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Sorpresa: lo Zem Star 45 a supercondensatori?

Posted in scooter elettrici by jumpjack on 29 luglio 2013

Qualche mese fa ordinai quasi per scherzo, sul sito della Cooper Industries, una 20ina di campioni gratuiti di supercondensatori, indicando come possibile numero di utilizzo all’anno 100 (!!!) a scopo di sperimentazione su scooter elettrici…
Pensavo che non mi si sarebbero filati di pezza… e invece ecco che mi ritrovo tra le mani 20 di questi cosi!

supercap1

La faccenda sorprendente (oltre al fatto che me li abbiano regalati!) è che… be’, me li aspettavo un po’ più massicci!!

supercap2
Considerando che 25 Farad son 25 milioni di microfarad, significa che nel supercap di sinistra sono contenuti 25000 volte più Farad che in quello a destra, anche se a un decimo della tensione.
In termini di energia, essendo che E = 1/2 * C * V^2, risulta:
supercap: 0,5 * 25 * 2,7 = 91 Joule
normale: 0.5 * 0,001 * 25 = 0,0125 Joule
Rapporto: 7280:1

Per passare da Joule a Wattora bisogna dividere per 3600, quindi nel supercap ci sono 0,026 Wh, che per 20 fa 0,5 Wh.
Una vera miseria, ma che comunque, considerando un assorbimento di 1500 W dello scooter fa 1,2 secondi di durata:
3600 sec/h * 0,5  Wh / 1500 W = 1,2

Dovrebbero comunque essere sufficiente per “sentirsi” all’inizio dell’accelerazione.

Starei pensando di mettere i 20 SC in parallelo, in modo da ottenere un grosso supercap da 500 Farad e 2,7V, che metterei poi in serie ad UNA batteria, che così oscillerebbe, complessivamente, tra 62,7 e 66,7 V tra carica e scarica, e il tutto in PARALLELO alla seconda batteria, che al massimo arriva a 64V: in questo modo quando la batteria con supercap è scarica, la DDP di 1,3 Volt dovrebbe permettere il ricaricarsi (un po’) dei supercap… o forse no, chissà, boh?🙂 Siamo qui per sperimentare, no?😉
Ovviamente quando batteria e supercap sono carichi (64+2,7=66,7), la seconda batteria non può inviare nessuna corrente al SC perchè 64<66,7.

Riassumo:
Batteria carica, SC carico: 64+2,7 = 66,7 V
Batteria carica, SC scarico ho 64+0  = 64 V
Batteria scarica, SC carico (60+2,7) = 62,7 V
Batteria scarica, SC scarico (60+20) = 60 V

Con i SC in parallelo c’è anche il vantaggio che non devo impazzire per trovare/comprare/inventare un’elettronica di bilanciamento, si bilanciano da sè.

I supercondensatori in questione sono dei “PowerStor Aerogel, Serie HV” della Cooper Industries:

http://www.cooperindustries.com/content/dam/public/bussmann/Electronics/Resources/product-datasheets/Bus_Elx_DS_4376_HV_Series.pdf

Non me lo ricordo perchè li ho chiesti da 25 invece che da 100, o perchè HV piuttosto che gli altri, tutto pensavo tranne che mi avrebbero accettato l’ordine…🙂

Forza, vediamo quanti geni diranno “ma come, non le hai lette le dimensioni sul datasheet?”.

No, non le ho lette, non mi interessavano le dimensioni ma i Wh!🙂

edit:

Cribbio, sono TRECENTO EURO di condensatori!!! (Supercondensatore HV 100F 2,7V 0,012 Ohm su Rs-Components)

Ed ecco, gratis, lo schema elettrico del circuito di bilanciamento, coi valori esatti e le sigle dei componenti necessari: http://www.cooperindustries.com/content/dam/public/bussmann/Electronics/Resources/End%20of%20Life/bus-elx-powerstor-active-balance-royalty-note.pdf

Ogni circuito dovrebbe costare intorno ai 2 euro (l’opamp MAX4470 costa 1,30 euro) e bilancia due condensatori.

Un pacco da 48V nominali (quindi almeno 60 totali per sicurezza) dovrebbe essere composto da 22 SC in serie, per un costo di 352 euro, più 22 euro di bilanciamento (11 circuiti) e qualche altro euro per un regolatore che porti la tensione dai 12V dei sistemi di bordo ai 3-5 necessari al bilanciatore. Diciamo 400 euro.

Per 60V nominali/80reali si arriva a 30 supercap e 480 euro + 30 euro = 510 euro.

Ma in caso di collegamento in parallelo alle batterie serve anche, probabilmente, un complicato DC/DC converter buck&boost da qualche altro centinaio di euro.

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