10 manieren om het bereik op elektrische fietsen te verbeteren

Enige tijd geleden schreven we over de autonomie van lithium-ionbatterijen in elektrische fietsen, hoewel in wezen de meeste batterijen van dit type volgens dezelfde principes regeren. In die post hebben we een samenvatting gemaakt van de belangrijkste redenen waarom een ​​lithium-ion batterij de opgehoopte energie ontlaadt en daardoor kunnen we de afstand bepalen. Deze keer gaan we het onderwerp vanuit een nauwkeuriger oogpunt behandelen en gaan we dieper in op het mechanisme dat het energieverbruik van onze lithium-ionbatterijen mogelijk maakt. We zullen ook mythen over de werking van deze batterijen ontkrachten, aangezien we ons in veel gevallen niet bewust zijn van de technologische veranderingen die om ons heen plaatsvinden, waardoor ideeën worden gepromoot die voorheen echt waren, maar nu niet meer.

Er zijn veel soorten lithiumbatterijen met verschillende chemische combinaties en verschillen daarom in hun mogelijkheden en hun tekortkomingen. De elektrochemische cellen die we in onze batterijen gebruiken, zijn samengesteld uit een NMC-kathode (kobalt, nikkel, mangaanoxide) en een grafietanode die de oorzaak zijn van de REDOX-reactie (oxidatie-reductie) die plaatsvindt dankzij de eigenschappen van lithiumoxide . De werking is relatief eenvoudig, en we zeggen relatief, want als we de fysische en chemische eigenschappen analyseren van de materialen die de werking ervan mogelijk maken, wordt het onderwerp buitengewoon compact en complex.

Kortom, zo'n batterij werkt door energie op te slaan en vrij te geven door het proces van elektrolyse, en de meest opmerkelijke eigenschap van lithium is simpelweg dat het elektrolyseproces honderden of duizenden cycli kan worden herhaald. De levensduur van de cellen wordt bepaald door verschillende factoren, zoals gebruiks- en onbruiktijden, temperatuur of het aantal laad- en ontlaadcycli. Wat onvermijdelijk is, is de chemische afbraak van lithium, waardoor de eigenschappen bij elk gebruik afnemen. Dit komt door verschillende factoren die we hieronder zullen bespreken.

Het is 09.45 uur en de telefoon gaat bij het kantoor van Legend E-Bikes. Een klant-eigenaar van een Legend Etna wil praten met Ramon, onze SAT-manager. De klant vraagt ​​uitleg over de lichte afname van de autonomie van zijn Panasonic-Sanyo 10.4Ah accu omdat hij na intensief gebruik merkt dat de laadcapaciteit niet meer is wat het was op de eerste dag.

Veel gebruikers vragen zich af hoe ze de autonomie van elektrische fietsen kunnen verbeteren. Dit zien we regelmatig, en niet alleen bij elektrische fietsen, maar ook bij elektrische auto's, smartphones, laptops en vrijwel elk apparaat dat een lithiumbatterij nodig heeft om te werken.

Feit is dat velen zich er niet van bewust zijn dat het scenario voor elektrische opslag niet zo geavanceerd is als het lijkt en hoewel er veel vooruitgang is geboekt sinds die oude en zware loodbatterijen, heeft de huidige technologie verschillende nadelen die we moeten rekening mee houden als we de levensduur van onze batterijen willen verlengen.

1. De tweede wet van Newton

Hoewel de tweede wet van Newton de relatie tussen kracht, massa en beweging verklaart, is het niet onze bedoeling dat de lezer vergelijkingen oplost om te bepalen of je batterij de taak aankan, dus zullen we het op een veel praktischere manier samenvatten.

Het lijkt misschien een goed idee, maar sommige mensen realiseren zich niet hoe belangrijk dit detail is, en dat is dat hoe meer je weegt, hoe meer energie het kost om te bewegen. Als we cijfers horen zoals de afstand die we met een lading kunnen afleggen, moeten we er rekening mee houden dat deze berekeningen uitgaan van een norm, namelijk een fietser van 70 kg. Daarom, hoe meer we dit cijfer overschrijden, hoe minder autonomie we zullen krijgen van dezelfde batterij. Evenzo geldt: hoe minder lichaamsgewicht we hebben, hoe meer kilometers we per lading kunnen afleggen.

2. Reisprofiel

Deze sectie wordt beheerst door dezelfde principes als de vorige en is van even groot of groter belang, aangezien het gewicht van de persoon van secundair belang is.

Een rit op een helling is zelden lineair, of het nu in de stad of op het platteland is, het is gebruikelijk om op hellingen en variabele grond of allerlei soorten bochten te trappen. Het is duidelijk dat als onze route stijgt, de hoeveelheid energie die we nodig hebben groter zal zijn. Nogmaals, de waarden die we kunnen waarderen in de specificaties van elke batterij zijn gebaseerd op normen en deze zijn gebaseerd op een neutrale hellingshoek, dat wil zeggen in het vlak.

3. Reisonderbrekingen

Het grootste energieverbruik vindt plaats in de starts. Om de weerstand die wordt vertegenwoordigd door het gecombineerde gewicht van de fiets plus de berijder vanuit stilstand tot een snelheid van 25 km/u te overwinnen, wordt veel energie gebruikt, veel meer dan we gebruikten om ons lange tijd op die snelheid constant te houden tijd. Dit komt omdat als we eenmaal een constante snelheid hebben bereikt, energie alleen wordt gebruikt om de mechanische weerstand van de bewegende delen van de fiets en de windweerstand te overwinnen. Als je het bereik van je fiets wilt vergroten, probeer dan om praktische redenen altijd traagheid te behouden en niet te haasten wanneer je een rood licht nadert dat je dwingt te stoppen. Anticipeer in plaats daarvan en vertraag geleidelijk naarmate je dichterbij komt en hopelijk is het tegen de tijd dat je daar aankomt groen geworden.

4. Weersomstandigheden

Nogmaals, externe krachten interfereren aanzienlijk met de prestaties van onze batterijen. Prestatieverbeteringen van 22% zijn gedocumenteerd in batterijen als gevolg van tegenwind, en vergelijkbare significante dalingen zijn waargenomen bij tegenwind trappen.

Ook temperatuur is een bepalende factor, in tegenstelling tot elektronische schakelingen en chips werken batterijen niet beter bij lage temperaturen aangezien we het hebben over chemische reacties. Een temperatuur van 0º is voldoende om de prestaties van de batterij met 20% te verminderen en dit betekent niet dat de batterij zijn lading verliest of dat er een storing in de cellen is, alleen door de kou kunnen de elektronen niet zo vrij bewegen als bij hoge temperaturen. Dit betekent echter niet dat hoe warmer het is, hoe beter onze batterij werkt, er is een optimaal werkbereik van 35º/45º. Als we dat bereik overschrijden, zullen we beginnen op te merken hoe de batterij zijn lading verliest door de instabiliteit van de lithiumionen.

5. Banden

Het is cruciaal om de juiste bandenspanning te behouden; constant contact genereert wrijving die zoveel mogelijk moet worden verminderd. Banden met weinig lucht zorgen ervoor dat een groter oppervlak van de band contact maakt met de grond, waardoor wrijving ontstaat die weerstand biedt. Evenzo kan het type band ervoor zorgen dat we wat efficiëntie verliezen. Een soepele band zal veel efficiënter zijn op asfalt, en een band met grote nokken geeft ons meer veerweg op steil terrein.

6. Gebruik van gashendel

Ondanks het feit dat het in de EU niet legaal is om een ​​gashendel te gebruiken op een elektrische fiets, zijn er gebruikers die ervoor kiezen om een ​​van deze accessoires te installeren, omdat ze moe zijn of gewoon voor het gemak. In ieder geval kan de gashendel de autonomie van een batterij tot 50% verminderen. De verklaring ligt voor de hand: als we menselijke hulp achterwege laten, krijgen we een hoger energieverbruik door de motor.

7. Verkeerd afgestelde onderdelen

Of je nu schijfremmen of V-brakes gebruikt, een slechte afstelling kan ervoor zorgen dat de remblokken of schoenen over de schijf of velg wrijven en weerstand veroorzaken. Dit lijkt misschien vanzelfsprekend, aangezien het gemakkelijk is om op te merken dat de fiets aan het remmen is, maar voordat dat ongewenste remmen merkbaar wordt, is er vooraf een geleidelijke verkeerde afstelling die u waarschijnlijk niet zult opmerken. Op een normale fiets zal het trappen zwaar zijn en zul je de wrijving waarschijnlijk snel merken, maar op een elektrische fiets merk je dat niet zo snel, omdat de motor hetzelfde blijft werken maar meer energie verbruikt. Op dezelfde manier kunnen een niet-gecentreerde as, losse spaken of een te losse ophanging een minimale weerstand bieden waardoor we wat autonomie kunnen verliezen.

8. Leeftijd batterij

Er is een zeer belangrijke factor bij het meten van de levensduur van een batterij. Misschien wel de meest bepalende factor in hoe het de autonomie van elektrische fietsen beïnvloedt. De levensduur van een batterij begint niet op het moment dat de cellen worden gemaakt, ook niet op het moment dat de monteur de batterij bouwt. Dag 1 van de lithiumbatterij begint bij de eerste keer opladen. Dit komt door SEI (Solid Electrolyte Interphase), een chemische reactie die bij de eerste lading een laag lithiumoxide rond de grafietanode veroorzaakt.

Deze reactie markeert het begin van de levensduur van de batterij, maar leidt vanaf de eerste cyclus tot een discrete vermindering van de laadcapaciteit, wat vrij gebruikelijk is bij alle lithium-ionbatterijen. Toch vindt de natuurlijke afbraak van lithium plaats van cyclus tot cyclus, dus u hoeft zich geen zorgen te maken over het kopen van een nieuwe batterij die een jaar geleden is gemaakt, aangezien fabrikanten cellen leveren met in de meeste gevallen 60% van de eerste oplaadcyclus.

10. Pedaalslag

Een verkeerde pedaalslag is ook een oorzaak van een verminderde actieradius op elektrische fietsen. Vooral op elektrische fietsen met een middenmotor is het erg belangrijk om een ​​goede pedaalslag te hebben en we leggen uit waarom:

Net als verbrandingsmotoren hebben elektromotoren een toerenbereik waarin ze efficiënter zijn. De maximale piek van energie-efficiëntie (rond de 80%) treedt op bij een vrij hoog toerental. Dit betekent dat onder deze snelheden de motor vaak veel minder efficiënt is en is zeer relevant bij centrale motoren (aangezien deze de ketting en dus de derailleur als overbrenging gebruiken), dus probeer hier rekening mee te houden wanneer u de derailleur van uw fiets gebruikt.

Zoals we aan het begin al zeiden, zijn er enkele mythen over batterijen die destijds correct waren, maar die vandaag niet alleen verkeerd zijn, maar ook onze batterijen kunnen beschadigen. Een van de meest voorkomende is de aanbeveling om in de eerste cyclus een volledige lading uit te voeren om deze volledig op te laden voordat u de tweede lading uitvoert. Gelukkig is het BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) in de batterij al verantwoordelijk voor het beperken van de totale lading of ontlading om de levensduur van de cellen te verlengen en overladen te voorkomen. Het BMS is ook verantwoordelijk voor het regelen van de laad- en ontlaadsnelheid, wat cruciaal is bij lithiumbatterijen omdat ze nooit 100% ontladen zullen zijn.

Hoewel lithiumbatterijen geen geheugeneffect hebben, raden veel fabrikanten aan om onze batterij eens in de 3 maanden te kalibreren. Hier leggen ze uit hoe het moet.

Als we deze oorzaken kennen, kunnen we een idee krijgen van de efficiëntie die we zullen behalen bij het verplaatsen met onze elektrische fiets en de batterij die we nodig hebben, afhankelijk van het gebruik dat we eraan geven. De gemiddelde gebruiker zal worden gedekt door 8,8 Ah-accu's, voor een intensiever gebruik zal hij waarschijnlijk 11 Ah moeten bereiken en in het geval van transportvloten is het heel gebruikelijk om een ​​back-up van vervangende accu's te hebben die constant worden opgeladen. Maar we kunnen er niet omheen dat voor bepaalde gebruikers, hetzij omdat ze zeer lange afstanden op zeer steile hellingen moeten afleggen, hetzij omdat ze te zwaar zijn, een elektrische fiets misschien niet hun ideale mobiliteitsoplossing is.

Iets onduidelijk of een vraag? We zijn hier! Neem gewoon contact met ons op en wij helpen u verder.

Als dit nuttig voor je was, deel het dan!