Elektrijalgratta laadimiskiirus lihtsalt selgitatuna

Sul on vaja kuhugi jõuda, akuikoon vilgub ja ratas on köögitasapinna kõrval vooluvõrku ühendatud, samal ajal kui võtad kohvi. Laadija sildil on kirjas 2A, aku näitab 500Wh ja ekraan ei anna kasulikku vihjet selle kohta, millal saad jälle sõitma hakata. Kas laadija on aeglane, aku ebaharilikult suur või seaks kiirem asenduslaadija akuelemendid ohtu?

Vastus peitub elektrijalgratta laadimiskiiruses, mis seob omavahel laadija voolutugevuse, aku mahtuvuse, laadimisvõimsuse, kuumuse ja ooteaja. Kui need seosed on selged, ei tundu laadijale märgitud numbrid enam müstilised. Sa tead, mida laadimiskiirus tähendab, kui kaua laadimine tegelikult kestab ja millal on kiirem laadimine kasulik, mitte tarbetu.

Miks laadimiskiirus päris elektrijalgratta puhul oluline on

Tööle minekuks laadija ühendav sõitja vajab teistsugust laadimislahendust kui inimene, kes laeb akut pärast iga nädalavahetuse maastikusõitu. Aeglane laadija võib jätta pendelrändaja koosoleku ajaks ootama või lühendada õhtust sõitu. Liiga suurt voolu edastav laadija võib suurendada kuumust ja koormust, eriti kui aku on suvepäeval pärast pikka tõusu juba soe.

Seetõttu ei tähenda laadimiskiirus võidujooksu suurima voolutugevuse nimel. See on tasakaal aku salvestatava energiakoguse, laadija edastatava voolu ja kiiruse vahel, millega aku suudab seda voolu ohutult vastu võtta. Paljude liitiumioonakudega elektrijalgrataste akupakkide täislaadimine võtab tavapärastes tarbijatingimustes umbes 5 kuni 8 tundi, samas kui sobiva keemia ja laadija voolutugevuse korral laevad mõned süsteemid palju kiiremini. Elektrijalgrataste liitiumioonakude uuringus kirjeldatakse näiteid, kus laadimine kestab umbes 1,5 tundi 1C juures ja umbes 0,5 tundi 3C juures, näidates, kui järsult võib laadimisaeg voolutugevuse suurenedes muutuda.

Kolm olulist küsimust

Enne asenduslaadija ostmist küsi:

• Mida laadimisvool tähendab? Laadijale märgitud voolutugevus näitab, kui suurt voolu see suudab anda, mitte täpselt seda, kui kiiresti aku tühjast täis laeb.
• Kui kaua see aega võtab? Aku mahtuvuse jagamine laadija voolutugevusega annab kasuliku esialgse hinnangu, kuid akuhaldussüsteem aeglustab laadimise lõppfaasi.
• Kas kiirem on parem? Suurema voolutugevusega laadija võib vähendada seisuaega, kuid see võib tekitada suurema soojuskoormuse ja ületada aku lubatud laadimispiiri.

Vanem üleminek pliiakudelt liitiumioonakudele aitas lühendada laadimisaega ja parandada igapäevast kasutusmugavust. Võrdlev uuring näitab, et liitiumakusid saab laadida umbes neli korda kiiremini kui SLA-akusid, kusjuures mõnes süsteemis saavutatakse täislaadimine kahe tunni või lühema ajaga. Võrdlev aku-uuring paigutab paljud praktilised elektrijalgratta laadimiskorrad samuti vahemikku 3 kuni 8 tundi.

Igapäevasõitja jaoks muudab see erinevus rutiini. Laadija, mis täidab aku tööpäeva jooksul, võib olla täiesti piisav, samas kui kaks lähestikku tehtavat sõitu kavandav sõitja võib väärtustada kiiremat laadijat. Õige valik algab aku sildilt, mitte laadijakarbil olevast kõige muljetavaldavamast numbrist. Aku tööea kohta lisateabe saamiseks on see juhend elektrijalgratta akude kestuse kohta kasulikuks täienduseks.

Voldid, amprid, vatid ja C-laadimisvool ilma keerulise terminoloogiata

Mõtle laadimisest kui ämbri täitmisest kraanist. Aku on ämber, laadija on kraan ning elektriterminid kirjeldavad survet, voolu ja kogu täitmiseks tehtavat tööd.

Pinge on surve

Pinge, mida tähistatakse tähega V, on elektriline jõud, mis suunab energia akusse. Kraanianaloogias on see veesurve. 36 V aku vajab selle akusüsteemi jaoks mõeldud laadijat. 48 V laadija ei ole 36 V laadija võimsam versioon, mida saab ohutult asendada. See on teistsugune elektriline sobivus.

Amprid on vool

Voolutugevus, mida tähistatakse tähega A, kirjeldab elektrivoolu tugevust. 2 A laadija annab väiksema voolutugevuse kui 4 A laadija. Kui mõlemad laadijad sobivad korrektselt samale akule, võib 4 A laadija põhikonstantse voolu etapis akusse energiat kiiremini suunata.

Liitiumioon-akulaadijate tavapärane tehniline laadimisvahemik elektrijalgratastel on umbes 0,5C kuni 1C, samal ajal kui paljude tarbijatele mõeldud elektrijalgrataste ja -tõukerataste laadijate voolutugevus jääb umbes vahemikku 2 A kuni 5 A. See laadijajuhend selgitab, et liitiumioonakusid soovitatakse üldiselt laadida vooluga 0,5C kuni 1C, kusjuures aku tööea pikendamise korral eelistatakse sageli väärtust 0,8C või vähem.

Vatid ühendavad pinge ja voolu

Vatid mõõdavad laadimisvõimsust. Valem on lihtne:

Vattides = voltides × amprites

Võtame näiteks tüüpilise 36 V, 10 Ah aku. Selle nimienergia on:

36 V × 10 Ah = 360 Wh

Selle süsteemiga ühendatud 2 A laadija annab ligikaudu:

36 V × 2 A = 72 W

4 A laadija annab ligikaudu:

36 V × 4 A = 144 W

Suurema vooluga laadija annab sama nimipinge juures kaks korda rohkem laadimisvõimsust, kuid aku kontrollib endiselt, kui palju voolu vastu võtab.

C-määr võrdleb voolu aku suurusega

C-määr näitab, kui tugevalt akut selle mahtuvusega võrreldes laadima sunnitakse. 10 Ah aku puhul vastab 2 A laadimisvool 0,2 C-le, samas kui 5 A vool vastab 0,5 C-le. 1 C määr annaks teoreetiliselt voolu, mis võrdub aku ampertundides väljendatud mahtuvusega.

See võrdlus on oluline, sest 5 A laadija ei ole automaatselt leebe lihtsalt seetõttu, et see töötab sama pingega. Aku elemendid, juhtmestik, laadija ja akuhaldussüsteem peavad kõik seda voolu toetama. Suurem kraan täidab ämbri kiiremini, kuid nõuab ka torustikult rohkem.

Kuidas arvutada tegelikku laadimisaega

Kiire hinnang algab ampertundidest:

Laadimisaeg = aku mahtuvus Ah-des ÷ laadija vool A-des

36 V, 13,6 Ah aku puhul, mis on ligikaudu 500 Wh akupakk, annab 2 A laadija järgmise tulemuse:

13,6 Ah ÷ 2 A = 6,8 tundi

See on puhas matemaatiline tulemus. See ei ole täielik tegeliku laadimisaja vastus, sest liitiumioonakude laadimisel kasutatakse konstantse voolu ja konstantse pinge profiili. Laadija annab põhifaasis ühtlast voolu, seejärel lubab akuhaldussüsteem voolul väheneda, kui elemendid täislaadimisele lähenevad.

Praktilises elektrijalgratta laadimisjuhendis soovitatakse pärast ampertundide ampritega jagamist lisada umbes üks tund laadimise lõpus toimuva konstantse pinge perioodi jaoks. See elektrijalgratta laadijate arvutuste selgitus teeb põhjuse selgeks: laadimise viimane osa võtab kauem aega, kui lihtne mahutavuse arvutus eeldaks.

Valemi rakendamine 500 Wh akupakile

Kasutades näitajat 13,6 Ah, on põhitulemused järgmised:

Täpne lõppaeg muutub sõltuvalt algsest laetuse tasemest, temperatuurist, elementide seisukorrast, laadija tõhususest ja aku programmeeritud voolu vähendamisest. Osaliselt laetud aku ei vaja sama palju energiat kui peaaegu tühi aku ning aku, mis jõuab pinge piirväärtuseni varakult, võib lõppetapis kauem viibida.

Laadijajuhend annab ka kasuliku rusikareegli: laadimiskadude ja tegelike töötingimuste arvestamiseks lisa ligikaudu 10 kuni 15% varuaega. Selles elektrijalgratta laadijajuhendis toodud võimsuse ja laadimisaja näited näitavad, miks nimivõimsusel põhinevat arvutust tuleks käsitleda hinnanguna, mitte stopperinäiduna.

500 Wh aku puhul on 2 A laadija sageli täiesti piisav, kui ühendad selle laadima pärast õhtusööki. 4 A laadija on mõistlikum, kui ratas peab samal päeval uuesti kasutusse minema. 5 A laadija võib hulgilaadimise ooteaega veelgi lühendada, kuid lõpus vähendab laadimisvoolu järkjärguline vähenemine seda aega nii, et tulemus ei kahane täiesti sirgjooneliselt.

Kui võrdled muu elektritranspordi koduseid laadimisseadmeid, pakub koduse elektrisõiduki laadija paigaldamise teave kasulikku konteksti selle kohta, kuidas pinge, voolutugevus, paigaldus ja ohutusnõuded suuremas mahus omavahel seotud on. Põhimõte on sarnane, kuigi elektrijalgratta laadija töötab palju väiksema võimsusega.

2 A vs 4 A vs 5 A laadijad ja kiiruse kompromiss

500 Wh, 36 V, 13,6 Ah aku muudab laadijate märgistuse võrdlemise lihtsamaks. 2 A laadija annab voolu rahulikult, 4 A laadija lühendab hulgilaadimise etappi märgatavalt ja 5 A laadija vähendab seda veelgi. Paranemine 4 A-lt 5 A-le on väiksem, sest aku piirab täislaadimise lähenedes voolutugevust järk-järgult.

C-määr saadakse laadija voolutugevuse jagamisel aku 13,6 Ah mahutavusega. See kirjeldab laadimise alguses nõutavat voolutugevust, mitte püsivat määra, mida elemendid 100%-ni laadimiseni hoiavad. Akuhaldussüsteem ja laadija vähendavad pinge piirväärtuse lähenedes voolutugevust, umbes nagu keeraksid köögikraani kinni, kui anum hakkab ääreni täis saama.

Mida testid meile näitavad

Kõrvutav test näitas, et 2 A laadijal kulus aku laadimiseks 20%-lt 100%-ni 7 tundi ja 15 minutit. 4 A laadijal kulus 3 tundi ja 50 minutit, 5 A laadijal aga 3 tundi ja 5 minutit. Esitatud tuletatud laadimiskiirused olid 0,12C, 0,3C ja 0,32C. Laadija jõudluse test näitab praktilist kompromissi selgelt: voolu suurendamine säästab aega, kuid iga lisanduv amper annab üha väiksema ajavõidu, sest laadimisvoolu järkjärguline vähenemine muutub märgatavamaks.

Need tulemused ei tõesta, et iga aku puhul kaasneks kindel temperatuuritõus või mõju kasutuseale. Kuumenemine sõltub elementide takistusest, korpuse ventilatsioonist, ümbritsevast temperatuurist, juhtmestikust ja BMS-i seadistustest. Hästi valmistatud aku võib suurema laadimiskiirusega mugavalt toime tulla, samas kui vananenud või halvasti ventileeritud aku võib ka tagasihoidliku laadijaga soojaks minna.

Mehaaniku reegel: Kasutage suurimat laadimisvoolu, mida akutootja sõnaselgelt toetab, mitte suurimat voolutugevust, mida laadija müüja pakub.

Eemaldatav aku võib muuta laadimise lihtsamaks, kui ratast hoitakse esikus või ühiskasutatavas hoones. See elektrijalgratta eemaldatava aku juhend käsitleb praktilist seadistust. Tavapäraseks laadimiseks sobib sageli 2 A või 4 A. 5 A laadija sobib aeg-ajalt kiireks laadimiseks, välja arvatud juhul, kui tootja on selle tavakasutuseks heaks kiitnud.

Igapäevaste töölesõitjate piirkondlikud laadimisharjumused

Laadimisharjumustest on lihtsam aru saada, kui vaadelda ratturi ajakava ja kohalikke tingimusi, mitte käsitleda kõiki akusid ühtemoodi.

Mia sõidab Londonis ja läbib 12 km mõlemas suunas. Tema 400 Wh aku laetus langeb tavalisel töönädalal harva alla poole, seega ühendab ta kell 23.00 taimeri abil 2 A laadija ja kasutab Economy 7 tipuvälise aja elektrit. Ta ei vaja suure voolutugevusega laadijat, sest rattal on enne hommikut laadimiseks mitu tundi ning täislaadimist vajab ta vaid aeg-ajalt.

Carlos sõidab San Diegos, kus tema rutiin on teistsugune. Ta kasutab nädalavahetuse matkaradadel sõitmiseks 625 Wh akut ja ühendab laupäevase ja pühapäevase sõidu vahel 4 A laadija. Ta püüab enne teist sõitu jõuda umbes 80% laetuseni, mitte akut automaatselt täielikult täis laadida, eriti kui aku on seisnud soojas garaažis.

Need näited näitavad, miks parim elektrijalgratta laadimiskiirus sõltub enamast kui laadija märgisel olevast näidust. Londoni töölesõitja võib väärtustada vaikset, prognoositavat öist laadimist ja tipuvälise aja seadistamist. California matkaradadel sõitev rattur võib eelistada kiiremat laadimist sõitude vahel keset päeva, samal ajal kui soojad hoiutingimused muudavad ventilatsiooni ja aku temperatuuri olulisemaks.

Sobitage laadija elektrivõrgu ja kliimaga

Elektrihinnad on piirkonniti väga erinevad. Hiljutiste USA hinnangute kohaselt maksab elektrijalgratta täielik laadimine paljudel turgudel tavaliselt umbes 5 kuni 30 senti, kusjuures avaldatud elektrihinnad ulatuvad ligikaudu 6,6 sendist kWh-ekvivalendi kohta Nevadas kuni 26 sendini Hawaiil, samas kui viidatud andmestikus on California keskmine umbes 34,7 senti kWh kohta. Need piirkondlikud elektrijalgratta laadimiskulu hinnangud näitavad, miks võib ühes osariigis iga päev sõitev inimene teha tariifide kohta teistsuguseid arvutusi kui mujal sõitev inimene.

Kumbki sõitja ei pea teist jäljendama. Kasutage aeglasemat laadijat, kui teie ajakava võimaldab akul rahulikult laadida, ja valige kiirem heakskiidetud laadija, kui ratas peab kiiresti uuesti teele jõudma. Otsuse tegemisel on olulised ka kohalikud tariifid, siseruumides olev ruum, ümbritsev temperatuur ja sõitude sagedus.

Ohutu asendus- või kiirlaadija valimine

Kolmanda osapoole laadija peab läbima enne seinakontakti ühendamist neli kontrolli. Ainult pistiku kuju sobitamisest ei piisa.

Kontrollige elektrilist sobivust

Esiteks sobitage nimipinge täpselt. 36V aku vajab selle akusüsteemi jaoks mõeldud laadijat ning 48V laadija ei ole ohutu uuendus. Laadija väljundpinge peab sobima aku täislaadimispinge ja BMS-i konstruktsiooniga.

Teiseks kontrollige pistikut ja kontaktide paigutust. Levinud ühendused on XLR-3, RCA ja näiteks 5.5 x 2.1 mm mõõdus alalisvoolu silindrikujulised pistikud, samas kui mõned kõrgema klassi kaubamärgid kasutavad patenteeritud Rosenbergeri magnetühendusi. Kaks pistikut võivad välja näha sarnased, kuid nende pluss- ja miinuskontaktid võivad paikneda erinevalt. Kontrollige tootja juhtmestiku teavet, selle asemel et pistikut jõuga paika suruda.

Kolmandaks jääge akuhaldussüsteemi lubatud voolutugevuse piiridesse. Kui aku sildil on maksimaalseks laadimisvooluks märgitud 5A, jääb 4A laadija sellest piirist allapoole, suurema väljundiga seade aga ei pruugi seda teha. Suurem voolutugevus ei ole automaatselt parem. See aitab ainult siis, kui elemendid, BMS, pistik ja soojuslik konstruktsioon suudavad sellega toime tulla.

Neljandaks otsige usaldusväärset ohutussertifikaati. Sobiva UL-, CE- või IEC 62133-2 viitega laadija peaks pakkuma ka kaitset liigpinge, ülekuumenemise ja lühise eest. Sertifitseerimismärgised peavad olema ehtsad ja jälgitavad, mitte lihtsalt trükitud kaunistused.

Töötav asendusnäide

Oletame, et 48 V, 17,5 Ah akuplokis kasutatakse standardset 2 A laadijat ja aku dokumentatsioonis on maksimaalseks laadimisvooluks märgitud 5 A. 4 A asenduslaadija jääb sellest märgitud piirist allapoole ja võib laadimise põhifaasi märgatavalt lühendada. Lihtne mahtuvusarvutus on järgmine:

17,5 Ah ÷ 4 A = 4,375 tundi

2 A korral on samaväärne arvutus järgmine:

17,5 Ah ÷ 2 A = 8,75 tundi

Aku laadimine aeglustub täislaadimise lähedal endiselt, seega ei vasta tegelikud lõpuajad neile arvutustele täpselt. Ärge käsitlege kiiremat laadijat loana eirata kuumust, pistiku seisukorda või tootja juhiseid. Praktiline elektrijalgratta akude juhend aitab teil enne asendusvõimaluste võrdlemist tuvastada akuploki näitajad.

Laadijapõhise teabe saamiseks kasutage seda elektrijalgratta laadijate juhendit, et kontrollida väljundnäite, ühilduvust ja laadimisharjumusi. See video annab veel ühe visuaalse selgituse laadija ohutuse ja aku hooldamise kohta:

Levinud laadimismüüdid, mida tasub unustada

Tööle sõitja jätab jalgratta enne tööpäeva algust ööseks laadima. Laadija sildil on kirjas 5A, aku tundub soe ja sõitja mõtleb, kas üks kiirem laadimiskord on selle kasutusiga juba lühendanud. See mure vajab konteksti.

Esimene müüt: kiire laadimine rikub akud alati. Laadimisvool võib suurendada kuumust ja elektrilist koormust, kuid mõju sõltub ka elementide keemiast, akuploki ehitusest, BMS-i juhtimisest, temperatuurist ja sellest, kui sageli kiiret laadimist kasutatakse. Laadijale märgitud voolutugevus on ainult üks osa tervikpildist.

Kiirem laadimine võib mõnes testis tekitada mõõdetava kompromissi: korduvate tsüklite järel väheneb mahtuvus rohkem kui 2A laadimine. Käsitlege seda tulemust testitud seadistuse näitena, mitte iga aku prognoosina. Madala kvaliteediga elemendid, halb jahutus ja ühildumatu laadija võivad tekitada suuremaid probleeme, kui ainult silt eeldada lubab.

A 4A või 5A laadija võib olla mõistlik valik, kui akutootja lubab seda voolutugevust ja akuploki temperatuur püsib mõõdukas. Kasutage suuremat laadimiskiirust tegeliku ajasurve korral, kui lühem ooteaeg on olulisem kui pikaajalise mahukoormuse minimeerimine.

Teine müüt: öine laadimine on alati ohutu. Tänapäevastes elektrijalgrattasüsteemides kasutatakse tavaliselt BMS-i, mis peatab tavapärase laadimise täispinge saavutamisel ja haldab elementide tasakaalustamist. See kaitse ei suuda parandada kõiki ohte. Vananev või paisunud akuplokk, kahjustatud kaabel, ebausaldusväärne laadija või suletud ruum, kuhu kuumus koguneb, suurendab endiselt riski.

Roheline märgutuli tähendab, et programmeeritud laadimistsükkel on lõppenud. See ei tõenda, et kahjustatud aku või võltslaadija on ohutu.

Laadige kõval ja ventileeritud pinnal. Lõpetage aku kasutamine, kui see eritab ebatavalist lõhna, paisub, lekib või muutub ülemäära kuumaks. Vana aku kiire laadimine üleöö tundmatu laadijaga on halb kombinatsioon. Terve aku koos sertifitseeritud ja ühilduva seadmega on teine olukord, kuid ka siis on oluline jälgida laadimist ja aku seisukorda.

Lihtne laadimisvoolu kontrollnimekiri sõitjatele

Salvestage see loend oma telefoni või kleepige see garaažikapi siseküljele. See hõlmab üksikasju, mis aitavad vältida enamikku laadijaga seotud vigu.

• Ühitage pinge täpselt: Laadija väljundpinge peab vastama tootja määratud akusüsteemi pingele.
• Jääge nimivoolu juurde või sellest allapoole: Ärge ületage aku heakskiidetud laadimisvoolu ainult seetõttu, et asenduslaadija lubab lühemat ooteaega.
• Kasutage ehtsat ohutusmärgist: Valige originaallaadija või nõuetekohaselt sertifitseeritud asenduslaadija, millel on usaldusväärne CE- või UL-märgis.
• Jälgige temperatuuri: Korpus võib konstantse pinge etapi lõpus soojeneda, kuid see ei tohiks muutuda valulikult kuumaks, paisuda ega eritada ebatavalist lõhna.
• Ühendage täis aku vooluvõrgust lahti: Kui märgutuli muutub roheliseks, ühendage laadija lahti, selle asemel et jätta aku määramata ajaks laadijaga ühendatuks.
• Hoiustage osaliselt laetuna: Kui jalgratast ei kasutata mitu nädalat, hoidke akut ligikaudu 50 kuni 80%-ni laetuna, mitte täiesti täis või tühjana.
• Laske äärmuslikel temperatuuridel stabiliseeruda: Ärge laadige akut kohe pärast sõitu, mille tagajärjel see üle kuumenes, ega proovige väga külma akut laadida enne, kui see on siseruumides ohutult soojenenud.
• Kasutage igapäevasel laadimisel osalist laadimist: Tavapäraste sõitude puhul umbes 80%-ni laadimine ja täislaadimise säästmine pikemateks sõitudeks vähendab maksimaalse pinge juures veedetud aega.

Kõige kasulikum harjumus on lihtne: kasutage ühilduvat laadijat tootja heakskiidetud voolutugevusel ja vältige aku laadimist 100%-ni, kui te ei vaja kogu sõiduulatust. 2 A laadija sobib hästi pikaks üleöö laadimiseks, samas kui nõuetekohaselt heakskiidetud 4 A või 5 A seade võib aidata, kui ajakava on tihe. Aku ei vaja võimalikult kiiret laadimist. See vajab õiget laadimist jahedas ning turvalises kohas.

Punk Ride LLC pakub elektrijalgrattaid, tõukerattaid ja muid linnalise liikumisega seotud tooteid muu hulgas kaubamärkidelt ISCOOTER, AOVO, DUOTTS ja ENGWE. Ettevõttel on laod Ühendkuningriigis ja Saksamaal ning peakontor Floridas. Külastage veebilehte Punk Ride LLC, et võrrelda sobivaid elektrisõidukeid ja leida praktilist laadimisteavet enne järgmist ostu.