænker batteriets indre modstand, hvilket muliggør høj strømproduktion, samtidig med at lave temperaturer opretholdes. Følgelig reducerer dette risikoen for termisk løbskhed og brand.

Nogle elektriske løbehjul med INR-kemi inkluderer WePed GT 50e og Dualtron-modeller.

Blysyre
Blysyre er en meget gammel batterikemisk forbindelse, der almindeligvis findes i biler og nogle større elbiler, såsom golfvogne. De findes også i nogle elektriske løbehjul; især billige børneløbehjul fra virksomheder som Razor.

Blybatterier har den fordel, at de er billige, men lider af en meget lav energitæthed, hvilket betyder, at de vejer meget i forhold til den mængde energi, de lagrer. Til sammenligning har Li-ion-batterier omkring 10 gange energitætheden sammenlignet med blybatterier.

Batteripakker
For at bygge en batteripakke med hundredvis eller tusindvis af watttimers kapacitet samles mange individuelle 18650 Li-ion-celler til en murstenslignende struktur. Den murstenslignende batteripakke overvåges og reguleres af et elektronisk kredsløb kaldet et batteristyringssystem (BMS), som styrer strømmen af ​​elektricitet ind i og ud af batteriet.
De enkelte celler i batteripakken er serieforbundet (ende til ende), hvilket summerer deres spænding. Sådan er det muligt at have løbehjul med 36 V, 48 V, 52 V, 60 V eller endda større batteripakker.

Disse individuelle tråde (mange batterier i serie) forbindes derefter parallelt for at øge udgangsstrømmen.

Ved at justere antallet af celler i serie og parallel kan producenter af elektriske løbehjul øge udgangsspændingen eller den maksimale strøm og amperetimekapaciteten.

Ændring af batterikonfigurationen vil ikke øge den samlede lagrede energi, men det giver effektivt batteriet mulighed for at tilbyde længere rækkevidde og lavere spænding og omvendt.

Spænding og % tilbageværende
Hver celle i en batteripakke drives generelt fra 3,0 volt (0 % opladning) og helt op til 4,2 volt (100 % opladning).

Det betyder, at en 36 V batteripakke (med 10 batterier i serie) kan drives fra 30 V (0 % opladning) op til 42 volt (100 % opladning). Du kan se, hvordan procentdelen af ​​resterende strøm svarer til batterispændingen (nogle løbehjul viser dette direkte) for hver batteritype i vores batterispændingsdiagram.

Spændingsnedgang
Alle batterier vil lide af et fænomen kaldet spændingsfald.

Spændingsfald skyldes flere effekter, herunder litium-ion-kemi, temperatur og elektrisk modstand. Det resulterer altid i en ikke-lineær opførsel af batterispændingen.

Så snart batteriet belastes, falder spændingen øjeblikkeligt. Denne effekt kan føre til en forkert vurdering af batterikapaciteten. Hvis du aflæste batterispændingen direkte, ville du tro, at du øjeblikkeligt havde mistet 10 % af din kapacitet eller mere.

Når belastningen er fjernet, vil batterispændingen vende tilbage til sit sande niveau.

Spændingsfald forekommer også under længerevarende afladning af batteriet (f.eks. under en lang tur). Det tager lidt tid for litiumkemien i batteriet at indhente afladningshastigheden. Dette kan resultere i, at batterispændingen falder endnu hurtigere i slutningen af ​​en lang tur.

Hvis batteriet får hvile, vil det vende tilbage til sit sande og nøjagtige spændingsniveau.

Kapacitetsvurderinger
El-løbehjulets batterikapacitet angives i enheder af watt-timer (forkortet Wh), et mål for energi. Denne enhed er ret let at forstå. For eksempel lagrer et batteri med en kapacitet på 1 Wh tilstrækkelig energi til at levere én watt strøm i én time.

Mere energikapacitet betyder højere batteri watt-timer, hvilket betyder længere rækkevidde for elektriske løbehjul for en given motorstørrelse. En gennemsnitlig løbehjul har en kapacitet på omkring 250 Wh og kan køre omkring 16 km med en gennemsnitlig hastighed på 24 km i timen. Ekstreme performance-løbehjul kan have en kapacitet på op til tusindvis af watt-timer og en rækkevidde på op til 96 km.

Batterimærker
Individuelle Li-ion-celler i en batteripakke til el-løbehjul fremstilles af blot en håndfuld forskellige internationalt kendte virksomheder. De højeste kvalitetsceller fremstilles af LG, Samsung, Panasonic og Sanyo. Disse typer celler findes typisk kun i batteripakker til mere avancerede løbehjul.

De fleste budget- og pendler-elscootere har batteripakker lavet af generiske kinesiskproducerede celler, som varierer meget i kvalitet.

Forskellen mellem løbehjul med mærkevareceller og generiske kinesiske er en større garanti for kvalitetskontrol med etablerede mærker. Hvis det ikke er inden for dit budget, så sørg for at købe et løbehjul fra en velrenommeret producent, der bruger kvalitetsdele og har gode kvalitetskontrolforanstaltninger (QC) på plads.

Nogle eksempler på virksomheder, der sandsynligvis har god kvalitetskontrol, er Xiaomi og Segway.

Batteristyringssystem
Selvom Li-ion 18650-celler har fantastiske fordele, er de mindre tilgivende end andre batteriteknologier og kan eksplodere, hvis de bruges forkert. Det er af denne grund, at de næsten altid samles i batteripakker, der har et batteristyringssystem.

Batteristyringssystemet (BMS) er en elektronisk komponent, der overvåger batteripakken og styrer opladning og afladning. Li-ion-batterier er designet til at fungere mellem ca. 2,5 og 4,0 V. Overopladning eller fuldstændig afladning kan forkorte batteriets levetid eller udløse farlige termiske løbskløb. BMS'en bør forhindre overopladning. Mange BMS'er afbryder også strømmen, før batteriet er helt afladet, for at forlænge levetiden. På trods af dette forkæler mange brugere stadig deres batterier ved aldrig at aflade dem helt og bruger også specielle opladere til at finjustere opladningshastighed og -mængde.

Mere sofistikerede batteristyringssystemer vil også overvåge temperaturen på pakken og udløse en afbrydelse, hvis der opstår overophedning.

C-sats
Hvis du undersøger batteriopladning, vil du sandsynligvis støde på betegnelsen C-rate. C-rate beskriver, hvor hurtigt batteriet bliver fuldt opladet eller afladet. For eksempel betyder en C-rate på 1C, at batteriet oplades på en time, 2C betyder fuldt opladet på 0,5 timer, og 0,5C betyder fuldt opladet på to timer. Hvis du oplader et 100 A·t batteri fuldt ud ved hjælp af 100 A strøm, vil det tage en time, og C-raten vil være 1C.

Batterilevetid
Et typisk Li-ion-batteri kan klare 300 til 500 opladnings-/afladningscyklusser, før det mister sin kapacitet. For en gennemsnitlig elektrisk scooter er det 4800 til 16.000 km! Husk, at "mindsket kapacitet" ikke betyder "miste al kapacitet", men et mærkbart fald på 10 til 20 %, der vil fortsætte med at blive værre.

Moderne batteristyringssystemer forlænger batteriets levetid, og du bør ikke bekymre dig for meget om at lade det løbe tør.

Men hvis du gerne vil forlænge batteriets levetid så meget som muligt, er der nogle ting, du kan gøre for at overstige 500 cyklusser. Disse omfatter:

Opbevar ikke din scooter fuldt opladet eller med opladeren tilsluttet i længere tid ad gangen.
Opbevar ikke den elektriske scooter helt afladet. Li-ion-batterier nedbrydes, når de falder til under 2,5 V. De fleste producenter anbefaler at opbevare scootere med 50% opladet spænding og jævnligt genoplade dem til dette niveau ved meget langtidsopbevaring.
Brug ikke scooterens batteri i temperaturer under 0°C eller over 48°C.
Oplad din scooter med en lavere C-hastighed, hvilket betyder, at batteriet oplades med en lavere hastighed i forhold til dets maksimale kapacitet for at bevare/forbedre batteriets levetid. Opladning med en C-hastighed under 1 er optimal. Nogle af de mere avancerede eller hurtige opladere lader dig kontrollere dette.
Lær mere om, hvordan du oplader en elektrisk scooter.

Oversigt

Den vigtigste konklusion her er, at man ikke misbruger batteriet, så holder det hele løbehjulets levetid. Vi hører fra alle mulige mennesker om deres ødelagte el-løbehjul, og det er sjældent et batteriproblem!