Un'introduzione alla batteria per bici elettrica

La batteria di una bici elettrica è come il cuore di un corpo umano, che è anche la parte più preziosa di una e-Bike.Contribuisce in gran parte alle prestazioni della bici.Anche se hanno le stesse dimensioni e peso, le differenze nella struttura e nella formazione continuano a essere la ragione per cui le batterie funzionano in modo diverso.
Quelli che abbiamo visto tra i tipi di batterie più popolari al giorno d'oggi sono le batterie al piombo e le batterie agli ioni di litio.

Sin dal suo sviluppo iniziale negli anni ’50, questa è diventata la tecnologia delle batterie più applicabile e ampiamente utilizzata nella storia.Le batterie al piombo sono comunemente utilizzate negli UPS, nelle batterie per auto, ecc.

La batteria al piombo si è guadagnata la reputazione di buone prestazioni in ambienti ad alta temperatura e tolleranza agli abusi.Grazie a questa caratteristica, le bici elettriche dotate di batterie al piombo mostrano prestazioni migliori su condizioni stradali accidentate, con un tasso di manutenzione della batteria inferiore.

Il contenuto acido può trasferire il calore verso l'esterno e ha meno probabilità di seccarsi, per mantenere condizioni di lavoro adeguate.Ha circa 500 cicli di ricarica prima di raggiungere la fine della vita.Tuttavia, questa struttura mantiene la batteria relativamente pesante e goffa, il che si traduce in un peso maggiore della e-bike.

Tutti i tipi di batteria soffrono di problemi di autoscarica, il che significa che perde carica anche se non viene utilizzata.La batteria al piombo ha un basso tasso di autoscarica che le consente di funzionare in modo fluido e costante.D'altro canto, una batteria al piombo richiede un tempo di ricarica eccezionalmente più lungo di circa 8-10 ore e la sua capacità massima è solo la metà di quella di una batteria agli ioni di litio.

Potresti aver visto un'ampia varietà di forme di batterie agli ioni di litio comunemente utilizzate da diversi marchi e produttori di biciclette elettriche.Gli ioni di litio sono un materiale eccellente per un alimentatore a ricarica rapida con un tempo di ricarica molto più breve, dimensioni più piccole e una durata di vita più lunga rispetto a una batteria al piombo-acido.

Abbiamo riassunto alcuni tipi di batterie al litio più comunemente utilizzati daBatteria Universitày.

La ricetta di NMC è mescolare nichel e manganese.Il nichel è famoso per la sua elevata energia specifica ma pessima stabilità;il manganese ha il vantaggio di formare una struttura speciale per ottenere una bassa resistenza interna ma fornisce scarsa energia specifica.La combinazione dei metalli aiuta a ridurre al minimo gli inconvenienti e a massimizzare i punti di forza reciproci.

NMC è diventata la batteria preferita per e-bike, utensili elettrici e propulsori.Ciò offre costi delle materie prime inferiori a causa della riduzione del consumo del costoso contenuto di cobalto.

Il tempo di ricarica è tipicamente di 3 ore con la possibilità di raggiungere 1000-2000 cicli.

Secondo il famoso marchio americano di bici elettricheSuper73, NMC è anche lo stesso tipo di batteria utilizzata su tutti i modelli più diffusi.

Dopo una grande quantità di ricerche e test,Teslaha deciso di scegliere NMC come tipo di batteria principale e ha sviluppato la batteria 18650.

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Conveniente, alta capacità, alta potenza

Oltre a un'elevata corrente nominale e una lunga durata, l'LFP offre anche una buona stabilità termica, maggiore sicurezza e tolleranza agli abusi.Con ben 2000 conteggi di cicli e un'elevata temperatura di fuga termica di 270°C, LFP ha superato le altre batterie agli ioni di litio in termini di stabilità dell'applicazione risultando essere presumibilmente la più sicura.LFP ha un costo di produzione inferiore, dato che viene spesso utilizzato in sostituzione della batteria al piombo.

Sono necessarie 3 ore per caricarsi completamente.
Per i dispositivi portatili e fissi che necessitano di correnti di carico e resistenza elevate, LFP è indiscutibilmente la scelta migliore.

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Elevata corrente nominale, Ciclo di vita lungo, Buona stabilità termica, Sicurezza migliorata, Tolleranza in caso di abuso;
Maggiore autoscarica, bassa capacità

È comune trovare batterie all'ossido di litio-cobalto nei telefoni cellulari, nei computer portatili e nelle fotocamere digitali a causa dell'elevata energia specifica trattenuta dall'LCO.

Rispetto al LEP, è meno stabile a causa dell'elevata sensibilità alla temperatura poiché il punto di fuga termica è di circa 150°C (302°F).

In termini di profondità di scarica, carico e temperatura, la batteria LCO offre cicli di carica compresi tra 500 e 1000.Ciò fa sì che questo tipo di batteria abbia una durata relativamente più breve.
Manca di potenza specifica per trasportare una capacità di carico maggiore, il che significa che non è una batteria perfetta per le biciclette che spesso trasportano persone o merci.
Inoltre, sono necessarie 3 ore affinché la batteria sia completamente carica.

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Energia specifica molto elevata;
Durata di vita più breve, bassa stabilità termica, capacità di carico limitate (potenza specifica), piuttosto costosa

La sua capacità è circa due terzi di quella di LCO.

L'eccellente flessibilità di progettazione consente ai produttori di sfruttare al meglio la longevità, la corrente di carico massima (potenza specifica) o l'elevata capacità (energia specifica) in una batteria.Ad esempio, passando dalla versione a lunga durata, la capacità può essere aumentata da soli 1.100 mAh a 1.500 mAh nella versione ad alta capacità.

Tuttavia, la batteria LMO può subire solo 300-700 cicli di ricarica a causa della sensibilità alla profondità di scarica e alla temperatura.

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Ricarica rapida;
Scarica ad alta corrente, minore capacità

Per la maggior parte delle batterie, le condizioni climatiche calde e fredde riducono le prestazioni.Quindi evitare di utilizzare l'e-bike durante temperature estreme nelle giornate estive o invernali.Seguire le istruzioni fornite dal produttore.

Evitare terreni sconnessi, buche, dossi stradali che potrebbero causare urti o vibrazioni aggressive alla batteria.Lo stesso principio si applica quando si maneggia una batteria rimovibile.

Evitare di caricare l'unità immediatamente dopo la guida.

Lasciare raffreddare la batteria per un po' di tempo invece di mantenerla ad alta temperatura.Viceversa, lo stesso principio vale anche una volta terminata la ricarica.

Utilizzare il caricabatterie o l'adattatore corretto fornito dal produttore.Un'unità di ricarica non adatta può causare danni permanenti alla batteria.

Non lasciare il caricabatterie collegato una volta terminata la ricarica.

Una temperatura di stoccaggio elevata e il gelo riducono la durata.

Non conservare la batteria all'aperto dove potrebbe essere esposta a calore, freddo (sotto 0) e umidità.

Non scaricare al di sotto del 20% della capacità.

Prima di riporre la batteria in un deposito a lungo termine, leggere attentamente il menu utente e seguire le istruzioni consigliate dal produttore.

Riferimento:

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

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