Baterias para patinetes elétricos
A bateria é o "tanque de combustível" da sua scooter elétrica. Ela armazena a energia consumida pelo motor CC, luzes, controlador e outros acessórios.

A maioria das trotinetes elétricas possui algum tipo de bateria de íon-lítio devido à sua excelente densidade de energia e longa vida útil. Muitas trotinetes elétricas infantis e outros modelos mais baratos contêm baterias de chumbo-ácido. Numa trotinete, a bateria é composta por células individuais e um sistema eletrónico de gestão de baterias que garante o seu funcionamento seguro.
Baterias maiores têm mais capacidade, medida em watts-hora, e permitem que uma scooter elétrica percorra distâncias maiores. No entanto, elas também aumentam o tamanho e o peso da scooter, tornando-a menos portátil. Além disso, as baterias são um dos componentes mais caros da scooter e, consequentemente, o custo total aumenta.

Tipos de baterias
As baterias para patinetes elétricos são compostas por várias células individuais. Mais especificamente, são feitas de células 18650, uma classificação de tamanho para baterias de íon-lítio (Li-Ion) com dimensões cilíndricas de 18 mm x 65 mm.

Cada célula 18650 em um conjunto de baterias é bastante modesta — gerando um potencial elétrico de aproximadamente 3,6 volts (nominal) e tendo uma capacidade de cerca de 2,6 ampères-hora (2,6 A·h) ou cerca de 9,4 watts-hora (9,4 Wh).

As células da bateria operam com tensões de 3,0 volts (0% de carga) até 4,2 volts (100% de carga).

Íon de lítio
As baterias de íon-lítio possuem excelente densidade energética, ou seja, a quantidade de energia armazenada em relação ao seu peso físico. Elas também apresentam excelente longevidade, o que significa que podem ser descarregadas e recarregadas, ou "ciclicamente", diversas vezes, mantendo sua capacidade de armazenamento.

O termo "íon-lítio" na verdade se refere a várias composições químicas de baterias que utilizam íons de lítio. Segue uma breve lista abaixo:

Óxido de lítio e manganês (LiMn2O4); também conhecido como: IMR, LMO, Li-manganês
Níquel-manganês-lítio (LiNiMnCoO2); também conhecido como INR, NMC
Óxido de lítio, níquel, cobalto e alumínio (LiNiCoAlO2); também conhecido como NCA, lítio-alumínio
Óxido de lítio, níquel e cobalto (LiCoO2); também conhecido como NCO
Óxido de lítio-cobalto (LiCoO2); também conhecido como ICR, LCO, Li-cobalto
Fosfato de ferro-lítio (LiFePO4); também conhecido como IFR, LFP, fosfato de lítio
Cada uma dessas composições químicas de baterias representa um equilíbrio entre segurança, durabilidade, capacidade e corrente de saída.

Lítio Manganês (INR, NMC)
Felizmente, muitas scooters elétricas de qualidade utilizam a tecnologia de bateria INR — uma das mais seguras. Essa bateria oferece alta capacidade e corrente de saída. A presença de manganês reduz a resistência interna da bateria, permitindo alta corrente de saída e mantendo baixas temperaturas. Consequentemente, isso reduz as chances de fuga térmica e incêndio.

Algumas scooters elétricas com tecnologia INR incluem os modelos WePed GT 50e e Dualtron.

Chumbo-ácido
As baterias de chumbo-ácido são uma tecnologia muito antiga, comumente encontrada em carros e alguns veículos elétricos maiores, como carrinhos de golfe. Elas também são encontradas em algumas scooters elétricas, principalmente em scooters infantis baratas de empresas como a Razor.

As baterias de chumbo-ácido têm a vantagem de serem baratas, mas sofrem com uma densidade de energia muito baixa, o que significa que pesam muito em comparação com a quantidade de energia que armazenam. Em comparação, as baterias de íon-lítio têm cerca de 10 vezes mais densidade de energia do que as baterias de chumbo-ácido.

Pacotes de baterias
Para construir uma bateria com capacidade de centenas ou milhares de watts-hora, muitas células individuais de íon-lítio 18650 são montadas em uma estrutura semelhante a um bloco. Essa estrutura é monitorada e regulada por um circuito eletrônico chamado sistema de gerenciamento de bateria (BMS), que controla o fluxo de eletricidade para dentro e para fora da bateria.
As células individuais da bateria são conectadas em série (ponta a ponta), somando suas voltagens. É assim que é possível ter scooters com baterias de 36 V, 48 V, 52 V, 60 V ou até maiores.

Esses conjuntos individuais (várias baterias em série) são então conectados em paralelo para aumentar a corrente de saída.

Ajustando o número de células em série e em paralelo, os fabricantes de scooters elétricas podem aumentar a tensão de saída, a corrente máxima e a capacidade em ampères-hora.

Alterar a configuração da bateria não aumentará a energia total armazenada, mas permitirá que uma bateria ofereça maior autonomia com menor voltagem e vice-versa.

Tensão e % restante
Cada célula em um conjunto de baterias geralmente opera com uma tensão de 3,0 volts (0% de carga) até 4,2 volts (100% de carga).

Isso significa que um conjunto de baterias de 36 V (com 10 baterias em série) opera de 30 V (0% de carga) até 42 volts (100% de carga). Você pode ver como a porcentagem restante corresponde à voltagem da bateria (algumas scooters exibem isso diretamente) para cada tipo de bateria em nossa tabela de voltagem de baterias.

Queda de tensão
Toda bateria está sujeita a um fenômeno chamado queda de tensão.

A queda de tensão é causada por diversos fatores, incluindo a composição química das baterias de íon-lítio, a temperatura e a resistência elétrica. Ela sempre resulta em um comportamento não linear da tensão da bateria.

Assim que uma carga é aplicada à bateria, a voltagem cai instantaneamente. Esse efeito pode levar a uma estimativa incorreta da capacidade da bateria. Se você estivesse lendo diretamente a voltagem da bateria, pensaria que perdeu instantaneamente 10% ou mais da sua capacidade.

Assim que a carga for removida, a voltagem da bateria retornará ao seu nível normal.

A queda de tensão também ocorre durante descargas prolongadas da bateria (como durante uma longa viagem). A composição química do lítio na bateria leva algum tempo para se ajustar à taxa de descarga. Isso pode resultar em uma queda ainda mais rápida da tensão da bateria na fase final de uma viagem longa.

Se a bateria for deixada em repouso, ela retornará ao seu nível de voltagem correto e preciso.

Classificações de capacidade
A capacidade da bateria de uma trotinete elétrica é medida em watts-hora (abreviado Wh), uma unidade de medida de energia. Essa unidade é bastante fácil de entender. Por exemplo, uma bateria com capacidade de 1 Wh armazena energia suficiente para fornecer um watt de potência durante uma hora.

Maior capacidade energética significa maior quantidade de watts-hora na bateria, o que se traduz em maior autonomia para a scooter elétrica, para um determinado tamanho de motor. Uma scooter comum terá uma capacidade de cerca de 250 Wh e poderá percorrer cerca de 16 quilômetros a uma velocidade média de 24 quilômetros por hora. Scooters de alto desempenho podem ter uma capacidade que chega a milhares de watts-hora e autonomias de até 96 quilômetros.

Marcas de baterias
As células individuais de íon-lítio em uma bateria de patinete elétrico são fabricadas por apenas algumas empresas internacionalmente reconhecidas. As células de maior qualidade são produzidas pela LG, Samsung, Panasonic e Sanyo. Esses tipos de células tendem a ser encontrados apenas em baterias de patinetes de gama alta.

A maioria das scooters elétricas de baixo custo e para deslocamentos diários possui baterias feitas com células genéricas fabricadas na China, cuja qualidade varia muito.

A diferença entre scooters com baterias de marca e baterias genéricas chinesas reside na maior garantia de controle de qualidade oferecida pelas marcas estabelecidas. Se isso não estiver dentro do seu orçamento, certifique-se de comprar uma scooter de um fabricante de renome que utilize peças de qualidade e adote boas medidas de controle de qualidade.

Alguns exemplos de empresas que provavelmente possuem um bom controle de qualidade são a Xiaomi e a Segway.

Sistema de gerenciamento de bateria
Embora as células de íon-lítio 18650 apresentem benefícios incríveis, elas são menos tolerantes a erros do que outras tecnologias de baterias e podem explodir se usadas incorretamente. É por esse motivo que elas são quase sempre montadas em conjuntos de baterias com um sistema de gerenciamento de bateria.

O sistema de gerenciamento de bateria (BMS) é um componente eletrônico que monitora a bateria e controla o carregamento e a descarga. As baterias de íon-lítio são projetadas para operar entre 2,5 e 4,0 V. Sobrecarga ou descarga completa podem reduzir a vida útil da bateria ou desencadear condições perigosas de fuga térmica. O BMS deve impedir a sobrecarga. Muitos sistemas BMS também cortam a energia antes que a bateria esteja totalmente descarregada para prolongar sua vida útil. Apesar disso, muitos motociclistas ainda cuidam muito bem de suas baterias, nunca as descarregando completamente e usando carregadores especiais para controlar com precisão a velocidade e a quantidade de carga.

Sistemas de gerenciamento de baterias mais sofisticados também monitoram a temperatura da bateria e acionam um desligamento automático caso ocorra superaquecimento.

Taxa C
Se você estiver pesquisando sobre carregamento de baterias, provavelmente encontrará a taxa C. A taxa C descreve a rapidez com que a bateria é totalmente carregada ou descarregada. Por exemplo, uma taxa C de 1C significa que a bateria é carregada em uma hora, 2C significa que é totalmente carregada em 0,5 horas e 0,5C significa que é totalmente carregada em duas horas. Se você carregar completamente uma bateria de 100 Ah usando uma corrente de 100 A, levará uma hora e a taxa C será de 1C.

Duração da bateria
Uma bateria de íon-lítio típica suporta de 300 a 500 ciclos de carga/descarga antes de sua capacidade diminuir. Para uma scooter elétrica comum, isso equivale a 4.800 a 16.000 quilômetros! Lembre-se que "diminuir a capacidade" não significa "perder toda a capacidade", mas sim uma queda perceptível de 10 a 20% que continuará a piorar.

Os sistemas modernos de gerenciamento de baterias ajudam a prolongar a vida útil da bateria, e você não precisa se preocupar muito em tratá-la com delicadeza.

No entanto, se você deseja prolongar ao máximo a vida útil da bateria, existem algumas medidas que você pode tomar para ultrapassar os 500 ciclos. Essas medidas incluem:

Não guarde sua scooter totalmente carregada ou com o carregador conectado por períodos prolongados.
Não guarde a scooter elétrica completamente descarregada. As baterias de íon-lítio se degradam quando a tensão cai abaixo de 2,5 V. A maioria dos fabricantes recomenda guardar as scooters com 50% de carga e recarregá-las periodicamente até esse nível para armazenamento a longo prazo.
Não utilize a bateria da scooter em temperaturas abaixo de 0°C ou acima de 45°C.
Carregue sua scooter com uma taxa C mais baixa, ou seja, carregue a bateria a uma taxa inferior à sua capacidade máxima para preservar/aumentar a vida útil da bateria. O ideal é carregar com uma taxa C abaixo de 1. Alguns carregadores mais sofisticados ou de alta velocidade permitem controlar essa taxa.
Saiba mais sobre como carregar uma scooter elétrica.

Resumo

A principal conclusão é: não abuse da bateria e ela durará toda a vida útil da scooter. Recebemos relatos de todos os tipos de pessoas sobre suas scooters elétricas quebradas, e raramente o problema é a bateria!