Introdução

Uma bicicleta elétrica consiste em dois componentes essenciais: o motor e a bateria. Ambos são cruciais e é importante escolher a bateria certa para a sua personalização DIY. Neste artigo, farei o possível para explicar as baterias das bicicletas elétricas de maneira simplificada.

Há muitos fatores a serem considerados antes de comprar uma bateria e é importante não tomar decisões precipitadas, pois mesmo baterias de especificações mais baixas podem ser caras.

Eu poderia escrever páginas e mais páginas sobre baterias modernas e seus princípios de funcionamento, mas quero manter este artigo o mais simples possível, concentrando-me na seleção da bateria certa para sua construção específica.

Escolhendo a bateria certa

Diversas variáveis ​​precisam ser consideradas antes de comprar uma bateria. Vou listá-los abaixo, e cada um requer consideração cuidadosa:

Para os fins deste artigo, focarei nas tensões mais populares usadas atualmente:

A maioria dos kits de e-bike legais para estradas usa uma bateria de 36 V, enquanto motores mais potentes podem exigir uma bateria de 48 V ou até 52 V. Ao usar bicicletas elétricas de alto desempenho, a tensão pode chegar a 72V ou até mais.

Por exemplo, se você comprar um motor intermediário de 250 W, precisará de uma bateria de 36 V. Se você optar por um motor BBSHD de 1000W, precisará de uma bateria de 48V.

Colocação da bateria

Você precisa decidir onde deseja montar a bateria em sua bicicleta. O local mais popular é o tubo inferior em posição diagonal porque não apenas parece elegante, mas também mantém o peso adicional da bateria relativamente centralizado e baixo, melhorando a estabilidade.

A mountain bike Cube Target Pro é alimentada por um kit de motor elétrico Bafang BBS02 750W e uma bateria de 52V.

Infelizmente, isto pode não se aplicar a todas as bicicletas e depende do tamanho e da geometria do quadro. Para muitas bicicletas de montanha com suspensão total, pode ser um desafio montar a bateria no quadro devido à suspensão traseira. Felizmente, agora existem mais compactos baterias disponíveis, mas esses pacotes têm saídas menores, normalmente em torno de 36V 10,4Ah. Alternativamente, você pode montar a bateria na parte inferior do quadro, mas isso pode torná-la mais suscetível a danos, e você precisa verificar a folga com o pneu dianteiro quando a suspensão estiver totalmente comprimida.

Baterias integradas no quadro também são opções populares para bicicletas com quadro passo a passo ou bicicletas com quadro pequeno. Esses tipos de baterias normalmente vêm com estruturas específicas de “camada dupla”, que inevitavelmente adicionam peso à parte traseira da bicicleta.


                               

Alcance da bateria

Outra variável importante a considerar é a classificação Ah ou “ampere-hora” do bateria . Uma bateria com capacidade de 1 ampere-hora deve ser capaz de fornecer continuamente uma corrente de 1 ampere à carga por exatamente 1 hora, ou 2 amperes por 1/2 hora, ou 1/3 ampere por 3 horas, e assim por diante. , antes de ser totalmente descarregado.

A capacidade de uma bateria de tamanho médio é normalmente em torno de 13Ah. Quando multiplicado pela tensão, como 36V x 13Ah = 468Wh, dá a capacidade em “watt-hora” (Wh). Watt-hora é uma unidade de energia elétrica, equivalente ao consumo de energia de um watt durante uma hora. Portanto, uma bateria de 36V 13Ah pode efetivamente sustentar 468 watts-hora.

Como isso se traduz em faixa mensurável? Supondo que você seja conservador com o uso de energia, você gastaria aproximadamente 20 watts-hora por quilômetro de viagem, proporcionando um alcance de 37,4 quilômetros. Isto se baseia na suposição de manter o consumo de energia nesse nível exato durante toda a duração.

É claro que, no mundo real, este cenário é improvável, pois há momentos em que você pode não precisar de assistência elétrica, enquanto outras vezes você pode depender fortemente dela. Por exemplo, se você mora em uma área com colinas longas e íngremes, seu consumo de energia por quilômetro pode exceder 20 watts-hora. Se você mora em uma área bastante plana, seu consumo pode ser menor.

Se você deseja alcançar uma quilometragem maior, um 36V 17,5Ah bateria permitiria que você viajasse 31,5 milhas com um consumo constante de energia de 20 watts-hora por milha. No entanto, em cenários do mundo real, relatei alcances de 50 a 60 milhas com baterias com essa capacidade.

Se você só puder comprar uma bateria menor, há muitas maneiras de aumentar o alcance da bateria de uma bicicleta elétrica sem gastar nenhum dinheiro extra.

A maioria baterias de bicicleta elétrica use células de íon de lítio padrão 18650 produzidas por fabricantes conhecidos como LG, Samsung, Panasonic e Sanyo. Na minha opinião, optar por baterias de marca é sempre sensato, pois elas tendem a ter vida útil mais longa e maior confiabilidade em comparação com baterias chinesas genéricas sem marca. Dito isto, forneci muitas baterias usando baterias chinesas sem problemas. Tudo se resume ao preço. Pessoalmente, eu gastaria um pouco mais para comprar baterias de marca, pois comprar baterias mais baratas pode ser uma falsa economia.
                               

Manutenção da bateria

As baterias de lítio requerem um manuseio cuidadoso. Existem restrições ao seu transporte, e não é sem razão. O problema é que se pegarem fogo, queimam em temperaturas muito altas e podem causar queimaduras graves ou até a morte. Não os armazene em áreas expostas a calor extremo.

Essas baterias não gostam de temperaturas extremas em nenhuma das extremidades. Seu desempenho diminui quando a temperatura cai abaixo de zero, e a maioria dos fabricantes define a temperatura operacional mínima em -20 graus Celsius e a máxima em 45 graus Celsius.

Carregando

Quando a bateria é nova, geralmente é recomendado executá-la por pelo menos três ciclos completos de carga e descarga para garantir que a bateria esteja totalmente equilibrada, embora eu tenha amplas evidências que sugerem que descarregar a bateria a pelo menos 50% durante o uso normal é suficiente para este período.

Há algumas evidências que sugerem que carregar sempre totalmente a bateria pode encurtar sua vida útil e, na maioria das vezes, carregá-la até 80% e carregá-la totalmente apenas uma vez é mais benéfico para a saúde da bateria a longo prazo durante semanas.

Este é um tema um tanto controverso, pois um respeitado especialista em baterias de lítio me disse que não é esse o caso. Na verdade, tive um cliente que seguiu a prática acima e, vários meses depois, a tensão máxima de carga caiu significativamente e a bateria precisou ser reequilibrada.

Se a bateria não for utilizada durante vários meses, também é essencial garantir que a bateria tenha pelo menos 80% de carga. Se a bateria for deixada descarregada durante vários meses sem utilização, a tensão na bateria poderá cair abaixo do mínimo projetado e poderá resultar em danos permanentes. Além disso, não é recomendado armazenar a bateria em sua capacidade máxima por mais de alguns dias, pois isso também é prejudicial à saúde da bateria a longo prazo.

Todas essas baterias usam um Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS), que é o cérebro da bateria. É um pequeno circuito eletrônico que evita sobrecarga e descarga excessiva e regula a saída geral do amplificador. Uma bateria de 36 V totalmente carregada tem uma voltagem de aproximadamente 42,2 V, e o BMS normalmente desliga a bateria por volta de 29 V. Uma bateria de 48 V totalmente carregada tem uma voltagem de 54,4 V e geralmente desliga em torno de 39 V. Isto é crucial porque a descarga excessiva pode danificar permanentemente a composição química da bateria.


                                 

Corrente Contínua

Isso depende de vários fatores, mas será influenciado pela qualidade da bateria, tensão, classificação Ah e BMS. A maioria das baterias de 36V 13Ah tem uma taxa de descarga contínua entre 15A-20A, mas pode fornecer maior saída momentaneamente. Isso também depende do tipo de controlador de motor usado. Por exemplo, o controlador em um Bafang BBSHD de 1000W pode lidar com uma corrente contínua de 30 amperes.

Outros fatores a considerar

Um bom motor de tração intermediária, como Bafang ou Tongsheng, utiliza a relação de transmissão da bicicleta para transferir a potência gerada pelo motor para a roda traseira. Isso resulta em maior eficiência e menor consumo de energia da bateria. Por outro lado, grandes motores de cubo de acionamento direto não podem girar tão rápido, portanto consumirão mais watts-hora por quilômetro.

O peso do piloto também desempenha um papel significativo. Uma pessoa de 100 kg andando em uma bicicleta elétrica de 250 W com potência máxima consumirá mais energia do que uma pessoa de 75 kg.

Conclusão

Se você planeja usar a bicicleta apenas para viagens curtas de até 20-30 milhas, então um 36V 13Ah bateria deveria ser suficiente. O mesmo se aplica a um motor de 48V. Porém, se você planeja viajar ou passar longos períodos no selim, valeria a pena adquirir uma bateria com capacidade de pelo menos 36V 17,5Ah ou até 20Ah.