بطاريات سكوتر كهربائي
البطارية هي "خزان الوقود" الخاص بالسكوتر الكهربائي.يقوم بتخزين الطاقة التي يستهلكها محرك التيار المستمر والأضواء ووحدة التحكم والملحقات الأخرى.

ستحتوي معظم الدراجات البخارية الكهربائية على نوع من بطاريات الليثيوم أيون نظرًا لكثافة الطاقة الممتازة وطول العمر.تحتوي العديد من الدراجات البخارية الكهربائية للأطفال وغيرها من الموديلات الرخيصة على بطاريات الرصاص الحمضية.في السكوتر، تتكون حزمة البطارية من خلايا فردية وإلكترونيات تسمى نظام إدارة البطارية الذي يبقيها تعمل بأمان.
تتمتع حزم البطاريات الأكبر حجمًا بقدرة أكبر، تُقاس بالواط ساعة، وستسمح للسكوتر الكهربائي بالسفر لمسافات أبعد.ومع ذلك، فإنها تزيد أيضًا من حجم السكوتر ووزنه، مما يجعله أقل قابلية للحمل.بالإضافة إلى ذلك، تعد البطاريات واحدة من أغلى مكونات السكوتر وتزداد التكلفة الإجمالية وفقًا لذلك.

أنواع البطاريات
تتكون مجموعات بطاريات السكوتر الإلكتروني من العديد من خلايا البطارية الفردية.وبشكل أكثر تحديدًا، فهي مصنوعة من 18650 خلية، وهو تصنيف حجم بطاريات الليثيوم أيون (Li-Ion) بأبعاد أسطوانية 18 مم × 65 مم.

كل 18650 خلية في حزمة البطارية غير مثيرة للإعجاب إلى حد ما - حيث تولد إمكانات كهربائية تصل إلى ~ 3.6 فولت (اسمي) وتبلغ سعتها حوالي 2.6 أمبير ساعة (2.6 أمبير ساعة) أو حوالي 9.4 واط ساعة (9.4 واط ساعة).

تعمل خلايا البطارية من 3.0 فولت (0% شحن) حتى 4.2 فولت (شحن 100%).

أيون الليثيوم
تتمتع بطاريات Li-Ion بكثافة طاقة ممتازة، وهي كمية الطاقة المخزنة بالنسبة لوزنها المادي.كما أنها تتمتع بطول عمر ممتاز مما يعني أنه يمكن تفريغها وإعادة شحنها أو "تدويرها" عدة مرات مع الحفاظ على قدرتها التخزينية.

يشير Li-ion في الواقع إلى العديد من كيمياء البطاريات التي تتضمن أيون الليثيوم.فيما يلي قائمة قصيرة أدناه:

أكسيد المنغنيز الليثيوم (LiMn2O4)؛ويعرف أيضًا باسم: IMR، LMO، Li-manganese
نيكل الليثيوم والمنغنيز (LiNiMnCoO2)؛ويعرف أيضًا باسم INR، NMC
أكسيد الألومنيوم والنيكل الليثيوم والكوبالت (LiNiCoAlO2)؛ويعرف أيضًا باسم NCA، ليثيوم ألومنيوم
أكسيد الكوبالت والنيكل الليثيوم (LiCoO2)؛ويعرف أيضًا باسم NCO
أكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCoO2)؛ويعرف أيضًا باسم ICR وLCO وLi-cobalt
فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4);ويعرف أيضًا باسم IFR، وLFP، وLi-phosphate
تمثل كل من كيمياء البطاريات هذه مقايضة بين السلامة وطول العمر والسعة والإنتاج الحالي.

منغنيز الليثيوم (INR، NMC)
لحسن الحظ، العديد من الدراجات البخارية الكهربائية عالية الجودة تستخدم كيمياء بطارية INR - وهي واحدة من أكثر الكيمياء أمانًا.توفر هذه البطارية قدرة عالية وتيار الإخراج.وجود المنجنيز يقلل من المقاومة الداخلية للبطارية، مما يسمح بإخراج تيار مرتفع مع الحفاظ على درجات حرارة منخفضة.وبالتالي، فإن هذا يقلل من فرص الانفلات الحراري والحرائق.

تشمل بعض الدراجات البخارية الكهربائية ذات كيمياء INR طرازات WePed GT 50e وDualtron.

حمض الرصاص
حمض الرصاص هو مادة كيميائية قديمة جدًا للبطاريات توجد عادة في السيارات وبعض المركبات الكهربائية الأكبر حجمًا، مثل عربات الجولف.وهي موجودة أيضًا في بعض الدراجات البخارية الكهربائية؛وأبرزها دراجات الأطفال البخارية الرخيصة من شركات مثل Razor.

تتميز بطاريات الرصاص الحمضية بكونها غير مكلفة، ولكنها تعاني من ضعف كثافة الطاقة لديها، مما يعني أنها تزن كثيرًا مقارنة بكمية الطاقة التي تخزنها.وبالمقارنة، تتمتع بطاريات Li-ion بحوالي 10 أضعاف كثافة الطاقة مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية.

حزم البطارية
لبناء حزمة بطارية بقدرة مئات أو آلاف الواط/ساعة، يتم تجميع العديد من خلايا الليثيوم أيون الفردية 18650 معًا في هيكل يشبه الطوب.تتم مراقبة وتنظيم حزمة البطارية الشبيهة بالطوب بواسطة دائرة إلكترونية تسمى نظام إدارة البطارية (BMS)، والتي تتحكم في تدفق الكهرباء داخل وخارج البطارية.
يتم توصيل الخلايا الفردية في حزمة البطارية في سلسلة (من طرف إلى طرف) مما يجمع جهدها.هذه هي الطريقة التي يمكن بها الحصول على دراجات بخارية ببطاريات 36 فولت، أو 48 فولت، أو 52 فولت، أو 60 فولت، أو حتى مجموعات بطاريات أكبر.

يتم بعد ذلك توصيل هذه الخيوط الفردية (العديد من البطاريات المتسلسلة) بالتوازي لزيادة تيار الإخراج.

من خلال ضبط عدد الخلايا المتسلسلة والمتوازية، يمكن لمصنعي السكوتر الكهربائي زيادة جهد الخرج أو الحد الأقصى لسعة التيار وساعة الأمبير.

لن يؤدي تغيير تكوين البطارية إلى زيادة إجمالي الطاقة المخزنة، ولكنه يسمح للبطارية بشكل فعال بتوفير نطاق أكبر وجهد أقل والعكس صحيح.

الجهد والنسبة المتبقية
يتم تشغيل كل خلية في حزمة البطارية بشكل عام من 3.0 فولت (0% شحن) وصولاً إلى 4.2 فولت (شحن 100%).

وهذا يعني أن حزمة بطارية 36 فولت (مع 10 بطاريات متسلسلة) تعمل من 30 فولت (0% شحن) حتى 42 فولت (شحن 100%).يمكنك معرفة مدى توافق النسبة المئوية المتبقية مع جهد البطارية (تعرض بعض الدراجات البخارية هذا مباشرة) لكل نوع من أنواع البطاريات في مخطط جهد البطارية الخاص بنا.

تدني الفولتية
ستعاني كل بطارية من ظاهرة تسمى تراجع الجهد.

يحدث انخفاض الجهد بسبب عدة تأثيرات، بما في ذلك كيمياء أيون الليثيوم ودرجة الحرارة والمقاومة الكهربائية.يؤدي دائمًا إلى سلوك غير خطي لجهد البطارية.

بمجرد تطبيق الحمل على البطارية، سوف ينخفض ​​الجهد على الفور.يمكن أن يؤدي هذا التأثير إلى تقدير سعة البطارية بشكل غير صحيح.إذا كنت تقرأ جهد البطارية مباشرةً، فستعتقد أنك فقدت على الفور 10% من سعتك أو أكثر.

بمجرد إزالة الحمل، سيعود جهد البطارية إلى مستواه الحقيقي.

يحدث أيضًا انخفاض الجهد أثناء التفريغ الطويل للبطارية (مثل أثناء القيادة الطويلة).تستغرق كيمياء الليثيوم في البطارية بعض الوقت لمواكبة معدل التفريغ.يمكن أن يؤدي ذلك إلى انخفاض جهد البطارية بسرعة أكبر خلال نهاية الرحلة الطويلة.

إذا سمح للبطارية بالراحة، فسوف تعود إلى مستوى الجهد الحقيقي والدقيق.

تقييمات القدرات
يتم تصنيف سعة بطارية السكوتر الإلكتروني بوحدات الواط ساعة (يُشار إليها اختصارًا بـ Wh)، وهو مقياس للطاقة.هذه الوحدة سهلة الفهم.على سبيل المثال، تقوم البطارية ذات التصنيف 1 وات/ساعة بتخزين طاقة كافية لتزويد واط واحد من الطاقة لمدة ساعة واحدة.

المزيد من سعة الطاقة يعني زيادة ساعات واط البطارية مما يترجم إلى نطاق أطول للسكوتر الكهربائي، لحجم محرك معين.تبلغ سعة السكوتر العادي حوالي 250 واط في الساعة ويكون قادرًا على السفر حوالي 10 أميال بمعدل 15 ميلًا في الساعة.يمكن أن تتمتع الدراجات البخارية ذات الأداء الفائق بقدرة تصل إلى آلاف الواط/ساعة ومدى يصل إلى 60 ميلاً.

ماركات البطاريات
يتم تصنيع خلايا Li-ion الفردية الموجودة في حزمة بطارية السكوتر الإلكتروني بواسطة عدد قليل من الشركات المختلفة المعروفة عالميًا.يتم تصنيع الخلايا عالية الجودة بواسطة LG وSamsung وPanasonic وSanyo.تميل هذه الأنواع من الخلايا إلى التواجد فقط في حزم البطاريات الخاصة بالدراجات البخارية المتطورة.

تحتوي معظم الدراجات البخارية الكهربائية ذات الميزانية المحدودة والركاب على مجموعات بطاريات مصنوعة من خلايا عامة مصنعة في الصين، والتي تختلف بشكل كبير في الجودة.

يعد الفرق بين الدراجات البخارية ذات الخلايا ذات العلامات التجارية والخلايا الصينية العامة ضمانًا أكبر لمراقبة الجودة مع العلامات التجارية الراسخة.إذا لم يكن ذلك في حدود ميزانيتك، فتأكد من شراء سكوتر من شركة مصنعة حسنة السمعة تستخدم أجزاء عالية الجودة ولديها إجراءات جيدة لمراقبة الجودة (QC).

بعض الأمثلة على الشركات التي من المحتمل أن تتمتع بمراقبة جودة جيدة هي Xiaomi وSegway.

نظام إدارة البطارية
على الرغم من أن خلايا Li-ion 18650 تتمتع بفوائد مذهلة، إلا أنها أقل تسامحًا من تقنيات البطاريات الأخرى ويمكن أن تنفجر إذا تم استخدامها بشكل غير صحيح.ولهذا السبب يتم تجميعها دائمًا تقريبًا في مجموعات بطاريات تحتوي على نظام لإدارة البطارية.

نظام إدارة البطارية (BMS) هو مكون إلكتروني يراقب حزمة البطارية ويتحكم في الشحن والتفريغ.تم تصميم بطاريات Li-ion لتعمل بجهد يتراوح بين 2.5 إلى 4.0 فولت تقريبًا. وقد يؤدي الشحن الزائد أو التفريغ الكامل إلى تقصير عمر البطارية أو التسبب في حالات انفلات حراري خطيرة.يجب أن يمنع نظام إدارة المباني الشحن الزائد.تقوم العديد من أنظمة إدارة المباني (BMS) أيضًا بقطع الطاقة قبل تفريغ البطارية بالكامل من أجل إطالة العمر.على الرغم من ذلك، لا يزال العديد من الركاب يستخدمون بطارياتهم من خلال عدم تفريغها بالكامل مطلقًا ويستخدمون أيضًا شواحن خاصة للتحكم بدقة في سرعة الشحن ومقداره.

ستقوم أنظمة إدارة البطارية الأكثر تطورًا أيضًا بمراقبة درجة حرارة العبوة وإيقاف التشغيل في حالة حدوث ارتفاع في درجة الحرارة.

قفص
إذا كنت تجري بحثًا عن شحن البطارية، فمن المحتمل أن تواجه معدل C.يصف معدل C مدى سرعة شحن البطارية بالكامل أو تفريغها.على سبيل المثال، يعني معدل C الذي يبلغ 1C أن البطارية مشحونة خلال ساعة واحدة، و2C يعني أنها مشحونة بالكامل خلال 0.5 ساعة، و0.5C يعني أنها مشحونة بالكامل خلال ساعتين.إذا قمت بشحن بطارية بقوة 100 أمبير ساعة بالكامل باستخدام تيار 100 أمبير، فسيستغرق الأمر ساعة واحدة وسيكون معدل C 1C.

عمر البطارية
ستكون بطارية Li-ion النموذجية قادرة على التعامل مع 300 إلى 500 دورة شحن/تفريغ قبل أن تتضاءل سعتها.بالنسبة للسكوتر الكهربائي المتوسط، يتراوح هذا من 3000 إلى 10000 ميل!ضع في اعتبارك أن "تناقص القدرة" لا يعني "فقدان كل القدرة"، ولكنه يعني انخفاضًا ملحوظًا بنسبة 10 إلى 20% والذي سيستمر في التفاقم.

تساعد أنظمة إدارة البطارية الحديثة على إطالة عمر البطارية، ولا داعي للقلق كثيرًا بشأن تشغيلها.

ومع ذلك، إذا كنت حريصًا على إطالة عمر البطارية قدر الإمكان، فهناك بعض الأشياء التي يمكنك القيام بها لتتجاوز 500 دورة.وتشمل هذه:

لا تقم بتخزين السكوتر الخاص بك مشحونًا بالكامل أو مع توصيل الشاحن لفترات طويلة.
لا تقم بتخزين السكوتر الكهربائي مفرغًا بالكامل.تتحلل بطاريات الليثيوم أيون عندما تنخفض إلى أقل من 2.5 فولت. وتوصي معظم الشركات المصنعة بتخزين الدراجات البخارية مشحونة بنسبة 50%، ورفعها إلى هذا المستوى بشكل دوري للتخزين طويل المدى جدًا.
لا تقم بتشغيل بطارية السكوتر في درجات حرارة أقل من 32 درجة فهرنهايت أو أعلى من 113 درجة فهرنهايت.
اشحن السكوتر الخاص بك بمعدل C أقل، مما يعني شحن البطارية بمعدل أقل بالنسبة إلى سعتها القصوى للحفاظ على/تحسين عمر البطارية.الشحن بمعدل C بين أقل من 1 هو الأمثل.تتيح لك بعض أجهزة الشحن الفاخرة أو عالية السرعة التحكم في ذلك.
تعرف على المزيد حول كيفية شحن سكوتر كهربائي.

ملخص

الوجبات الرئيسية هنا هي عدم إساءة استخدام البطارية وسوف تستمر طوال العمر الإنتاجي للسكوتر.نسمع من جميع أنواع الأشخاص عن تعطل دراجاتهم البخارية الكهربائية ونادرًا ما يكون ذلك مشكلة في البطارية!