Batteria aggiuntiva per monopattino elettrico

di  | Settembre 23, 2021

“Ragazzi, sono alla ricerca di una batteria aggiuntiva per monopattino elettrico, consigli?”

Ebbene si, questo quesito ci viene spesso giustamente posto ma ogni volta ci troviamo in difficoltà nel fornire ai nuovi utenti tutte le informazioni basilari di questo argomento. Proprio per questo abbiamo deciso di scrivere questo articolo, in modo da nozioni base riguardo il mondo delle batterie aggiuntive per monopattino. L’articolo non sarà troppo ricco di tecnicismi onde evitare di creare confusione tra tutti quei monopattinisti che non hanno conoscenze base di elettronica. Cercheremo poi di guidarvi tra i prodotti del catalogo di E-Battery Center, azienda che ci ha ispirato subito fiducia e della quale abbiamo toccato i prodotti con mano (abbiamo effettuato l’upgrade di batteria sia sul nostro Xiaomi M365 Pro che sul Ninebot MAX G30), restandone indubbiamente soddisfatti.

 

Premessa

Partiamo da una piccola premessa in modo da chiarire alcuni concetti che riteniamo di fondamentale importanza:

  • Una batteria aggiuntiva per monopattino elettrico può essere posizionata in serie o parallelo. L’installazione è relativamente facile e alla portata di tutti, soprattutto nel caso di kit pronti come quelli di E-Battery Center.
  • Il litio costa, un assemblaggio di qualità pure. Una singola cella può arrivare a costare 10€, un pacco batteria ne contiene molte.
  • Conviene spendere una cifra più o meno corposa per effettuare un upgrade di batteria? Saremo di parte, ma si. Un upgrade di batteria permette di donare a monopattini come ad esempio Xiaomi e Ninebot autonomia/prestazioni da monopattino di gamma superiore mantenendone però le caratteristiche di compattezza, trasportabilità, leggerezza non chè gran rete di ricambi , possibilità di personalizzazione ed upgrade. Il tutto senza dover ricorrere ad acquistare monopattini dalle dimensioni fin troppo generose e con pesi maggiori di 20 kg.
  • Diffidate da tutti quei prodotti cinesi che propongono grandissime capacità a bassissimo prezzo. Nella stragrande maggioranza dei casi i dati sono fasulli e più che un miglioramento delle performance/autonomia vi troverete con una zavorra da portare in giro. Sono stati riscontrati casi di celle riempite con della semplice sabbia.
  • Diffidate da tutti i prodotti a basso prezzo in generale. Salvo rari casi l’assemblaggio lascia a desiderare, i bms (battery management system) sono di scarsa qualità. Le batterie sono estremamente infiammabili, i monopattini spesso risiedono all’interno delle abitazioni. Chi vorrebbe una piccola bomba in casa?

Le due grandi categorie: batterie da posizionare in serie ed in parallelo

Prima di andare a parlare di configurazione in serie o parallelo tra interi pacchi batteria, andiamo a vedere come già all’interno di essi sia presente una configurazione mista serie e parallelo. Ogni pacco batteria viene descritto, oltre che dalla sua capacità in mAh/Wh e dal voltaggio in uscita, anche da dei numeri correlati a delle S e a delle P (come da esempio 3s4p). Quelle S e P indicano come è configurato il pacco batteria: il numero affiancato alla lettera S indica da quante celle in serie è composto il pacco batteria, le P le celle in parallelo. Una 3s4p sarà composta da 3 celle (18650 da 3,6V) in serie replicate per 4 file totali (parallele), ovvero 12 celle totali. Ogni pacco batteria presenta quindi dei collegamenti serie/parallelo. Prendiamo come esempio i pacchi batteria originali dei monopattini Xiaomi e Ninebot più diffusi:

  • Xiaomi Essential: 10s2p
  • Xiaomi M365, 1S, Scooter 3: 10s3p
  • Xiaomi M365 Pro, Pro2: 10s4p
  • Ninebot G30 LE: 10s4p
  • Ninebot MAX G30: 10s6p
Esempio di batteria 10s3p

Andiamo ora ad analizzare in cosa consiste il collegamento serie e parallelo.

Un collegamente in parallelo prevede che siano in comunicazione tutti i poli negativi delle celle tra loro, lo stesso per i positivi. In questo caso il voltaggio totale resta quello della singola cella/pacco batteria ma se ne sommano le capacità ed eventuali capacità di correnti in uscita. Un collegamento in serie prevede che il polo positivo di una cella sia collegato al negativo della cella successiva e così a seguire. In questo caso le correnti e le capacità restano quelle della singola cella ma se ne sommano i Volt. Sottolineando il fatto che tutte le celle comunemente usate in questo settore sono da 3,6V (nella stragrande maggioranza dei casi celle 18650) e che ad esempio le batterie stock dei monopattini citati sono 10s, da qui si deduce il fatto che i pacchi batteria siano da 36V totali.

Collegamento in parallelo a SX, in serie a DX

Il collegamento serie/parallelo all’interno dei pacchi batteria originali può essere replicato collegando delle batterie aggiuntive esterne in modo da far alimentare il monopattino da due pacchi batteria collegati assieme e che vengono visti dallo stesso monopattino come un unica batteria. E’ proprio di questo che andremo a parlare in questo articolo. E’ possibile quindi trasformare un monopattino da 10s3p a 10s5p aggiungendo un pacco batteria 10s2p in parallelo, oppure da 10s3p a 13s3p aggiungendo in pacco batteria 3s3p in serie.

Batteria aggiuntiva per monopattino elettrico: la batteria in parallelo

La batteria aggiuntiva per monopattino elettrico collegata in parallelo ha come caratteristica peculiare quella di incrementare l’autonomia del nostro monopattino. La batteria in parallelo deve presentare lo stesso voltaggio della batteria stock del mezzo (nel caso di Xiaomi, Ninebot e tantissimi altri marchi è 36V)e la sua ricarica avviene tramite la stessa via di ricarica del monopattino. Quando viene collegata per la prima volta al monopattino, sia la batteria aggiuntiva che quella stock devono avere lo stesso livello di carica (100% per non sbagliare).

Il caricabatterie (che resterà quindi unico) infatti andrà a ricaricare contemporaneamente sia il pacco batteria stock che quello aggiuntivo (si allungheranno i tempi di ricarica ovviamente), i due pacchi si scaricheranno simultaneamente, la carica visualizzata a display sarà quella globale in quanto le batterie diventeranno una singola unità più capiente.

La capacità totale corrisponderà alla somma dei mAh del pacco originale e di quello aggiuntivo.

E l’autonomia di quanto aumenta? E’ difficile effettuare la stima, ma in linea teorica è facile confrontare i dati del pacco originale correlati all’autonomia dichiarata dalla casa produttrice. Ad esempio Xiaomi 1S presenta un pacco batteria da 7800 mAh correlato ad una autonomia dichiarata di 30 km circa: aggiungendo un pacco batteria da 36V e 7500 mAh avremo una autonomia teoricamente raddoppiata.

Andiamo ora a riassumere i benefici dell’aggiunta di un pacco batteria in parallelo:

  • marcato aumento dell’autonomia del proprio mezzo
  • miglior mantenimento di prestazioni quali velocità/coppia anche a basse percentuali di carica
  • percepibile incremento di accelerazione e coppia vista l’erogazione di corrente più stabile
  • ridotta usura del pacco batteria originale visto che a parità di percorrenza sarà sottoposto a meno cicli di carica
  • ridotta usura del pacco batteria originale in quanto sottoposto a meno stress da correnti di scarica elevate visto che le stesse verranno frazionate tra i due pacchi batteria
  • ridotta temperatura di esercizio dei pacchi batteria in quanto anche in questo caso sottoposte a meno correnti di scarica
  • possibilità di installazione di firmware che prevedono una erogazione di più watt, ad esempio su Xiaomi Essential sarà possibile installare il firmware Smooth Parallel, su 1S Sport Parallel (reperibile in questa guida). Sulla nuova serie Essential/1S/Pro2 infatti la centralina non è più un gran problema (V3, uguale per tutti i modelli e molto resistente). La limitazione nella scelta del firmware è dovuta alla capacità erogazione di corrente della batteria, la quale aumenta se si posiziona una batteria in parallelo.

Batteria aggiuntiva per monopattino elettrico: la batteria in serie

La batteria aggiuntiva per monopattino elettrico collegata in serie ha come caratteristica peculiare quella di incrementare le prestazioni in termini di accelerazione, coppia, allungo e velocità del nostro mezzo. Essa infatti permette di trasformare il nostro mezzo da una alimentazione di 36V ad una, ad esempio, di 48v, come presente in monopattini di categoria superiore.

Partiamo dal presupposto che non vogliamo incitare i nostri utenti a raggiungere velocità folli con i loro mezzi: i monopattini restano mezzi per spostamenti rapidi in città, non sono fatti per raggiungere alte velocità in quanto possono diventare veramente pericolosi. L’aggiunta di una batteria in serie deve essere vista come un surplus che permette di percorrere salite più ripide o per districarsi tempestivamente dal traffico vista la maggior accelerazione. Scoraggiamo quindi i nostri utenti ad usarle con l’obiettivo di andare oltre le velocità massime prestabilite dal codice della strada Italiano, soprattutto se in strade pubbliche.

La batteria da posizionare in serie alla principale verrà ricaricata a parte con un apposito caricabatterie che erogherà un voltaggio idoneo al pacco batteria scelto e che viene fornito con l’intero kit.

Consigliamo pacchi batteria 2s/3s e non oltre (quindi 7,2 o 10,8v totali) per non mettere in difficoltà il controller stesso del monopattino. Noi montiamo una 3s sul nostro M365 Pro con centralina V3 e non abbiamo mai avuto problemi.

Caratteristica peculiare del pacco batteria in serie è che la sua capacità in termini di mAh/Wh deve essere almeno lievemente superiore a quella della batteria stock del monopattino. Su uno Xiaomi 1S dotato di batteria da 7800 mAh è consigliato un pacco in serie superiore agli 8000 mAh, su Pro2 con batteria stock da 12800 mAh è consigliato un pacco batteria con almeno 13000 mAh (sul nostro Pro è montato un 15000 mAh). Questo perchè lo stato di carica della batteria in serie non è visibile a display, una batteria in serie di capacità minore della stock potrebbe portare ad una sua scarica anticipata rispetto la principale, lasciandovi a piedi nonostante a display si visualizzi ancora una buona carica (la lettura a display avviene sempre dal BMS della batteria principale e non è in comunicazione con la batteria in serie). Una volta scaricata il batteria in serie infatti, il monopattino non continua ad andare grazie alla batteria principale ma bensì il circuito viene aperto portando allo spegnimento del mezzo. L’azienda E-Battery Center ha comunque ideato un piccolo spinotto che permette di escludere rapidamente la batteria in serie qualora si scarichi prima della principale, magari perchè l’utente si è dimenticato di ricaricarla.

Andiamo ora a riassumere i benefici dell’aggiunta di un pacco batteria in serie:

  • aumento dell’accelerazione
  • aumento della potenza in salita
  • aumento dell’allungo
  • aumento della velocità massima di circa 3 km/h ad ogni S del pacco batteria (con 3s si avranno circa 9 km/h in più)
  • aumento dell’autonomia del mezzo di circa il 10-15 % alle stesse andature del monopattino con batteria stock
  • lieve diminuzione della temperatura di esercizio della batteria principale alle stesse andature del monopattino con batteria stock, in quanto a parità di Watt necessari per mantenere una determinata andatura si necessiterà di meno ampere visto il numero maggiore di Volt