Neste guia técnico, você aprenderá tudo o que há para saber sobre baterias de scooter elétrica, incluindo tipos, classificações de capacidade, como prolongar a vida útil da bateria e uso e armazenamento adequados.
Baterias para scooters elétricos
A bateria é o "tanque de combustível" da sua scooter elétrica. Ele armazena a energia consumida pelo motor DC, luzes, controlador e outros acessórios.
A maioria das scooters elétricas terá algum tipo de bateria baseada em íon de lítio devido à sua excelente densidade de energia e longevidade. Muitas scooters elétricas para crianças e outros modelos baratos contêm baterias de chumbo-ácido. Em uma scooter, a bateria é feita de células individuais e componentes eletrônicos chamados de sistema de gerenciamento de bateria, que a mantém operando com segurança.
Baterias maiores têm mais capacidade, medida em watt-hora, e permitem que uma scooter elétrica viaje mais longe. No entanto, também aumentam o tamanho e o peso da scooter - tornando-a menos portátil. Além disso, as baterias são um dos componentes mais caros da scooter e o custo geral aumenta em conformidade.
Baterias para scooters são feitos de várias células de bateria individuais. Mais especificamente, eles são feitos de 18.650 células, uma classificação de tamanho para baterias de íon de lítio (Li-Ion) com dimensões cilíndricas de 18 mm x 65 mm. Cada célula 18650 em um pacote de bateria é bastante inexpressiva - gerando um potencial elétrico de apenas 3,5 volts (3,5 V) e tendo uma capacidade de 3 amp / hora (3 A · h) ou cerca de 10 watts / hora (10 Wh).
Para construir uma bateria com centenas ou milhares de watts-hora de capacidade, muitas células individuais de íon-lítio 18650 são montadas em uma estrutura semelhante a um tijolo. A bateria semelhante a um tijolo é monitorada e regulada por um circuito eletrônico chamado sistema de gerenciamento de bateria (BMS), que controla o fluxo de eletricidade para dentro e para fora da bateria.
Íon de lítio
Baterias de íon-lítio têm densidade de energia excelente, a quantidade de energia armazenada por seu peso físico. Eles também têm uma excelente longevidade, o que significa que podem ser descarregados e recarregados ou “ciclados” muitas vezes e ainda manter sua capacidade de armazenamento.
Li-ion, na verdade, refere-se a muitas químicas de bateria que envolvem o íon de lítio. Aqui está uma pequena lista abaixo:
- Óxido de lítio manganês (LiMn2O4); também conhecido como: IMR, LMO, Li-manganês
- Níquel e manganês de lítio (LiNiMnCoO2); também conhecido como INR, NMC
- Óxido de lítio-níquel-cobalto-alumínio (LiNiCoAlO2); também conhecido como NCA, Li-alumínio
- Óxido de lítio-níquel-cobalto (LiCoO2); também conhecido como NCO
- Óxido de lítio-cobalto (LiCoO2); também conhecido como ICR, LCO, Li-cobalto
- Fosfato de lítio e ferro (LiFePO4); também conhecido como IFR, LFP, fosfato de lítio
Cada uma dessas químicas de bateria representa uma compensação entre segurança, longevidade, capacidade e saída de corrente.
Manganês de lítio (INR, NMC)
Felizmente, muitas scooters elétricas de qualidade estão usando a química da bateria INR - uma das substâncias químicas mais seguras. Esta bateria oferece alta capacidade e corrente de saída. A presença de manganês diminui a resistência interna da bateria, permitindo alta saída de corrente e mantendo baixas temperaturas. Consequentemente, isso reduz as chances de fuga térmica e incêndio.
Chumbo ácido
O chumbo-ácido é uma química de bateria muito antiga, comumente encontrada em carros e alguns veículos elétricos maiores, como carrinhos de golfe. Eles também são encontrados em algumas scooters elétricas; mais notavelmente, scooters infantis baratos.
As baterias de chumbo-ácido têm a vantagem de serem baratas, mas sofrem de densidade de energia muito baixa, o que significa que pesam muito em comparação com a quantidade de energia que armazenam. Em comparação, as baterias de íon-lítio têm cerca de 10 vezes a densidade de energia em comparação com as baterias de chumbo-ácido.
Classificações de capacidade
A capacidade da bateria da E-scooter é avaliada em unidades de watt-hora (abreviado Wh), uma medida de energia. Esta unidade é bastante fácil de entender. Por exemplo, uma bateria com classificação de 1 Wh armazena energia suficiente para fornecer um watt de energia por uma hora.
Mais capacidade de energia significa bateria watt-hora maior, o que se traduz em maior alcance da scooter elétrica, para um determinado tamanho de motor. Uma scooter média terá uma capacidade de cerca de 250 Wh e poderá viajar cerca de 10 milhas a uma média de 15 milhas por hora. As scooters de desempenho extremo podem atingir uma capacidade de milhares de watts-hora e alcances de até 60 milhas.
Sistema de gerenciamento de bateria
Embora as células de íon de lítio 18650 tenham benefícios surpreendentes, elas são menos tolerantes do que outras tecnologias de bateria e podem explodir se usadas indevidamente. É por esse motivo que quase sempre são montados em baterias que possuem um sistema de gerenciamento de bateria.
O sistema de gerenciamento de bateria (BMS) é um componente eletrônico que monitora a bateria e controla o carregamento e o descarregamento. As baterias de íon-lítio são projetadas para operar entre cerca de 2,5 a 4,0 V. A sobrecarga ou descarga completa pode encurtar a vida útil da bateria ou acionar condições de fuga térmica perigosas. O BMS deve evitar sobrecarga. Muitos BMS também cortam a energia antes que a bateria esteja totalmente descarregada para prolongar a vida útil. Apesar disso, muitos pilotos ainda cuidam de suas baterias, nunca as descarregando totalmente e também usam carregadores especiais para controlar com precisão a velocidade e a quantidade de carga.
Sistemas de gerenciamento de bateria mais sofisticados também monitoram a temperatura do pacote e acionam um corte se ocorrer superaquecimento.
C-rate
Se você estiver fazendo pesquisas sobre o carregamento da bateria, provavelmente encontrará a taxa C. A taxa C descreve a rapidez com que a bateria está sendo totalmente carregada ou descarregada. Por exemplo, uma taxa C de 1C significa que a bateria é carregada em uma hora, 2C significa totalmente carregada em 0,5 horas e 0,5C significa totalmente carregada em duas horas. Se você carregasse totalmente uma bateria de 100 A · h usando corrente de 100 A, levaria uma hora e a taxa C seria de 1C.
Vida da bateria
Uma bateria de íon de lítio típica será capaz de lidar com 300 a 500 ciclos de carga / descarga antes de diminuir sua capacidade. Para uma scooter elétrica média, isso é de 3.000 a 10.000 milhas! Lembre-se de que “diminuir a capacidade” não significa “perder toda a capacidade”, mas significa uma queda perceptível de 10 a 20% que continuará a piorar. Os modernos sistemas de gerenciamento de bateria ajudam a prolongar a vida útil da bateria e você não deve se preocupar muito em cuidar dela.
No entanto, se você deseja esticar a vida útil da bateria o máximo possível, há algumas coisas que você pode fazer para ultrapassar 500 ciclos. Esses incluem:
- Não armazene sua scooter totalmente carregada ou com o carregador conectado por períodos prolongados. Manter a bateria recarregada em sua tensão máxima diminuirá sua vida útil.
- Não guarde a scooter elétrica totalmente descarregada. As baterias de íon-lítio degradam-se quando caem abaixo de 2,5 V. A maioria dos fabricantes recomenda armazenar as scooters com uma porcentagem de bateria entre 30 a 50% carregada e carregue-as até esse nível periodicamente por muito armazenamento de longo prazo.
- Não opere a bateria da scooter em temperaturas abaixo de 32 F ° ou acima de 113 F °.
- Carregue a sua scooter a uma taxa C inferior, o que significa carregar a bateria a uma taxa mais baixa em relação à sua capacidade máxima para preservar / melhorar a vida útil da bateria. Carregar a uma taxa C entre 0,5C a 2C é ideal. Alguns dos carregadores mais sofisticados ou de alta velocidade permitem que você controle isso.
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