Обзор аккумуляторов электросамоката

При езде на электросамокате райдеру не приходится отталкиваться ногой, как на обычном самокате. Вращение ведущего колеса обеспечивает электрический двигатель, который получает энергию от аккумуляторной батареи. От того, какая АКБ стоит в электросамокате, зависит комфорт использования транспортного средства и его технические параметры:

емкость и мощность АКБ влияют на дальность пробега электротранспорта на 1 заряде (мощность рассчитывается умножением номинальных значений емкости и напряжения);
от вольтажа установленных электрокомпонентов зависит развиваемая скорость – чем мощнее мотор-колесо, тем выше должно быть напряжение системы;
от типа установленной батареи зависит ее циклический ресурс, диапазон рабочих температур, удельный вес, допустимые токи разряда и заряда, стабильность токоотдачи, безопасность использования.

Какие аккумуляторы используются в электросамокатах?

Для установки на средства индивидуальной мобильности всевозможных типов – от моноколес и гироскутеров до электровелосипедов и электромобилей – подходят легкие и компактные батареи с высокой удельной емкостью. От них требуется обеспечивать солидную дальность хода без значительного утяжеления конструкции.

Дополнительными требованиями являются:

способность работать в циклическом режиме и стабильно отдавать необходимые разрядные токи;
безопасность использования;
устойчивость к вибрациям и тряске при езде;
быстрое восполнение заряда;
легкость и комфорт эксплуатации;
надежность;
долговечность.

По соотношению всех характеристик лучший выбор АКБ для электросамокатов и других видов транспорта на электротяге – это литий-ионные батареи. Они бывают 2-х основных типов: Li-ion и LiFePO4. Но фактически литий-железо-фосфатные батареи – это особый подвид литий-ионных моделей с катодом из фосфата железа и некоторыми отличиями в характеристиках.

Сравнение Li-ion и LiFePO4 батарей

Критерий сравнения	Li-ion	LiFePO4
Номинальное напряжение	3,6–3,7 В на элемент	3–3,3 В на элемент
Диапазон рабочих напряжений	От 2,5–3 В в разряженном состоянии до 4,25–4,35 В в полностью заряженном виде.	2–3,6 В
Температурный диапазон	Допустимый – от -20 до +50 °С, оптимальный – от +15 до +25 °С. При низких температурах емкость уменьшается.	Допустимый – от -30 до +50 °С. Незначительное снижение емкости при использовании на морозе.
Циклический ресурс	Около 1000 циклов	2000–5000 циклов
Чувствительность к перезаряду и глубокому разряду	Высокая. Для защиты от перезаряда, критического разряда и других опасных состояний обязательно используется BMS плата.	Ниже. При выходе напряжения за допустимые пределы происходят внутренние изменения, но аккумуляторы остаются работоспособными. Для поддержания оптимальных условий эксплуатации также используются BMS платы.
Стабильность напряжения при разряде	Ниже	Выше
Масса и размеры АКБ с одинаковыми рабочими характеристиками	Меньше	Больше
Безопасность использования	Высокая, но при прокалывании батареи и в других случаях разгерметизации возможно возгорание, а при долгом хранении в разряженном состоянии АКБ вздувается и становится непригодной к использованию.	Максимально высокая. Даже при прокалывании и других механических повреждения возгорание не происходит. Наблюдается только разогрев АКБ и появление дыма.

Какой аккумулятор лучше для электросамоката?

АКБ для электросамоката Baiku Passion По сочетанию легкого веса и высокой емкости лучшим выбором становятся Li-ion батареи. Но для установки на мощные электросамокаты и транспорт для зимних поездок стоит купить АКБ типа LiFePO4. Они немного тяжелее остальных литий-ионных моделей, но выдерживают более высокие токовые нагрузки и лучше приспособлены для эксплуатации в жестких условиях.

Кроме типа батареи нужно выбрать подходящие значения емкости и напряжения. На заказ можно собрать АКБ с любыми характеристиками, которые зависят от схемы соединения элементов в сборке. Для получения необходимой емкости элементы питания соединяются параллельно, а для набора напряжения – последовательно.

При выборе АКБ для электросамокатов важно найти баланс между достаточно большой мощностью и легким весом. Пространство под декой у большинства электросамокатов не рассчитано на установку массивной батареи, поэтому при выборе АКБ важно учитывать размеры батарейного отсека. В случаях, когда мощности одной АКБ и обеспечиваемой ею дальности хода недостаточно, можно установить дополнительную батарею на рулевую стойку.

Виды АКБ для электросамокатов

На электрические самокаты ставятся литиевые АКБ напряжением 24, 36, 48, 60 В – в зависимости от характеристик используемого мотора и контроллера управления. Емкость также бывает разной и выбирается в зависимости от необходимой дальности хода на 1 заряде. В таблице приведены некоторые схемы сборки АКБ для е-самокатов и их рабочие параметры.

Схема сборки	Используемые элементы питания	Вольтаж батареи	Емкость батареи – диапазон, в зависимости от емкости используемых в сборке элементов	Продолжительный ток разряда
6S2P	Li-ion (18650)	24 В	5,2–6,4 Ач	20 А
6S3P	Li-ion	24 В	7,8–9,6 Ач	20 А
8SXP	LiFePO4	24 В	10–30 Ач	25 А
10S2P	Li-ion	36 В	5,2–7 Ач	22 А
10S3P	Li-ion	36 В	7,8–10,5 Ач	22 А
10S4P	Li-ion	36 В	10,4–14 Ач	22 А
10S5P	Li-ion	36 В	13–17,5 Ач	22 А
13S4P	Li-ion	48 В	10,4–14 Ач	25 А
13S5P	Li-ion	48 В	13–17,5 Ач	25 А
13S8P	Li-ion	48 В	25,6–28 Ач	25 А
14S10P	Li-ion	48 В	2,6–3,5 Ач	25 А
16S6P	Li-ion	60 В	15,6–21 Ач	30 А
16S9P	Li-ion	60 В	23,4–31,5 Ач	30 А
16S11P	Li-ion	60 В	28,6–38,5 Ач	30 А

На электросамокатах разных моделей используются АКБ, собранные по разным схемам. Например, на модели ZAXBOARD ES-8i стоит литий-ионная батарея, созданная по схеме 10S3P, а на электросамокате Eltreco Iconic GL – 13S4P. При замене аккумуляторной батареи можно увеличить емкость, не меняя схему сборки ячеек. Для этого достаточно взять элементы питания с большей емкостью.

Ранее в блоге VirtusTec вышла статья о сборке аккумуляторной батареи для электровелосипеда.