Dojazd elektrobicykle

RSS
Dojazd elektrobicykle

Dojazdom elektrobicykla sa obyčajne rozumie prejdená vzdialenosť na jedno nabitie batérie . Presnejšie povedané ide o vzdialenosť, počas ktorej sa prejavuje elektrická pomoc motora, než sa vybije batéria. Jedná sa o parameter, ktorý je pri bežnom jazdení ovplyvnený mnohými faktormi aj spôsobom regulácie motora zo straty jazdca. Pre pohodlie na elektrobicykli ide ale o podstatný parameter , pretože vlastne udáva, po akú vzdialenosť vám bude bicykel schopný pomáhať ako skutočný elektrobicykel, než ho bude treba dobiť alebo šliapať len ako na bežnom kolese (elektrobicykel je však ťažší ako bežný bicykel).

Podobne, ako pri udávaní spotreby pohonných hmôt u automobilu, býva dojazd niektorými výrobcami elektrobicyklov udávaný formou počtu najazdených kilometrov, pri nastavenom najnižšom stupni asistencie a teda minimálnej spotrebe elektrobicykla (napr. "dojazd 130km") alebo potom v určitom intervale kilometrov ako obvyklé rozpätie. né vyjadrenie.

Čo ovplyvňuje dojazd elektrobicykla?

Pozrime podrobnejšie na to, čím je daný dojazd elektrobicykla:

1. Kapacita batérie elektrobicykla

Hlavným ukazovateľom pre posúdenie dojazdu bicykla je kapacita batérie. Tá vyjadruje, po akú dobu je batéria schopná dávať určitý elektrický prúd. Udáva sa v Amper- hodinách. Napr. 10 Ah, znamená, že batéria dokáže dávať prúd 10 Amper po dobu jednej hodiny alebo tiež napr. 1 Ampéru po dobu 10 hodín atď. Všeobecne platí, že čím má batéria elektrobicykla vyššiu kapacitu (viac Ampérhodín pri danom napätí), tým bude vyšší aj jeho skutočný dojazd.

Na posúdenie výkonu batérie jednoducho vynásobíme kapacitu batérie (počet Amper-hodín, Ah) stredným napätím batérie (počet Voltov, V) na ktorom batéria pracuje. Tým získame výkon za čas, daný počtom Watt-hodín (Wh). Napríklad batéria s kapacitou 10 Ah a napätím 36V má výkon 10x36, teda 360 Wh (Watt-hodín).

Jazda na elektrobicykli, s najnižším stupňom asistencie spotrebováva minimálne 4 - 5 Wh na jeden kilometer vzdialenosti (v závislosti na ďalších okolnostiach, popísaných nižšie)

Výpočet dojazdu elektrobicykla

Vydelením počtu Watt-hodín spotrebou energie na 1 km získame počet kilometrov, po ktorej nám bude batéria pomáhať:

Pri minimálnej spotrebe 4,5 Wh a batérii 10 Ah/36V, sa dostávame na 360 Wh delených 4,5 Wh = 80 km, ako na teoreticky možný maximálny dojazd elektrobicykla.

Pri kapacite napr. 16,5 Ah a napätie 36 V potom na 594 Wh/ 4,5 Wh = 132 km, ako nominálny dojazd elektrobicykla, pri minimálnej spotrebe.

Pre dosiahnuteľný dojazd 120 km by batéria mala mať minimálne 15 Ah pri 36V.

Pri komfortnejšom vyššom stupni asistencie, kedy sa jazdec viac „vozí“, môže spotreba na bežnom elektrobicykli (250W) kolísať medzi 5,5 a 10 Wh. V momente rozjazdu, jazde do kopca alebo jazde na priamy záber motora (ak má bicykel takú funkciu) sa môže spotreba vyšplhať až na desiatky Watt-hodín na kilometer. Pri batériách s väčšou kapacitou je pravdepodobné, že celková vzdialenosť na jedno nabitie nebude prejdená v jednom kuse, ale dôjde počas nej k prestávkam. Pokiaľ trvajú dlhšiu dobu (1 a viac hodín), pomôžu batériu zotaviť v rozsahu 5-10% a tým ešte predĺžiť celkový dojazd.

 

2. Štýl a povaha jazdy na elektrobicykli

Je logické, že dojazd je podstatne ovplyvnený váhou jazdca, povahou terénu (hrubý povrch, kopcovitý terén, časté rozbiehanie, protivietor atď. znižujú dojazd) a jazdným štýlom – najmä volenou intenzitou asistencie. Dojazd sa dá predĺžiť vypínaním asistencie pri jazde po rovine alebo miernom klesaní, väčšou intenzitou šliapania (platí pri frekvenčnom senzore), plynulejšou jazdou a pod. Pokiaľ je batéria zaťažovaná väčšími prúdmi (vysoký stupeň asistencie), chemická štruktúra batérie nezvládne vydať rovnakú energiu, ako keby ste ju vybíjali pekne pozvoľna. To isté platí aj pri zmenách teploty. V mrazoch alebo aj pri teplotách okolo 40 °C lítiové batérie vykazujú horšie vlastnosti, pokiaľ ide o využiteľnú kapacitu.

Nezanedbateľný vplyv na dojazd elektrobicykla má samozrejme aj jeho technický stav - voľba plášťov a ich nahustenie, nastavenie bŕzd, namazanie reťaze a nastavenie stredov kolies, šliapanie, stav ložísk atď.

V ponuke je rad modelov elektrobicyklov, kde je dojazd objektívne predĺžený vďaka vyššej kapacite batérie, ktorá môže byť pri rovnakom vonkajšom tvare až dvojnásobná (až 25 Ah). Tým pádom je schopná vydávať rovnaké množstvo energie dvojnásobnú dobu a reálny dojazd na nízky stupeň asistencie potom prekračuje aj 150km.

Dojazd elektrobicykla je možné výrazne predĺžiť tým, že zdatnejší jazdec udržuje dlhodobo cestovnú rýchlosť elektrobicykla nad 25km/h (kedy sa asistencia motora sama odpája) alebo asistenciu pri jazde vypína a ťahá pohyb skôr vlastnou silou (Ak pôjdete prevažne bez motora, môžete samo sebou prejsť aj niekoľko). Takýto prístup vedie marketingových pracovníkov niektorých aj renomovaných značiek k udávaniu skreslených až nereálnych hodnôt dojazdu. U nami udávaných parametrov všetkých predávaných elektrobicyklov sú preto hodnoty dojazdu korigované na reálnu, ale stále optimistickú hodnotu. Základným normatívom minimálnej spotreby je 4,5 Wh (watt-hodiny) na jeden kilometer asistovanej jazdy, ako bolo uvedené vyššie, pri ktorom si jazdec necháva pomáhať elektropohonom. Tento normatív zodpovedá priemernej spotrebe, pri jazde, kedy Vám elektrobicykel po väčšinu času ešte aspoň minimálne pomáha.

3.Technológia elektrickej asistencie

Ďalšie, aj keď podstatne menej významné odchýlky v dojazde kolesa, sú výsledkom rozdielov v použitých systémoch regulácie, účinnosti motora a typu batérie. Tu treba spomenúť napríklad rozdiel v správaní senzorov asistovaného šliapania, kde je odlišnosť medzi frekvenčným (sníma otáčky šliapania) a torzným (sníma krútiaci moment pri šliapaní a podľa toho "dávkuje" pomoc motora). V spojení s konkrétnym jazdným štýlom je potom možné dosiahnuť drobné rozdiely v dojazde. Napr. len ľahké šliapanie minimálnou silou vedie pri frekvenčnom senzore k dávkovaniu väčšieho prúdu a tým výraznejšiu asistenciu (s kratším dojazdom), ako pri rovnakom štýle jazdy pri torznom senzore. Naopak voľba vyššieho prevodu (menšie koliesko), teda pomalšie a intenzívnejšie šliapanie, povedie k menšiemu zaťažovaniu batérie pri frekvenčnom senzore.

Rovnako koncept motora (v strede šliapania/v strede kolesa) vykazuje drobné rozdiely v dojazde pri rôznych štýloch jazdy. Pri pohone v strede šliapania dochádza oproti elektromotoru v strede kolesa k dodatočným stratám v reťazovom prevode, čo môže byť až 10%. Motor osadený v strede šliapania vďaka prehadzovačke ale pracuje v užšom a priaznivejšom rozsahu otáčok ako je tomu pri motore v strede kolesa, čo čiastočne kompenzuje straty vo prevodových stupňoch.

Ako potvrdzuje prax, mierne predĺženie dojazdu je možné dosiahnuť aj rekuperáciou brzdnej sily využitej na dobíjanie batérie u kolies vybavených systémom rekuperácie. Vzhľadom na malú hybnosť elektrobicykla a straty však ide o jednotky percent a výhody rekuperácie sú v prípade elektrobicyklov skôr marketingovou argumentáciou.

 

Batérie elektrobicyklov

Prvá generácia elektrobicyklov bola vybavená olovenými akumulátormi, ktoré boli síce lacné, ale zväčšovali hmotnosť elektrobicyklov o 10-20kg. Celková váha kolesa tak často atakovala 40kg, čo bola pri malej kapacite Pb akumulátorov a krátkej životnosti jedna z hlavných nevýhod.

Dnešným štandardom sú batérie na báze lítia, pôvodne konštruované z lítium-iónových článkov, neskôr lítium-polymérových (lepší pomer výkon/cena/bezpečnosť) a tiež lítium-železo polymérových, ktoré majú vyššiu hmotnosť, ale zvládajú vyššie vybíjacie prúdy.

Životnosť batérií v elektrobicykloch sa udáva v počte nabíjacích cyklov a pri lítiových batériách dosahuje až 1000 cyklov.

 

Aká značka batériových článkov je najlepšia?

Dnes je vo svete etablovaných iba niekoľko globálnych výrobcov originálnych článkov, z ktorých potom tisíce firiem zostavujú batérie. Medzi najrozšírenejšie li-ion články, určené pre elektrobicykle, patria Panasonic a Samsung s kapacitami 2,6, až 3,5 Ah, v novom rozmerovom štandarde Tesla (21x700mm) aj cez 5,5 Ah, svoje uplatnenie v elektrobicykloch majú aj články LG a Sony. Niektorými producentmi batérií ázijskej proveniencie bývajú používané aj neznačkové lacnejšie články, s nižšou životnosťou aj kapacitou. V ponúkaných radoch značkových článkov Samsung, Panasonic, atď sú vždy typy svojim určením vhodné pre elektrobicykle, najmä vybíjacou charakteristikou, životným cyklom aj odolnosťou na otrasy.

Vzhľadom na podobné parametre sa nedá jednoznačne zvoliť, ktorý článok je najlepší. Články Samsung a Panasonic sú v tesnom súboji parametrov, cenovo prívetivejší je Samsung. Články LG si začínajú v posledných rokoch budovať povesť tým, že prenikli do výrobkov niekoľkých renomovaných nemeckých značiek. U článkov Sony je možné nájsť typy, ktoré znesú vyššie vybíjacie prúdy ako je bežne potrebné. Pre elektrobicykel, kde je prúd limitovaný riadiacou jednotkou, je však taká vlastnosť skôr nepodstatná. Články potom majú vyššiu cenu a vydržia menej nabíjacích cyklov.

Na získanie podrobnejších informácií o vlastnostiach batérií odporúčame navštíviť stránky www.baterie-servis.cz

Najčastejšie praktické otázky týkajúce sa batérií a ich životnosti nájdete tu:

Čo presne sa považuje za nabíjací cyklus, je to každé nabitie? Koľko cyklov má batéria reálne vydržať?

Jedným z parametrov batérie je počet tzv. nabíjacích cyklov, ktoré je batéria schopná absolvovať, než dôjde k podstatnému vyčerpaniu použiteľnej kapacity batérie. Pritom podstatným vyčerpaním je podľa STN EN pokles pod 60 % kapacity. Pri absolvovaní skúšok plnými vybíjacími cyklami (predpísaným spôsobom) by u lítiových batérií malo byť potrebné min. 300 cyklov.

V praxi to znamená, že batéria sa chová normálne, keď vydrží aspoň 300 plných nabití a vybití, než začne byť pokles kapacity zreteľný). To neznamená, že je potom "po batérii", ale skrátka už Vás nepovozí ako predtým. Pokojne ale môže ďalších 200-300 podobných cyklov absolvovať a stále sa s ňou dá jazdiť.

Pri bežnom používaní ale batéria neprekonáva plný nabíjací cyklus pri každom nabíjaní a počet nabití, ktoré v dôsledku toho znesie, tak býva dvoj aj trojnásobne vyšší. Niektoré normy a rôzni výrobcovia používajú preto ako jednotku cyklu polovicu alebo pomernú časť plného vybitia a nabitia, aby hodnotu viac priblížili spôsobu reálneho používania (cyklovania) batérie (a aby aj počet cyklov vyzeral lepšie). V praxi sa tak ustálilo, že lítiová batéria je schopná vydržať 800-1000 cyklov, resp. v tomto prípade skôr výraznejších nabitia a vybitia. Pri olovených batériách je to cca tretina.

Pri meraní počtu cyklov sa medzi jednotlivými cyklami ponecháva 1-4 hodiny oneskorenie pre stabilizáciu elektrolytu. Pokiaľ ale batéria prekonáva jednotlivé cykly napr. v priebehu 2 rokov, podpisuje sa na nej starnutie jednotlivých chemických zložiek batérie a počet cyklov, ktoré batéria znesie v dlhšom čase sa adekvátne skracuje. 

Ako sa mení kapacita batérie?

Batéria je pomerne zložitý elektrochemický systém, ktorý prekonáva určité etapy svojho "životného" cyklu. Na výkonovom prejave batérie sa prejavuje aj režim užívania, ktorému bola vystavená. Všeobecne platí, že keď začnete batériu používať, batéria by sa mala dostať do plnej kondície. Na začiatku by tzv. zotavená kapacita mala byť aspoň 85% nominálnej kapacity, po dlhodobom skladovaní (90 dní/40 st Celzia) by zotavená kapacita mala činiť min. 50% nominálnej kapacity podľa STN EN.

Pri bežnom používaní, napr. počas sezóny by batéria mala vykazovať hodnotu kapacity blízku nominálnej hodnote, stanovenej pre batériu výrobcom napr.13 Ah. Pri nových batériách to býva aj o cca 10-15% viac. S postupným užívaním a narastajúcim počtom nabíjacích cyklov sa kapacita batérie postupne znižuje.

Je potrebné vychádzať z toho, že pre meranie je nevyhnutné dodržať nízky (predpísaný) vybíjací prúd. Pod premenlivým zaťažením vysokými prúdmi, napr. pri jazde na elektrobicykli, je reálny kapacitný výstup z batérie vždy nižší. Chemická štruktúra batérie skrátka nezvládne vydať toľko prúdu, ako keď by ste ju vybíjali pekne pozvoľna. To isté platí aj pri zmenách teploty. V mrazoch alebo aj pri teplotách okolo 40 st Celzia lítiové batérie vykazujú zníženú kapacitu. Je im skrátka veľmi horúco alebo zima – elektrochemická reakcia je teplotou ovplyvnená. Gélové olovené batérie môžu byť mrazom nezvratne poškodené, takže ich treba skladovať v teple.

Batéria nesmie byť skladovaná vo vybitom stave!

Čo je potrebné urobiť, pokiaľ batéria nebude dlhšiu dobu používaná?

Batériu nabite, odpojte od záťaže a skladujte v izbovej teplote (najmä Pb batérie), v suchu a tme. Neskladujte vo vybitom stave. Pokiaľ napätie batérie klesne pod medznú hodnotu, vedie to k nevratným zmenám a strate kapacity u všetkých typov batérií. Vzhľadom na samovybíjanie - postupnému poklesu nabitia, je potrebné batériu počas skladovania opakovane, cca 1 x za 2-3 mesiace dobíjať.

Dlhodobé skladovanie

Na dlhodobé skladovanie sa upravuje stav nabitia na cca 60%, tzn. že po plnom nabití v časovom odstupe cca 4 hodiny av izbovej teplote sa batéria riadeným spôsobom vybije predpísaným prúdom na 60% nabitia. Tento úkon zverte radšej odbornému servisu.

Predchádzajúci Blog Nasledujúce Blog

  • Vaclav Dvorak