電動腳踏車---電池篇2 - 單車

大家好,
是我, 擅長eBike的朋友(一期)
https://imgur.com/a/s2oFi
塔諾西～

電池相關的事 版上前輩與我有發表一些心得

#1NQi5q9w
Ludandan □ [心得] 電動輔助自行車(1)-Intro

#1NQtDKuI
lovejessic □ [心得] 電動腳踏車---電池篇

#1NQyunVa
Ludandan □ [心得] 電動輔助自行車(2)-系統組

#1NWA5sE7
vvssxxx R: [心得] 電動腳踏車---電池篇


這次來介紹eBike電池以掃盲;
內文的電池都是指鋰電池;
鉛酸電池請留給內燃機車輛、外勞與老人.
有任何問題/指教可以 推文、回文討論.
*
不要私信、不要私信、不要私信
*
不喜歡eBike就不要看下去了

正文開始:

俗話說:
“車吃改，改吃電”
(車就是要改, 改要靠電力)
馬達是eBike的心,
電池是eBike的血.

Ch. 1 電池組
電池組由下列零件組成:
-電池顆粒與串並
-BMS (不一定有)
-外殼
-電線
-端子

Ch. 1.1電池顆粒與串並
你能決定電池顆粒尺寸、電池芯種類(品牌)、串聯數(電壓)、並聯數(總容量)

Ch. 1.1.1尺寸
沒有特殊要求 就用18650;
21700 / 20700 那種新貨還是 留給別人嘗鮮吧~

18650 技術成熟且選擇多,
電池盒與單體架也選擇多

Ch. 1.1.2 電池芯
這個決定了電池的特性:
單體容量、放電能力…等
舉個例子, Panasonic / Sanyo 18650常見的電池芯有
NCRB 容量3.4Ah; 最大連續放電: 6A
PF 容量2.9Ah; 最大連續放電: 10A
GA 容量3.5Ah; 最大連續放電: 10A
容量影響電量; 最大連續放電影響 馬達扭力
如果你不知道選哪個,
就買GA電池芯(最貴)

Ch. 1.1.3串聯數&並聯數
電池組串聯數&並聯數規格會寫作 aSbP
aS是指串了a顆電池單體為1組
bP是指並聯了b組
這組電池內有 a * b 顆 電池單體

串聯數決定電壓
假設電池都是用鋰離子電池 (3.7v)
48V 就是串連了 13顆 (13 * 3.7 = 48.1V);
52V串連了 14顆 (14 * 3.7 = 51.8V )

並聯數決定總容量
假設電池單體容量3.5Ah, 並聯了5組,
則總容量 為 3.5 * 5 = 17.5Ah

並聯數也會影響電池組連續放電能力
假設電池單體最大連續放電: 10A, 並聯了5組,
則電池組連續放電能力 為 10 * 5 = 50A

所以 一個 14S6P 的Panasonic GA電池組
電壓為14 * 3.7 = 51.8V (52V)
總容量為 3.5 * 6 = 21Ah
最大連續放電為 10 * 6 =60A
有 14 *6 =84顆18650 GA 電池單體

Ch.1.2 BMS
Battery management system
是一個跟電池組焊在一起的電路板;
這個裝置影響:
-充放電特性
-連續最大電流輸出
-低電壓保護
…

BMS太複雜,
廠商也不見得有不同的BMS給你選,
所以你只要管:
-連續最大電流輸出要多少A?
-充放電要同一條線還是分兩條線?

BMS的連續最大電流輸出 要搭配電池組的性能 與 馬達控制器性能;
就像是上下游水量:
電池組 -> BMS -> 馬達控制器 -> 馬達
前一關要比後一關大才能發揮效能
Ex:
某台車的 馬達控制器連續最大電流輸入 是 30A
電池組 連續最大電流輸出 是60A
BMS連續最大電流輸出 就要> 30A

充放電要同一條線還是分兩條線看個人喜好;
我認為充放電同口 是要搞煞車回充 的玩法,
而在鋰電池+eBike 的組合上 效益極低,
所以我選充放電不同線

然後沒有BMS的電池組不要碰,
像是遙控模型用的 LiPo 電池組
(通常特徵是 有根充電平衡排線)

Ch. 1.3 電線
電線要注意兩個點: 長度 / 線徑
長度會影響到 走線與 可以放電池的位置.
線徑則是影響到 端子的選用 與 發熱;
像BBSHD 這顆電機連續最大電流是 30A,
用AWG #14 以下就會微熱~
用AWG #10 / #12 就剛好, 搭配XT-90 / AS150 端子也適中.
但粗到AWG #8 就會有點硬, 不好走線

端子 / 電池盒 在下面那篇講過
#1NWA5sE7

Ch.2 電池與電量
電量影響到能行駛的距離;
所以在買電池的時候要注意規格

Ch. 2.1 電池標示與電量單位
由於商業考量,
你會看到各式各樣的電池規格標示
Ex: 52V 21Ah 跟1092Wh 是差不多的概念
(V*A = W)
電壓要跟你的電機匹配,
電量則依照需求去買.

“一顆標示500Wh的鋰電池,
我大概可以用500W輸出跑1小時…”
這個觀念不完全正確
你放電速度越快, 電池能用的容量越小
所以上面的案例用250W輸出可以到2小時;
500W輸出會略低於1小時;
1000W輸出絕對不到0.5小時

Ch. 2.2 電量與里程
常常看到廣告寫 “這台車的電池可以跑**公里”,
也有網站說 1Ah -> 跑3.6KM
但我不知道這樣的值是怎麼得到的
(架起來空轉看碼表嗎?)

真正影響里程是即時功率 &電池容量;
有許多因素影響即時功率
人車重量
需求速度/電輔程度
坡度
齒比
…
實例:
我用52V 21Ah 可以跑完中部大三元 (100KM);
同一顆電池卻只能從中心碑爬到翠峰 (<40KM).
所以這顆電池到底能跑多遠?

此外, 想用Wh + 時速來反推也會有問題:
因為車上的儀表不一定能告訴你 即時輸出功率.

然後電池本身也會衰退,
今天可以跑這麼長, 不代表以後可以

講了那麼多, 我要表達的是
“電池規格或電量 vs 里程是不準的”
你只能靠自己的經驗去計算;
要確保全程有電不外乎三個方式:
-電輔開小 / 都用腳踩
-用大電池硬幹
-多帶幾顆電池

此外,
人算不如天算,
電輔車要騎長程還是要好好規劃;
沒電的eBike 是很重的~
實例:
有個人騎45Kg的二輪電輔保母車,
在沒電的狀態從昆陽騎到牌樓;
即便齒比 前36-後42,
還是讓他終身難忘


好, 寫太多了,
有機會再跟大家分享
Ch. 3 充電、放電與電池壽命

以下是Q&A

Q1. 為何不推鉛酸或白牌鋰電池? Panasonic / Sanyo GA鋰電池好貴 我買不起
A1. 已經花大錢買eBike 了, 為何不用好的電池?
正版鋰電池的性能對得起它的價錢.
古有明訓(?):
“你連心愛女人的**都不敢吃了, 還敢說你愛她?”
同理,
“你連好的鋰電池都不敢買了, 還敢說你愛騎eBike?”

Q2. 我有xx牌的yy車, 電池是zzAh / aaWh, 這樣可以跑幾公里?
A2. 請參考 Ch. 2.2 與下面的連結:
https://www.youtube.com/watch?v=a6_GswUDxP4

Q3. 我有xx牌的yy車, 電池老化/電力表現不佳/沒辦法換電池芯的電池 怎麼辦?
A3. 要嘛摸摸鼻子再跟車店訂原廠電池, 不然就是抱持破保固的決心與爆炸的風險帶舊電
池(連盒)去電池行請專業幫忙

Q4. 為何推 18650單體? 還有包狀/片狀鋰電池啊, *寶很多在賣
A4. 誠如Ch. 1.1.1 所說, 18650 是成熟的電池,
除了電池單體有多樣的選擇, 配合的周邊也很多
(EX: 電池單體架、電池外盒…等)
你可以用合理的價錢買到穩定的產品

包狀/片狀鋰電池 高機率是中小型工廠自行組起來的產品,
性能與安全性都不穩定…
但地球有60億人, 你要用我也不能阻止你

Q5. 我想DIY電池組, 你可以教我怎麼做嗎? / 你的看法是甚麼?
A5. 痛苦太多, 得到太少, 勸君三思~
你可以上網找 DIY電池要準備多少器材、要承擔怎樣的風險…
有的東西適合DIY, 也有的不適合;
電池組就是不適合的那種東西, 兄day~


以上

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