Bateria 36V czy 48V w rowerze elektrycznym – co wybrać?

Reklama

36 V czy 48 V – krótka odpowiedź

Jeśli porównujesz dwa kompletne rowery elektryczne, napięcie baterii potraktuj jako parametr konstrukcyjny systemu, a nie ocenę jego jakości. Dobry rower 36 V może mieć bardzo mocny silnik, dużą baterię i świetnie dopracowane sterowanie. Sam napis 48 V nie daje gwarancji, że drugi rower będzie szybszy, mocniejszy albo oszczędniejszy.

Jeżeli natomiast szukasz baterii na wymianę, sytuacja jest inna. Napięcie musi odpowiadać wymaganiom konkretnego systemu. Nawet zgodność 36 V z 36 V lub 48 V z 48 V nie oznacza jeszcze, że dowolna bateria będzie pasowała – znaczenie mogą mieć również złącza, mocowanie, komunikacja z elektroniką i właściwa ładowarka.

*Dotyczy typowych pakietów litowo-jonowych z ogniwami ładowanymi maksymalnie do około 4,2 V. Inne chemie akumulatorów mogą mieć inne napięcia pracy i wymagają odpowiednio dobranego BMS-u oraz ładowarki.

Skąd właściwie biorą się oznaczenia 36 V i 48 V?

Bateria roweru elektrycznego składa się z wielu ogniw połączonych szeregowo i równolegle. Połączenie szeregowe zwiększa napięcie całego pakietu, natomiast połączenie równoległe pozwala zwiększyć jego pojemność i zdolność do oddawania prądu.

W typowych bateriach litowo-jonowych system określany jako 36 V jest najczęściej zbudowany z 10 grup ogniw połączonych szeregowo, czyli 10S. Przy ogniwach o napięciu znamionowym około 3,6 V daje to około 36 V. Po pełnym naładowaniu do 4,2 V na ogniwo pakiet osiąga około 42 V.

W systemie określanym jako 48 V często stosuje się 13 grup szeregowych. Przy około 3,6–3,7 V na ogniwo otrzymujemy w przybliżeniu 47–48 V napięcia znamionowego, a po pełnym naładowaniu – około 54,6 V.

Oznaczenie 36 V lub 48 V nie opisuje więc napięcia baterii w każdej chwili. Zmienia się ono wraz ze stanem naładowania. Budowę pakietu dokładniej opisujemy w poradniku jak zbudowana jest bateria do roweru elektrycznego.

Co naprawdę zmienia wyższe napięcie?

Najłatwiej pokazać to na podstawie podstawowej zależności dla prądu stałego: P = U × I, czyli moc jest iloczynem napięcia i natężenia prądu.

Przykładowo pobór 360 W po stronie baterii wymagałby w uproszczeniu około 10 A przy 36 V i 7,5 A przy 48 V. To wyłącznie przykład elektryczny – nie należy utożsamiać tej wartości ze znamionową mocą ciągłą silnika używaną w przepisach.

Niższy prąd przy tej samej mocy może zmniejszyć straty rezystancyjne zależne od I²R w przewodach, złączach i innych elementach toru prądowego. To realna korzyść konstrukcyjna wyższego napięcia.

W praktyce jednak dwa rowery mają inne silniki, sterowniki, uzwojenia, baterie i oprogramowanie. Samo napięcie nie wystarczy więc do porównania osiągów całych napędów.

36 V może mieć bardzo mocny silnik

Moment obrotowy nie wynika bezpośrednio z napięcia baterii. Zależy m.in. od konstrukcji silnika, jego uzwojenia, sterowania prądem, przekładni i ograniczeń termicznych.

Widać to w aktualnych napędach producentów. Shimano DU-EP801-CRG pracuje przy napięciu znamionowym 36 V i ma maksymalny moment 85 Nm. Yamaha PW-X3 również jest systemem 36 V i osiąga 85 Nm. Bafang M510 MM G522.250.C ma napięcie znamionowe 36 V, znamionową moc 250 W i maksymalnie 110 Nm.

Popularny skrót „36 V do miasta, 48 V w góry” jest więc mylący. Do wymagającej jazdy terenowej można zbudować bardzo mocny napęd 36 V.

A co z podjazdami i dużym obciążeniem?

Przy wyborze roweru do gór, przewożenia dużego ładunku albo ciągnięcia przyczepki znacznie więcej powiedzą moment i charakterystyka napędu, przełożenia, masa całkowita dopuszczona przez producenta oraz sposób odprowadzania ciepła.

Na stromych podjazdach dużą przewagę może mieć silnik centralny, ponieważ korzysta z przełożeń roweru. Po wrzuceniu odpowiednio niskiego biegu silnik może pracować przy korzystniejszych obrotach mimo niewielkiej prędkości jazdy. Więcej na ten temat znajdziesz w porównaniu silnika centralnego i silnika w piaście.

Reklama

36 V a 48 V – co z zasięgiem?

Do porównywania ilości energii zgromadzonej w baterii znacznie lepiej nadają się watogodziny (Wh) niż samo napięcie lub amperogodziny. Dla wartości nominalnych można je obliczyć w uproszczeniu ze wzoru Wh = V × Ah. Osobno wyjaśniamy też dokładniej, czym różni się Ah od Wh w rowerze elektrycznym.

Dobry przykład daje aktualna oferta Bafanga. Bateria BT F011.B720.C ma 36 V, 20 Ah i 720 Wh. Model BT F011.D720.C ma 48 V, 15 Ah i również 720 Wh. Różnią się napięciem i pojemnością wyrażoną w Ah, ale producent deklaruje dla obu tę samą ilość energii.

Nie oznacza to oczywiście, że dwa różne rowery z bateriami 720 Wh przejadą identyczny dystans. Zużycie energii zależy m.in. od poziomu wspomagania, sprawności napędu, prędkości, masy, opon, temperatury, wiatru i przewyższeń.

Jeśli chcesz porównywać zasięg bardziej świadomie, przydatny jest parametr Wh/km. Pokazuje, ile energii rower zużywa średnio na kilometr w konkretnych warunkach. Wyjaśniamy go w poradniku co oznacza Wh/km w rowerze elektrycznym.

Kupujesz cały rower? Patrz na cały system

W gotowym rowerze bateria, silnik, sterownik i oprogramowanie powinny tworzyć jeden współpracujący system. Z punktu widzenia kupującego ważniejsze od samego napięcia są więc parametry, które bezpośrednio wpływają na jazdę i późniejszą eksploatację.

1. Pojemność baterii w Wh. Pokazuje nominalny zasób energii i jest znacznie bardziej przydatna do porównań niż samo Ah.
2. Charakterystyka silnika. Sprawdź moment, sposób działania wspomagania, typ czujników oraz niezależne testy konkretnego napędu.
3. Przełożenia i przeznaczenie roweru. Mają ogromne znaczenie szczególnie przy stromych podjazdach i dużym obciążeniu.
4. Serwis i dostępność części. Dobra diagnostyka oraz możliwość zakupu baterii za kilka lat mogą być ważniejsze niż różnica między 36 V i 48 V.
5. Cena baterii zamiennej. W niektórych markowych systemach jest to jeden z największych przyszłych kosztów eksploatacji. Aktualne przykłady znajdziesz w artykule ile kosztuje wymiana baterii w rowerze elektrycznym.

Wymieniasz baterię? Tu napięcie jest kluczowe

Przy wymianie baterii napięcie przestaje być tylko jednym z parametrów porównawczych. Musi być zgodne z wymaganiami całego napędu.

Bateria o zbyt wysokim napięciu może przekroczyć dopuszczalne parametry sterownika, wyświetlacza lub innych elementów elektroniki. Z kolei zbyt niskie napięcie może sprawić, że układ nie uruchomi się albo zadziała zabezpieczenie podnapięciowe.

Dlaczego ładowarka do systemu 36 V może mieć 42 V na wyjściu?

Ponieważ 36 V jest napięciem znamionowym baterii, a nie jej napięciem przy pełnym naładowaniu. Shimano dla swoich baterii o napięciu znamionowym 36 V podaje zgodne ładowarki o wyjściu 42 V DC.

Podobną zależność widać przy typowych systemach 48 V. Bafang BC D301 ma wyjście 54,6 V DC. Jest to napięcie odpowiadające pełnemu naładowaniu typowego pakietu Li-ion 13S.

Dlatego napięcia na etykiecie baterii i ładowarki nie muszą być takie same. Ładowarkę trzeba dobierać do konkretnej baterii zgodnie z dokumentacją producenta, a nie tylko na podstawie pasującej wtyczki. Zasady bezpiecznego ładowania opisujemy szerzej w poradniku o ładowaniu roweru elektrycznego w domu.

BMS i sterownik silnika – to nie jest to samo

BMS, czyli system zarządzania baterią, monitoruje parametry pakietu, takie jak napięcia ogniw, prąd i temperatura. Zależnie od konstrukcji może również chronić baterię przed przekroczeniem bezpiecznych limitów, balansować ogniwa i komunikować się z pozostałą elektroniką roweru.

Sterownik napędu odpowiada natomiast za sposób zasilania silnika i reakcję wspomagania na sygnały z czujników oraz wybrany tryb jazdy. Dlatego dwa rowery z bateriami o takim samym napięciu mogą podczas jazdy zachowywać się zupełnie inaczej.

Czy 48 V oznacza dłuższą żywotność baterii?

Nie. Samo wyższe napięcie nie oznacza, że bateria będzie starzeć się wolniej.

Przy tej samej mocy niższy prąd może ograniczyć część strat cieplnych w torze prądowym, ale trwałość całego pakietu zależy przede wszystkim od konstrukcji baterii, jakości ogniw, temperatury, prądów ładowania i rozładowania, poziomu naładowania podczas przechowywania oraz sposobu eksploatacji.

Reklama

Badania nad starzeniem ogniw litowo-jonowych pokazują, że wysoka temperatura i długie przechowywanie przy wysokim stanie naładowania mogą przyspieszać degradację. Z samego oznaczenia 36 V albo 48 V nie da się więc przewidzieć żywotności baterii.

Najlepiej stosować zalecenia producenta konkretnego systemu dotyczące przechowywania i ładowania. Nie każdy rower pozwala ani wymaga stosowania tej samej strategii ograniczania maksymalnego poziomu naładowania.

Czy system 48 V jest legalny w Polsce?

Tutaj trzeba rozdzielić trzy rzeczy: polskie Prawo o ruchu drogowym, przepisy unijne dotyczące homologacji oraz normę techniczną EN 15194.

Polskie Prawo o ruchu drogowym w art. 2 pkt 47 stanowi, że rower może mieć pomocniczy napęd elektryczny uruchamiany naciskiem na pedały, zasilany prądem o napięciu nie wyższym niż 48 V, o znamionowej mocy ciągłej nie większej niż 250 W, którego moc wyjściowa zmniejsza się stopniowo i spada do zera po przekroczeniu 25 km/h.

Rozporządzenie (UE) nr 168/2013 wyłącza z systemu homologacji kategorii L rowery ze wspomaganiem pedałowania o maksymalnej ciągłej mocy znamionowej do 250 W, których wspomaganie zanika po zaprzestaniu pedałowania i jest stopniowo wyłączane przed osiągnięciem 25 km/h. W tym przepisie nie określono limitu napięcia 48 V.

EN 15194:2017+A1:2023 jest natomiast normą techniczną dotyczącą EPAC. Jej zakres obejmuje systemy o napięciu znamionowym do 48 V DC. Norma nie zastępuje jednak polskiej definicji roweru.

Dokładniej różnicę między rowerem, pojazdem kategorii L i wymaganiami dokumentacyjnymi opisujemy w artykule czy rower elektryczny wymaga homologacji.

Jak sprawdzić napięcie swojej baterii?

• Sprawdź etykietę baterii. Szukaj określenia „nominal voltage” albo „rated voltage”.
• Sprawdź instrukcję roweru. To najlepsze źródło informacji o napięciu systemu i kompatybilnych bateriach.
• Odczytaj numer modelu. Na stronie producenta często można znaleźć dokładną listę zgodnych napędów, baterii i ładowarek.
• Nie oceniaj napięcia tylko po ładowarce. Bateria 36 V może korzystać z ładowarki 42 V, ponieważ 36 V jest napięciem znamionowym, a nie napięciem pełnego naładowania.
• Przy zmodyfikowanym rowerze nie zgaduj. Jeśli oznaczenia są nieczytelne lub instalacja była przerabiana, bezpieczniej ustalić parametry w serwisie niż dobierać baterię metodą prób.

Najczęstsze błędy przy porównywaniu 36 V i 48 V

1. „48 V oznacza więcej Nm”. Moment silnika nie wynika bezpośrednio z napięcia baterii.
2. Porównywanie samych Ah. Ta sama liczba amperogodzin przy różnych napięciach oznacza inną ilość energii.
3. Zakładanie, że 48 V zawsze daje większy zasięg. Najpierw porównaj Wh i zużycie energii konkretnego roweru.
4. Zmiana napięcia przy wymianie baterii. Może doprowadzić do niezgodności lub uszkodzenia elektroniki.
5. Dobieranie ładowarki po wtyczce. Pasujące złącze nie oznacza odpowiedniego napięcia ani prawidłowej charakterystyki ładowania.
6. Ocenianie legalności po samej etykiecie. Liczą się parametry i dokumentacja całego pojazdu.

36 V czy 48 V – co wybrać?

Jeśli kupujesz kompletny rower, nie traktuj napięcia baterii jako głównego kryterium wyboru. Sprawdź przede wszystkim napęd, pojemność baterii w Wh, przełożenia, serwis i to, czy rower odpowiada trasom, po których rzeczywiście będziesz jeździć.

Przy wymianie baterii lub budowie zestawu do konwersji napięcie ma już znacznie większe znaczenie, bo musi być zgodne z całą elektroniką. Nie traktuj więc 48 V jako prostego „ulepszenia” roweru 36 V. To dwa różne warianty konstrukcji systemu, z których każdy może działać bardzo dobrze, jeśli został właściwie zaprojektowany.

Źródła i materiały referencyjne

• Prawo o ruchu drogowym – art. 2 pkt 47 – definicja roweru i parametry pomocniczego napędu elektrycznego.
• Rozporządzenie (UE) nr 168/2013 – wyłączenie typowego pedeleca z zakresu homologacji pojazdów kategorii L.
• EN 15194:2017+A1:2023 – zakres normy EPAC, w tym napięcie znamionowe do 48 V DC.
• Shimano – specyfikacja systemów EP8 – DU-EP801 i DU-EP801-CRG: 36 V DC, 250 W, 85 Nm.
• Yamaha PW-X3 – 36 V, 250 W i 85 Nm.
• Bafang M510 MM G522.250.C – 36 V, 250 W i maksymalnie 110 Nm.
• Bafang BT F011.B720.C – 36 V, 20 Ah, 720 Wh.
• Bafang BT F011.D720.C – 48 V, 15 Ah, 720 Wh.
• Shimano – instrukcja baterii i ładowarek – baterie 36 V oraz ładowarki o wyjściu 42 V DC.
• Bafang BC D301 – ładowarka o wyjściu 54,6 V DC.
• Texas Instruments – Battery monitors & balancers – monitorowanie napięcia ogniw, prądu, temperatury, ochrona i balansowanie w systemach BMS.
• RSC Advances – wpływ temperatury i SOC na starzenie Li-ion – wpływ podwyższonej temperatury i wysokiego stanu naładowania na degradację podczas przechowywania.