Batterier til elektriske sparkesykler
Batteriet er «drivstofftanken» til den elektriske sparkesykkelen din. Det lagrer energien som forbrukes av likestrømsmotoren, lysene, kontrolleren og annet tilbehør.

De fleste elektriske sparkesykler har en eller annen type litiumionbasert batteripakke på grunn av deres utmerkede energitetthet og levetid. Mange elektriske sparkesykler for barn og andre rimelige modeller inneholder blybatterier. I en sparkesykkel er batteripakken laget av individuelle celler og elektronikk som kalles et batteristyringssystem, som sørger for at den fungerer trygt.
Større batteripakker har mer kapasitet, målt i wattimer, og lar en elektrisk sparkesykkel reise lenger. De øker imidlertid også størrelsen og vekten på sparkesykkelen – noe som gjør den mindre bærbar. I tillegg er batterier en av de dyreste komponentene på sparkesykkelen, og den totale kostnaden øker tilsvarende.

Typer batterier
Batteripakker til el-sparkesykler er laget av mange individuelle battericeller. Mer spesifikt er de laget av 18650 celler, en størrelsesklassifisering for litiumionbatterier (Li-Ion) med sylindriske dimensjoner på 18 mm x 65 mm.

Hver 18650-celle i en batteripakke er ganske lite imponerende – den genererer et elektrisk potensial på ~3,6 volt (nominelt) og har en kapasitet på omtrent 2,6 amperetimer (2,6 A·t) eller omtrent 9,4 wattimer (9,4 Wh).

Battericeller drives fra 3,0 volt (0 % lading) opptil 4,2 volt (100 % lading).

Litiumion
Li-ion-batterier har utmerket energitetthet, det vil si mengden energi som er lagret i forhold til deres fysiske vekt. De har også utmerket levetid, noe som betyr at de kan utlades og lades opp eller «sykles» mange ganger og fortsatt opprettholde lagringskapasiteten.

Li-ion refererer faktisk til mange batterikjemikalier som involverer litiumion. Her er en kort liste nedenfor:

Litiummanganoksid (LiMn2O4); også kjent som: IMR, LMO, Li-mangan
Litiummangan-nikkel (LiNiMnCoO2); også kjent som INR, NMC
Litiumnikkel-kobolt-aluminiumoksid (LiNiCoAlO2); også kjent som NCA, Li-aluminium
Litiumnikkel-koboltoksid (LiCoO2); også kjent som NCO
Litiumkoboltoksid (LiCoO2); også kjent som ICR, LCO, Li-kobolt
Litiumjernfosfat (LiFePO4)også kjent som IFR, LFP, Li-fosfat
Hver av disse batterikjemiske oppbygningene representerer en avveining mellom sikkerhet, levetid, kapasitet og strømutgang.

Litiummangan (INR, NMC)
Heldigvis bruker mange elektriske sparkesykler av høy kvalitet INR-batterikjemi – en av de sikreste kjemiske stoffene. Dette batteriet gir høy kapasitet og utgangsstrøm. Tilstedeværelsen av mangan senker batteriets indre motstand, noe som gir høy strømutgang samtidig som lave temperaturer opprettholdes. Følgelig reduserer dette sjansene for termisk runaway og brann.

Noen elektriske sparkesykler med INR-kjemi inkluderer WePed GT 50e og Dualtron-modeller.

Blysyre
Blysyre er en veldig gammel batterikjemi som ofte finnes i biler og noen større elektriske kjøretøy, som golfbiler. De finnes også i noen elektriske sparkesykler; spesielt rimelige barnesparkesykler fra selskaper som Razor.

Blybatterier har fordelen av å være rimelige, men lider av å ha svært lav energitetthet, noe som betyr at de veier mye sammenlignet med mengden energi de lagrer. Til sammenligning har litiumionbatterier omtrent 10 ganger energitetthet sammenlignet med blybatterier.

Batteripakker
For å bygge en batteripakke med hundrevis eller tusenvis av wattimer kapasitet, settes mange individuelle 18650 litiumionceller sammen til en mursteinlignende struktur. Den mursteinlignende batteripakken overvåkes og reguleres av en elektronisk krets kalt et batteristyringssystem (BMS), som kontrollerer strømstrømmen inn og ut av batteriet.
De enkelte cellene i batteripakken er seriekoblet (ende mot ende), noe som summerer spenningen deres. Slik er det mulig å ha sparkesykler med 36 V, 48 V, 52 V, 60 V eller enda større batteripakker.

Disse individuelle trådene (mange batterier i serie) kobles deretter parallelt for å øke utgangsstrømmen.

Ved å justere antall celler i serie og parallell, kan produsenter av elektriske sparkesykler øke utgangsspenningen eller maksimal strøm og amperetimekapasitet.

Å endre batterikonfigurasjonen vil ikke øke den totale lagrede energien, men det gjør at batteriet effektivt kan tilby lengre rekkevidde og lavere spenning, og omvendt.

Spenning og % gjenværende
Hver celle i en batteripakke drives vanligvis fra 3,0 volt (0 % lading) og helt opp til 4,2 volt (100 % lading).

Dette betyr at en 36 V batteripakke (med 10 batterier i serie) drives fra 30 V (0 % lading) opptil 42 volt (100 % lading). Du kan se hvordan gjenværende prosent samsvarer med batterispenningen (noen sparkesykler viser dette direkte) for hver type batteri i batterispenningstabellen vår.

Spenningsfall
Alle batterier vil lide av et fenomen som kalles spenningsfall.

Spenningsfall forårsakes av flere effekter, inkludert litiumionkjemi, temperatur og elektrisk motstand. Det resulterer alltid i ikke-lineær oppførsel av batterispenningen.

Så snart batteriet blir belastet, vil spenningen falle umiddelbart. Denne effekten kan føre til feil estimering av batterikapasiteten. Hvis du leste av batterispenningen direkte, ville du tro at du umiddelbart hadde mistet 10 % av kapasiteten eller mer.

Når lasten fjernes, vil batterispenningen gå tilbake til sitt faktiske nivå.

Spenningsfall oppstår også under lang utlading av batteriet (for eksempel under en lang tur). Litiumkjemien i batteriet bruker litt tid på å ta igjen utladingshastigheten. Dette kan føre til at batterispenningen faller enda raskere på slutten av en lang tur.

Hvis batteriet får hvile, vil det gå tilbake til sitt sanne og nøyaktige spenningsnivå.

Kapasitetsvurderinger
Batterikapasiteten til el-sparkesykkelen er oppgitt i wattimer (forkortet Wh), et mål på energi. Denne enheten er ganske enkel å forstå. For eksempel lagrer et batteri med en kapasitet på 1 Wh nok energi til å levere én watt strøm i én time.

Mer energikapasitet betyr høyere batteri i wattimer, noe som betyr lengre rekkevidde for elektriske sparkesykler for en gitt motorstørrelse. En gjennomsnittlig sparkesykkel vil ha en kapasitet på rundt 250 Wh og kunne kjøre omtrent 16 kilometer med en gjennomsnittlig hastighet på 24 kilometer i timen. Sparkesykler med ekstrem ytelse kan ha en kapasitet på opptil tusenvis av wattimer og rekkevidder på opptil 96 kilometer.

Batterimerker
Individuelle litiumionceller i en batteripakke til el-sparkesykkel er laget av bare en håndfull forskjellige internasjonalt kjente selskaper. Cellene av høyeste kvalitet er laget av LG, Samsung, Panasonic og Sanyo. Disse celletypene finnes vanligvis bare i batteripakker til mer avanserte sparkesykler.

De fleste budsjett- og pendler-elscootere har batteripakker laget av generiske kinesiskproduserte celler, som varierer mye i kvalitet.

Forskjellen mellom sparkesykler med merkeceller og generiske kinesiske er en større garanti for kvalitetskontroll med etablerte merker. Hvis det ikke er innenfor budsjettet ditt, sørg for at du kjøper en sparkesykel fra en anerkjent produsent som bruker kvalitetsdeler og har gode kvalitetskontrolltiltak (QC) på plass.

Noen eksempler på selskaper som sannsynligvis har god kvalitetskontroll er Xiaomi og Segway.

Batteristyringssystem
Selv om Li-ion 18650-celler har fantastiske fordeler, er de mindre slitesterke enn andre batteriteknologier og kan eksplodere hvis de brukes feil. Det er av denne grunn at de nesten alltid settes sammen i batteripakker som har et batteristyringssystem.

Batteristyringssystemet (BMS) er en elektronisk komponent som overvåker batteripakken og kontrollerer lading og utlading. Li-ion-batterier er designet for å operere mellom omtrent 2,5 og 4,0 V. Overlading eller fullstendig utlading kan forkorte batteriets levetid eller utløse farlige termiske runaway-forhold. BMS-systemet skal forhindre overlading. Mange BMS-er kutter også strømmen før batteriet er helt utladet for å forlenge levetiden. Til tross for dette forsørger mange syklister fortsatt batteriene sine ved å aldri utlade dem helt, og bruker også spesielle ladere for å finjustere ladehastighet og -mengde.

Mer sofistikerte batteristyringssystemer vil også overvåke temperaturen på pakken og utløse en avstengning hvis overoppheting oppstår.

C-rate
Hvis du undersøker batterilading, vil du sannsynligvis støte på C-rate. C-rate beskriver hvor raskt batteriet blir fulladet eller utladet. For eksempel betyr en C-rate på 1C at batteriet lades på én time, 2C vil bety fulladet på 0,5 timer, og 0,5C vil bety fulladet på to timer. Hvis du lader et 100 A·t batteri fulladt med 100 A strøm, vil det ta én time, og C-raten vil være 1C.

Batterilevetid
Et typisk litiumionbatteri vil kunne håndtere 300 til 500 lade-/utladingssykluser før kapasiteten minker. For en gjennomsnittlig elektrisk sparkesykkel er dette 4800 til 16 000 kilometer! Husk at «minsket kapasitet» ikke betyr «miste all kapasitet», men betyr et merkbart fall på 10 til 20 % som vil fortsette å bli verre.

Moderne batteristyringssystemer bidrar til å forlenge batteriets levetid, og du bør ikke bekymre deg for mye om å bruke det for lenge.

Men hvis du er opptatt av å forlenge batterilevetiden så mye som mulig, finnes det noen ting du kan gjøre for å overskride 500 sykluser. Disse inkluderer:

Ikke oppbevar sparkesykkelen fulladet eller med laderen koblet til i strømnettet over lengre tid.
Ikke oppbevar den elektriske sparkesykkelen helt utladet. Li-ion-batterier brytes ned når de faller under 2,5 V. De fleste produsenter anbefaler å oppbevare sparkesykler med 50 % ladet spenning, og at de fylles opp til dette nivået med jevne mellomrom for langtidslagring.
Ikke bruk scooterbatteriet i temperaturer under 0 °C eller over 48 °C.
Lad sparkesykkelen din med en lavere C-hastighet, som betyr at batteriet lades med en lavere hastighet i forhold til maksimal kapasitet for å bevare/forbedre batterilevetiden. Lading med en C-hastighet under 1 er optimalt. Noen av de mer avanserte eller høyhastighetsladerne lar deg kontrollere dette.
Lær mer om hvordan du lader en elektrisk sparkesykkel.

Sammendrag

Hovedpoenget her er at du ikke må misbruke batteriet, så vil det vare ut sparkesykkelens levetid. Vi hører fra alle slags folk om ødelagte elektriske sparkesykler, og det er sjelden et batteriproblem!