전기 스쿠터 배터리
배터리는 전동 스쿠터의 "연료 탱크"와 같습니다. DC 모터, 조명, 컨트롤러 및 기타 액세서리에 소모되는 에너지를 저장합니다.

대부분의 전동 스쿠터는 뛰어난 에너지 밀도와 긴 수명 때문에 리튬 이온 배터리 팩을 사용합니다. 어린이용이나 저렴한 모델의 전동 스쿠터에는 납축전지가 사용되는 경우도 있습니다. 스쿠터의 배터리 팩은 개별 배터리 셀과 배터리 관리 시스템이라는 전자 장치로 구성되어 안전한 작동을 보장합니다.
대용량 배터리 팩은 와트시(Wh) 단위로 측정되는 더 큰 용량을 제공하여 전기 스쿠터의 주행 거리를 늘려줍니다. 하지만 배터리 용량이 커지면 스쿠터의 크기와 무게가 증가하여 휴대성이 떨어집니다. 또한 배터리는 스쿠터에서 가장 비싼 부품 중 하나이며, 전체 가격 상승에도 영향을 미칩니다.

배터리의 종류
전동 스쿠터 배터리 팩은 여러 개의 개별 배터리 셀로 구성됩니다. 더 구체적으로 말하면, 18mm x 65mm 원통형 크기의 리튬 이온(Li-Ion) 배터리인 18650 셀로 이루어져 있습니다.

배터리 팩에 사용되는 각 18650 셀은 그다지 인상적이지 않습니다. 약 3.6볼트(공칭)의 전위를 생성하고 약 2.6암페어시(2.6A·h) 또는 약 9.4와트시(9.4Wh)의 용량을 가지고 있습니다.

배터리 셀은 3.0볼트(충전량 0%)에서 최대 4.2볼트(충전량 100%)까지 작동합니다.

리튬 이온
리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 매우 높습니다. 즉, 단위 무게당 저장할 수 있는 에너지 양이 많습니다. 또한 수명이 매우 길어 여러 번 방전 및 충전(사이클링)을 반복해도 저장 용량을 유지합니다.

리튬 이온 배터리는 실제로 리튬 이온을 사용하는 다양한 배터리 화학 물질을 지칭합니다. 아래는 그 간단한 목록입니다.

리튬망간산화물(LiMn2O4); 다른 이름: IMR, LMO, 리튬망간
리튬망간니켈(LiNiMnCoO2); INR, NMC라고도 함
리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물(LiNiCoAlO2); NCA, 리튬 알루미늄이라고도 함
리튬 니켈 코발트 산화물(LiCoO2); 일명 NCO
리튬코발트산화물(LiCoO2); ICR, LCO, 리튬코발트라고도 함
리튬인산철(LiFePO4)일명 IFR, LFP, 인산리튬
이러한 배터리 화학 물질들은 각각 안전성, 수명, 용량 및 전류 출력 사이의 절충점을 나타냅니다.

리튬 망간(INR, NMC)
다행히 많은 고품질 전기 스쿠터에는 가장 안전한 배터리 화학 중 하나인 INR 배터리가 사용되고 있습니다. 이 배터리는 높은 용량과 출력 전류를 제공합니다. 망간 성분 덕분에 배터리 내부 저항이 낮아져 높은 전류를 출력하면서도 온도를 낮게 유지할 수 있습니다. 결과적으로 열폭주 및 화재 발생 가능성이 줄어듭니다.

INR 배터리를 사용하는 전기 스쿠터로는 WePed GT 50e와 Dualtron 모델 등이 있습니다.

납산
납축전지는 자동차와 골프 카트 같은 대형 전기 자동차에 흔히 사용되는 아주 오래된 배터리 화학 기술입니다. 또한 일부 전기 스쿠터, 특히 Razor 같은 회사의 저렴한 어린이용 스쿠터에도 사용됩니다.

납축전지는 가격이 저렴하다는 장점이 있지만, 에너지 밀도가 매우 낮아 저장하는 에너지량에 비해 무게가 많이 나간다는 단점이 있습니다. 반면 리튬 이온 배터리는 납축전지보다 에너지 밀도가 약 10배 높습니다.

배터리 팩
수백 또는 수천 와트시 용량의 배터리 팩을 만들기 위해 수많은 18650 리튬 이온 셀을 벽돌 모양으로 조립합니다. 이 벽돌 모양의 배터리 팩은 배터리 관리 시스템(BMS)이라는 전자 회로에 의해 모니터링 및 제어되며, BMS는 배터리로 들어오고 나가는 전기 흐름을 조절합니다.
배터리 팩의 개별 셀은 직렬(끝과 끝이 맞닿도록)로 연결되어 전압을 합산합니다. 이러한 방식으로 36V, 48V, 52V, 60V 또는 그 이상의 배터리 팩을 사용하는 스쿠터가 가능합니다.

이러한 개별 배터리 가닥(직렬로 연결된 여러 개의 배터리)은 출력 전류를 증가시키기 위해 병렬로 연결됩니다.

전기 스쿠터 제조업체는 직렬 및 병렬로 연결되는 배터리 셀의 수를 조절하여 출력 전압이나 최대 전류 및 암페어시 용량을 높일 수 있습니다.

배터리 구성을 변경한다고 해서 총 저장 에너지량이 증가하는 것은 아니지만, 효과적으로 배터리가 더 낮은 전압으로 더 긴 주행 ​​거리를 제공하거나 그 반대로 할 수 있게 됩니다.

전압 및 잔여율
배터리 팩의 각 셀은 일반적으로 3.0볼트(충전량 0%)부터 최대 4.2볼트(충전량 100%)까지 작동됩니다.

즉, 36V 배터리 팩(배터리 10개를 직렬로 연결)은 30V(충전량 0%)에서 최대 42V(충전량 100%)까지 작동합니다. 배터리 전압에 따른 잔여 충전량 비율(일부 스쿠터는 이를 직접 표시함)은 배터리 전압 차트에서 확인할 수 있습니다.

전압 강하
모든 배터리는 전압 강하라는 현상을 겪게 됩니다.

전압 강하는 리튬 이온 화학 반응, 온도, 전기 저항 등 여러 요인에 의해 발생하며, 항상 배터리 전압의 비선형적인 거동을 초래합니다.

배터리에 부하가 걸리는 순간 전압이 급격히 떨어집니다. 이러한 현상 때문에 배터리 용량을 잘못 추정할 수 있습니다. 배터리 전압을 직접 측정한다면 용량이 10% 이상 감소했다고 생각할 수 있습니다.

부하가 제거되면 배터리 전압은 원래 수준으로 돌아갑니다.

장시간 배터리 방전(예: 장거리 주행) 중에도 전압 강하가 발생할 수 있습니다. 배터리 내부의 리튬 화학 반응이 방전 속도를 따라잡는 데 시간이 걸리기 때문입니다. 이로 인해 장거리 주행 후반부에 배터리 전압이 더욱 빠르게 떨어질 수 있습니다.

배터리를 충분히 휴식시키면 본래의 정확한 전압 수준으로 돌아갑니다.

용량 등급
전동 스쿠터 배터리 용량은 와트시(Wh)라는 에너지 단위로 표시됩니다. 이 단위는 이해하기 매우 쉽습니다. 예를 들어, 1Wh 용량의 배터리는 1와트의 전력을 1시간 동안 공급할 수 있는 에너지를 저장합니다.

에너지 용량이 클수록 배터리 와트시(Wh) 용량이 커지고, 이는 동일한 모터 크기에서 전기 스쿠터의 주행 가능 거리가 길어진다는 것을 의미합니다. 일반적인 스쿠터는 약 250Wh 용량을 가지고 있으며, 평균 시속 15마일(약 24km/h)로 약 10마일(약 16km)을 주행할 수 있습니다. 고성능 스쿠터는 수천 와트시에 달하는 용량을 갖추고 최대 60마일(약 96km)까지 주행할 수 있습니다.

배터리 브랜드
전동 스쿠터 배터리 팩에 사용되는 리튬 이온 셀은 소수의 세계적으로 유명한 회사에서만 생산합니다. 최고급 셀은 LG, 삼성, 파나소닉, 산요에서 제조하며, 이러한 셀은 주로 고급 스쿠터의 배터리 팩에서만 찾아볼 수 있습니다.

대부분의 저가형 및 통근용 전기 스쿠터는 품질이 매우 다양한 중국산 범용 배터리 셀로 만든 배터리 팩을 사용합니다.

브랜드 배터리를 사용하는 스쿠터와 중국산 저가 배터리를 사용하는 스쿠터의 차이점은 유명 브랜드 제품의 경우 품질 관리가 더 철저하다는 점입니다. 예산이 부족하다면, 품질 좋은 부품을 사용하고 철저한 품질 관리(QC) 시스템을 갖춘 평판 좋은 제조업체의 스쿠터를 구매하는 것이 중요합니다.

샤오미와 세그웨이는 품질 관리가 우수할 가능성이 높은 기업의 예로 들 수 있습니다.

배터리 관리 시스템
리튬 이온 18650 배터리는 놀라운 장점을 가지고 있지만, 다른 배터리 기술에 비해 내구성이 떨어지고 부적절하게 사용하면 폭발할 수 있습니다. 이러한 이유로 리튬 이온 배터리는 거의 항상 배터리 관리 시스템(BMS)이 포함된 배터리 팩으로 구성됩니다.

배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리 팩을 모니터링하고 충전 및 방전을 제어하는 ​​전자 부품입니다. 리튬 이온 배터리는 약 2.5V에서 4.0V 사이에서 작동하도록 설계되었습니다. 과충전이나 완전 방전은 배터리 수명을 단축시키거나 위험한 열 폭주 현상을 일으킬 수 있습니다. BMS는 과충전을 방지해야 합니다. 또한 많은 BMS는 배터리 수명 연장을 위해 배터리가 완전히 방전되기 전에 전원을 차단합니다. 그럼에도 불구하고 많은 라이더들은 배터리를 완전히 방전시키지 않고, 충전 속도와 양을 정밀하게 제어하는 ​​특수 충전기를 사용하여 배터리를 아껴 씁니다.

더욱 정교한 배터리 관리 시스템은 배터리 팩의 온도를 모니터링하고 과열이 발생할 경우 전원을 차단합니다.

나무 상자
배터리 충전에 대해 알아보다 보면 C-rate라는 용어를 접하게 될 것입니다. C-rate는 배터리가 완전히 충전되거나 방전되는 데 걸리는 시간을 나타냅니다. 예를 들어, C-rate가 1C이면 배터리가 1시간 만에 완전히 충전되고, 2C는 0.5시간, 0.5C는 2시간 만에 완전히 충전된다는 의미입니다. 100A·h 배터리를 100A의 전류로 완전히 충전하면 1시간이 걸리고, 이때 C-rate는 1C가 됩니다.

배터리 수명
일반적인 리튬 이온 배터리는 용량이 감소하기 전에 300~500회 충방전 사이클을 견딜 수 있습니다. 평균적인 전기 스쿠터의 경우, 이는 3,000~10,000마일에 해당합니다! "용량 감소"는 "용량이 완전히 사라지는 것"을 의미하는 것이 아니라, 10~20% 정도의 용량 감소를 의미하며, 시간이 지남에 따라 감소폭이 더욱 커질 수 있음을 유념하십시오.

최신 배터리 관리 시스템은 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 되므로 배터리 관리에 너무 신경 쓸 필요가 없습니다.

하지만 배터리 수명을 최대한 늘리고 싶다면 500회 충방전 주기를 초과하기 위해 다음과 같은 몇 가지 방법을 시도해 볼 수 있습니다.

스쿠터를 완전히 충전한 상태로 장기간 보관하거나 충전기를 꽂아둔 채로 두지 마십시오.
전동 스쿠터를 완전히 방전된 상태로 보관하지 마십시오. 리튬 이온 배터리는 전압이 2.5V 이하로 떨어지면 성능이 저하됩니다. 대부분의 제조업체는 스쿠터를 50% 충전된 상태로 보관하고, 장기간 보관할 경우 주기적으로 50%까지 충전할 것을 권장합니다.
스쿠터 배터리는 화씨 32도(섭씨 0도) 미만 또는 화씨 113도(섭씨 45도) 이상에서는 작동하지 마십시오.
스쿠터를 충전할 때는 배터리 최대 용량 대비 낮은 충전율(C-rate)로 충전하여 배터리 수명을 보존/향상시키세요. C-rate가 1 미만인 것이 최적입니다. 고급형 또는 고속 충전기 중 일부는 이 충전율을 조절할 수 있는 기능을 제공합니다.
전동 스쿠터 충전 방법에 대해 자세히 알아보세요.

요약

여기서 가장 중요한 점은 배터리를 함부로 사용하지 않으면 스쿠터의 수명만큼 오래 사용할 수 있다는 것입니다. 저희는 다양한 이유로 전기 스쿠터 고장에 대한 문의를 받지만, 배터리 문제는 거의 원인이 아닙니다!