Bateries de patinet elèctric
La bateria és el "dipòsit de combustible" del teu patinet elèctric. Emmagatzema l'energia que consumeixen el motor de corrent continu, els llums, el controlador i altres accessoris.

La majoria dels patinets elèctrics tenen algun tipus de bateria basada en ions de liti a causa de la seva excel·lent densitat d'energia i longevitat. Molts patinets elèctrics per a nens i altres models econòmics contenen bateries de plom-àcid. En un patinet, la bateria està formada per cel·les individuals i electrònica anomenada sistema de gestió de bateries que la manté funcionant amb seguretat.
Les bateries més grans tenen més capacitat, mesurada en watts hora, i permeten que un patinet elèctric recorregui més distància. Tanmateix, també augmenten la mida i el pes del patinet, cosa que el fa menys portàtil. A més, les bateries són un dels components més cars del patinet i el cost general augmenta en conseqüència.

Tipus de bateries
Les bateries dels patinets elèctrics estan fetes de moltes cel·les de bateria individuals. Més concretament, estan fetes de cel·les 18650, una classificació de mida per a bateries de ions de liti (Li-Ion) amb dimensions cilíndriques de 18 mm x 65 mm.

Cada cel·la 18650 d'una bateria és força poc impressionant: genera un potencial elèctric d'uns 3,6 volts (nominal) i té una capacitat d'uns 2,6 amperes hora (2,6 A·h) o uns 9,4 watts hora (9,4 Wh).

Les cel·les de bateria funcionen des de 3,0 volts (0% de càrrega) fins a 4,2 volts (100% de càrrega).

Ió de liti
Les bateries de Li-Ion tenen una densitat d'energia excel·lent, la quantitat d'energia emmagatzemada en funció del seu pes físic. També tenen una longevitat excel·lent, la qual cosa significa que es poden descarregar i recarregar o "ciclar" moltes vegades i mantenir la seva capacitat d'emmagatzematge.

Li-ion en realitat fa referència a moltes composicions químiques de bateries que impliquen ions de liti. Aquí teniu una breu llista a continuació:

Òxid de liti i manganès (LiMn2O4); també conegut com a IMR, LMO, Li-manganès
Liti manganès níquel (LiNiMnCoO2); també conegut com INR, NMC
Òxid de liti, níquel i cobalt i alumini (LiNiCoAlO2); també conegut com a NCA, Li-alumini
Òxid de liti, níquel i cobalt (LiCoO2); també conegut com a NCO
Òxid de liti i cobalt (LiCoO2); també conegut com ICR, LCO, Li-cobalt
Fosfat de ferro i liti (LiFePO4); també conegut com IFR, LFP, fosfat de liti
Cadascuna d'aquestes composicions químiques de bateria representa un compromís entre seguretat, longevitat, capacitat i corrent de sortida.

Liti Manganès (INR, NMC)
Afortunadament, molts patinets elèctrics de qualitat utilitzen la química de bateria INR, una de les químiques més segures. Aquesta bateria ofereix una alta capacitat i corrent de sortida. La presència de manganès redueix la resistència interna de la bateria, permetent una sortida de corrent elevada mentre es mantenen temperatures baixes. En conseqüència, això redueix les possibilitats de fuga tèrmica i incendi.

Alguns patinets elèctrics amb química INR inclouen els models WePed GT 50e i Dualtron.

Plom-àcid
El plom-àcid és una química de bateries molt antiga que es troba habitualment en cotxes i alguns vehicles elèctrics més grans, com ara els carrets de golf. També es troba en alguns patinets elèctrics; sobretot, en patinets infantils econòmics d'empreses com Razor.

Les bateries de plom-àcid tenen l'avantatge de ser econòmiques, però tenen una densitat d'energia molt baixa, cosa que significa que pesen molt en comparació amb la quantitat d'energia que emmagatzemen. En comparació, les bateries de ions de liti tenen aproximadament 10 vegades més densitat d'energia que les bateries de plom-àcid.

Paquets de bateries
Per construir una bateria amb centenars o milers de watts hora de capacitat, moltes cel·les individuals de Li-ion 18650 s'acoblen juntes en una estructura semblant a un maó. La bateria semblant a un maó està monitoritzada i regulada per un circuit electrònic anomenat sistema de gestió de bateries (BMS), que controla el flux d'electricitat que entra i surt de la bateria.
Les cel·les individuals de la bateria estan connectades en sèrie (extrem a extrem), cosa que suma el seu voltatge. Així és com és possible tenir patinets amb bateries de 36 V, 48 V, 52 V, 60 V o fins i tot més grans.

Aquests fils individuals (moltes bateries en sèrie) es connecten en paral·lel per augmentar el corrent de sortida.

Ajustant el nombre de cel·les en sèrie i paral·lel, els fabricants de patinets elèctrics poden augmentar la tensió de sortida o el corrent màxim i la capacitat en amperes per hora.

Canviar la configuració de la bateria no augmentarà l'energia total emmagatzemada, però permet que una bateria ofereixi més autonomia i un voltatge més baix i viceversa.

Voltatge i % restant
Cada cel·la d'una bateria generalment funciona des de 3,0 volts (0% de càrrega) fins a 4,2 volts (100% de càrrega).

Això significa que una bateria de 36 V (amb 10 bateries en sèrie) funciona des de 30 V (0% de càrrega) fins a 42 volts (100% de càrrega). Podeu veure com el percentatge restant es correspon amb el voltatge de la bateria (alguns patinets ho mostren directament) per a cada tipus de bateria a la nostra taula de voltatge de la bateria.

Caiguda de voltatge
Tota bateria patirà un fenomen anomenat caiguda de voltatge.

La baixada de voltatge és causada per diversos efectes, com ara la química dels ions de liti, la temperatura i la resistència elèctrica. Sempre provoca un comportament no lineal del voltatge de la bateria.

Tan bon punt s'aplica una càrrega a la bateria, el voltatge baixarà instantàniament. Aquest efecte pot conduir a una estimació incorrecta de la capacitat de la bateria. Si estiguéssiu llegint directament el voltatge de la bateria, pensaríeu que heu perdut instantàniament un 10% o més de la vostra capacitat.

Un cop retirada la càrrega, el voltatge de la bateria tornarà al seu nivell real.

La baixada de voltatge també es produeix durant la descàrrega prolongada de la bateria (com ara durant un viatge llarg). La química del liti de la bateria triga una mica a posar-se al dia amb la velocitat de descàrrega. Això pot provocar que el voltatge de la bateria caigui encara més ràpidament durant el final d'un viatge llarg.

Si es deixa reposar la bateria, tornarà al seu nivell de voltatge real i precís.

Classificacions de capacitat
La capacitat de la bateria d'un patinet elèctric es mesura en unitats de watts hora (abreujat Wh), una mesura d'energia. Aquesta unitat és força fàcil d'entendre. Per exemple, una bateria amb una capacitat d'1 Wh emmagatzema prou energia per subministrar un watt de potència durant una hora.

Més capacitat energètica significa més watts-hora de la bateria, cosa que es tradueix en una major autonomia del patinet elèctric, per a una mida de motor determinada. Un patinet mitjà tindrà una capacitat d'uns 250 Wh i podrà recórrer uns 16 quilòmetres a una mitjana de 24 quilòmetres per hora. Els patinets de rendiment extrem poden tenir una capacitat que arriba als milers de watts-hora i una autonomia de fins a 96 quilòmetres.

Marques de bateries
Les cel·les individuals de Li-ion d'una bateria de patinet elèctric les fabriquen només un grapat d'empreses internacionalment conegudes. Les cel·les de més qualitat les fabriquen LG, Samsung, Panasonic i Sanyo. Aquests tipus de cel·les només es solen trobar a les bateries de patinets de gamma alta.

La majoria de patinets elèctrics econòmics i de desplaçament diari tenen bateries fetes de cel·les genèriques fabricades a la Xina, que varien molt en qualitat.

La diferència entre els patinets amb piles de marca i els xinesos genèrics és una major garantia de control de qualitat amb marques establertes. Si això no està dins del vostre pressupost, assegureu-vos de comprar un patinet d'un fabricant de renom que utilitza peces de qualitat i té bones mesures de control de qualitat (QC).

Alguns exemples d'empreses que probablement tenen un bon control de qualitat són Xiaomi i Segway.

Sistema de gestió de bateries
Tot i que les cel·les de Li-ion 18650 tenen uns avantatges sorprenents, són menys tolerants que altres tecnologies de bateries i poden explotar si no s'utilitzen correctament. És per aquest motiu que gairebé sempre s'acoblen en paquets de bateries que tenen un sistema de gestió de bateries.

El sistema de gestió de la bateria (BMS) és un component electrònic que supervisa la bateria i controla la càrrega i la descàrrega. Les bateries de Li-ió estan dissenyades per funcionar entre 2,5 i 4,0 V aproximadament. La sobrecàrrega o la descàrrega completa pot escurçar la vida útil de la bateria o desencadenar condicions de fuga tèrmica perilloses. El BMS hauria d'evitar la sobrecàrrega. Molts BMS també tallen l'alimentació abans que la bateria es descarregui completament per tal d'allargar-ne la vida útil. Malgrat això, molts ciclistes encara cuiden les seves bateries sense descarregar-les mai completament i també utilitzen carregadors especials per controlar amb precisió la velocitat i la quantitat de càrrega.

Els sistemes de gestió de bateries més sofisticats també controlaran la temperatura del paquet i activaran un tall si es produeix un sobreescalfament.

Tarifa C
Si esteu fent recerca sobre la càrrega de bateries, és probable que us trobeu amb el terme "C-rate". El C-rate descriu la rapidesa amb què la bateria es carrega o es descarrega completament. Per exemple, un C-rate d'1C significa que la bateria es carrega en una hora, 2C significaria que es carrega completament en 0,5 hores i 0,5C significaria que es carrega completament en dues hores. Si carreguéssiu completament una bateria de 100 A·h amb un corrent de 100 A, trigaria una hora i el C-rate seria d'1C.

Durada de la bateria
Una bateria de Li-ion típica podrà suportar entre 300 i 500 cicles de càrrega/descàrrega abans de disminuir la seva capacitat. Per a un patinet elèctric mitjà, això són entre 3.000 i 16.000 quilòmetres! Tingueu en compte que "disminuir la capacitat" no vol dir "perdre tota la capacitat", sinó que significa una caiguda notable del 10 al 20% que continuarà empitjorant.

Els sistemes moderns de gestió de bateries ajuden a allargar la vida útil de la bateria i no us heu de preocupar massa per cuidar-la.

Tanmateix, si voleu allargar al màxim la durada de la bateria, hi ha algunes coses que podeu fer per superar els 500 cicles. Aquestes inclouen:

No guardeu el patinet completament carregat ni amb el carregador connectat durant períodes prolongats.
No guardeu el patinet elèctric completament descarregat. Les bateries de Li-ion es degraden quan baixen de 2,5 V. La majoria de fabricants recomanen emmagatzemar els patinets amb un 50% de càrrega i recarregar-los fins a aquest nivell periòdicament per a un emmagatzematge a molt llarg termini.
No feu servir la bateria del patinet a temperatures inferiors a 0 °C ni superiors a 53 °C.
Carrega el teu patinet a una velocitat C més baixa, és a dir, carrega la bateria a una velocitat més baixa en relació amb la seva capacitat màxima per preservar/millorar la durada de la bateria. La càrrega a una velocitat C inferior a 1 és òptima. Alguns dels carregadors més sofisticats o d'alta velocitat et permeten controlar això.
Aprèn més sobre com carregar un patinet elèctric.

Resum

La principal conclusió aquí és que no s'ha d'abusar de la bateria, ja que durarà tota la vida útil del patinet. Sentim a tota mena de gent parlar dels seus patinets elèctrics espatllats i poques vegades és un problema de bateria!