Panduan Teknis: Baterai Skuter Listrik

Panduan Teknis: Baterai Skuter Listrik

Baterai Skuter Listrik
Baterai adalah “tangki bahan bakar” skuter listrik Anda.Ini menyimpan energi yang dikonsumsi oleh motor DC, lampu, pengontrol, dan aksesori lainnya.

Sebagian besar skuter listrik memiliki beberapa jenis baterai berbasis lithium ion karena kepadatan energi dan umur panjangnya yang sangat baik.Banyak skuter listrik untuk anak-anak dan model murah lainnya mengandung baterai timbal-asam.Pada skuter, paket baterai terbuat dari sel individual dan perangkat elektronik yang disebut sistem manajemen baterai yang menjaganya tetap beroperasi dengan aman.
Paket baterai yang lebih besar memiliki kapasitas lebih besar, diukur dalam watt-jam, dan memungkinkan skuter listrik melakukan perjalanan lebih jauh.Namun, mereka juga menambah ukuran dan berat skuter sehingga kurang portabel.Selain itu, baterai adalah salah satu komponen skuter yang paling mahal dan biaya keseluruhannya pun meningkat.

Jenis Baterai
Paket baterai e-skuter terbuat dari banyak sel baterai individual.Lebih spesifiknya, terbuat dari 18650 sel, klasifikasi ukuran baterai lithium ion (Li-Ion) dengan dimensi silinder 18 mm x 65 mm.

Setiap sel 18650 dalam paket baterai cukup sederhana — menghasilkan potensial listrik sebesar ~3,6 volt (nominal) dan memiliki kapasitas sekitar 2,6 amp-jam (2,6 A·h) atau sekitar 9,4 watt-jam (9,4 Wh).

Sel baterai dioperasikan dari 3,0 volt (pengisian 0%) hingga 4,2 volt (pengisian 100%).18650 kehidupanpo4

Ion lithium
Baterai Li-Ion memiliki kepadatan energi yang sangat baik, yaitu jumlah energi yang disimpan per berat fisiknya.Baterai ini juga memiliki umur panjang yang sangat baik, artinya baterai tersebut dapat dikosongkan dan diisi ulang atau “didaur ulang” berkali-kali dan tetap mempertahankan kapasitas penyimpanannya.

Li-ion sebenarnya mengacu pada banyak kimia baterai yang melibatkan ion litium.Berikut daftar singkatnya di bawah ini:

Litium mangan oksida (LiMn2O4);alias: IMR, LMO, Li-mangan
Nikel litium mangan (LiNiMnCoO2);alias INR, NMC
Litium nikel kobalt aluminium oksida (LiNiCoAlO2);alias NCA, Li-aluminium
Litium nikel kobalt oksida (LiCoO2);alias NCO
Litium kobalt oksida (LiCoO2);alias ICR, LCO, Li-kobalt
Litium besi fosfat (LiFePO4);alias IFR, LFP, Li-fosfat
Masing-masing kimia baterai ini mewakili trade-off antara keamanan, umur panjang, kapasitas, dan keluaran arus.

Litium Mangan (INR, NMC)
Untungnya, banyak skuter listrik berkualitas menggunakan bahan kimia baterai INR — salah satu bahan kimia paling aman.Baterai ini memberikan kapasitas dan arus keluaran yang tinggi.Kehadiran mangan menurunkan resistansi internal baterai, memungkinkan keluaran arus tinggi sambil mempertahankan suhu rendah.Akibatnya, hal ini mengurangi kemungkinan pelepasan panas dan kebakaran.

Beberapa skuter listrik dengan bahan kimia INR antara lain model WePed GT 50e dan Dualtron.

Asam timbal
Asam timbal adalah bahan kimia baterai yang sangat tua yang biasa ditemukan di mobil dan beberapa kendaraan listrik besar, seperti mobil golf.Mereka juga ditemukan di beberapa skuter listrik;terutama skuter anak-anak murah dari perusahaan seperti Razor.

Baterai timbal-asam memiliki keuntungan karena harganya yang murah, namun memiliki kepadatan energi yang sangat buruk, yang berarti baterai tersebut jauh lebih berat dibandingkan dengan jumlah energi yang disimpannya.Sebagai perbandingan, baterai Li-ion memiliki kepadatan energi sekitar 10X lipat dibandingkan baterai timbal-asam.

Paket Baterai
Untuk membuat paket baterai dengan kapasitas ratusan atau ribuan watt-jam, banyak sel Li-ion 18650 yang dirakit menjadi struktur seperti batu bata.Paket baterai yang berbentuk seperti batu bata ini dipantau dan diatur oleh sirkuit elektronik yang disebut sistem manajemen baterai (BMS), yang mengontrol aliran listrik masuk dan keluar dari baterai.
Masing-masing sel dalam paket baterai dihubungkan secara seri (ujung ke ujung) yang menjumlahkan tegangannya.Beginilah kemungkinan memiliki skuter dengan baterai 36 V, 48 V, 52 V, 60 V, atau bahkan lebih besar.

Untaian individu ini (banyak baterai secara seri) kemudian dihubungkan secara paralel untuk meningkatkan arus keluaran.

Dengan mengatur jumlah sel secara seri dan paralel, produsen skuter listrik dapat meningkatkan tegangan keluaran atau arus maksimal dan kapasitas amp hour.

Mengubah konfigurasi baterai tidak akan meningkatkan total energi yang tersimpan, namun secara efektif memungkinkan baterai menawarkan jangkauan yang lebih luas dan voltase yang lebih rendah, dan sebaliknya.

Tegangan dan % Tersisa
Setiap sel dalam baterai umumnya dioperasikan dari 3,0 volt (pengisian 0%) hingga 4,2 volt (pengisian 100%).

Artinya baterai 36 V (dengan 10 baterai seri) dioperasikan dari 30 V (pengisian 0%) hingga 42 volt (pengisian 100%).Anda dapat melihat bagaimana % sisa berhubungan dengan voltase baterai (beberapa skuter menampilkannya secara langsung) untuk setiap jenis baterai di bagan voltase baterai kami.

Tegangan Sag
Setiap baterai akan mengalami fenomena yang disebut penurunan tegangan.

Penurunan tegangan disebabkan oleh beberapa efek, termasuk kimia lithium-ion, suhu, dan hambatan listrik.Itu selalu menghasilkan perilaku tegangan baterai yang tidak linier.

Begitu beban diterapkan pada baterai, tegangan akan turun seketika.Efek ini dapat menyebabkan kesalahan dalam memperkirakan kapasitas baterai.Jika Anda langsung membaca voltase baterai, Anda akan mengira Anda langsung kehilangan 10% kapasitas atau lebih.

Setelah beban dihilangkan, tegangan baterai akan kembali ke tingkat sebenarnya.

Penurunan tegangan juga terjadi selama pengosongan baterai dalam waktu lama (misalnya saat perjalanan jauh).Bahan kimia litium dalam baterai memerlukan waktu untuk mengimbangi laju pengosongannya.Hal ini dapat mengakibatkan tegangan baterai turun lebih cepat selama perjalanan jauh.

Jika baterai didiamkan, baterai akan kembali ke level tegangan yang sebenarnya dan akurat.

Peringkat Kapasitas
Kapasitas baterai skuter elektronik dinyatakan dalam satuan watt-jam (disingkat Wh), yang merupakan ukuran energi.Unit ini cukup mudah dimengerti.Misalnya, baterai dengan rating 1 Wh menyimpan energi yang cukup untuk menyuplai daya satu watt selama satu jam.

Kapasitas energi yang lebih besar berarti watt jam baterai yang lebih tinggi yang berarti jangkauan skuter listrik lebih jauh, untuk ukuran motor tertentu.Sebuah skuter rata-rata memiliki kapasitas sekitar 250 Wh dan mampu menempuh jarak sekitar 10 mil dengan kecepatan rata-rata 15 mil per jam.Skuter berperforma ekstrem dapat memiliki kapasitas hingga ribuan watt-jam dan jangkauan hingga 60 mil.

Merek Baterai
Sel Li-ion individual dalam paket baterai e-skuter dibuat hanya oleh segelintir perusahaan terkenal secara internasional.Sel kualitas tertinggi dibuat oleh LG, Samsung, Panasonic, dan Sanyo.Jenis sel ini cenderung hanya ditemukan pada kemasan baterai skuter kelas atas.

Sebagian besar skuter listrik murah dan komuter memiliki paket baterai yang terbuat dari sel generik buatan China, yang kualitasnya sangat bervariasi.

Perbedaan antara skuter dengan sel bermerek dan skuter generik Cina adalah jaminan kontrol kualitas yang lebih besar dengan merek yang sudah mapan.Jika itu tidak sesuai anggaran Anda, pastikan Anda membeli skuter dari produsen terkemuka yang menggunakan suku cadang berkualitas dan memiliki langkah-langkah kontrol kualitas (QC) yang baik.

Beberapa contoh perusahaan yang kemungkinan besar memiliki QC yang baik adalah Xiaomi dan Segway.

Sistem Manajemen Baterai
Meskipun sel Li-ion 18650 memiliki manfaat yang luar biasa, sel tersebut kurang memaafkan dibandingkan teknologi baterai lainnya dan dapat meledak jika digunakan secara tidak benar.Karena alasan inilah baterai hampir selalu dirakit menjadi paket baterai yang memiliki sistem manajemen baterai.

Sistem manajemen baterai (BMS) adalah komponen elektronik yang memantau paket baterai dan mengontrol pengisian dan pengosongan.Baterai Li-ion dirancang untuk beroperasi antara sekitar 2,5 hingga 4,0 V. Pengisian daya yang berlebihan atau pengosongan daya sepenuhnya dapat memperpendek masa pakai baterai atau memicu kondisi pelepasan panas yang berbahaya.BMS harus mencegah pengisian daya yang berlebihan.Banyak BMS juga memutus aliran listrik sebelum baterai benar-benar habis untuk memperpanjang masa pakai.Meskipun demikian, banyak pengendara yang masih memanjakan baterainya dengan tidak pernah mengosongkannya hingga penuh dan juga menggunakan pengisi daya khusus untuk mengontrol kecepatan dan jumlah pengisian daya dengan baik.

Sistem manajemen baterai yang lebih canggih juga akan memantau suhu kemasan dan memicu penghentian jika terjadi panas berlebih.

Tingkat C
Jika Anda melakukan penelitian tentang pengisian daya baterai, kemungkinan besar Anda akan menemukan C-rate.C-rate menggambarkan seberapa cepat baterai terisi penuh atau habis.Misalnya, tingkat C sebesar 1C berarti baterai terisi dalam satu jam, 2C berarti terisi penuh dalam 0,5 jam, dan 0,5C berarti terisi penuh dalam dua jam.Jika Anda mengisi penuh baterai 100 A·h menggunakan arus 100 A, dibutuhkan waktu satu jam dan laju C-nya menjadi 1C.

Daya tahan baterai
Baterai Li-ion pada umumnya akan mampu menangani 300 hingga 500 siklus pengisian/pengosongan sebelum kapasitasnya berkurang.Untuk skuter listrik rata-rata, jaraknya 3.000 hingga 10.000 mil!Perlu diingat bahwa “berkurangnya kapasitas” tidak berarti “kehilangan seluruh kapasitas”, namun berarti penurunan nyata sebesar 10 hingga 20% yang akan terus bertambah buruk.

Sistem manajemen baterai modern membantu memperpanjang masa pakai baterai dan Anda tidak perlu terlalu khawatir untuk menyimpannya.

Namun, jika Anda ingin memperpanjang masa pakai baterai sebanyak mungkin, ada beberapa hal yang dapat Anda lakukan untuk melebihi 500 siklus.Ini termasuk:

Jangan simpan skuter Anda dalam keadaan terisi penuh atau dengan pengisi daya terpasang dalam waktu lama.
Jangan simpan skuter listrik dalam keadaan kosong sepenuhnya.Baterai Li-ion menurun ketika tegangannya turun di bawah 2,5 V. Sebagian besar produsen menyarankan untuk menyimpan skuter dengan daya terisi 50%, dan mengisinya hingga tingkat ini secara berkala untuk penyimpanan jangka panjang.
Jangan mengoperasikan baterai skuter pada suhu di bawah 32 F° atau di atas 113 F°.
Isi daya skuter Anda dengan kecepatan C yang lebih rendah, yang berarti mengisi daya baterai dengan kecepatan yang lebih rendah dibandingkan dengan kapasitas maksimumnya untuk menghemat/meningkatkan masa pakai baterai.Mengisi daya pada kecepatan C antara di bawah 1 adalah optimal.Beberapa pengisi daya yang lebih mewah atau berkecepatan tinggi memungkinkan Anda mengontrolnya.
Pelajari lebih lanjut tentang cara mengisi daya skuter listrik.

Ringkasan

Hal utama yang perlu diperhatikan di sini adalah jangan menyalahgunakan baterai karena baterai akan bertahan selama masa pakai skuter.Kami mendengar dari berbagai macam orang tentang skuter listrik mereka yang rusak dan jarang terjadi masalah baterai!


Waktu posting: 30 Agustus-2022