Μια εισαγωγή της μπαταρίας ηλεκτρικού ποδηλάτου

Η μπαταρία ενός ηλεκτρικού ποδηλάτου είναι σαν την καρδιά ενός ανθρώπινου σώματος, που είναι επίσης το πιο πολύτιμο μέρος ενός e-Bike.Συμβάλλει σε μεγάλο βαθμό στο πόσο καλά αποδίδει το ποδήλατο.Παρόλο που έχουν το ίδιο μέγεθος και βάρος, οι διαφορές στη δομή και το σχηματισμό εξακολουθούν να είναι οι λόγοι που οι μπαταρίες αποδίδουν διαφορετικά.
Αυτό που έχουμε δει τους πιο δημοφιλείς τύπους μπαταριών στις μέρες μας είναι οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Από την πρώιμη ανάπτυξή της στη δεκαετία του 1950, αυτή έχει γίνει η πιο εφαρμόσιμη και ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία μπαταριών στην ιστορία.Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος χρησιμοποιούνται συνήθως σε UPS, μπαταρίες αυτοκινήτου κ.λπ.

Η μπαταρία μολύβδου-οξέος έχει κερδίσει τη φήμη της με την καλή απόδοση σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας και την ανοχή κατάχρησης.Χάρη σε αυτό το χαρακτηριστικό, τα ηλεκτρικά ποδήλατα που είναι εξοπλισμένα με μπαταρίες μολύβδου-οξέος παρουσιάζουν καλύτερες επιδόσεις σε δύσκολες συνθήκες δρόμου, με χαμηλότερο ρυθμό συντήρησης μπαταρίας.

Το περιεχόμενο του οξέος μπορεί να μεταφέρει τη θερμότητα προς τα έξω και είναι λιγότερο πιθανό να στεγνώσει, για να διατηρήσει μια σωστή κατάσταση λειτουργίας.Έχει περίπου 500 κύκλους φόρτισης πριν φτάσει στο τέλος της ζωής του.Ωστόσο, αυτή η δομή διατηρεί την μπαταρία σχετικά βαριά και αδέξια, κάτι που καταλήγει σε μεγαλύτερο βάρος του e-bike.

Όλοι οι τύποι μπαταριών έχουν υποφέρει από προβλήματα αυτοεκφόρτισης, πράγμα που σημαίνει ότι χάνει χυμό ακόμη και όταν δεν χρησιμοποιείται.Η μπαταρία μολύβδου-οξέος έχει χαμηλό ρυθμό αυτοεκφόρτισης που της επιτρέπει να αποδίδει ομαλά και σταθερά.Από την άλλη πλευρά, μια μπαταρία μολύβδου-οξέος απαιτεί εξαιρετικά μεγαλύτερο χρόνο φόρτισης περίπου 8-10 ωρών και η μέγιστη χωρητικότητά της είναι μόνο η μισή από αυτήν μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου.

Μπορεί να έχετε δει μια μεγάλη ποικιλία μορφών μπαταριών ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται συνήθως από διαφορετικές μάρκες και κατασκευαστές ηλεκτρικών ποδηλάτων.Τα ιόντα λιθίου είναι ένα εξαιρετικό υλικό για μια τροφοδοσία γρήγορης φόρτισης με πολύ μικρότερο χρόνο φόρτισης, ευέλικτα μικρότερο μέγεθος και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από μια μπαταρία μολύβδου οξέος.

Συνοψίσαμε ορισμένους τύπους μπαταριών λιθίου που χρησιμοποιούνται πιο συχνά από τοBattery University.

Η συνταγή του NMC είναι η ανάμειξη νικελίου και μαγγανίου.Το νικέλιο φημίζεται για την υψηλή ειδική ενέργεια αλλά την απαίσια σταθερότητά του.Το μαγγάνιο έχει το πλεονέκτημα ότι σχηματίζει μια ειδική δομή για να αποκτά χαμηλή εσωτερική αντίσταση αλλά αποδίδει κακή ειδική ενέργεια.Ο συνδυασμός των μετάλλων βοηθά στην ελαχιστοποίηση των μειονεκτημάτων και στη μεγιστοποίηση των αντοχών του άλλου.

Το NMC έχει γίνει η μπαταρία της επιλογής για ηλεκτρονικά ποδήλατα, ηλεκτρικά ηλεκτρικά εργαλεία και κινητήρες.Αυτό προσφέρει χαμηλότερο κόστος πρώτων υλών λόγω της μείωσης της κατανάλωσης ακριβού περιεχομένου κοβαλτίου.

Ο χρόνος φόρτισης είναι συνήθως 3 ώρες με δυνατότητα να φτάσει τους 1000-2000 κύκλους.

Σύμφωνα με την αμερικανική διάσημη μάρκα ηλεκτρικών ποδηλάτωνSuper73, το NMC είναι επίσης ο ίδιος τύπος μπαταρίας που χρησιμοποιούσαν σε όλα τα δημοφιλή μοντέλα.

Μετά από μεγάλη έρευνα και δοκιμές,Teslaαποφάσισε να επιλέξει το NMC ως κύριο τύπο μπαταρίας και ανέπτυξε την μπαταρία 18650.

Σχόλια:
Οικονομικά, Υψηλή χωρητικότητα, Υψηλή ισχύς

Εκτός από την υψηλή βαθμολογία ρεύματος και τη μεγάλη διάρκεια ζωής του κύκλου, το LFP προσφέρει επίσης καλή θερμική σταθερότητα, βελτιωμένη ασφάλεια και ανοχή κατάχρησης.Με μετρήσεις έως και 2000 κύκλων και υψηλή θερμοκρασία θερμικής εκκένωσης 270°C, η LFP ξεπέρασε τις επιδόσεις άλλων μπαταριών ιόντων λιθίου όσον αφορά τη σταθερότητα της εφαρμογής, λέγοντας ότι είναι η ασφαλέστερη.Το LFP έχει χαμηλότερο κόστος κατασκευής, δεδομένου ότι χρησιμοποιείται συχνά ως αντικατάσταση της μπαταρίας μολύβδου-οξέος.

Χρειάζεται 3 ώρες για να φορτιστεί σε πλήρη χωρητικότητα.
Για φορητά και σταθερά που χρειάζονται ρεύματα υψηλού φορτίου και αντοχή, το LFP είναι αδιαμφισβήτητα η καλύτερη επιλογή.

Σχόλια:
Υψηλή βαθμολογία ρεύματος, Μεγάλη διάρκεια ζωής, Καλή θερμική σταθερότητα, Βελτιωμένη ασφάλεια, Ανοχή σε περίπτωση κατάχρησης.
Υψηλότερη αυτοεκφόρτιση, Χαμηλή χωρητικότητα

Είναι σύνηθες να βρίσκουμε μπαταρίες οξειδίου του κοβαλτίου λιθίου σε κινητά τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές και ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές λόγω της υψηλής ειδικής ενέργειας που περιέχει το LCO.

Σε σύγκριση με το LEP, είναι λιγότερο σταθερό λόγω της υψηλής ευαισθησίας της θερμοκρασίας καθώς το θερμικό σημείο διαφυγής είναι περίπου 150°C (302°F).

Όσον αφορά το βάθος εκφόρτισης, το φορτίο και τη θερμοκρασία, η μπαταρία LCO προσφέρει κύκλους φόρτισης κάπου μεταξύ 500-1000.Αυτό κάνει αυτόν τον τύπο μπαταρίας να έχει σχετικά μικρότερη διάρκεια ζωής.
Δεν έχει ειδική ισχύ για να μεταφέρει μεγαλύτερη χωρητικότητα φορτίου, πράγμα που σημαίνει ότι δεν είναι τέλεια μπαταρία για ποδήλατα που συχνά μεταφέρουν άτομα ή φορτία.
Άλλωστε χρειάζονται 3 ώρες για να φορτιστεί πλήρως η μπαταρία.

Σχόλια:
Πολύ υψηλή ειδική ενέργεια.
Μικρότερη διάρκεια ζωής, χαμηλή θερμική σταθερότητα, Περιορισμένες δυνατότητες φορτίου (ειδική ισχύς), Είδος ακριβού

Η χωρητικότητά του είναι περίπου τα δύο τρίτα αυτής του LCO.

Η εξαιρετική ευελιξία στη σχεδίαση επιτρέπει στους κατασκευαστές να χρησιμοποιούν το καλύτερο είτε μακροζωίας, μέγιστου ρεύματος φορτίου (ειδική ισχύς) είτε υψηλής χωρητικότητας (ειδικής ενέργειας) σε μια μπαταρία.Για παράδειγμα, αλλάζοντας από την έκδοση μεγάλης διάρκειας, η χωρητικότητα μπορεί να αυξηθεί από μόνο 1.100 mAh σε 1.500 mAh στην έκδοση υψηλής χωρητικότητας.

Ωστόσο, η μπαταρία LMO μπορεί να υποστεί μόνο 300-700 κύκλους φόρτισης λόγω της ευαισθησίας στο βάθος εκφόρτισης και στη θερμοκρασία.

Σχόλια:
Γρήγορη φόρτιση?
Εκφόρτιση υψηλού ρεύματος, λιγότερη χωρητικότητα

Για τις περισσότερες μπαταρίες, οι συνθήκες ζεστού και κρύου καιρού μειώνουν την απόδοση.Αποφύγετε λοιπόν να χρησιμοποιείτε το ηλεκτρονικό ποδήλατο σε ακραίες θερμοκρασίες το καλοκαίρι ή το χειμώνα.Ακολουθήστε τις οδηγίες που παρέχονται από τον κατασκευαστή σας.

Αποφύγετε ανώμαλους εδάφους, λακκούβες, χτυπήματα ταχύτητας που θα προκαλέσουν επιθετικό κραδασμό ή δόνηση στην μπαταρία.Η ίδια αρχή ισχύει όταν χειρίζεστε μια αφαιρούμενη μπαταρία.

Αποφύγετε τη φόρτιση της μονάδας σας αμέσως μετά την οδήγηση.

Αφήστε λίγο χρόνο για να κρυώσει η μπαταρία αντί να τη διατηρείτε σε υψηλή θερμοκρασία.Αντίστροφα, η ίδια αρχή ισχύει και όταν τελειώσετε τη φόρτιση.

Χρησιμοποιήστε τον κατάλληλο φορτιστή ή προσαρμογέα που παρέχεται από τον κατασκευαστή.Μια απαράμιλλη μονάδα φόρτισης μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη στην μπαταρία σας.

Μην αφήνετε το φορτιστή συνδεδεμένο όταν ολοκληρωθεί η φόρτιση.

Η αυξημένη θερμοκρασία αποθήκευσης, καθώς και ο παγετός, μειώνουν τη διάρκεια ζωής.

Μην αποθηκεύετε την μπαταρία σας έξω όπου μπορεί να εκτεθεί σε θερμότητα, κρύο (κάτω από 0), υγρασία.

Μην αποφορτίζετε κάτω από το 20% της χωρητικότητας.

Πριν τοποθετήσετε την μπαταρία σε μακροχρόνια αποθήκευση, διαβάστε προσεκτικά το μενού του χρήστη και ακολουθήστε τις οδηγίες που συνιστά ο κατασκευαστής.

Αναφορά:

https://batteryuniversity.com/article/bu-205-types-of-lithium-ion

https://batteryuniversity.com/article/bu-402-what-is-c-rate