Batérie pre elektrické kolobežky
Batéria je „palivová nádrž“ vášho elektrického skútra. Ukladá energiu, ktorú spotrebúva jednosmerný motor, svetlá, ovládač a ďalšie príslušenstvo.

Väčšina elektrických kolobežiek má nejaký typ lítium-iónovej batérie kvôli ich vynikajúcej energetickej hustote a dlhej životnosti. Mnohé elektrické kolobežky pre deti a iné lacné modely obsahujú olovené batérie. V kolobežke je batéria vyrobená z jednotlivých článkov a elektroniky nazývanej systém správy batérie, ktorý zabezpečuje jej bezpečnú prevádzku.
Väčšie batérie majú vyššiu kapacitu meranú vo watthodinách a umožnia elektrickej kolobežke prejsť dlhšie. Zároveň však zväčšujú veľkosť a hmotnosť kolobežky, čím ju robia menej prenosnou. Okrem toho sú batérie jednou z najdrahších súčastí kolobežky a celkové náklady sa zodpovedajúcim spôsobom zvyšujú.

Typy batérií
Batériové bloky pre elektrické kolobežky sú vyrobené z mnohých jednotlivých batériových článkov. Konkrétnejšie sú vyrobené z článkov 18650, čo je veľkostná klasifikácia pre lítium-iónové (Li-Ion) batérie s valcovými rozmermi 18 mm x 65 mm.

Každý článok 18650 v batériovom bloku je pomerne nevýrazný – generuje elektrický potenciál ~3,6 voltu (nominálne) a má kapacitu približne 2,6 ampérhodiny (2,6 Ah) alebo približne 9,4 watthodiny (9,4 Wh).

Batériové články sú napájané od 3,0 voltov (0 % nabitie) do 4,2 voltov (100 % nabitie).

Lítium-iónová batéria
Lítium-iónové batérie majú vynikajúcu energetickú hustotu, čo je množstvo uloženej energie vzhľadom na ich fyzickú hmotnosť. Majú tiež vynikajúcu životnosť, čo znamená, že ich možno mnohokrát vybíjať a nabíjať alebo „cyklovať“ a stále si zachovávajú svoju úložnú kapacitu.

Lítium-iónové batérie sa v skutočnosti vzťahujú na mnoho chemických zložení, ktoré zahŕňajú lítium-iónové batérie. Tu je krátky zoznam nižšie:

Oxid lítium-mangánu (LiMn2O4); známy aj ako: IMR, LMO, Li-mangán
Lítium-mangán-nikel (LiNiMnCoO2); známy aj ako INR, NMC
Oxid lítium-nikel-kobalt-hlinitý (LiNiCoAlO2); známy aj ako NCA, Li-hliník
Oxid lítium-nikel-kobalt (LiCoO2); známy aj ako NCO
Oxid lítiovo-kobaltový (LiCoO2); známy aj ako ICR, LCO, Li-kobalt
Lítium-železitý fosforečnan (LiFePO4); známy aj ako IFR, LFP, Li-fosfát
Každé z týchto chemických zložení batérií predstavuje kompromis medzi bezpečnosťou, životnosťou, kapacitou a prúdovým výstupom.

Lítium-mangán (INR, NMC)
Našťastie mnoho kvalitných elektrických kolobežiek používa batérie s chemickým zložením INR – jedným z najbezpečnejších. Táto batéria poskytuje vysokú kapacitu a výstupný prúd. Prítomnosť mangánu znižuje vnútorný odpor batérie, čo umožňuje vysoký výstupný prúd pri zachovaní nízkych teplôt. V dôsledku toho sa znižuje riziko tepelného úniku a požiaru.

Medzi elektrické kolobežky s chémiou INR patria modely WePed GT 50e a Dualtron.

Olovené-kyselinové
Olovené batérie sú veľmi stará chemická zložka, ktorá sa bežne vyskytuje v autách a niektorých väčších elektrických vozidlách, ako sú golfové vozíky. Nachádzajú sa aj v niektorých elektrických kolobežkách; najmä v lacných detských kolobežkách od spoločností ako Razor.

Olovené batérie majú výhodu v tom, že sú lacné, ale trpia veľmi nízkou hustotou energie, čo znamená, že vážia veľa v porovnaní s množstvom energie, ktorú ukladajú. Na porovnanie, lítium-iónové batérie majú približne 10-násobne vyššiu hustotu energie v porovnaní s olovenými batériami.

Batériové bloky
Na zostavenie batériového bloku s kapacitou stoviek alebo tisícok watthodín sa mnoho jednotlivých lítium-iónových článkov 18650 zostaví do štruktúry podobnej tehle. Batériový blok podobný tehle je monitorovaný a regulovaný elektronickým obvodom nazývaným systém správy batérie (BMS), ktorý riadi tok elektriny do a z batérie.
Jednotlivé články v batériovom bloku sú zapojené sériovo (konce k sebe), čo sčítava ich napätie. Takto je možné mať kolobežky s batériovými blokmi na 36 V, 48 V, 52 V, 60 V alebo aj väčšími.

Tieto jednotlivé vlákna (veľa batérií zapojených do série) sa potom zapájajú paralelne, aby sa zvýšil výstupný prúd.

Úpravou počtu článkov v sérii a paralelne môžu výrobcovia elektrických kolobežiek zvýšiť výstupné napätie alebo maximálny prúd a kapacitu v ampérhodinách.

Zmena konfigurácie batérie nezvýši celkovú uloženú energiu, ale efektívne umožní batérii ponúknuť dlhší dojazd a nižšie napätie a naopak.

Napätie a zostávajúce %
Každý článok v batériovom bloku sa zvyčajne napája od 3,0 voltov (0 % nabitie) až do 4,2 voltov (100 % nabitie).

To znamená, že 36 V batériový blok (s 10 batériami zapojenými sériovo) sa napája od 30 V (0 % nabitie) do 42 voltov (100 % nabitie). V našej tabuľke napätia batérií si môžete pozrieť, ako percento zostávajúceho napätia zodpovedá napätiu batérie (niektoré kolobežky to zobrazujú priamo) pre každý typ batérie.

Pokles napätia
Každá batéria trpí javom nazývaným pokles napätia.

Pokles napätia je spôsobený niekoľkými faktormi, vrátane chemického zloženia lítium-iónových batérií, teploty a elektrického odporu. Vždy vedie k nelineárnemu správaniu napätia batérie.

Hneď ako sa na batériu aplikuje záťaž, napätie okamžite klesne. Tento efekt môže viesť k nesprávnemu odhadu kapacity batérie. Ak by ste priamo odčítavali napätie batérie, mysleli by ste si, že ste okamžite stratili 10 % alebo viac svojej kapacity.

Po odstránení záťaže sa napätie batérie vráti na svoju skutočnú úroveň.

K poklesu napätia dochádza aj počas dlhého vybíjania batérie (napríklad počas dlhej jazdy). Lítiové zloženie v batérii si vyžaduje určitý čas, aby sa vyrovnalo rýchlosti vybíjania. To môže viesť k ešte rýchlejšiemu poklesu napätia batérie počas konca dlhej jazdy.

Ak sa batéria nechá odpočívať, vráti sa na svoju skutočnú a presnú úroveň napätia.

Hodnotenia kapacity
Kapacita batérie elektrickej kolobežky sa udáva v jednotkách watthodín (skrátene Wh), čo je miera energie. Táto jednotka je pomerne ľahko pochopiteľná. Napríklad batéria s kapacitou 1 Wh uchováva dostatok energie na dodávanie jedného wattu energie počas jednej hodiny.

Vyššia energetická kapacita znamená vyššiu kapacitu batérie vo watthodinách, čo sa premieta do dlhšieho dojazdu elektrickej kolobežky pri danej veľkosti motora. Priemerná kolobežka bude mať kapacitu okolo 250 Wh a bude schopná prejsť približne 16 kilometrov priemernou rýchlosťou 24 kilometrov za hodinu. Extrémne výkonné kolobežky môžu mať kapacitu dosahujúcu tisíce watthodín a dojazd až 96 kilometrov.

Značky batérií
Jednotlivé lítium-iónové články v batériách pre elektrické kolobežky vyrába len niekoľko medzinárodne známych spoločností. Najkvalitnejšie články vyrábajú spoločnosti LG, Samsung, Panasonic a Sanyo. Tieto typy článkov sa zvyčajne nachádzajú iba v batériách kolobežiek vyššej triedy.

Väčšina lacných a dochádzajúcich elektrických kolobežiek má batérie vyrobené z generických článkov čínskej výroby, ktorých kvalita sa značne líši.

Rozdiel medzi kolobežkami so značkovými batériami a generickými čínskymi batériami spočíva vo väčšej záruke kontroly kvality u zavedených značiek. Ak to nie je v rámci vášho rozpočtu, uistite sa, že kupujete kolobežku od renomovaného výrobcu, ktorý používa kvalitné diely a má zavedené dobré opatrenia na kontrolu kvality (QC).

Medzi príklady spoločností, ktoré pravdepodobne majú dobrú kontrolu kvality, patria Xiaomi a Segway.

Systém správy batérií
Hoci lítium-iónové články 18650 majú úžasné výhody, sú menej tolerantné ako iné technológie batérií a pri nesprávnom používaní môžu explodovať. Z tohto dôvodu sa takmer vždy montujú do batériových blokov, ktoré majú systém správy batérie.

Systém správy batérie (BMS) je elektronická súčiastka, ktorá monitoruje batériový blok a riadi nabíjanie a vybíjanie. Lítium-iónové batérie sú navrhnuté tak, aby fungovali v rozmedzí približne 2,5 až 4,0 V. Prebíjanie alebo úplné vybitie môže skrátiť životnosť batérie alebo spustiť nebezpečné tepelné úniky. BMS by mal zabrániť prebíjaniu. Mnohé BMS tiež prerušia napájanie pred úplným vybitím batérie, aby sa predĺžila jej životnosť. Napriek tomu mnohí jazdci stále šetria svoje batérie tým, že ich nikdy úplne nevybijú, a tiež používajú špeciálne nabíjačky na presnú reguláciu rýchlosti a množstva nabíjania.

Sofistikovanejšie systémy správy batérií budú tiež monitorovať teplotu batérie a v prípade prehriatia spustia vypnutie.

C-miera
Ak skúmate nabíjanie batérií, pravdepodobne sa stretnete s pojmom C-rate. C-rate opisuje, ako rýchlo sa batéria úplne nabije alebo vybije. Napríklad C-rate 1C znamená, že batéria sa nabije za jednu hodinu, 2C by znamenali plné nabitie za 0,5 hodiny a 0,5C by znamenalo plné nabitie za dve hodiny. Ak by ste úplne nabili batériu s kapacitou 100 Ah prúdom 100 A, trvalo by to jednu hodinu a C-rate by bol 1C.

Výdrž batérie
Typická lítium-iónová batéria zvládne 300 až 500 cyklov nabitia/vybitia, kým sa jej kapacita nezníži. Pre priemerný elektrický skúter je to 3 000 až 10 000 míľ! Majte na pamäti, že „zníženie kapacity“ neznamená „stratu všetkej kapacity“, ale znamená citeľný pokles o 10 až 20 %, ktorý sa bude naďalej zhoršovať.

Moderné systémy správy batérií pomáhajú predĺžiť ich životnosť a nemali by ste sa príliš obávať ich údržby.

Ak však chcete čo najviac predĺžiť výdrž batérie, existuje niekoľko vecí, ktoré môžete urobiť, aby ste prekročili 500 cyklov. Patria sem:

Neskladujte kolobežku plne nabitú alebo s nabíjačkou zapojenou do zásuvky dlhšiu dobu.
Neskladujte elektrickú kolobežku úplne vybitú. Lítium-iónové batérie sa vybíjajú, keď ich napätie klesne pod 2,5 V. Väčšina výrobcov odporúča skladovať kolobežky s 50 % nabitím a pre veľmi dlhodobé skladovanie ich pravidelne dobíjať na túto úroveň.
Neprevádzkujte batériu kolobežky pri teplotách pod 0 °C alebo nad 43 °C.
Nabíjajte kolobežku pri nižšej rýchlosti nabíjania (C-rate), čo znamená, že batériu nabíjajte nižšou rýchlosťou v porovnaní s jej maximálnou kapacitou, aby sa zachovala/predĺžila jej životnosť. Optimálne je nabíjanie pri rýchlosti nabíjania pod 1. Niektoré modernejšie alebo vysokorýchlostné nabíjačky vám to umožňujú kontrolovať.
Získajte viac informácií o tom, ako nabíjať elektrickú kolobežku.

Zhrnutie

Hlavným ponaučením je, že batériu nezneužívajte a vydrží tak po celú dobu životnosti kolobežky. Počujeme od všelijakých ľudí o ich pokazených elektrických kolobežkách a zriedkakedy ide o problém s batériou!