Läs databladet för ett litiumbatteri: kapacitet, ström, inre resistans

Ett elscooterbatteri är helt enkelt en samling av identiska celler, ofta i formaten 21700 eller 18650. Dess prestanda beror därför direkt på specifikationerna för dessa celler. Att förstå hur man läser dessa specifikationer hjälper en att förstå varför två batterier med samma spänning och samma kapacitet kan bete sig väldigt olika vid full gas.

Formaten

Namnet på en batteriform anger dess dimensioner: ett 18650-batteri har en diameter på 18 mm och en längd på 65 mm, medan ett 21700-batteri har en diameter på 21 mm och en längd på 70 mm. 21700-batteriet innehåller mer aktivt material och avleder värme bättre, vilket har gjort det till ett populärt val i batterier för prestanda.

Siffrorna i en specifikation, en efter en

Spänningarna

• Nominal spänning: Den genomsnittliga spänningen under urladdning, vanligtvis runt 3,6 V för de flesta litiumjonceller.
• Slutspänning för laddning: vanligtvis 4,2 V. Om spänningen överstiger detta värde, kan cellen skadas och bli farlig.
• Spänning vid urladdningens slut: Det lägsta värdet som inte bör underskridas, ofta runt 2,5 V. I praktiken brukar man stanna vid en högre spänning för att förlänga batteriets livslängd.

Kapaciteten

En milliampere-timmar (mAh): Mängden laddning som cellen kan leverera, mätt vid låg ström. Vid högre ström är den faktiska användbara kapaciteten lägre, eftersom spänningen når den nedre gränsen tidigare. Bra datablad visar urladdningskurvor vid olika strömmar – det är dessa man bör titta på.

Den kontinuerliga urladdningsströmmen

Strömmen som cellen kan leverera kontinuerligt utan att överskrida sin maximala temperatur, under de förhållanden som tillverkaren specificerar. Detta är en avgörande siffra för en kraftfull elscooter. Toppvärdena, som endast uppnås under några sekunder, anges separat.

Den interna resistansen

En milliohm: Detta är resistansen som cellen erbjuder mot strömmen. Den orsakar ett spänningsfall som är proportionellt mot strömmen, och en värmeutveckling som är proportionell mot kvadraten på strömmen. En låg intern resistans innebär att batteriet bibehåller sin spänning även vid full gas och genererar mindre värme. Den ökar med kyla och med batteriets ålder.

Livslängden

Antalet cykler anges tills batterikapaciteten minskar till en viss procentandel av sitt initiala värde, ofta 80 %. Denna siffra påverkas starkt av testförhållandena: ström, urladdningsdjup och temperatur. Den används för att jämföra celler som testats på samma sätt, och inte för att förutsäga en faktisk livslängd.

Kapacitet eller effekt: en avvägning

Inuti en cell, väljer tillverkarna en kompromiss mellan mängden aktivt material (för kapaciteten) och hur lätt strömmen kan flöda (för effekten). Detta leder till två huvudtyper:

Två modeller som återfinns i våra batterier illustrerar vårt val: Samsung 50S, en 21700-cell med 5000 mAh kapacitet, och Molicel P45B, en 21700-cell med 4500 mAh kapacitet, designad för särskilt höga urladdningsströmmar. Tillverkarnas datablad anger de exakta strömmarna under specifika mätförhållanden.

Från cellen till batteriet

Ett batteri beskrivs genom antalet celler som är seriekopplade (S) och parallellkopplade (P):

• Nominal spänning = antal i serie × nominell cellspänning. 20S ger 20 × 3,6 = 72 V, och 84 V vid full laddning;
• kapacitet = antal parallellkopplade celler × kapaciteten hos en enskild cell. 10 stycken celler med en kapacitet på 5000 mAh ger en total kapacitet på 50 Ah;
• `energi = nominell spänning × kapacitet. 72 V × 50 Ah = 3 600 Wh;`
• Teoretisk likström = antal parallellkopplade celler × likström från en enskild cell, innan begränsningar från batterihanteringssystemet (BMS), anslutningar och värmeutveckling påverkar.

Det är denna sista punkt som förklarar avbrotten vid full gas, vilket beskrivs i vår guide om batterier och BMS-system som avbryter accelerationen: ett batteri med stor kapacitet och celler optimerade för "energi" kan leverera mindre ström än ett mindre batteri med celler optimerade för "effekt". Detta är vad som skiljer de standard- och Performance-versionerna av våra batterier för elscootrar åt.