10 sposobów na poprawę zasięgu w rowerach elektrycznych

Jakiś czas temu pisaliśmy o autonomii w rowerach elektrycznych z bateriami litowo-jonowymi, choć w zasadzie większość baterii tego typu rządzi się tymi samymi zasadami. W tamtym wpisie podsumowaliśmy główne powody, dla których bateria litowo-jonowa rozładowuje zgromadzoną energię, dzięki czemu możemy określić dystans. Tym razem zajmiemy się tematem z bardziej precyzyjnego punktu widzenia i pogłębimy mechanizm, który umożliwia wydatkowanie energii przez nasze akumulatory litowo-jonowe. Obalimy również mity na temat działania tych baterii, ponieważ w wielu przypadkach nie zdajemy sobie sprawy ze zmian technologicznych, które zachodzą wokół nas, promując pomysły, które wcześniej były realne, ale teraz nie są.

.

Istnieje wiele rodzajów baterii litowych z różnymi kombinacjami chemicznymi, a zatem różnią się one możliwościami i wadami. Ogniwa elektrochemiczne, których używamy w naszych bateriach, składają się z katody NMC (kobalt, nikiel, tlenek manganu) i anody grafitowej, które są przyczyną reakcji REDOX (utlenianie-redukcja) zachodzącej dzięki właściwościom tlenku litu. Działanie jest stosunkowo proste, a mówimy stosunkowo, ponieważ jeśli przeanalizujemy właściwości fizyczne i chemiczne materiałów, które umożliwiają jego działanie, temat staje się niezwykle gęsty i złożony.

W skrócie, taka bateria działa poprzez magazynowanie energii i uwalnianie jej w procesie elektrolizy, a najbardziej niezwykłą właściwością litu jest po prostu to, że proces elektrolizy może być powtarzany do setek lub tysięcy cykli. Żywotność ogniw zależy od kilku czynników, takich jak czas użytkowania i nieużywania, temperatura lub liczba cykli ładowania i rozładowania. To, co jest nieuniknione, to chemiczna degradacja litu, która powoduje, że jego właściwości zmniejszają się z każdym użyciem. Wynika to z różnych czynników, które omówimy poniżej.

Jest 9:45 rano i dzwoni telefon w biurze Legend E-Bikes. Właściciel roweru Legend Etna chce rozmawiać z Ramonem, naszym menedżerem SAT. Klient prosi o wyjaśnienie niewielkiego spadku autonomii akumulatora Panasonic-Sanyo 10.4Ah, ponieważ po intensywnym użytkowaniu zauważył, że pojemność ładowania nie jest już taka, jak pierwszego dnia.

Wielu użytkowników zastanawia się, jak poprawić autonomię rowerów elektrycznych. Jest to coś, co widzimy regularnie, i to nie tylko w rowerach elektrycznych, ale także w samochodach elektrycznych, smartfonach, laptopach i praktycznie każdym urządzeniu, które wymaga użycia baterii litowej do jego działania.

Faktem jest, że wielu nie zdaje sobie sprawy, że scenariusz magazynowania energii elektrycznej nie jest tak nowatorski, jak się wydaje i chociaż prawdą jest, że poczyniono znaczne postępy od czasów starych i ciężkich akumulatorów ołowiowych, obecna technologia ma kilka wad, które musimy wziąć pod uwagę, jeśli chcemy przedłużyć żywotność naszych baterii.

1. Drugie prawo Newtona

Chociaż drugie prawo Newtona wyjaśnia związek między mocą, masą i ruchem, nie jest naszym zamiarem, aby czytelnik rozwiązywał równania w celu ustalenia, czy bateria sprosta zadaniu, więc podsumujemy je w znacznie bardziej praktyczny sposób.

Może się to wydawać oczywiste, ale niektórzy ludzie nie zdają sobie sprawy, jak ważny jest ten szczegół, a mianowicie, że im więcej ważysz, tym więcej energii potrzeba, aby się poruszać. Kiedy słyszymy liczby, takie jak odległość, którą możemy pokonać z obciążeniem, musimy pamiętać, że obliczenia te opierają się na standardzie, którym jest rowerzysta o wadze 70 kg. Dlatego im bardziej przekroczymy tę liczbę, tym mniejszą autonomię uzyskamy z tej samej baterii. Analogicznie, im mniejszą masę ciała posiadamy, tym więcej kilometrów na jednym ładowaniu będziemy w stanie przejechać.

2. Profil podróży

Ta sekcja podlega tym samym zasadom co poprzednia i ma takie samo lub większe znaczenie, ponieważ waga osoby ma drugorzędne znaczenie.

Jazda po zboczu rzadko jest liniowa, czy to w mieście, czy na wsi, powszechne jest pedałowanie po zboczach i zmiennym podłożu lub wszelkiego rodzaju zakrętach. Oczywiście, jeśli nasza trasa wznosi się, ilość energii, której będziemy potrzebować, będzie większa. Ponownie, wartości, które możemy docenić w specyfikacjach każdej baterii, opierają się na standardach, a te opierają się na neutralnym nachyleniu stoku, czyli na płaszczyźnie.

3. Przerwy w podróży

Największe zużycie energii występuje podczas startów. Aby pokonać opór reprezentowany przez łączną masę roweru i rowerzysty od postoju do prędkości 25 km/h, zużywa się dużo energii, znacznie więcej niż energia zużywana do utrzymania stałej prędkości przez długi czas. Dzieje się tak dlatego, że po osiągnięciu stałej prędkości energia jest wykorzystywana tylko do pokonania oporu mechanicznego oferowanego przez ruchome części roweru i opór wiatru. Z praktycznego punktu widzenia, jeśli chcesz zwiększyć zasięg swojego roweru, staraj się zawsze utrzymywać bezwładność i nie spiesz się, gdy zbliżasz się do czerwonego światła, które zmusza cię do zatrzymania. Zamiast tego przewiduj i zwalniaj stopniowo w miarę zbliżania się, a miejmy nadzieję, że zanim tam dotrzesz, światło zmieni się na zielone.

4. warunki pogodowe

Po raz kolejny siły zewnętrzne znacząco wpływają na wydajność naszych akumulatorów. Udokumentowano wzrost wydajności baterii o 22% z powodu wiatru w dół i podobnie znaczące spadki zaobserwowano podczas pedałowania pod wiatr w głowę.

Temperatura jest również czynnikiem determinującym, w przeciwieństwie do obwodów elektronicznych i chipów, baterie nie działają lepiej w niskich temperaturach, ponieważ mówimy o reakcjach chemicznych. Temperatura 0º wystarczy, aby zmniejszyć wydajność baterii o 20% i nie oznacza to, że traci ona ładunek lub że w ogniwach występuje awaria, po prostu zimno nie pozwala elektronom poruszać się tak swobodnie, jak w wysokich temperaturach. Nie oznacza to jednak, że im cieplej, tym lepiej będzie działał nasz akumulator, istnieje optymalny zakres pracy 35º/45º. Jeśli przekroczymy ten zakres, zaczniemy zauważać, jak bateria traci ładunek z powodu niestabilności jonów litu.

5. Opony

Kluczowe jest utrzymanie prawidłowego ciśnienia w oponach; stały kontakt generuje tarcie, które należy maksymalnie zmniejszyć. Opony z małą ilością powietrza spowodują, że większa powierzchnia opony będzie stykać się z podłożem, powodując tarcie, które zapewni opór. Podobnie, rodzaj opony może powodować utratę wydajności. Gładka opona będzie znacznie bardziej wydajna na asfalcie, a opona z dużymi wypustkami zapewni nam większy skok na stromym terenie.

6. Korzystanie z przepustnicy

Mimo faktu, że w UE nie jest legalne używanie przepustnicy w rowerze elektrycznym, są użytkownicy, którzy decydują się na zainstalowanie jednego z tych akcesoriów, albo z powodu zmęczenia, albo po prostu dla wygody. W każdym razie przepustnica jest w stanie zmniejszyć autonomię akumulatora nawet o 50%. Wyjaśnienie jest oczywiste: jeśli pominiemy pomoc człowieka, będziemy mieli wyższe zużycie energii przez silnik.

7. Nieprawidłowo wyregulowane komponenty

Niezależnie od tego, czy używasz hamulców tarczowych, czy hamulców typu V, zła regulacja może powodować ocieranie klocków lub szczęk o tarczę lub obręcz i wytwarzanie oporu. Może się wydawać, że jest to oczywiste, ponieważ łatwo zauważyć, że rower hamuje, ale zanim to niepożądane hamowanie stanie się zauważalne, wcześniej dochodzi do stopniowej nieprawidłowej regulacji, której prawdopodobnie nie zauważysz. W normalnym rowerze trudno będzie pedałować i prawdopodobnie szybko zauważysz tarcie, ale w rowerze elektrycznym nie zauważysz tego tak łatwo, ponieważ silnik będzie nadal pracował tak samo, ale zużyje więcej energii. W ten sam sposób niecentryczna oś, luźne szprychy lub zbyt luźne zawieszenie mogą zapewnić minimalny opór, który może spowodować utratę autonomii.

8. wiek baterii

Istnieje bardzo ważny czynnik przy pomiarze żywotności baterii. Być może jest to najbardziej decydujący czynnik wpływający na autonomię rowerów elektrycznych. Żywotność baterii nie rozpoczyna się w momencie wyprodukowania ogniw, ani nawet w momencie montażu baterii przez montera. Dzień 1 baterii litowej zaczyna się w momencie jej pierwszego naładowania. Wynika to z SEI (Solid Electrolyte Interphase), reakcji chemicznej, która przy pierwszym ładowaniu powoduje powstanie warstwy tlenku litu wokół grafitowej anody.

Reakcja ta wyznacza początek żywotności akumulatora, ale prowadzi do dyskretnego zmniejszenia pojemności ładowania od pierwszego cyklu, co jest dość powszechne we wszystkich akumulatorach litowo-jonowych. Mimo to, naturalna degradacja litu zachodzi z cyklu na cykl, więc nie należy się martwić o zakup nowej baterii wyprodukowanej rok temu, ponieważ producenci dostarczają ogniwa z 60% pierwszego cyklu ładowania w większości przypadków.

10. Skok pedału.

Nieprawidłowy skok pedałów jest również przyczyną zmniejszonego zasięgu rowerów elektrycznych. Szczególnie w rowerach elektrycznych z silnikiem centralnym bardzo ważny jest prawidłowy skok pedałów i wyjaśniamy dlaczego:

Podobnie jak silniki spalinowe, silniki elektryczne mają zakres obrotów, w którym są bardziej wydajne. Maksymalny szczyt sprawności energetycznej (około 80%) występuje przy dość wysokich obrotach. Oznacza to, że poniżej tych prędkości silnik ma tendencję do bycia znacznie mniej wydajnym i jest to bardzo istotne w silnikach centralnych (ponieważ wykorzystują one łańcuch, a zatem przerzutkę, jako przekładnię), więc staraj się o tym pamiętać podczas korzystania z przerzutki roweru.

Jak wspomnieliśmy na początku, istnieje kilka mitów na temat baterii, które w tamtych czasach były poprawne, ale dziś są nie tylko błędne, ale mogą również uszkodzić nasze baterie. Jednym z najbardziej rozpowszechnionych jest zalecenie, aby wykonać pełne ładowanie w pierwszym cyklu, aby całkowicie go wyczerpać przed wykonaniem drugiego ładowania. Na szczęście system BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) wewnątrz akumulatora jest już odpowiedzialny za ograniczenie całkowitego naładowania lub rozładowania w celu zwiększenia żywotności ogniw, zapobiegając przeładowaniu. BMS jest również odpowiedzialny za kontrolowanie szybkości ładowania i rozładowywania, co ma kluczowe znaczenie w przypadku baterii litowych, ponieważ nigdy nie zostaną one rozładowane w 100%.

Chociaż baterie litowe nie mają efektu pamięci, wielu producentów zaleca kalibrację naszej baterii raz na 3 miesiące. Tutaj wyjaśniają, jak to zrobić.

Znając te przyczyny, możemy uzyskać wyobrażenie o wydajności, jaką uzyskamy podczas poruszania się na naszym rowerze elektrycznym i baterii, której będziemy potrzebować w zależności od sposobu użytkowania. Przeciętnemu użytkownikowi wystarczą baterie o pojemności 8,8 Ah, w przypadku bardziej intensywnego użytkowania prawdopodobnie będą one musiały osiągnąć 11 Ah, a w przypadku flot transportowych bardzo często konieczne jest posiadanie zapasowych baterii w ciągłym ładowaniu. Nie możemy jednak pominąć faktu, że dla niektórych użytkowników, czy to ze względu na konieczność pokonywania bardzo długich dystansów na bardzo stromych zboczach, czy też ze względu na ich nadmierną wagę, rower elektryczny może nie być idealnym rozwiązaniem w zakresie mobilności.

Jakieś niejasności lub pytania? Jesteśmy tutaj! Po prostu skontaktuj się z nami, a my Ci pomożemy.

Jeśli było to dla Ciebie pomocne, podziel się tym!