Scegliere la batteria giusta per la costruzione del tuo veicolo elettrico

Molti hacker hanno guardato il loro scooter, bicicletta o skateboard e hanno deciso che sarebbe stato ancora meglio se solo avesse un motore. Decidere di elettrificare il proprio mezzo di trasporto può essere un viaggio entusiasmante e produttivo, che promette di insegnare molte lezioni sull'ingegneria meccanica ed elettronica. Fondamentalmente, la chiave di ogni costruzione è la batteria, che ha la massima voce in capitolo in termini di prestazioni e autonomia del tuo veicolo. Per aiutarti, abbiamo preparato un'utile guida sulla scelta della batteria giusta per le tue esigenze.

Le batterie sono disponibili in tutte le forme e dimensioni e in una varietà di sostanze chimiche diverse, tutte con proprietà e applicazioni uniche. Quando si tratta di piccoli veicoli elettrici, è auspicabile avere una batteria con peso ridotto, dimensioni compatte, erogazione di corrente abbondante per accelerazioni rapide e capacità elevata per un lungo raggio.

30 anni fa, le opzioni erano limitate alle batterie al piombo-acido, al nichel-cadmio e al nichel-metallo idruro. Erano pesanti, con una bassa corrente in uscita, scarsa capacità e tempi di ricarica incredibilmente lenti. Per fortuna, nel frattempo sono arrivate le batterie ai polimeri di litio che sono più capaci su tutta la linea. Offrendo velocità di scarica elevate, ricarica rapida, leggerezza ed elevata capacità, sono innegabilmente la scelta definitiva per un veicolo elettrico ad alte prestazioni. Sono anche molto popolari e quindi anche economici!

Ci sono però alcuni intoppi. È importante mantenere tutte le celle di un pacco alla stessa tensione per evitare che le celle si ricarichino a vicenda. Ciò può causare danni al pacco o addirittura esplosioni o incendi. Mantenere le tensioni della batteria per evitare questo è chiamato "bilanciamento". Può essere gestito in vari modi, a seconda dello stile esatto della batteria che stai utilizzando, come vedremo più avanti.

Inoltre, le batterie al litio non amano essere eccessivamente scariche. Come regola generale, è una buona idea non lasciare che le batterie scendano al di sotto di 3,0 V per cella. Non tenerlo sotto controllo può portare alla rovina di un pacco, compromettendone la capacità massima e la capacità di erogare corrente.

Per fortuna ci sono modi per aggirare questi problemi e quelli da utilizzare dipendono dalla batteria scelta per la tua applicazione.

Una cosa è dire che dovresti usare una batteria ai polimeri di litio, ma sono disponibili in un'ampia varietà di gusti per diverse applicazioni. Il tipo che utilizzerai dipenderà dal veicolo che stai cercando di costruire, dai tuoi obiettivi in ​​termini di prestazioni e autonomia, dalle tue capacità e dal desiderio di costruire o acquistare.

Le celle ai polimeri di litio hanno una tensione nominale nominale di 3,6 V e la loro capacità è misurata in ampere-ora o milliampere-ora. Quando guardi un pacco per il tuo veicolo elettrico, ti consigliamo di annotare la tensione totale del pacco e la capacità. Tensioni più elevate sono utili per veicoli con prestazioni più elevate e maggiore efficienza, poiché è possibile fornire più potenza a correnti più basse con minori perdite. Tuttavia, ciò richiede l’impilamento di più celle in serie, il che può aumentare i costi e richiede anche controller e soluzioni di ricarica più costosi. Capacità più elevate sono adatte per un raggio d'azione più lungo e spesso si ottengono impilando più celle in parallelo.

A causa della capacità limitata delle singole celle, molti kit per e-bike e veicoli elettrici impilano più celle in parallelo. I pacchi basati su 18650 vengono spesso indicati con designazioni come 10S4P, che indicano che nella batteria sono presenti 4 set paralleli di 10 celle ciascuno. Una batteria di questo tipo avrebbe una tensione nominale di 36 V, con una capacità compresa tra 10 e 14 Ah a seconda delle particolari celle 18650 utilizzate.

Per assemblare un pacco, la saldatura è una scelta sbagliata a causa del pericolo di riscaldamento delle celle, e i risultati sono generalmente deboli da un punto di vista meccanico. Il modo più affidabile è attraverso l'uso di una saldatrice a punti per collegare le celle con strisce metalliche da terminale a terminale. Alcuni scelgono di costruire le proprie saldatrici a punti, ma se stai solo cercando di far funzionare il tuo veicolo, questo sarebbe considerato una rasatura di yak non necessaria. Possono invece essere acquistati. In ogni caso, una volta collegate le celle, è possibile aggiungere cavi individuali alle varie celle per il collegamento a un sistema di gestione della batteria, o BMS, una scheda che monitora le tensioni individuali delle celle nel pacco. Questa scheda accetta una connessione da un caricatore a muro che si trova alla tensione massima della batteria e gestisce la ricarica e il bilanciamento per mantenere la batteria in buona salute e protegge anche da eventi di scarica eccessiva e sovracorrente. Tutto questo potrà poi essere racchiuso nel contenitore che preferisci. Grazie all'involucro metallico delle singole celle, spesso può bastare un semplice involucro di plastica.