Μπαταρίες ηλεκτρικών ποδηλάτων. Ό,τι θα πρέπει να γνωρίζετε.

Η μπαταρία είναι το πιο σημαντικό εξάρτημα σε ένα ηλεκτρικό ποδήλατο. Καθορίζει την ποσότητα ενέργειας που έχετε διαθέσιμη. Οι μπαταρίες καλύτερης ποιότητας είναι πιο ελαφριές και πιο δυνατές ως μπαταρίες, ενώ αυξάνουν και την αυτονομία του ποδηλάτου. Αυτός είναι και ο βασικός λόγος που δεν θα πρέπει να επιλέξετε μπαταρίες αμφιβόλου προελεύσεως για να χρησιμοποιήσετε στο ποδήλατο σας, αλλά και ένας από τους παράγοντες επιλογής καινούριου ηλεκτρικού ποδηλάτου.

Τύποι μπαταριών που συναντάμε στα ηλεκτρικά ποδήλατα.

Υπάρχουν 3 τύποι μπαταριών που συναντάμε συνήθως στα ηλεκτρικά ποδήλατα. Οι διαφορές τους έχουν να κάνουν με την χρήση διαφορετικών χημικών συνδυασμών. Οι συνδυασμοί είναι Lead Acid (PbA), συνδυασμοί Νικελίου και συνδυασμοί Λιθίου. Ποιες οι διαφορές τους;

Μπαταρίες Lead Acid (PbA).

Οι μπαταρίες οξέων μολύβδου είναι ο παλαιότερος τύπος μπαταριών που θα συναντήσετε. Είναι φτηνές αλλά παράλληλα και οι πιο βαριές. Περισσότερα από 80% των ηλεκτρικών ποδηλάτων που πωλούνται παγκοσμίως φέρουν ακόμη αυτόν τον τύπο μπαταριών. Επίσης διαθέτουν την μικρότερη διάρκεια ζωής –σε κύκλους φόρτισης- , οι οποίοι δεν ξεπερνούν τους 200 κύκλους. Ο πιο συνηθισμένος τύπος που συναντάμε σε ηλεκτρικά ποδήλατα είναι 12-48V με χωρητικότητα 7Ah-12Ah. Είναι σημαντικό για τον καταναλωτή να γνωρίζει πως μόλις το 60-70% της ονομαστικής χωρητικότητας είναι διαθέσιμο προς χρήση. Το βάρος μιας μπαταρίας οξέων μολύβδου είναι αρκετά μεγάλο ώστε να μπορεί να υποστηρίξει  40-50 χιλιόμετρα αυτονομίας οπότε και οι διανυθείσες χιλιομετρικές αποστάσεις είναι αρκετά μικρότερες με υποβοήθηση.

Μπαταρίες συνδυασμών Νικελίου (NiMH και NiCad)

Οι πιο συνηθισμένοι συνδυασμοί μπαταριών Νικελίου είναι οι μπαταρίες Νικελίου-Καδμίου (NiCad) και Νικελίου-Μεταλλικών υδριδίων (NiMH). Οι μπαταρίες συνδυασμού νικελίου έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής –σε κύκλους φόρτισης- από ότι οι μπαταρίες Lead Acid. Οι NiCad είναι περίπου 20% πιο βαριές από τις NiMH ή τις μπαταρίες συνδυασμών λιθίου, αλλά συνεχίζουν να είναι ελαφρύτερες από τις μπαταρίες τύπου Lead Acid. Από την άλλη οι μπαταρίες NiMH έχουν περίπου 30% μικρότερο όγκο από τις μπαταρίες NiCad για την ίδια χωρητικότητα. Έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά εκφόρτισης και φόρτισης, αλλά παρέχονται σε πακέτα με μεγαλύτερη χωρητικότητα από ότι οι μπαταρίες NiCad. Επίσης οι NiMH είναι ασφαλές να απορριφθούν (πεταχτούν) σε τόπους υγειονομικής ταφής, γεγονός που έχει κάνει τις NiCad να έχουν εξαφανιστεί τελείως από την αγορά.

Μπαταρίες συνδυασμού Λιθίου (LiPo, Μαγγάνιο και LiFePO4)

Η τεχνολογία λιθίου στις μπαταρίες είναι η πιο πρόσφατη και θεωρείται και η πιο τεχνολογικά εξελιγμένη. Όλες σχεδόν οι ηλεκτρονικές συσκευές σήμερα οι οποίες έχουν φορτιστή τύπου “plug-in” έχουν μπαταρία λιθίου. Όσον αφορά τα ηλεκτρικά ποδήλατα, τρεις είναι οι ευρέως διαδεδομένοι τύποι μπαταριών.

• Μπαταρίες πολυμερών Λιθίου (LiPo). Πρόκειται για την ελαφρύτερη επιλογή διαθέσιμη για τα ηλεκτρικά ποδήλατα. Το χαμηλό βάρος όμως έρχεται με μερικά μειονεκτήματα. Οι μπαταρίες τύπου LiPo παράγονται σε πλαστικό «σακουλάκι» και όχι μεταλλικό γεγονός που τις κάνει δομικά ευάλωτες. Επιπλέον οι μπαταρίες αυτές κατασκευάζονται συνήθως με κυψέλες για 1C ή 2C (συνήθως δεν έχουν αυξημένη διάρκεια ζωής και έχουν μειωμένη ισχύ). Κατά το παρελθόν οι μπαταρίες LiPo είχαν κακή φήμη όσον αφορά την ασφάλεια τους (εκρήξεις), αλλά σήμερα οι μπαταρίες αυτού του τύπου είναι αρκετά ασφαλής.
•  
• Μπαταρίες Μαγγανίου Λιθίου (Lithium Manganese). Έχουν την πιο κοινά χρησιμοποιούμενη χημεία όσον αφορά τις μπαταρίες των ηλεκτρικών ποδηλάτων. Είναι λίγο πιο βαριές από τις υπόλοιπες μπαταρίες λιθίου αλλά παράλληλα είναι και πιο ασφαλής. Οι περισσότερες από τις μπαταρίες μαγγανίου λιθίου κατασκευάζονται από ορθογώνιες μεταλλικές κυψέλες λεπτού χάλυβα -τενεκέ- και έχουν πολύ καλή εκφόρτιση. Η χημεία τους κρατάει πιο αποτελεσματικά και πιο σταθερά την τάση από ότι οι μπαταρίες πολυμερών λιθίου- οι οποίες έχουν γραμμικά φθίνουσα τάση κάνοντας ένα ηλεκτρικό ποδήλατο να είναι πολύ νευρικό στην πλήρη φόρτιση, αλλά καθώς μειώνεται η τάση της μπαταρίας να «βαραίνει/κουράζει». Οι μπαταρίες μαγγανίου λιθίου είναι μια από τις καλύτερες διαθέσιμες επιλογές στην αγορά.
• Μπαταρίες λιθίου-φωσφορικού σιδήρου (lithium iron phosphate – LiFePO4). Οι συγκεκριμένες μπαταρίες έχουν λάβει αρκετή δημοσιότητα τελευταία καθώς φαίνεται να έχουν αυξημένη διάρκεια ζωής –περίπου 1500-2000 κύκλοι φόρτισης. Επίσης είναι ελαφρύτερες αλλά και ελαφρώς πιο ακριβές από τις NiMH, αλλά μακροπρόθεσμα είναι σίγουρα πιο οικονομικές.   
•  

Οι μπαταρίες είναι μεμονωμένα στοιχεία τα οποία συνδέονται μαζί. Αναλόγως της χημείας, κάθε στοιχείο έχει λίγο-πολύ σταθερή τάση. Για το νικέλιο, κάθε στοιχείο έχει περίπου 1.2V, για το Lead Acid κάθε στοιχείο έχει περίπου 2.0V, τα στοιχεία λιθίου έχουν περίπου 3.7V. Για παράδειγμα μια μπαταρία ηλεκτρικού ποδηλάτου με τάση 36V, θα μπορούσε να έχει 30 στοιχεία νικελίου, 15 lead acid και 10 στοιχεία λιθίου.

Τάση, Αμπερόρια και βατο-ώρες (voltage, Ah, Wh)

Τα ηλεκτρικά ποδήλατα έχουν συνήθως μπαταρίες με τάση 12-48V με ικανότητα 5-20Ah. Τι σημαίνει αυτό;

Πριν αγοράσετε ηλεκτρικό ποδήλατο θα πρέπει να γνωρίζετε τι να περιμένετε όσον αφορά την απόδοση του. Το πρώτο που θα πρέπει να κάνετε είναι να υπολογίσετε τις βατό-ώρες (watt hours). Για να το κάνετε, πρέπει απλά να πολλαπλασιάσετε την τάση με τα αμπερόρια. Για παράδειγμα λοιπόν ένα ηλεκτρικό ποδήλατο με μπαταρία 36V, 8.8Ah αποδίδει 316watt-hours. Μια άλλη μπαταρία 24V, 10Ah αποδίδει 240 watt-hours.

Υπολογισμός εκτιμώμενης διανυθείσας απόστασης.

Στην συνέχεια θα πρέπει να υπολογίσετε την απόδοση της μπαταρίας του ηλεκτρικού ποδηλάτου όσον αφορά την εκτίμηση της διανυθείσας απόστασης. Για να το κάνετε, θα πρέπει να γνωρίζετε πως κατά μέσο όρο για κάθε μίλι ταξιδιού (1,6 χλμ) το ποδήλατο χρειάζεται περίπου 20watt-hours. Αν λοιπόν έχουμε μια μπαταρία με απόδοση 316Wh η μέγιστη θεωρητική απόσταση που θα μπορούσατε να καλύψετε είναι τα 15-16 μίλια (24-25 χιλιόμετρα). Με 240Wh η απόσταση πέφτει στα 12 μίλια (19 χιλιόμετρα). Βέβαια η απόσταση εξαρτάται από πάρα πολλούς παράγοντες (βάρος αναβάτη, τύπος τερέν, κλίση, ταχύτητα κ.ά.), αλλά με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να έχετε μια χοντρική εκτίμηση για την αυτονομία του ηλεκτρικού σας ποδηλάτου.

πηγή: https://sela.gr/ebike-batteries-what-to-know/