סוללה לאופניים חשמליים

סוללה לאופניים חשמליים: כל מה שרציתם לדעת ולא העזתם לשאול

| נכתב ע"י אבירם חורפי
תוכן עניינים

סוללה לאופניים חשמליים וקורקינטים

סוללה לאופניים חשמליים היא הרכיב הכי יקר בכלי. בבואנו לקנות כלי חדש, אחד הדגשים שאנחנו צריכים לשים לב אליהם הוא הסוללה. רוב הגדול של הכלים החשמליים כיום מונעים ע"י סוללת ליתיום. זו הפכה לסטנדרט המקובל בשוק, ועליה נפרט במאמר הבא.

הבעיה שאנחנו לא באמת רואים את התאים ואת הבניה עצמה. כך שלמעשה אין לנו יכולת לבחון מי היצרן או מה קורה שם בפנים מעבר למעטפת. דבר זה מצריך מאתנו רמת אמון גבוה עם המוכר. אנשי המכירות בחנויות האופניים והקורקינטים, וגם לא מעט רוכבים אוהבים להתהדר בוולט או בוואט של הכלים שלהם. חשוב להבין שיש עוד נתונים מהותיים מתוך מכלול שיקולים לא פחות חשובים שצריך לקחת בחשבון כשקונים סוללה חדשה. 

אבל מזה בכלל וואט? או מזה וולט? מה ההבדל בין אמפר לאמפר שעה? מזה C-Rate? 

על זה ועוד נענה בהמשך… 

וולקאם טו יזראעל

הצרכן הישראלי אוהב בזול. והמוכר הישראלי יודע למכור לכם כל מיני אגדות כמו תאי כוח. מה שאולי אתם לא יודעים הוא שרוב הסוללות שתמצאו כיום בשוק יהיו מורכבות מתאים סיניים. זה גם מה שמסביר את הירידה במחירים בשנים האחרונות. אם פעם סוללה לאופניים חשמליים הייתה בנויה מתאים של חברות מוכרות כמו סמסונג, פנסוניק ו-LG. היום ברוב הגדול של הכלים החשמליים שמגיעות לישראל יש תאים של יצרן סיני. 

היתרון בתאים אלו יהיה כמובן ירידת מחירים שהשוק חווה לאחרונה. החיסרון הכי בולט הוא כמובן באורך חיי הסוללה. מעבר לכך, איכות בנייה גרועה של סוללה עלולה להביא התחממות יתר שתוביל לנזק לסוללה עצמה ולרכיבים אחרים בכלי.

לשם הבטיחות שלכם והסובבים אתכם, מומלץ לקרוא את ההנחיות לשימוש נכון ובטוח של סוללה לאופניים וקורקינטים חשמליים.

מושגים בסיסיים של סוללה לאופניים חשמליים

אי אפשר באמת להבין סוללה לאופניים חשמליים  ללא הבנה בסיסית של מושגים במערכת החשמלית. הסוללה היא רק בנק האנרגיה והיא לא מזיזה את הכלי שלכם לבדה. הסוללה כמובן צריכה להיות מתאימה לבקר ולמנוע של הכלי. חוסר התאמה יגרום לתקלה במקרה הטוב או לשריפה במקרה הגרוע.

אז  בואו נעשה סדר בכל המושגים שתוכלו להבין טוב יותר את הסוללה. מה יש בתוך המעטפת. איך זה עובד. והקשר שלה למערכת החשמלית של האופניים. דבר זה יעזור לכם לקבל החלטה הרבה יותר נכונה. 

וולט (V) – מתח 

וולט הוא מתח הסוללה והמתח שעליו עובדת כל המערכת החשמלית. המתחים שלרוב נפגש איתם באופניים וקורקינטים חשמליים הם 36V או 48V. קצת פחות נפוץ – 60V ויותר.

יש גם כלים עם מערכות של 72V ויותר, אבל אלו סוללות הבנויות עפ"י דרישה אישית ומוקפדת כדי שיוכלו לעמוד בעומס המערכת ללא סיכונים מיותרים.

לפי מה נקבע הוולט? לפי מספר התאים המחוברים בטור. ככל שיהיו יותר תאים מחוברים בצורה טורית יהיה לנו וולט יותר גבוה בסוללה.

ככל שיהיה לנו יותר וולט בסוללה – נוכל להגיע למהירות גבוהה יותר

תאי סוללה בחיבור טורי
בחיבור טורי הקוטב החיובי של התא יהיה מחובר לקוטב השלילי של התא הבא אחריו

 אמפר (A) – זרם

אמפר הוא הזרם שעובר מהבקר למנוע ובעצם קובע כמה כוח יהיה לכלי החשמלי.

ככל שהאמפר יהיה יותר גבוה – אתם תרגישו יותר מומנט שמעיף אתכם כאשר אתם סוחטים את המצערת.

ככל שהאמפר יהיה יותר גבוה, תוכלו לסחוב משקל גדול יותר. בנוסף, הכלי יסחוב אתכם בעליה או במאמץ כזה או אחר הרבה יותר טוב. רוב הבקרים הסטנדרטים בארץ יודעים לתת למנוע משהו באזור 14 עד 19 אמפר מקסימום. בנסיעה רגועה הבקר ידע לתת למנוע פחות אמפר, ובנסיעה מאומצת הבקר ידע לתת למנוע יותר אמפר. 

כאשר משדרגים אפשר להתקין בקרים של אזור 30 40 אמפר או אפילו יותר. לדוגמא בקורקינט RION, הנחשב לקורקינט חשמלי המהיר בעולם יש בקר שיודע לתת גם 400 אמפר. (כן, זה הרבה).

טיפ: כשאתם באים לקנות כלי חדש או בקר חדש אחד הנתונים שהכי צריכים לעניין אתכם הוא כמה אמפר הבקר מוציא. 

אמפר שעה (AH) / וואט שעה (WH) – קיבולת

אולי המושג שהכי הרבה מתבלבלים לגביו… 

למרות שבשמות הם דומים… אמפר ואמפר שעה הם דברים שונים לחלוטין.

אמפר שעה היא מידת הקיבולת שמשתמשים בה כדי לדעת כמה אנרגיה יש בסוללה.

בדיוק כמו שברכב יש מיכל דלק בו מאוחסנת האנרגיה, באופניים או בקורקינט יש סוללה שבה מאוחסנת האנרגיה שמניעה את הכלי. במיכל דלק של רכב אנחנו מודדים את כמות האנרגיה בליטרים. בסוללה אנחנו מודדים את כמות האנרגיה באמפר שעה.  

לפי מה נקבע האמפר שעה? לפי מספר התאים המחוברים במקביל. ככל שיהיו יותר תאים מחוברים במקביל, כך קיבולת הסוללה תהיה גדולה יותר. 

יצרנים מסוימים מעדיפים לציין את הקיבולת לפי וואט שעה ולא אמפר שעה. למעשה זוהי פשוט שיטת מדידה שונה, וזה כל ההבדל. יצרני אופני שטח חשמליים אוהבים לציין קיבולת בוואט שעה ויצרני אופניים חשמליים עירוניים וקורקינטים חשמליים לרוב מציינים את קיבולת הסוללה באמפר שעה. 

תאי סוללה בחיבור מקבילי
בחיבור מקבילי הקוטב החיובי של התא מחובר לקוטב חיובי של הבא אחריו וכך גם הקוטב השלילי מחובר לקוטב השלילי

וואט (W) – הספק

הוואט הוא ההספק של המערכת החשמלית כולה. 

איך יודעים מה ההספק?

הערך של הספק המערכת החשמלית הוא נתון המחושב על פי  מתח הסוללה כפול האמפר שהבקר מוציא. 

וולט X אמפר = וואט 

ההספק הוא למעשה המידה שבה משתמשים כדי לקבוע את יכולת המערכת החשמלית. אם במכוניות יש כוח סוס, לכלים חשמליים יש וואט. 

לדוגמה:

48V * 14A = 672W

אחת מהמערכות הכי פופולריות בשוק היא מערכת עם סוללה 48 וולט ביחד עם בקר שיודע להוציא 14 אמפר למנוע. התוצאה שמתקבלת לנו היא 672 וואט הספק. נשמע הרבה יחסית נכון? זה בגלל שעשינו את החישוב על פי האמפר המקסימלי של הבקר. כלומר בשיא העומס על הבקר – זה ההספק שיהיה. 

בואו ננסה שוב אבל הפעם עם הזרם הרציף שזה מה שהבקר צורך ברכיבת ממוצעת:

48V * 7A = 336W

נשמע קצת יותר מוכר? אופניים או קורקינט שיש להם הספק של 350 וואט היא בין הנפוצות בישראל. מערכת כזו כמובן יכולה לעמוד גם בעומס קצת יותר גדול. זה כדי לספק מנעד רחב של עומס כזה או אחר.

חשוב לזכור שגם המנוע צריך יכולת לעמוד בעומס שנותנים לו, אבל על זה נדבר במאמר אחר.

C Rate

הביטוי "תאי כוח" נהייה מאוד באופנה בזמן האחרון. יצרנים מקומיים או ספקים של סוללות הטוענים לתאי כוח כאלו או אחרים.

אז בואו, אין באמת מושג כזה "תאי כוח"… 

את פריקת הזרם בסוללה לאופניים חשמליים מודדים  בדירוג C. לרוב הסוללות הסטנדרטיות בארץ כיום יש דירוג של C2 או C3. במקרים אחרים C4 או C5. אם תחפצו בכל זאת בדירוג C גבוה יותר – סביר להניח שתהיו חייבים להזמין סוללה בבנייה אישית מכיוון שבארץ זה לא מוצר שקיים "על המדף". 

מה זה C Rate ואיך הוא משפיע על סוללה לאופנים חשמליים

בסוללה שלכם יש אנרגיה. את האנרגיה הזו הבקר לוקח מהסוללה, מעבד אותה וזורק אותה למנוע. אבל אם נתקין בקורקינט בקר סטנדרטי שרוצה לקחת מהסוללה 15 אמפר או את בקר אסי באק 855 שרוצה לקחת 90 אמפר… האם נוכל להשתמש באותה הסוללה? התשובה היא לא

בקר של 90 אמפר יטגן סוללה סטנדרטית, אותה הסוללה שיש לרוב הגדול של האופניים החשמליים בארץ. ולא זה לא משנה אם הסוללה היא 48V או 60V.

בשביל זה, יש לנו את דירוג ה-C. דירוג ה-C למעשה אומר לנו מה היא יכולת פריקת הזרם של הסוללה. ככל שדירוג ה-C של הסוללה גבוה יותר, כך הסוללה שלנו תדע לעבוד עם זרם גבוה יותר.

איך תדעו את ה C-Rate המתאים לכם? את ה C-Rate נכפיל באמפר שעה של הסוללה ונקבל את התוצאה 

וככה זה נראה עם סוללה של 10AH:

10AH * 3C = 30A

זה אומר שאם יש לנו בקר שרוצה לקחת 19 אמפר מהסוללה, סוללה עם דירוג 3C בהחלט מספיקה לנו. כדי לשמור על אורך חיים טוב של הסוללה מומלץ להשאיר מרווח מסוים ולא לנצל את דירוג הC במלואו. כך שמקרה הזה 30 אמפר יהיה יותר ממספיק.

ככל שתרצו כלי חזק יותר תצטרכו סוללה שיודעת לפרוק זרם גדול יותר. זה גם הרבה פעמים הגורם להבדלי מחירים גדולים. 

 שימו לב לקנות סוללה עם C-Rate מתאים. חבל שסתם תבזבזו כסף מיותר על סוללה יקרה או חלילה תקנו סוללה לא מתאימה. במקרה הטוב היא פשוט תגיע לסוף החיים שלה מאוד מהר או במקרה הגרוע, הסוללה תתחמם יתר על המידה ותגרום לנזק כזה או אחר.

כרטיס ניהול סוללה לאופניים חשמליים

לכל סוללה לאופניים חשמליים יש BMS. תפקידו של כרטיס זה כשמו כן הוא, לנהל את כל המערך הזה שנקרא סוללה. את הטעינה שחס וחלילה לא נגיע למצב של טעינת יתר. לנטר את פריקת הזרם וכמובן את איזון התאים. ה-BMS גם שומר על התאים מפני עומס יתר או התחממות יתר. 

כרטיס זה הוא למעשה מחשב קטן שמחובר לתאים של הסוללה ובכך הוא יכול לקבל נתונים ולשדר פקודות. כיום יש כרטיסים שמתחברים לצג ההפעלה ויכולים בלייב להראות לנו נתונים כמו טמפרטורה מצב איזון התאים ועוד. 

בגלל הסיבות האלו, חשוב מאוד שה-BMS יהיה איכותי ומותאם לתאים ולבנייה שלהם. אין הגיון להשתמש בתאים עם יכולת פריקת זרם גבוהה עם BMS קטן שמגביל את צריכת הזרם או להיפך.

אסור באופן חד משמעי לעקוף את ה-BMS. אם מישהו מציע לכם דבר כזה – תברחו. 

כרטיס ניהול סוללה לאופניים חשמליים
BMS (Battery Managment System) או בעברית - כרטיס ניהול סוללה

 תאים (CELLS)

סוללה לאופניים חשמליים כפי שאתם מכירים אותה חיצונית היא לרוב רק מארז הנקרא סילברפיש באופניים חשמליים. בקורקינט חשמלי, התאים לרוב עטופים בשרינק ונמצאים בגוף הקורקינט.

בתוך המארז הזה יש תאים בצורת צילינדר המחוברים בחיבור טורי ומקבילי. ביחד כאשר הם מחוברים – הם יוצרים סוללה אחת גדולה.

סוללה לאופניים חשמליים בנויה מתאים הנקראים 18650 או 21700. המשמעות של שתי הספרות הראשונות הוא קוטר התא, ושתי ספרות הבאות יהיו אורך התא במילימטרים.

 העיקרון הוא פשוט:  ככל שנחבר יותר תאים בטור – יהיה לנו וולט גבוה יותר. ככל שנחבר יותר תאים בצורה מקבילית – יהיה לנו אמפר שעה גבוה יותר. 

לרוב בכל תא בודד יהיה מתח של 3.7 וולט וקיבולת של 1,800 מיליאמפר שעה עד 3,500 מיליאמפר שעה. תלוי בסוגי התאים והיצרנים השונים.

תאי סוללה לאופניים חשמליים
וככה נראים התאים מתחת לשרינק שהם מחוברים עם פסי ניקל

מה יש בתוך תא בודד של סוללת ליתיום

לא רק באופניים חשמליים או בקורקינטים חשמליים משתמשים בתאי ליתיום. גם במחשב הנייד שלכם או המברגה החשמלית יש את אותם תאים בדיוק בהרבה מקרים. מכשור רפואי עובד עליהם ועוד…

יצרניות התאים מייצרות תאים עם גודל סטנדרטי מסוים, כך בוני הסוללות יכולים לבחור את התאים הרצויים והנכונים לכל מכשיר. 

אבל מה יש בתא הקטן הזה? תא בודד כזה מכיל 3 מרכיבים עיקריים:

  1. אנודה (Anode)
  2. קתודה (Cathode)
  3. אלקטרוליט (Electrolyte)

 

אנודה היא אלקטרודה שלילית. קתודה היא אלקטרודה חיובית . אלקטרוליט היא התמיסה המפרידה בין האלקטרודות והיא זאת שמוליכה את היונים בין האלקטרודות. התזוזה הזו של היונים בין האלקטרודות  יוצרת לנו את האנרגיה שהלכה למעשה מניעה את הכלי החשמלי שלכם

ההבדל המהותי בין סוגי התאים השונים יהיה סוג התרכובת הכימית שנמצא בתוך התא והאלקטרודות השונות. אלו בעצם יקבעו את ביצועי התא כגון יכולת פריקה, מחזורי טעינה וקיבולת התא.

יש תאים עם סוגים שונים של תרכובות כימיות אבל הפופולריות בניהן יהיו:

LFP/IFR – lithium iron phosphate LiFePO4   

LMO/IMR – lithium manganese oxide LiMn2O4

NMC/INR – nickel manganese cobalt LiNiMnCoO2

NCA – nickel cobalt aluminum LiNiCoAlO2

LCO/ICR  – lithium cobalt oxide LiCoO2

בתוך תא סוללה בודד
כמובן שבתא בודד יש עוד מרכיבים, אך אלו יהיו המרכזיים ביניהם

Voltage Sag/Dip – המתח נופל בתחילת נסיעה

Voltage Sag (בעברית "שקיעה") הוא ביטוי לנפילת מתח בסוללה כאשר יש עומס על הסוללה. כל רוכב כמעט חווה נפילת מתח בפתיחה של מצערת מלאה. שחרור המצערת ורכיבה רגועה יותר, והמד מתח חוזר לעצמו. אם זה קרה לכם ונכנסתם לתסביך… תירגעו, זה בסדר ולתופעה הזו קוראים Sag או Dip.

לרוב זה קורה בהתחלה של הרכיבה כאשר אנחנו פותחים מצערת מלאה מהסיבה שזה הרגע שהמערכת חווה עומס גדול יחסית. אין מה לדאוג מזה, זוהי תופעה לגיטימית שנגרמת מעומס רגעי. עוד מה שיכול להשפיע על Sag היא קיבולת נמוכה בסוללה וכמובן הצורה שהסוללה בנויה והכימיה שלה. 

Sag יכול לתת לנו אינדיקציה טובה של מה באמת מצב הסוללה שלנו, וכמה אנרגיה אנחנו באמת יכולים לסחוט ממנה. 

כאשר הסוללה תהיי לקראת סוף מחזור טעינה הנוכחי יכול להיות שתחוו Sag יותר משמעותי וזה בסדר, אבל אם בסוללה 48V אתם חווים סאג של איזור ה-44V, כדאי שתתחילו להתכוונן לטעינה לפני שהסוללה מתרוקנת ואז תהיו בבעיה. 

תיקון סוללה לאופניים חשמליים

צריך להפריד בין החלפת תאים פגומים לבין תיקון במעטפת הסוללה כגון סוויץ, בית פיוז, מגעים שנשחקו, פלסטיקה וכו'.

החלפת תאים בסוללה סטנדרטית יהיה לרוב רק לדחות מעט את הקץ. בתיקון כזה, העלות מול התועלת די נמוכה. הסיבה לכך שעלות עבודת החלפת תאים היא מאוד יקרה בשל המורכבות הכרוכה בכך.

אז מתי כן נחליף תאים? לרוב אם מגיעים למצב שצריך להחליף תאים זה יהיה בסוללות יותר יקרות ולא סטנדרטיות עם תאים איכותיים ובנייה אישית, וגם אז… צריך לבדוק אם זה בכלל משהו שמשתלם להיכנס אליו.

מקרה אחר יהיה בסוללה יחסית חדשה שמסיבה כזו או אחרת היו בה תאים תקולים – במקרה כזה יש לכם אחריות. וזו עוד נקודה שחשוב לבדוק – לוודא כי המוכר אמין וידע לתת לכם שירות ואחריות במידת הצורך.

הסטנדרט המקובל לאחריות על סוללה הוא 12 חודשים. לא מעט ספקים מקומיים מוכרים סוללות לא "טריות" או סוללות עם תאים מאיכות ירודה. הסיבה לכך היא שלסוללה יש אורך חיי מדף בין אם השתמשתם בה או לא.

וודאו שיש לכם אחריות ואם רכשתם און ליין אז מה קורה במידה ותצטרכו להפעיל אותה.

 

אהבתם את המאמר? יאללה פרגנו בשיתוף 🙂

שיתוף מהיר:
שיתוף ב facebook
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב email
שיתוף ב twitter
שיתוף ב linkedin

רק נוודא שאתם באיזורי השירות שלנו...

מפת איזור רעננה, רמת השרון, הרצליה, צפון תל אביב החדש

האם את/ה נמצא/ת בצפון תל-אביב, רמת השרון, רעננה או הרצליה?

מעולה! איך תרצו לדבר איתנו?

התקשרו או שלחו הודעה ואנחנו בדרך אליכם

058-444-6266

התקשר

אוף...

מצטערים, אך הניידת שלנו לא מגיע לאיזור שלך