ما يجب أن تعرفه عن بطارية الدراجة الكهربائية

تلعب جودة بطارية الدراجة الكهربائية وسعتها دوراً محورياً في أداء الدراجة الكهربائية، حيث تحدد المسافة التي يمكنك قطعها عليها.الجهد (فولت): يقيس المعدل الذي تتحرك به الإلكترونات عبر نظام ما؛ يشير الجهد العالي إلى حركة أسرع، وغالباً ما يُعرف باسمه المستعار "وات".السعة: تحسب مقدار الطاقة التي يمكن توصيلها مع مرور الوقت، وغالباً ما تُقاس بالواط ساعة (Wh). كلما زادت الطاقة التي تحتويها بطاريتك، زاد عمرها الافتراضي.

ليثيوم أيون

بطاريات الليثيوم أيون هي أجهزة تخزين الطاقة القياسية في معظم الدراجات الكهربائية. ويتراوح وقت شحنها عادةً بين ثلاث وأربع ساعات وتوفر نطاقاً مذهلاً من الحركة. وعلاوة على ذلك، فإن معدل تفريغها الذاتي أقل بكثير من أنواع البطاريات الأخرى؛ ومع ذلك لا تزال أيونات الليثيوم هذه تشكل مخاطر محتملة للحريق بسبب التفاعل بين الخلايا الذي قد يؤدي إلى حدوث انفجارات؛ وتتمثل إحدى طرق التخفيف من هذه المخاطر في استخدام شاحن معتمد من شركة Underwriters Laboratories Inc (UL).

تتكون بطارية الليثيوم أيون لدراجتك الإلكترونية من قطبين كهربائيين موصلين، أحدهما موجب والآخر سالب. يتم غمر كل منهما في محلول إلكتروليت يتكون من ملح الليثيوم. وتحمي الطبقات الفاصلة الخلايا من حدوث ماس كهربائي؛ وتتكون الأنودات من مواد مثل النيكل أو الكوبالت بينما تستخدم الكاثودات أقطاب الجرافيت الطبيعية ذات الكثافة العالية للطاقة ككاثودات.

تتميز بطاريات الليثيوم الحديثة بمزيج من المعادن واللافلزات. تُعرف خلية أيونات الليثيوم الشائعة باسم خلية النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC). ويستخدم هذا المزيج النيكل والمنغنيز كمواد كاثود بينما يستخدم الكوبالت كمادة أنود؛ وكلا المادتين تفاعليتان للغاية ولكنهما أكثر أماناً من الليثيوم المعدني. كانت تقنية أيونات الليثيوم موجودة منذ أكثر من عقدين من الزمن، وهي بمثابة مصدر الطاقة للعديد من الدراجات الإلكترونية.

منذ أن بدأ الوباء، ازدادت شعبية الدراجات الإلكترونية بشكل مطرد - على الرغم من أنها لا تزال تشكل جزءًا صغيرًا فقط من جميع حركة مرور الركاب في مدينة نيويورك. ومع ذلك، فهي تقدم مزايا كبيرة مقارنة بالسيارات: إنها أرخص في التشغيل دون أن تتسبب في التلوث.

لسوء الحظ، قد تشتعل بطارية الدراجة الكهربائية التي تشغّل الدراجات الإلكترونية في بعض الأحيان بسبب الهروب الحراري، وهو تفاعل متسلسل سلبي يؤدي إلى الانفجار والحريق. من المحتمل أن تعاني البطاريات ذات الجودة الرديئة - الشائعة بشكل متزايد في السوق - من هذا المصير بشكل خاص.

لتجنب هذه المشكلة، اختر بطاريات ذات عمر افتراضي يقدر بـ 20 سنة على الأقل. فالبطاريات الأطول عمراً هي بطاريات صديقة للبيئة بشكل أكبر، مما يساعد على تقليل مقابر البطاريات مع توفير فرصة أكبر لإعادة التدوير. سيكون اختيار الخيارات القابلة لإعادة الشحن مفيداً للغاية أيضاً.

حمض الرصاص

إذا كنت تتسوق للحصول على بطارية دراجة كهربائية توفر أداءً موثوقاً مع مراعاة القدرة على تحمل التكاليف على المدى الطويل، فقد تكون بطاريات الرصاص الحمضية هي الحل الأمثل لك. لطالما اعتُبرت البطاريات الحمضية الرصاصية الخيار الأمثل، ولكن هناك بعض النقاط الأساسية التي يجب أن تضعها في اعتبارك قبل اتخاذ قرار الشراء.

أولاً وقبل كل شيء، من المهم إدراك أن بطاريات الرصاص الحمضية لا تتطلب صيانة روتينية. فهي تتميز بمعدل تفريغ سريع يستنزف الطاقة بسرعة عند عدم استخدامها وأداء أقل في درجات الحرارة الباردة؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون عمرها الافتراضي وقدرتها محدودة.

يستغرق شحن بطاريات الرصاص الحمضية وقتاً طويلاً؛ في الواقع، تستغرق بعض الأنواع أكثر من 24 ساعة! إذا كنت تركب دراجة كهربائية بانتظام، فقد يصبح هذا الأمر مزعجاً؛ ولكن لحسن الحظ، توفر بطاريات الشاحن السريع حلاً لهذه المشكلة.

توفر بطارية الرصاص الحمضية المنظمة بالصمامات (VRLA) بديلاً لبطاريات الرصاص الحمضية التقليدية. وهي تحتوي على نظام إلكتروليت محكم الإغلاق وصمام تنفيس لحمايتها من التسرب أو الانفجار، بالإضافة إلى تقليل مخاطر السخونة الزائدة والحد الأدنى من متطلبات الصيانة.

تُستخدم بطاريات حمض الرصاص على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل المصابيح اليدوية والكاميرات. كما أنها مناسبة للأنظمة الكبيرة التي تتطلب الكثير من الطاقة مثل الألواح الشمسية وتوربينات الرياح. وعلى الرغم من أن بطاريات الرصاص الحمضية باهظة الثمن، إلا أنها تدوم لفترة أطول وتكون أكثر موثوقية من بدائلها.

توفر بطاريات النيكل والكادميوم سعة أكبر لكل رطل من بطاريات حمض الرصاص، وهو اعتبار مهم عند شراء دراجة إلكترونية. ولكن، لسوء الحظ، فهي أكثر تكلفة وتحتوي على عناصر خطرة مثل الكادميوم التي تجعل إعادة تدويرها صعبة ومن المحتمل أن تكون خطرة على بيئتنا.

تتميّز بطاريات الليثيوم بكثافة طاقة تفوق البطاريات الأخرى القابلة لإعادة الشحن، مما يعني أنه يمكنها تخزين طاقة أكبر في عبوة أصغر. علاوةً على ذلك، تتمتع خلايا الليثيوم بمرونة حرارية ممتازة وتحتفظ بجهد كهربائي أعلى مقارنةً بالبطاريات الأخرى القابلة لإعادة الشحن، حتى 4.2 فولت، مما يجعلها مناسبة للاستخدام أثناء التنقل والرحلات الطويلة.

هيدريد النيكل-المعدن-النيكل

قد تكون بطاريات النيكل-هيدريد النيكل (NiMH) أغلى من بطاريات الليثيوم بوليمر أو بطاريات الكوبالت، ولكنها تقدم العديد من المزايا الرئيسية التي تتفوق بها: السلامة، وأداء تيار التفريغ العالي، وعمر دورة أطول من بطاريات حمض الرصاص. ومع ذلك، لسوء الحظ، لا تستطيع بطاريات NiMH مجاراة بطاريات الليثيوم أيون في أوقات الشحن السريع أو المتانة، ولا يتحسن أداؤها في درجات حرارة الطقس البارد، كما أن معدلات التفريغ الذاتي لديها أعلى؛ مما يجعلها غير مناسبة للدراجات الكهربائية.

تقيس سعة بطارية الدراجة الكهربائية كمية الطاقة الكهربائية التي يمكن أن توفرها البطارية خلال فترة زمنية معينة وغالباً ما يتم التعبير عنها بوحدة الأمبير-ساعة في الساعة. وهي تمثل فرق الجهد الكهروستاتيكي بين موصلين ويمكن قياسها باستخدام الفولتميتر أو مقياس متعدد.

ستنتج البطارية النموذجية حوالي 400 فولت. يشير ذلك إلى قدرتها على توليد الطاقة على دفعات قصيرة عند استخدام الدواسات، ويمكن أن تساعد معرفة جهد البطارية في تحديد مدة الركوب قبل الحاجة إلى إعادة شحنها.

من الاعتبارات الرئيسية الأخرى عند اختيار بطارية ebike هو الحد الأقصى لمعدل التفريغ. في حين أن بعض البطاريات لا توفر سوى 1C من طاقة التفريغ في الساعة، يمكن أن يصل البعض الآخر إلى 5A على مدار عدة ساعات. يجب أن تجد شاحناً قادراً على دعم هذا المقدار من التيار.

تُعد بطاريات الليثيوم أيون الخيار المفضل للدراجات الكهربائية نظراً لكثافة طاقتها العالية وخفة وزنها وعدم وجود تأثير للذاكرة. كما تتميز أيونات الليثيوم أيون أيضاً بعدم وجود تأثير للذاكرة مما يجعلها واحدة من أكثر الخيارات أماناً، على الرغم من أنها تتطلب أنظمة إدارة بطارية خاصة (BMSs). عند اختيار نظام إدارة البطارية (BMS) الخاص بك، من الضروري أن يحقق أقصى قدر من الأداء والسلامة - يمكن أن يكون لاختيار نظام إدارة البطارية المناسب آثار دائمة على الأداء والسلامة.

تتوافر بطاريات الليثيوم أيون في كل من شكل هيدريد النيكل والمعدن المختومين، مما يوفر موثوقية ممتازة. وقد أثبتت الإصدارات المختومة أنها مناسبة للاستخدام مع الدراجات الإلكترونية على الرغم من ارتفاع تكلفتها مقارنةً بالخيارات غير المختومة، ويمكنها تحمل الظروف القاسية لتعدد الاستخدامات عند التنقل عبر التضاريس المتنوعة.

بطارية نيسان ليف

سيارة نيسان ليف هي سيارة كهربائية حائزة على جوائز مع بطارية كبيرة تسمح لها بالسير لمسافة تصل إلى 226 ميلاً بالشحنة الواحدة. ومنذ طرحها لأول مرة في السوق في عام 2010، خضع الجيل الأول منها لتحديثات كبيرة مثل زيادة حجم البطارية والمحرك المطور، مما يجعل سيارة ليف واحدة من أكثر السيارات الكهربائية كفاءة في استهلاك الطاقة في السوق فيما يتعلق بكفاءة الطاقة والمدى.

تتميز أحدث طرازات نيسان ليف، المتوفرة في طراز e+، ببطارية تبلغ سعتها 62 كيلوواط/ساعة توفر أداءً فائقاً مقارنةً بالطرازات السابقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن قدرات الشاحن السريع والكبح المتجدد في هذا الطراز تجعل البطارية أكثر جاذبية. وهي مصنوعة من خلايا الليثيوم أيون وخلايا النيكل-أيون والنيكل-منغنيز-الكوبالت المدمجة معاً باستخدام تقنيات اللحام بالليزر لتقليل التوصيلات بين الخلايا مما يوفر كثافة طاقة أعلى لتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود.

وقد أدت هذه التطورات إلى زيادة كبيرة في توفير استهلاك الوقود في سيارة ليف، والذي يمكن قياسه باستخدام MPGe والأميال لكل كيلوواط ساعة. وعلاوة على ذلك، تم أيضاً إطالة عمر البطارية من خلال تقليل إنتاج الحرارة، وذلك بفضل نظام الإدارة الحرارية السلبي المتقدم الذي يستخدم دوران الهواء لتبريد بطارياتها.

على الرغم من أن بطاريات ليف لا تزال أقل من الطرازات الكهربائية الحديثة، إلا أنها حققت تحسينات هائلة على مر السنين. ويتميز طراز الجيل الثاني منها الآن ببطارية أكبر حجماً يمكنها أن تقطع مسافة 226 ميلاً لكل شحنة مع تغطيتها بضمانات الشركة المصنعة التي تمتد على كامل نطاقها.

من المزايا الأخرى لسيارة ليف سرعة شحنها - ساعتان ونصف تقريباً عند استخدام شاحن تيار متردد من المستوى 2 - مما يجعلها ملائمة لرحلات العمل أو الترفيه على حد سواء. يجب تجنب الشحن بالتيار المستمر لأن تأثيراته قد تتلف بطاريتها بمرور الوقت.

اعتماداً على نوع بطارية الدراجة الكهربائية، يمكن عادةً شحن بطاريات نيسان ليف بالكامل حتى 80% في أربع أو خمس ساعات - وهو ما يمثل تحسناً كبيراً عن بطارية ليف الأصلية التي يمكن شحنها حتى 50% فقط في هذا الإطار الزمني. ولإطالة عمر البطارية لأطول فترة ممكنة وتجنب الشحن السريع الذي يتسبب في تدهور أسرع، احرص على أن يتراوح مستوى الشحن بين 20%-80% في المتوسط بين كل دورة شحن وتجنب الشحن السريع لتجنب التدهور السريع لأداء البطارية.