แบตเตอรี่สำหรับสกูตเตอร์ไฟฟ้า
แบตเตอรี่เปรียบเสมือน "ถังน้ำมัน" ของสกูตเตอร์ไฟฟ้า ทำหน้าที่เก็บพลังงานที่ใช้โดยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ไฟส่องสว่าง ตัวควบคุม และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ

สกูตเตอร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่จะใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูงและอายุการใช้งานยาวนาน สกูตเตอร์ไฟฟ้าสำหรับเด็กและรุ่นราคาประหยัดอื่นๆ หลายรุ่นใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรด ในสกูตเตอร์ ชุดแบตเตอรี่ประกอบด้วยเซลล์แต่ละเซลล์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่าระบบจัดการแบตเตอรี่ ซึ่งช่วยให้การทำงานเป็นไปอย่างปลอดภัย
แบตเตอรี่ขนาดใหญ่กว่าจะมี kapasitas มากกว่า (วัดเป็นวัตต์ชั่วโมง) และจะทำให้สกูตเตอร์ไฟฟ้าวิ่งได้ไกลขึ้น อย่างไรก็ตาม มันก็ทำให้ขนาดและน้ำหนักของสกูตเตอร์เพิ่มขึ้นด้วย ทำให้พกพาได้ยากขึ้น นอกจากนี้ แบตเตอรี่ยังเป็นส่วนประกอบที่มีราคาแพงที่สุดชิ้นหนึ่งของสกูตเตอร์ และต้นทุนโดยรวมก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย

ประเภทของแบตเตอรี่
ชุดแบตเตอรี่ของสกูตเตอร์ไฟฟ้าประกอบด้วยเซลล์แบตเตอรี่จำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จะใช้เซลล์ขนาด 18650 ซึ่งเป็นขนาดจำแนกสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-Ion) ที่มีขนาดทรงกระบอก 18 มม. x 65 มม.

เซลล์ 18650 แต่ละเซลล์ในชุดแบตเตอรี่นั้นค่อนข้างธรรมดา โดยสร้างศักย์ไฟฟ้าได้ประมาณ 3.6 โวลต์ (ตามค่าปกติ) และมีความจุประมาณ 2.6 แอมป์ชั่วโมง (2.6 A·h) หรือประมาณ 9.4 วัตต์ชั่วโมง (9.4 Wh)

แบตเตอรี่จะทำงานที่แรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 3.0 โวลต์ (ประจุ 0%) จนถึง 4.2 โวลต์ (ประจุ 100%)

ลิเธียมไอออน
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความหนาแน่นของพลังงานที่ดีเยี่ยม ซึ่งหมายถึงปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ต่อน้ำหนักของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานมาก หมายความว่าสามารถคายประจุและชาร์จใหม่หรือ "ใช้งานซ้ำ" ได้หลายครั้งและยังคงรักษาความจุในการเก็บพลังงานไว้ได้

ลิเธียมไอออน (Li-ion) จริงๆ แล้วหมายถึงเทคโนโลยีแบตเตอรี่หลายประเภทที่ใช้ลิเธียมไอออนเป็นส่วนประกอบ ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างโดยย่อ:

ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LiMn2O4); หรือเรียกอีกอย่างว่า: IMR, LMO, Li-manganese
ลิเธียมแมงกานีสนิกเกิล (LiNiMnCoO2); หรือเรียกอีกอย่างว่า INR, NMC
ลิเธียม นิกเกิล โคบอลต์ อะลูมิเนียมออกไซด์ (LiNiCoAlO2); หรือเรียกอีกอย่างว่า NCA, ลิเธียมอะลูมิเนียม
ลิเธียม นิกเกิล โคบอลต์ ออกไซด์ (LiCoO2); หรือเรียกอีกอย่างว่า NCO
ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LiCoO2); หรือเรียกอีกอย่างว่า ICR, LCO, Li-cobalt
ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต (LiFePO4)หรือเรียกอีกอย่างว่า IFR, LFP, ลิเธียมฟอสเฟต
แบตเตอรี่แต่ละประเภทล้วนมีการแลกเปลี่ยนระหว่างความปลอดภัย อายุการใช้งาน ความจุ และกระแสไฟฟ้าที่จ่ายออกมา

ลิเธียมแมงกานีส (INR, NMC)
โชคดีที่สกูตเตอร์ไฟฟ้าคุณภาพสูงหลายรุ่นใช้แบตเตอรี่ชนิด INR ซึ่งเป็นหนึ่งในชนิดแบตเตอรี่ที่ปลอดภัยที่สุด แบตเตอรี่ชนิดนี้มีความจุและกระแสไฟสูง การมีแมงกานีสช่วยลดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ทำให้สามารถจ่ายกระแสไฟสูงได้ในขณะที่รักษาอุณหภูมิให้ต่ำ ส่งผลให้ลดโอกาสการเกิดความร้อนสูงเกินไปและไฟไหม้ได้

สกูตเตอร์ไฟฟ้าบางรุ่นที่ใช้สารเคมี INR ได้แก่ WePed GT 50e และ Dualtron

ตะกั่ว-กรด
แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบเก่าที่พบได้ทั่วไปในรถยนต์และยานพาหนะไฟฟ้าขนาดใหญ่บางประเภท เช่น รถกอล์ฟ นอกจากนี้ยังพบได้ในสกูตเตอร์ไฟฟ้าบางรุ่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสกูตเตอร์สำหรับเด็กราคาประหยัดจากบริษัทต่างๆ เช่น Razor

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีข้อดีคือราคาถูก แต่มีข้อเสียคือความหนาแน่นของพลังงานต่ำมาก หมายความว่ามันมีน้ำหนักมากเมื่อเทียบกับปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดประมาณ 10 เท่า

ชุดแบตเตอรี่
ในการสร้างชุดแบตเตอรี่ที่มีความจุหลายร้อยหรือหลายพันวัตต์ชั่วโมง เซลล์ลิเธียมไอออน 18650 จำนวนมากจะถูกประกอบเข้าด้วยกันเป็นโครงสร้างคล้ายอิฐ ชุดแบตเตอรี่รูปทรงอิฐนี้จะถูกตรวจสอบและควบคุมโดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่าระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ซึ่งควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าเข้าและออกจากแบตเตอรี่
เซลล์แต่ละเซลล์ในชุดแบตเตอรี่จะต่อกันแบบอนุกรม (ต่อปลายเข้าด้วยกัน) ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้ารวมกัน นี่คือเหตุผลที่ทำให้สกูตเตอร์มีแบตเตอรี่ขนาด 36 โวลต์, 48 โวลต์, 52 โวลต์, 60 โวลต์ หรือแม้แต่ขนาดที่ใหญ่กว่านั้นได้

จากนั้นจึงนำเส้นลวดแต่ละเส้น (แบตเตอรี่หลายก้อนต่ออนุกรมกัน) มาต่อขนานกันเพื่อเพิ่มกระแสไฟฟ้าขาออก

ด้วยการปรับจำนวนเซลล์ที่ต่อแบบอนุกรมและขนาน ผู้ผลิตสกูตเตอร์ไฟฟ้าสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขาออกหรือกระแสไฟฟ้าสูงสุด และความจุแอมป์ชั่วโมงได้

การเปลี่ยนการกำหนดค่าแบตเตอรี่จะไม่เพิ่มพลังงานรวมที่เก็บไว้ แต่จะช่วยให้แบตเตอรี่สามารถใช้งานได้ไกลขึ้นด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำลง และในทางกลับกัน

แรงดันไฟฟ้าและเปอร์เซ็นต์คงเหลือ
โดยทั่วไปแล้ว เซลล์แต่ละเซลล์ในชุดแบตเตอรี่จะทำงานที่แรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 3.0 โวลต์ (ประจุ 0%) ไปจนถึง 4.2 โวลต์ (ประจุ 100%)

หมายความว่าชุดแบตเตอรี่ 36 โวลต์ (ที่มีแบตเตอรี่ 10 ก้อนต่ออนุกรมกัน) จะทำงานตั้งแต่ 30 โวลต์ (ประจุ 0%) จนถึง 42 โวลต์ (ประจุ 100%) คุณสามารถดูความสัมพันธ์ระหว่างเปอร์เซ็นต์ที่เหลืออยู่กับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (สกูตเตอร์บางรุ่นแสดงค่านี้โดยตรง) สำหรับแบตเตอรี่แต่ละประเภทได้จากแผนภูมิแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ของเรา

แรงดันตก
แบตเตอรี่ทุกก้อนย่อมต้องเผชิญกับปรากฏการณ์ที่เรียกว่าแรงดันตก

แรงดันตกเกิดจากหลายสาเหตุ รวมถึงองค์ประกอบทางเคมีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน อุณหภูมิ และความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งส่งผลให้แรงดันแบตเตอรี่มีพฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้นเสมอ

ทันทีที่มีการจ่ายโหลดให้กับแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าจะลดลงทันที ผลกระทบนี้อาจทำให้ประเมินความจุของแบตเตอรี่ผิดพลาดได้ หากคุณอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่โดยตรง คุณอาจคิดว่าแบตเตอรี่สูญเสียความจุไปทันที 10% หรือมากกว่านั้น

เมื่อถอดโหลดออกแล้ว แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะกลับสู่ระดับปกติ

แรงดันไฟฟ้าตกยังเกิดขึ้นได้ในระหว่างการใช้งานแบตเตอรี่เป็นเวลานาน (เช่น ระหว่างการปั่นจักรยานทางไกล) ปฏิกิริยาเคมีของลิเธียมในแบตเตอรี่ต้องใช้เวลาในการปรับตัวให้เข้ากับอัตราการคายประจุ ซึ่งอาจส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้นในช่วงท้ายของการปั่นจักรยานทางไกล

หากปล่อยให้แบตเตอรี่พักสักระยะหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าก็จะกลับคืนสู่ระดับที่ถูกต้องและแม่นยำเอง

การจัดอันดับความจุ
ความจุของแบตเตอรี่สกูตเตอร์ไฟฟ้าจะระบุเป็นหน่วยวัตต์ชั่วโมง (Wh) ซึ่งเป็นหน่วยวัดพลังงาน หน่วยนี้เข้าใจง่ายมาก ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ที่มีค่า 1 Wh จะเก็บพลังงานได้เพียงพอที่จะจ่ายพลังงาน 1 วัตต์ได้เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง

ความจุพลังงานที่มากขึ้นหมายถึงจำนวนวัตต์ชั่วโมงของแบตเตอรี่ที่สูงขึ้น ซึ่งส่งผลให้ระยะทางการวิ่งของสกูตเตอร์ไฟฟ้าไกลขึ้น สำหรับขนาดมอเตอร์ที่เท่ากัน สกูตเตอร์ทั่วไปจะมีแบตเตอรี่ความจุประมาณ 250 วัตต์ชั่วโมง และสามารถวิ่งได้ประมาณ 10 ไมล์ ที่ความเร็วเฉลี่ย 15 ไมล์ต่อชั่วโมง สกูตเตอร์สมรรถนะสูงอาจมีแบตเตอรี่ความจุสูงถึงหลายพันวัตต์ชั่วโมง และวิ่งได้ไกลถึง 60 ไมล์

ยี่ห้อแบตเตอรี่
เซลล์ลิเธียมไอออนแต่ละเซลล์ในชุดแบตเตอรี่ของสกูตเตอร์ไฟฟ้าผลิตโดยบริษัทที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้น เซลล์คุณภาพสูงสุดผลิตโดย LG, Samsung, Panasonic และ Sanyo เซลล์ประเภทนี้มักพบได้เฉพาะในชุดแบตเตอรี่ของสกูตเตอร์ระดับไฮเอนด์เท่านั้น

สกูตเตอร์ไฟฟ้าสำหรับราคาประหยัดและสำหรับใช้เดินทางส่วนใหญ่ใช้แบตเตอรี่ที่ผลิตจากเซลล์มาตรฐานที่ผลิตในประเทศจีน ซึ่งคุณภาพแตกต่างกันอย่างมาก

ความแตกต่างระหว่างสกูตเตอร์ที่มีแบตเตอรี่แบรนด์เนมกับสกูตเตอร์จีนทั่วไป คือ แบตเตอรี่แบรนด์เนมมีการรับประกันคุณภาพที่ดีกว่า หากงบประมาณของคุณไม่เอื้ออำนวย ก็ควรเลือกซื้อสกูตเตอร์จากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียง ใช้ชิ้นส่วนคุณภาพสูง และมีมาตรการควบคุมคุณภาพ (QC) ที่ดี

ตัวอย่างบริษัทที่น่าจะมีระบบควบคุมคุณภาพที่ดี ได้แก่ Xiaomi และ Segway

ระบบจัดการแบตเตอรี่
แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 18650 จะมีข้อดีมากมาย แต่ก็มีความทนทานน้อยกว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่อื่นๆ และอาจระเบิดได้หากใช้งานไม่ถูกต้อง ด้วยเหตุนี้จึงมักนำมาประกอบเป็นชุดแบตเตอรี่ที่มีระบบจัดการแบตเตอรี่ (BAMS) อยู่เสมอ

ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่คอยตรวจสอบชุดแบตเตอรี่และควบคุมการชาร์จและการคายประจุ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับการออกแบบให้ทำงานในช่วงแรงดันไฟฟ้าประมาณ 2.5 ถึง 4.0 โวลต์ การชาร์จเกินหรือการคายประจุจนหมดอาจทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลงหรือทำให้เกิดสภาวะความร้อนสูงเกินไปที่เป็นอันตรายได้ BMS ควรป้องกันการชาร์จเกิน นอกจากนี้ BMS หลายตัวยังตัดไฟก่อนที่แบตเตอรี่จะคายประจุจนหมดเพื่อยืดอายุการใช้งาน แม้จะเป็นเช่นนั้น นักขี่มอเตอร์ไซค์หลายคนก็ยังคงดูแลแบตเตอรี่ของตนอย่างดีโดยไม่ปล่อยให้แบตเตอรี่คายประจุจนหมด และยังใช้เครื่องชาร์จพิเศษเพื่อควบคุมความเร็วและปริมาณการชาร์จอย่างละเอียดอีกด้วย

ระบบจัดการแบตเตอรี่ที่ทันสมัยกว่านั้นจะตรวจสอบอุณหภูมิของชุดแบตเตอรี่และตัดการทำงานหากเกิดความร้อนสูงเกินไป

ลัง
หากคุณกำลังค้นคว้าข้อมูลเกี่ยวกับการชาร์จแบตเตอรี่ คุณอาจจะเจอกับค่า C-rate ค่า C-rate อธิบายถึงความเร็วในการชาร์จหรือคายประจุแบตเตอรี่จนเต็ม ตัวอย่างเช่น ค่า C-rate 1C หมายความว่าแบตเตอรี่จะชาร์จเต็มในหนึ่งชั่วโมง 2C หมายความว่าชาร์จเต็มใน 0.5 ชั่วโมง และ 0.5C หมายความว่าชาร์จเต็มในสองชั่วโมง หากคุณชาร์จแบตเตอรี่ 100 A·h จนเต็มโดยใช้กระแสไฟ 100 A จะใช้เวลาหนึ่งชั่วโมง และค่า C-rate จะเท่ากับ 1C

อายุการใช้งานแบตเตอรี่
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปจะสามารถรองรับรอบการชาร์จ/คายประจุได้ 300 ถึง 500 รอบก่อนที่จะเริ่มเสื่อมสภาพ สำหรับสกูตเตอร์ไฟฟ้าโดยเฉลี่ยแล้ว จะวิ่งได้ประมาณ 3,000 ถึง 10,000 ไมล์! โปรดจำไว้ว่า "เสื่อมสภาพ" ไม่ได้หมายความว่า "สูญเสียความจุทั้งหมด" แต่หมายถึงการลดลงอย่างเห็นได้ชัดประมาณ 10 ถึง 20% และจะลดลงเรื่อยๆ

ระบบจัดการแบตเตอรี่สมัยใหม่ช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และคุณไม่จำเป็นต้องกังวลมากเกินไปเกี่ยวกับการดูแลรักษาแบตเตอรี่อย่างดี

อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ มีหลายสิ่งที่คุณสามารถทำได้เพื่อให้ใช้งานได้เกิน 500 รอบ ซึ่งได้แก่:

อย่าเก็บสกูตเตอร์ที่ชาร์จแบตเตอรี่เต็มแล้ว หรือเสียบปลั๊กชาร์จทิ้งไว้เป็นเวลานาน
อย่าเก็บสกูตเตอร์ไฟฟ้าในสภาพที่แบตเตอรี่หมดเกลี้ยง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะเสื่อมสภาพเมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 2.5 โวลต์ ผู้ผลิตส่วนใหญ่แนะนำให้เก็บสกูตเตอร์โดยมีประจุไฟประมาณ 50% และชาร์จให้ถึงระดับนี้เป็นระยะๆ สำหรับการเก็บรักษาในระยะยาวมาก
ห้ามใช้งานแบตเตอรี่สกูตเตอร์ในอุณหภูมิต่ำกว่า 32 องศาฟาเรนไฮต์ หรือสูงกว่า 113 องศาฟาเรนไฮต์
ชาร์จสกูตเตอร์ของคุณด้วยอัตรา C ที่ต่ำกว่า หมายความว่าให้ชาร์จแบตเตอรี่ในอัตราที่ต่ำกว่าความจุสูงสุด เพื่อรักษาหรือยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ การชาร์จด้วยอัตรา C ที่ต่ำกว่า 1 นั้นเหมาะสมที่สุด เครื่องชาร์จบางรุ่นที่มีฟังก์ชันขั้นสูงหรือเครื่องชาร์จความเร็วสูงจะช่วยให้คุณควบคุมอัตรานี้ได้
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการชาร์จสกูตเตอร์ไฟฟ้า

สรุป

ข้อสรุปสำคัญคือ อย่าใช้งานแบตเตอรี่อย่างไม่ระมัดระวัง และมันจะใช้งานได้นานเท่ากับอายุการใช้งานของสกูตเตอร์ เราได้รับแจ้งจากผู้คนมากมายเกี่ยวกับสกูตเตอร์ไฟฟ้าที่เสีย และส่วนใหญ่แล้วไม่ใช่ปัญหาจากแบตเตอรี่!