Elektrinių paspirtukų baterijos
Akumuliatorius yra jūsų elektrinio paspirtuko „degalų bakas“. Jis kaupia energiją, kurią sunaudoja nuolatinės srovės variklis, žibintai, valdiklis ir kiti priedai.

Dauguma elektrinių paspirtukų turės tam tikro tipo ličio jonų akumuliatorių bloką dėl puikaus energijos tankio ir ilgaamžiškumo. Daugelyje elektrinių paspirtukų vaikams ir kitų nebrangių modelių yra švino rūgšties akumuliatoriai. Paspirtuko akumuliatorių blokas sudarytas iš atskirų elementų ir elektronikos, vadinamos akumuliatoriaus valdymo sistema, kuri užtikrina saugų jo veikimą.
Didesnės baterijos yra talpesnės, matuojamos vatvalandėmis, ir leidžia elektriniu paspirtuku nuvažiuoti didesnį atstumą. Tačiau jos taip pat padidina paspirtuko dydį ir svorį, todėl jį sunkiau pernešti. Be to, baterijos yra viena brangiausių paspirtuko dalių, todėl bendra kaina atitinkamai padidėja.

Baterijų tipai
Elektrinių paspirtukų akumuliatorių blokai pagaminti iš daugelio atskirų akumuliatorių elementų. Tiksliau sakant, jie pagaminti iš 18650 elementų – tai ličio jonų (Li-Ion) akumuliatorių dydžio klasifikacija, kurių cilindriniai matmenys yra 18 mm x 65 mm.

Kiekvienas 18650 celis akumuliatorių bloke yra gana neįspūdingas – generuoja ~3,6 volto (nominalų) elektros potencialą ir turi apie 2,6 ampervalandžių (2,6 A·h) arba apie 9,4 vatvalandžių (9,4 Wh) talpą.

Baterijų elementai veikia nuo 3,0 voltų (0 % įkrovos) iki 4,2 voltų (100 % įkrovos).

Ličio jonų akumuliatorius
Ličio jonų akumuliatoriai pasižymi puikiu energijos tankiu – sukauptos energijos kiekiu, atitinkančiu jų fizinį svorį. Jie taip pat pasižymi puikiu ilgaamžiškumu, o tai reiškia, kad juos galima daug kartų iškrauti ir įkrauti arba „perkrauti“ ciklą, išlaikant savo kaupimo talpą.

Ličio jonų akumuliatoriai iš tikrųjų reiškia daugelį akumuliatorių cheminių sudėčių, kuriose naudojami ličio jonai. Štai trumpas sąrašas:

Ličio mangano oksidas (LiMn₂O₄); dar žinomas kaip IMR, LMO, Li-manganas
Ličio mangano nikelis (LiNiMnCoO2); dar žinomas kaip INR, NMC
Ličio nikelio kobalto aliuminio oksidas (LiNiCoAlO2); dar žinomas kaip NCA, ličio aliuminis
Ličio nikelio kobalto oksidas (LiCoO2); dar žinomas kaip NCO
Ličio kobalto oksidas (LiCoO2); dar žinomas kaip ICR, LCO, Li-kobaltas
Ličio geležies fosfatas (LiFePO4); dar žinomas kaip IFR, LFP, Li-fosfatas
Kiekviena iš šių akumuliatorių cheminių savybių yra kompromisas tarp saugumo, ilgaamžiškumo, talpos ir srovės išėjimo.

Ličio manganas (INR, NMC)
Laimei, daugelyje kokybiškų elektrinių paspirtukų naudojama INR akumuliatorių chemija – viena saugiausių chemijų. Ši baterija pasižymi didele talpa ir išėjimo srove. Mangano buvimas sumažina baterijos vidinę varžą, todėl galima pasiekti didelę srovę, palaikant žemą temperatūrą. Dėl to sumažėja perkaitimo ir gaisro tikimybė.

Kai kurie elektriniai paspirtukai su INR chemija yra „WePed GT 50e“ ir „Dualtron“ modeliai.

Švino rūgšties
Švino-rūgšties akumuliatoriai yra labai sena cheminė medžiaga, dažnai randama automobiliuose ir kai kuriose didesnėse elektrinėse transporto priemonėse, pavyzdžiui, golfo vežimėliuose. Jų taip pat yra kai kuriuose elektriniuose paspirtukuose; ypač nebrangiuose vaikiškuose paspirtukuose iš tokių kompanijų kaip „Razor“.

Švino rūgšties akumuliatoriai turi privalumą, kad yra nebrangūs, tačiau jų energijos tankis yra labai mažas, o tai reiškia, kad jie sveria daug, palyginti su kaupiamos energijos kiekiu. Palyginimui, ličio jonų akumuliatorių energijos tankis yra maždaug 10 kartų didesnis nei švino rūgšties akumuliatorių.

Baterijų paketai
Norint pagaminti akumuliatorių bloką, kurio talpa siekia šimtus ar tūkstančius vatvalandžių, daug atskirų 18650 ličio jonų elementų surenkami į plytų formos struktūrą. Plytų formos akumuliatorių bloką stebi ir reguliuoja elektroninė grandinė, vadinama akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS), kuri valdo elektros energijos srautą į akumuliatorių ir iš jo.
Atskiri akumuliatorių bloko elementai yra sujungti nuosekliai (galai su galu), todėl jų įtampa sumuojasi. Taip galima turėti paspirtukus su 36 V, 48 V, 52 V, 60 V ar net didesniais akumuliatorių blokais.

Šios atskiros grandinės (daug baterijų, sujungtų nuosekliai) tada sujungiamos lygiagrečiai, siekiant padidinti išėjimo srovę.

Keičiant nuosekliai ir lygiagrečiai sujungtų elementų skaičių, elektrinių paspirtukų gamintojai gali padidinti išėjimo įtampą arba maksimalią srovę ir ampervalandžių talpą.

Pakeitus akumuliatoriaus konfigūraciją, bendra sukaupta energija nepadidės, tačiau tai leidžia akumuliatoriui pasiūlyti didesnį nuvažiuojamą atstumą ir mažesnę įtampą, ir atvirkščiai.

Įtampa ir likutinė vertė (%)
Kiekvienas akumuliatoriaus bloko elementas paprastai veikia nuo 3,0 voltų (0 % įkrovos) iki 4,2 voltų (100 % įkrovos) įtampos.

Tai reiškia, kad 36 V akumuliatorių blokas (su 10 nuosekliai sujungtų akumuliatorių) veikia nuo 30 V (0 % įkrovos) iki 42 voltų (100 % įkrovos). Mūsų akumuliatorių įtampos lentelėje galite pamatyti, kaip likęs procentas atitinka kiekvieno tipo akumuliatoriaus įtampą (kai kurie paspirtukai tai rodo tiesiogiai).

Įtampos kritimas
Kiekviena baterija kentės nuo reiškinio, vadinamo įtampos kritimu.

Įtampos kritimą sukelia keli veiksniai, įskaitant ličio jonų baterijų cheminę sudėtį, temperatūrą ir elektrinę varžą. Dėl to akumuliatoriaus įtampa visada elgiasi netiesiškai.

Kai tik akumuliatorius apkraunamas, įtampa akimirksniu sumažėja. Dėl šio efekto gali būti neteisingai įvertinta akumuliatoriaus talpa. Jei tiesiogiai skaitytumėte akumuliatoriaus įtampą, manytumėte, kad akimirksniu praradote 10 % ar daugiau talpos.

Pašalinus apkrovą, akumuliatoriaus įtampa grįš į pradinį lygį.

Įtampos kritimas taip pat įvyksta ilgai išsikraunant akumuliatoriui (pavyzdžiui, ilgos kelionės metu). Ličio cheminei sudėčiai akumuliatoriuje reikia šiek tiek laiko, kad pasivytų išsikrovimo greitį. Dėl to akumuliatoriaus įtampa gali sumažėti dar greičiau ilgos kelionės pabaigoje.

Jei akumuliatoriui leidžiama pailsėti, jis grįš į tikrąją ir tikslią įtampos vertę.

Talpos įvertinimai
Elektrinio paspirtuko akumuliatoriaus talpa matuojama vatvalandėmis (sutrumpintai Wh) – energijos matavimo vienetu. Šį vienetą gana lengva suprasti. Pavyzdžiui, 1 Wh akumuliatorius sukaupia pakankamai energijos, kad vieną valandą tiektų vieną vatą energijos.

Didesnė energijos talpa reiškia didesnę akumuliatoriaus galią vatvalandžių, o tai reiškia ilgesnį elektrinio paspirtuko nuvažiuojamą atstumą, esant tam tikram variklio dydžiui. Vidutinio paspirtuko galia yra apie 250 Wh, o atstumas – apie 16 km vidutiniu 24 km/h greičiu. Ypač našių paspirtukų galia gali siekti tūkstančius vatvalandžių, o atstumas – iki 96 km.

Baterijų prekių ženklai
Atskiri ličio jonų elementai elektrinių paspirtukų akumuliatorių blokuose yra gaminami vos kelių skirtingų tarptautiniu mastu žinomų kompanijų. Aukščiausios kokybės elementus gamina LG, Samsung, Panasonic ir Sanyo. Šio tipo elementai dažniausiai randami tik aukštesnės klasės paspirtukų akumuliatorių blokuose.

Dauguma biudžetinių ir priemiestinių elektrinių paspirtukų turi akumuliatorius, pagamintus iš generinių Kinijoje pagamintų elementų, kurių kokybė labai skiriasi.

Skirtumas tarp paspirtukų su firminiais elementais ir generinių kiniškų paspirtukų yra didesnė kokybės kontrolės garantija, kai naudojami žinomi prekių ženklai. Jei tai netinka jūsų biudžetui, įsitikinkite, kad perkate paspirtuką iš patikimo gamintojo, kuris naudoja kokybiškas dalis ir taiko geras kokybės kontrolės (KK) priemones.

Kai kurie įmonių, kurios greičiausiai turės gerą kokybės kontrolę, pavyzdžiai yra „Xiaomi“ ir „Segway“.

Baterijų valdymo sistema
Nors ličio jonų 18650 elementai turi nuostabių privalumų, jie yra mažiau atlaidūs nei kitos akumuliatorių technologijos ir gali sprogti, jei naudojami netinkamai. Dėl šios priežasties jie beveik visada surenkami į akumuliatorių blokus su akumuliatorių valdymo sistema.

Akumuliatoriaus valdymo sistema (AMS) yra elektroninis komponentas, kuris stebi akumuliatorių bloką ir kontroliuoja įkrovimą bei iškrovimą. Ličio jonų akumuliatoriai skirti veikti maždaug nuo 2,5 iki 4,0 V įtampai. Per didelis įkrovimas arba visiškas iškrovimas gali sutrumpinti akumuliatoriaus veikimo laiką arba sukelti pavojingas šiluminio iškrovimo sąlygas. AMS turėtų užkirsti kelią per dideliam įkrovimui. Daugelis AMS sistemų taip pat išjungia maitinimą prieš visiškai išsikrovus akumuliatoriui, kad pailgintų jo veikimo laiką. Nepaisant to, daugelis motociklininkų vis tiek žaloja savo akumuliatorius jų iki galo neiškraudami ir naudoja specialius įkroviklius, kad tiksliai kontroliuotų įkrovimo greitį ir kiekį.

Sudėtingesnės akumuliatorių valdymo sistemos taip pat stebės pakuotės temperatūrą ir, perkaitus, išjungs ją.

C rodiklis
Jei tyrinėjate akumuliatorių įkrovimą, greičiausiai susidursite su C greičiu. C greitis apibūdina, kaip greitai akumuliatorius yra visiškai įkraunamas arba iškraunamas. Pavyzdžiui, 1 C C greitis reiškia, kad akumuliatorius įkraunamas per vieną valandą, 2 C – visiškai įkraunamas per 0,5 valandos, o 0,5 C – visiškai įkraunamas per dvi valandas. Jei visiškai įkrautumėte 100 A·h akumuliatorių naudodami 100 A srovę, tai užtruktų vieną valandą, o C greitis būtų 1 C.

Baterijos veikimo laikas
Įprasta ličio jonų baterija gali atlaikyti 300–500 įkrovimo / iškrovimo ciklų, kol sumažės jos talpa. Vidutiniam elektriniam paspirtukui tai yra 3000–10 000 mylių! Atminkite, kad „talpos sumažėjimas“ nereiškia „visos talpos praradimo“, o pastebimo 10–20 % sumažėjimo, kuris toliau blogės.

Šiuolaikinės akumuliatorių valdymo sistemos padeda prailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką, todėl nereikėtų per daug jaudintis dėl jo taupymo.

Vis dėlto, jei norite kuo labiau pailginti baterijos veikimo laiką, galite imtis šių veiksmų, kad jis viršytų 500 ciklų. Tai apima:

Nelaikykite paspirtuko visiškai įkrauto arba su prijungtu įkrovikliu ilgą laiką.
Nelaikykite elektrinio paspirtuko visiškai išsikrovusio. Ličio jonų akumuliatoriai susidėvi, kai jų įtampa nukrenta žemiau 2,5 V. Dauguma gamintojų rekomenduoja paspirtukus laikyti įkrautus 50 % ir periodiškai juos papildyti iki šio lygio, jei jie laikomi labai ilgai.
Nenaudokite paspirtuko akumuliatoriaus žemesnėje nei 0 °F arba aukštesnėje nei 113 °F temperatūroje.
Įkraukite paspirtuką mažesniu C greičiu, t. y. akumuliatorių kraukite mažesniu greičiu, palyginti su jo maksimalia talpa, kad išsaugotumėte / pagerintumėte akumuliatoriaus veikimo laiką. Optimalus įkrovimas esant C greičiui, mažesniam nei 1. Kai kurie modernesni arba greitaeigiai įkrovikliai leidžia tai kontroliuoti.
Sužinokite daugiau apie tai, kaip įkrauti elektrinį paspirtuką.

Santrauka

Svarbiausia mintis – neperdirbkite akumuliatoriaus, nes jis tarnaus visą paspirtuko tarnavimo laiką. Girdėjome iš įvairiausių žmonių apie sugedusius elektrinius paspirtukus, ir tai retai kada būna akumuliatoriaus problema!