Co jakiś czas wraca pytanie: czy do KuKirina można kupić szybką ładowarkę, żeby hulajnoga była gotowa w 2–3 godziny zamiast przez całą noc. Sam się nad tym zastanawiałem, więc przejrzałem dane o ładowaniu ogniw, BMS-ach i ładowarkach. Wyszło mi, że odpowiedź brzmi „to zależy" — i można dokładnie powiedzieć, od czego.
Ładowarka o większym prądzie to jedno, a ładowarka o innym napięciu to coś zupełnie innego. Napięcie musi się zgadzać z liczbą ogniw w szeregu:
Dane wg specyfikacji producenta (kukirin-scooter.com, kukirinprime.com). 13 × 4,2 V = 54,6 V, 14 × 4,2 V = 58,8 V — dlatego „48 V" na naklejce i 54,6 V na ładowarce to nie pomyłka. Ładowarka 58,8 V wpięta do pakietu 13S to przeładowanie każdego ogniwa.
Ktoś powie: „przecież BMS odetnie". Odetnie — u popularnych BMS-ów JBD zabezpieczenie przed przepięciem działa przy 4,25 V na ogniwo z opóźnieniem 2000 ms (wg dokumentacji JBD). Ale BMS odcina cały pakiet naraz, nie pilnuje pojedynczego ogniwa, które rozjechało się poniżej progu. Po odcięciu ładowarka dalej podaje napięcie na zaciski. A jeśli MOSFET padnie zwarciem kanału (typowa awaria przy przeciążeniu), ochrona znika całkowicie. Więcej o tym, co robi BMS: BMS w hulajnodze — co robi, kiedy odcina.
To jest moim zdaniem główne nieporozumienie. Zasilacz o większej mocy oddaje tyle, ile pobierze odbiornik. Ładowarka o większym prądzie wymusza ten prąd na baterii, bo bateria ma niską impedancję.
I druga rzecz, o której mało kto wie: prąd ładowania ustala ładowarka, nie BMS. BMS nie reguluje prądu — ma tylko zabezpieczenie nadprądowe ładowania (OCC), które odcina przy progu awaryjnym. U JBD ten próg to 155–165 A. Czyli ładowarka 5 A podana do pakietu z BMS-em ustawionym na 2 A nie zostanie przycięta do 2 A — popłynie 5 A.
Co to oznacza w praktyce:
Typowy BMS balansuje pasywnie prądem rzędu 30–90 mA, a balansowanie startuje dopiero około 3,9 V na ogniwo. Większość tej pracy dzieje się w końcowej fazie ładowania (CV — stałe napięcie, prąd maleje). Szybsza ładowarka szybciej dochodzi do pełnego napięcia, faza CV jest krótsza i BMS ma mniej czasu na wyrównanie ogniw. Wniosek z materiału, który rzadko gdzieś pada wprost: szybka ładowarka pogłębia rozbalansowanie pakietu.
Dla skali: przy prądzie balansu 60 mA wyrównanie różnicy 100 mAh to około 1,7 h samego balansowania (wyliczenie z parametrów JBD), a BQ76920 pracuje dodatkowo z wypełnieniem 70%, co wydłuża to o ok. 43%.
Mniej, niż wynika z prądu na tabliczce. Wg datasheetu Samsung 25R: ładowanie 0,5C trwa 180 min, a 1,6C — 60 min. Prąd jest 3,2× większy, czas krótszy tylko 3× — i to na nowym ogniwie.
Powód: im większy prąd, tym wcześniej ładowanie przechodzi w wolną fazę CV. Wg pracy opublikowanej w WJAETS, 2021:
Czyli przy szybszej ładowarce coraz większy kawałek ładowania i tak odbywa się „powoli".
To jedyna twarda, liczbowa reguła w całym temacie. Dwa niezależne badania pokazują, przy jakim prądzie zaczyna się odkładanie metalicznego litu (lithium plating):
Przeliczyłem to na G2 Pro: pakiet ma 15,6 Ah wg specyfikacji producenta, więc C/3 to około 5,2 A. Ładowarka, która latem w mieszkaniu mieści się z zapasem, w zimnym garażu przy 0 °C może już przekraczać próg z badania Ringlera (zastrzeżenie: badanie dotyczyło konkretnych ogniw, a tych w naszych pakietach nie znamy). Dlatego „nie ładuj zimnej baterii" jest twardszą zasadą niż „nie ładuj szybko".
W sieci krąży tabelka „0,5C = 1000 cykli, 1C = 500, 2C = 250". W materiałach, które przejrzałem, nie ma dla niej pokrycia w literaturze recenzowanej. Realny wpływ prądu na żywotność to rozrzut od 0% (ogniwa NCA były na prąd niewrażliwe) do −50% przy skoku z 1C na 1,33C (NMC811). Problem w tym, że kupując ładowarkę, nie wiesz, jakie ogniwa siedzą w twoim pakiecie.
London Fire Brigade w kampanii #ChargeSafe stawia sprawę prosto:
Jedna uwaga na koniec: nie znalazłem żadnego producenta hulajnóg, który definiowałby, czym technicznie jest „fast charger" — to hasło marketingowe, nie parametr. Patrzcie na napięcie i prąd na tabliczce, nie na napis „szybka ładowarka". Ogólne zasady ładowania są tu: Jak prawidłowo ładować hulajnogę.
Pytanie do was: czy ktoś z was używa ładowarki o większym prądzie niż fabryczna? Jaki model, jaki prąd i czy po sezonie widzicie różnicę w zasięgu albo w rozjeździe napięć ogniw?
Najpierw napięcie — tu nie ma dyskusji
Ładowarka o większym prądzie to jedno, a ładowarka o innym napięciu to coś zupełnie innego. Napięcie musi się zgadzać z liczbą ogniw w szeregu:
| Model | Pakiet | Ładowarka |
| G2 Pro („48 V") | 13S | 54,6 V |
| G2 Master / G3 Pro („52 V") | 14S | 58,8 V |
Dane wg specyfikacji producenta (kukirin-scooter.com, kukirinprime.com). 13 × 4,2 V = 54,6 V, 14 × 4,2 V = 58,8 V — dlatego „48 V" na naklejce i 54,6 V na ładowarce to nie pomyłka. Ładowarka 58,8 V wpięta do pakietu 13S to przeładowanie każdego ogniwa.
Ktoś powie: „przecież BMS odetnie". Odetnie — u popularnych BMS-ów JBD zabezpieczenie przed przepięciem działa przy 4,25 V na ogniwo z opóźnieniem 2000 ms (wg dokumentacji JBD). Ale BMS odcina cały pakiet naraz, nie pilnuje pojedynczego ogniwa, które rozjechało się poniżej progu. Po odcięciu ładowarka dalej podaje napięcie na zaciski. A jeśli MOSFET padnie zwarciem kanału (typowa awaria przy przeciążeniu), ochrona znika całkowicie. Więcej o tym, co robi BMS: BMS w hulajnodze — co robi, kiedy odcina.
Ładowarka to nie zasilacz od laptopa
To jest moim zdaniem główne nieporozumienie. Zasilacz o większej mocy oddaje tyle, ile pobierze odbiornik. Ładowarka o większym prądzie wymusza ten prąd na baterii, bo bateria ma niską impedancję.
I druga rzecz, o której mało kto wie: prąd ładowania ustala ładowarka, nie BMS. BMS nie reguluje prądu — ma tylko zabezpieczenie nadprądowe ładowania (OCC), które odcina przy progu awaryjnym. U JBD ten próg to 155–165 A. Czyli ładowarka 5 A podana do pakietu z BMS-em ustawionym na 2 A nie zostanie przycięta do 2 A — popłynie 5 A.
Co to oznacza w praktyce:
- w hulajnogach BMS jest zwykle typu common port (wymusza to rekuperacja), więc prąd ładowania płynie przez tę samą parę MOSFET-ów co rozładowanie — zabezpieczenie termiczne FET-ów u JBD to 90 °C,
- ścieżki PCB i bocznik pomiarowy są dobrane pod prąd nominalny,
- balansowanie nie nadąża — o tym niżej.
Balansowanie, czyli ukryty koszt
Typowy BMS balansuje pasywnie prądem rzędu 30–90 mA, a balansowanie startuje dopiero około 3,9 V na ogniwo. Większość tej pracy dzieje się w końcowej fazie ładowania (CV — stałe napięcie, prąd maleje). Szybsza ładowarka szybciej dochodzi do pełnego napięcia, faza CV jest krótsza i BMS ma mniej czasu na wyrównanie ogniw. Wniosek z materiału, który rzadko gdzieś pada wprost: szybka ładowarka pogłębia rozbalansowanie pakietu.
Dla skali: przy prądzie balansu 60 mA wyrównanie różnicy 100 mAh to około 1,7 h samego balansowania (wyliczenie z parametrów JBD), a BQ76920 pracuje dodatkowo z wypełnieniem 70%, co wydłuża to o ok. 43%.
Ile czasu realnie zyskasz
Mniej, niż wynika z prądu na tabliczce. Wg datasheetu Samsung 25R: ładowanie 0,5C trwa 180 min, a 1,6C — 60 min. Prąd jest 3,2× większy, czas krótszy tylko 3× — i to na nowym ogniwie.
Powód: im większy prąd, tym wcześniej ładowanie przechodzi w wolną fazę CV. Wg pracy opublikowanej w WJAETS, 2021:
| Prąd ładowania | Przejście CC→CV przy SOC |
| 0,85 A | 97,7% |
| 1,0 A | 92,6% |
| 1,5 A | 85,0% |
Czyli przy szybszej ładowarce coraz większy kawałek ładowania i tak odbywa się „powoli".
Zima — tu szybka ładowarka jest naprawdę groźna
To jedyna twarda, liczbowa reguła w całym temacie. Dwa niezależne badania pokazują, przy jakim prądzie zaczyna się odkładanie metalicznego litu (lithium plating):
| Temperatura | Ringler i in., 2023 | Yang i in., PNAS 2018 |
| 25 °C | plating od 3C | bezpiecznie do 4C |
| 10 °C | plating od 1C | bezpiecznie do 1,5C |
| 0 °C | plating już przy C/3 | bezpiecznie do ok. 0,67C |
Tłumaczenie: „W 0 °C występowały oznaki odkładania litu już przy prądach ładowania rzędu C/3, podczas gdy plating nie zachodził w 10 °C aż do 1C, a w 25 °C aż do 3C." — Ringler i in., Batteries 9(7):337, 2023, porównaj Yang i in., PNAS 2018.
Przeliczyłem to na G2 Pro: pakiet ma 15,6 Ah wg specyfikacji producenta, więc C/3 to około 5,2 A. Ładowarka, która latem w mieszkaniu mieści się z zapasem, w zimnym garażu przy 0 °C może już przekraczać próg z badania Ringlera (zastrzeżenie: badanie dotyczyło konkretnych ogniw, a tych w naszych pakietach nie znamy). Dlatego „nie ładuj zimnej baterii" jest twardszą zasadą niż „nie ładuj szybko".
A żywotność? Mit „0,5C = 1000 cykli"
W sieci krąży tabelka „0,5C = 1000 cykli, 1C = 500, 2C = 250". W materiałach, które przejrzałem, nie ma dla niej pokrycia w literaturze recenzowanej. Realny wpływ prądu na żywotność to rozrzut od 0% (ogniwa NCA były na prąd niewrażliwe) do −50% przy skoku z 1C na 1,33C (NMC811). Problem w tym, że kupując ładowarkę, nie wiesz, jakie ogniwa siedzą w twoim pakiecie.
Moje podsumowanie
- Inne napięcie — kategorycznie nie.
- To samo napięcie, prąd w granicach specyfikacji pakietu — elektrycznie dopuszczalne, ale kosztem żywotności i balansowania.
- To samo napięcie, prąd powyżej specyfikacji pakietu — nie, MOSFET-y, ścieżki i bocznik nie są na to dobrane.
- Jakakolwiek szybka ładowarka w niskiej temperaturze — nie.
London Fire Brigade w kampanii #ChargeSafe stawia sprawę prosto:
Tłumaczenie: „Używaj ładowarki dostarczonej z baterią lub zalecanej przez producenta." — London Fire Brigade.
Jedna uwaga na koniec: nie znalazłem żadnego producenta hulajnóg, który definiowałby, czym technicznie jest „fast charger" — to hasło marketingowe, nie parametr. Patrzcie na napięcie i prąd na tabliczce, nie na napis „szybka ładowarka". Ogólne zasady ładowania są tu: Jak prawidłowo ładować hulajnogę.
Pytanie do was: czy ktoś z was używa ładowarki o większym prądzie niż fabryczna? Jaki model, jaki prąd i czy po sezonie widzicie różnicę w zasięgu albo w rozjeździe napięć ogniw?