Batterie per scooter elettrici
La batteria è il "serbatoio del carburante" del tuo scooter elettrico.Immagazzina l'energia consumata dal motore CC, dalle luci, dal controller e da altri accessori.

La maggior parte degli scooter elettrici avrà un tipo di batteria a base di ioni di litio grazie alla loro eccellente densità di energia e longevità.Molti monopattini elettrici per bambini e altri modelli economici contengono batterie al piombo.In uno scooter, il pacco batteria è costituito da singole celle e componenti elettronici chiamati sistema di gestione della batteria che ne garantiscono il funzionamento in sicurezza.
I pacchi batteria più grandi hanno una capacità maggiore, misurata in wattora, e consentiranno a uno scooter elettrico di viaggiare più lontano.Tuttavia, aumentano anche le dimensioni e il peso dello scooter, rendendolo meno portatile.Inoltre, le batterie sono uno dei componenti più costosi dello scooter e il costo complessivo aumenta di conseguenza.

Tipi di batterie
I pacchi batteria degli scooter elettrici sono costituiti da molte singole celle della batteria.Nello specifico, sono costituite da celle 18650, una classificazione dimensionale per le batterie agli ioni di litio (Li-Ion) con dimensioni cilindriche di 18 mm x 65 mm.

Ogni cella 18650 in un pacco batteria è abbastanza insignificante: genera un potenziale elettrico di ~ 3,6 volt (nominale) e ha una capacità di circa 2,6 ampere (2,6 Ah) o circa 9,4 wattora (9,4 Wh).

Le celle della batteria funzionano da 3,0 volt (0% di carica) fino a 4,2 volt (100% di carica).

Ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio hanno un'eccellente densità energetica, la quantità di energia immagazzinata in base al loro peso fisico.Hanno anche un'eccellente longevità, il che significa che possono essere scaricati e ricaricati o “ciclati” molte volte mantenendo comunque la loro capacità di stoccaggio.

Gli ioni di litio in realtà si riferiscono a molti prodotti chimici delle batterie che coinvolgono gli ioni di litio.Ecco un breve elenco di seguito:

Ossido di litio e manganese (LiMn2O4);alias: IMR, LMO, Li-manganese
Nichel manganese litio (LiNiMnCoO2);ovvero INR, NMC
Ossido di alluminio litio nichel cobalto (LiNiCoAlO2);alias NCA, Li-alluminio
Ossido di litio nichel cobalto (LiCoO2);ovvero sottufficiale
Ossido di litio cobalto (LiCoO2);alias ICR, LCO, Li-cobalto
Litio ferro fosfato (LiFePO4);ovvero IFR, LFP, Li-fosfato
Ognuna di queste caratteristiche chimiche delle batterie rappresenta un compromesso tra sicurezza, longevità, capacità e corrente erogata.

Litio Manganese (INR, NMC)
Fortunatamente, molti scooter elettrici di qualità utilizzano la chimica della batteria INR, una delle chimiche più sicure.Questa batteria offre elevata capacità e corrente di uscita.La presenza di manganese abbassa la resistenza interna della batteria, consentendo un'elevata erogazione di corrente mantenendo basse temperature.Di conseguenza, ciò riduce le possibilità di fuga termica e incendio.

Alcuni scooter elettrici con chimica INR includono i modelli WePed GT 50e e Dualtron.

Piombo acido
Il piombo acido è una sostanza chimica molto antica delle batterie che si trova comunemente nelle auto e in alcuni veicoli elettrici più grandi, come i golf cart.Si trovano anche in alcuni monopattini elettrici;in particolare, scooter per bambini economici di aziende come Razor.

Le batterie al piombo hanno il vantaggio di essere poco costose, ma soffrono di una densità energetica molto scarsa, il che significa che pesano molto rispetto alla quantità di energia che immagazzinano.In confronto, le batterie agli ioni di litio hanno circa 10 volte la densità energetica rispetto alle batterie al piombo.

Pacchi batteria
Per costruire un pacco batteria con centinaia o migliaia di wattora di capacità, molte singole celle agli ioni di litio 18650 vengono assemblate insieme in una struttura simile a un mattone.Il pacco batteria simile a un mattone è monitorato e regolato da un circuito elettronico chiamato sistema di gestione della batteria (BMS), che controlla il flusso di elettricità dentro e fuori la batteria.
Le singole celle del pacco batteria sono collegate in serie (end to end) per sommare la loro tensione.È così possibile avere scooter con batterie da 36 V, 48 V, 52 V, 60 V o anche più grandi.

Questi singoli fili (molte batterie in serie) vengono quindi collegati in parallelo per aumentare la corrente di uscita.

Regolando il numero di celle in serie e in parallelo, i produttori di scooter elettrici possono aumentare la tensione di uscita o la corrente massima e la capacità in ampere/ora.

La modifica della configurazione della batteria non aumenterà l'energia totale immagazzinata, ma consentirà effettivamente alla batteria di offrire una maggiore autonomia e una tensione inferiore e viceversa.

Voltaggio e % rimanente
Ciascuna cella di una batteria funziona generalmente da 3,0 volt (0% di carica) fino a 4,2 volt (100% di carica).

Ciò significa che un pacco batterie da 36 V (con 10 batterie in serie) funziona da 30 V (0% di carica) fino a 42 Volt (100% di carica).Puoi vedere come la percentuale rimanente corrisponde alla tensione della batteria (alcuni scooter la visualizzano direttamente) per ogni tipo di batteria nella nostra tabella della tensione della batteria.

Abbassamento di tensione
Ogni batteria soffrirà di un fenomeno chiamato abbassamento di tensione.

L'abbassamento di tensione è causato da diversi effetti, tra cui la chimica degli ioni di litio, la temperatura e la resistenza elettrica.Il risultato è sempre un comportamento non lineare della tensione della batteria.

Non appena viene applicato un carico alla batteria, la tensione diminuisce istantaneamente.Questo effetto può portare a una stima errata della capacità della batteria.Se leggessi direttamente la tensione della batteria, penseresti di aver perso immediatamente il 10% della capacità o più.

Una volta rimosso il carico, la tensione della batteria tornerà al livello reale.

L'abbassamento di tensione si verifica anche durante una scarica prolungata della batteria (ad esempio durante un lungo viaggio).La chimica del litio nella batteria impiega del tempo per raggiungere la velocità di scarica.Ciò può comportare un calo della tensione della batteria ancora più rapido durante la fine di un lungo viaggio.

Se la batteria viene lasciata riposare, ritornerà al suo livello di tensione reale e accurato.

Valutazioni della capacità
La capacità della batteria dello scooter elettrico è valutata in unità di wattora (abbreviato Wh), una misura di energia.Questa unità è abbastanza facile da capire.Ad esempio, una batteria da 1 Wh immagazzina energia sufficiente per fornire un watt di potenza per un'ora.

Una maggiore capacità energetica significa più wattora della batteria che si traducono in una maggiore autonomia dello scooter elettrico, per una determinata dimensione del motore.Uno scooter medio avrà una capacità di circa 250 Wh e sarà in grado di percorrere circa 10 miglia ad una media di 15 miglia orarie.Gli scooter dalle prestazioni estreme possono avere una capacità che raggiunge migliaia di wattora e un'autonomia fino a 60 miglia.

Marche di batterie
Le singole celle agli ioni di litio presenti nella batteria di uno scooter elettrico sono prodotte solo da una manciata di diverse aziende di fama internazionale.Le celle della massima qualità sono prodotte da LG, Samsung, Panasonic e Sanyo.Questi tipi di celle tendono a trovarsi solo nei pacchi batteria degli scooter di fascia alta.

La maggior parte degli scooter elettrici economici e per pendolari sono dotati di pacchi batteria realizzati con celle generiche prodotte in Cina, che variano notevolmente in termini di qualità.

La differenza tra gli scooter con celle brandizzate e quelli cinesi generici è una maggiore garanzia di controllo qualità con marchi affermati.Se questo non rientra nel tuo budget, assicurati di acquistare uno scooter da un produttore rispettabile che utilizza parti di qualità e dispone di buone misure di controllo qualità (QC).

Alcuni esempi di aziende che probabilmente avranno un buon controllo di qualità sono Xiaomi e Segway.

Sistema di gestione della batteria
Sebbene le celle agli ioni di litio 18650 offrano vantaggi sorprendenti, sono meno tolleranti rispetto ad altre tecnologie di batterie e possono esplodere se utilizzate in modo improprio.È per questo motivo che sono quasi sempre assemblati in pacchi batteria dotati di un sistema di gestione della batteria.

Il sistema di gestione della batteria (BMS) è un componente elettronico che monitora il pacco batteria e ne controlla la carica e la scarica.Le batterie agli ioni di litio sono progettate per funzionare tra circa 2,5 e 4,0 V. Il sovraccarico o lo scaricamento completo possono ridurre la durata della batteria o innescare pericolose condizioni di fuga termica.Il BMS dovrebbe prevenire il sovraccarico.Molti BMS inoltre interrompono l'alimentazione prima che la batteria sia completamente scarica per prolungarne la durata.Nonostante ciò, molti motociclisti continuano a cullare le batterie non scaricandole mai completamente e utilizzano anche caricabatterie speciali per controllare con precisione la velocità e la quantità di carica.

Sistemi di gestione della batteria più sofisticati monitoreranno anche la temperatura del pacco e attiveranno un'interruzione in caso di surriscaldamento.

Tasso C
Se stai facendo ricerche sulla ricarica della batteria, è probabile che incontri il tasso C.Il tasso C descrive la velocità con cui la batteria viene completamente caricata o scaricata.Ad esempio, un tasso C di 1C significa che la batteria viene caricata in un'ora, 2C significherebbe una carica completa in 0,5 ore e 0,5C significherebbe una carica completa in due ore.Se caricassi completamente una batteria da 100 A·h utilizzando una corrente di 100 A, ci vorrebbe un'ora e il tasso di C sarebbe 1C.

Durata della batteria
Una tipica batteria agli ioni di litio sarà in grado di gestire da 300 a 500 cicli di carica/scarica prima di diminuire di capacità.Per uno scooter elettrico medio, si tratta di 3.000-10.000 miglia!Tieni presente che "diminuire la capacità" non significa "perdere tutta la capacità", ma significa un calo notevole del 10-20% che continuerà a peggiorare.

I moderni sistemi di gestione della batteria aiutano a prolungare la durata della batteria e non dovresti preoccuparti troppo di prenderla in giro.

Tuttavia, se desideri prolungare il più possibile la durata della batteria, ci sono alcune cose che puoi fare per superare i 500 cicli.Questi includono:

Non conservare lo scooter completamente carico o con il caricabatterie collegato per periodi prolungati.
Non conservare lo scooter elettrico completamente scarico.Le batterie agli ioni di litio si degradano quando scendono al di sotto di 2,5 V. La maggior parte dei produttori consiglia di conservare gli scooter con una carica del 50% e di ricaricarli periodicamente a questo livello per una conservazione a lungo termine.
Non utilizzare la batteria dello scooter a temperature inferiori a 32 F° o superiori a 113 F°.
Carica il tuo scooter a una velocità C inferiore, ovvero carica la batteria a una velocità inferiore rispetto alla sua capacità massima per preservare/migliorare la durata della batteria.La ricarica a un tasso C inferiore a 1 è ottimale.Alcuni dei caricabatterie più elaborati o ad alta velocità ti consentono di controllarlo.
Scopri di più su come caricare uno scooter elettrico.

Riepilogo

L'importante è non abusare della batteria e durerà per tutta la vita utile dello scooter.Sentiamo da tutti i tipi di persone che i loro scooter elettrici sono rotti e raramente si tratta di un problema di batteria!