Rodzaje i parametry baterii do e-bike'ów 0
Rodzaje i parametry baterii do e-bike'ów

Wiele osób nie zdaje sobie z tego sprawy, ale baterie mają jedną z ważniejszych ról w rowerze elektrycznym i do tego jest też często są jego najdroższym elementem. Generalnie od baterii zależy nie tylko zasięg, ale też maksymalna prędkość roweru (im wyższe napięcie baterii tym szybciej silnik będzie się kręcił). 


Pytając o to, ile przejedzie się kilometrów przy baterii 5Ah, należy jeszcze w pytaniu określić: przy jakim napięciu, na jakich kołach, przy jakiej prędkości, przy jakim sterowniku, przy jakiej masie, czy pomagamy pedałami czy jedziemy tylko na manetce itp. To samo dotyczy pytania, ile potrzebuje ktoś akumulatorów, żeby przejechać 30km.

Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie. Czynników jest bardzo dużo - zwłaszcza, że niektóre z nich całkowicie zmieniają wynik. Na przykład prędkość potrafi obniżyć zasięg 4-krotnie przy 2-krotnie zwiększonej prędkości, czyli mamy 25 km zasięgu, zamiast 100 km - jeżeli pojedziemy tą samą drogą 50 km/h zamiast 25 km/h. Różnica jest przeogromna.

Przyjmuje się, że najmniejsze baterie do e-bike'ów mają około 8Ah, a największe gotowce mają po 15Ah. Jeżeli natomiast przygotowujemy baterię samodzielnie, to możemy zbudować pojemność nawet 40Ah. Maksymalne nominalne napięcie baterii w sklepach to często 48V, ponieważ tylko takie są legalnie wykorzystywane w e-bike'ach, ale w customowych konstrukcjach są baterie 72V czy nawet 84V.

Dla podstawowych użytkowników rekomendowany jest akumulator gotowy 48V w okolicach 12Ah, który można potem ewentualnie zwiększać jeżeli brakuje mocy. Jednak do jazdy po mieście powinno wystarczyć w zupełności.

Z uwagi na chemię z jakiej zrobiona jest bateria wyróżnić możemy:

  • kwasowe,
  • żelowe,
  • litowe,
  • inne (ale nie stosowane w rowerach).


Kwasowe i żelowe stosowane są w rowerach NAJTAŃSZYCH, ich największą wadą jest masa. Potrafią same ważyć 15-20 kg (w zależności od pojemności). Zresztą każdy, kto miał akumulator samochodowy w rękach wie, że nie jest on najlżejszy. Z tego właśnie powodu nie będziemy opisywać tych baterii, ponieważ po prostu nie nadają się one do roweru. Mogą natomiast sprawdzać się w motocyklach elektrycznych, które ważą ponad 100 kg, ale nie o tym tutaj.

 

Z powyższego powodu omówimy jedynie baterie litowe, których gęstość energetyczna (stosunek pojemności do masy) jest największa. Baterie te stosuje się wszędzie tam, gdzie masa ma znaczenie: w modelach latających, dronach, komórkach, tabletach, laptopach oraz oczywiście w rowerach elektrycznych.

 

Baterie litowe występują w dwóch postaciach:

  • litowo-polimerowe (Li-Po) - czyli płaskie arkusze baterii, sprzedawane najczęściej już w gotowych pakietach, nie mają standardowego rozmiaru - to po prostu cegiełki różnej wielkości, które zazwyczaj trudno jest upchać, jeżeli nie mamy do tego jakiegoś konkretnego miejsca.

 

  • litowo-jonowe (Li-Ion) - najczęstszy standard stosowany w rowerach ma formę paluszka z oznaczeniem 18650. Rozmiar standardowy, łatwy do zaplanowania co do wielkości, najczęściej ma około 50 gram i od 2,0 do 3,5 Ah w zależności od typu. Mała wielkość ogniwa powoduje, że możemy z 50-150 ogniw ułożyć dowolny kształt.

 

Obydwa typy różnią się jedynie kształtem - to jest generalnie ta sama technologia, te same parametry i te same ograniczenia. To czy wybierzemy baterie polimerowe czy jonowe nie ma żadnego znaczenia - z uwagi na łatwość złożenia konkretnego kształtu, lepiej jest wybrać baterię jonową, ale z uwagi na ilość elementów i łatwość połączenia lepiej jest wybrać polimerową.

 

Bateria w rowerze elektrycznym ma kilka istotnych parametrów:

  • pojemność - określa ile taka bateria mieści w sobie energii przy danym napięciu (wyrażona w amperogodzinach, oznaczona Ah);
  • napięcie - czyli jakiem napięciem zasilamy nasz rower, napięcie wpływa na maksymalną prędkość, jaką może osiągnąć silnik (wyrażone w woltach, oznaczone V);
  • prąd rozładowania ciągły (wyrażony w amperach, oznaczone A) - czyli jakim prądem możemy obciążyć naszą baterię bez przerwy, bez ryzyka jej przegrzania;
  • prąd rozładowania chwilowy (wyrażony w amperach, oznaczony A).

Jeżeli akumulator jest naładowany, to jego napięcie wynosi około 4,2V - rozładowany akumulator daje napięcie 3V. Mierząc napięcie określa się stan jego naładowania. Do ładowania litowych baterii potrzebujemy specjalnej ładowarki mikroprocesorowej, która podaje określone napięcie i określone natężenie w zależności od stanu naładowania.

 

Jakie napięcie baterii powinniśmy wybrać?

Generalnie im wyższe napięcie tym lepiej bo bateria o tej samej pojemności, ale wyższym napięciu wykona więcej pracy niż taka o niższym. Wyższe napięcie pozwoli też silnikowi na większe obroty. Pamiętajmy jednak, że wyższe napięcie to większa ilość ogniw/pakietów czyli ostatecznie droższa bateria.

Powinniśmy wiedzieć, że są pewne rzeczy, których bateryjki litowe lubią i pewne, których nie lubią:

  • nie lubią wysokiej temperatury - czyli powyżej 75 stopni C jest to temperatura niebezpieczna dla baterii (a bateria w trakcie pracy rozgrzewa się);
  • nie lubią stanu rozładowanie poniżej 2,5V dla ogniwa - podobno poniżej tego stanu naładowania zachodzą w akumulatorze nieodwracalne zmiany chemiczne (warto jest zabezpieczyć je przed rozładowaniem całkowitym);
  • nie lubią być w stanie 100% naładowania przez dłuższy czas - jeżeli je magazynujemy lub nie używamy ich to lubią być przechowywane w stanie naładowania napięciem znamionowym czyli 3,7V.

 

Jeżeli zdecydowaliśmy się już na zakup baterii litowych to możemy:

1. Kupić baterię gotową - z reguły to wydatek pomiędzy 1200 do 2800 zł, w zależności od napięcia i pojemności;

2. Zbudować baterię samodzielnie - z ogniw 18650 lub pakietów LiPo.

 

W pierwszej opcji kupując gotowca mamy ładną skrzyneczkę, która zamykana jest na kluczyk, możemy ją łatwo odpiąć od roweru i ładować w domu, bez konieczności wnoszenia roweru na piętro w bloku. Najczęściej bateria jest montowana w miejscu bidonu, ale czasem znajduje się z tyłu na bagażniku.

W drugiej opcji mamy pewną oszczędność pieniędzy kosztem sporej ilości pracy, ale też mamy większe możliwości (wyższe napięcia lub większe pojemności). Jeżeli zdecydujemy się na zbudowanie akumulatora samodzielnie, to najczęściej musimy połączyć określoną ilość pakietów lub ogniw szeregowo (podnosząc napięcie) i dodatkowo równolegle podnosząc pojemność i wydajność prądową.

Należy pamiętać, że budując baterię samemu trzeba koniecznie dodać BMS (Battery Management System), który zabezpiecza ogniwa przed przeładowaniem, nadmiernym wyładowaniem, balansuje poziom naładowania między ogniwami i przedłuża żywotność pakietu. BMS rozwiązuje kwestie bezpieczeństwa pakietu - jeżeli go nie dodamy, to narażamy się na trwałe uszkodzenie pakietu lub po prostu pożar. Warto dodać, że balansujemy tylko ogniwa połączone szeregowo - te połączone równolegle balansują się same.

Budując baterię samodzielnie musimy też mieć miejsce, aby ją umieścić - jest wiele kombinowanych sposobów, ale najlepiej jest mieć po prostu dedykowaną ramę z gotowym miejscem na sterownik i baterię.

Przykładowe konfiguracje: Bateria na ogniwach Li-Ion: 48V 8,9 Ah to 13 połączonych ogniw szeregowo i 3 równolegle (Oznaczenie 13S3P) (13 x 3 = 39 takich ogniw). Przy spokojnej jeździe (25km/h i wspomaganiu nogami) daje około 50 km zasięgu.

Bateria na pakietach LiPo: 60V 16Ah to 4 pakiety 4S połączone szeregowo (tak naprawde to 16 ogniw bo każdy z tych pakietów składa się z 4 ogniw) (Oznaczenie 4S1P). Przy spokojnej jeździe (25km/h i wspomaganiu nogami) nawet do 100 km zasięgu. Czyli łatwo wywnioskować, że oznaczenie S oznacza liczbę ogniw połączonych szeregowo, a P równolegle. Aby policzyć liczbę ogniw potrzebną wystarczy pomnożyć jedną wartość razy drugą. 

Komentarze do wpisu (0)

do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl