Jumping Jack Flash weblog

Novità per l’Oxygen Lepton: può funzionare anche con batterie LiFePO4 da 60 V

Posted in batterie, scooter elettrici by jumpjack on 12 luglio 2014

lepton_e Dopo qualche mese di utilizzo della mia nuova batteria LiFePO4 da 60 V con il mio scooter elettrico Zem Star 45, ho scoperto una cosa interessante: anche se la sua tensione di ricarica è di circa 73V (circa 3,6 volt per 20 celle), una volta ricaricata si stabilizza “dopo un po’” (devo ancora capire esattamente quanto) a 67-68 Volt (3,34 V / cella). Il manuale del Lepton dice che la centralina di bordo segnala errore in caso la batteria superi i 70V, pur essendo lo scooter “targato” 48V; questo significa che volendo potrei tranquillamente utilizzare la mia nuova batteria da 60V anche sul Lepton (more…)

Finalmente una batteria al litio su misura per i vecchi Oxygen Lepton

Posted in batterie by jumpjack on 20 novembre 2013

Da diversi mesi ormai mi ingegno per rimediare, già fatta o costruita da me, una batteria al litio per sostituire quelle al piombo del mio antico Oxygen Lepton comprato d’occasione.

La questione si è rivelata molto più complicata del previsto visti i prezzi, la complessità dell’elettronica, le varianti possibili di elettronica e batterie, e il poco tempo a disposizione.

Forse questo sito potrebbe porre finalmente fine alle ricerche mie e di quanti altri in giro per l’Italia hanno in cantina un glorioso Lepton in attesa di nuova vita:

http://www.mst24.eu/web/it/component/virtuemart/escooter-batteries/batteria-lifepo4-48v-60ah-detail?Itemid=0

La batteria è definita espressamente come adatta al Lepton, e persino fotografata nel suo vano batterie, a scanso di equivoci:

Da una delle foto si deduce che la batteria pesa 21 kg, che considerando le LiFePO4 significa 2000 Wh, che a 48V significa circa 40 Ah; il sito parla di 60 Ah, ma parla anche di “60 Ah equivalenti di batterie al piombo”, e poichè, come noto, a causa dell’effetto Peukert la resa di una batteria al piombo su un mezzo elettrico è pari a circa il 60%, risulta che la capacità sfruttabile di una batteria al piombo da 60 Ah è di 36 Ah, molto prossima alla capacità “denunciata” dalla bilancia.

Ipotizzo quindi che si tratti di una classica batteria LiFePO4 composta di 16 celle da 3,2V/40Ah.

Il che non è affatto un difetto, è solo una precisazione.

Con 40 Ah uno scooterino come il Lepton può percorrere tranquillamente 40 km senza danneggiare le batterie (forse anche 50), cioè senza scaricarle oltre l’80%. Chissà se il BMS di bordo è già tarato in tal senso, o almeno se nella documentazione (?) che accompagna la batteria c’è scritto come usarla per farla durare.

Il prezzo mi pare ottimo, 1480 Euro per 2000Wh significa 74 centesimi a wattora, perfettamente in linea con le batterie che si potevano, finora, comprare solo all’estero, pagando qualche ulteriore centinaio di euro di spedizione e dogana. Questa invece arriva dall’Italia, quindi forse non costa esageratamente farsela spedire  (AGGIORNAMENTO: la spedizione costa 20,00 euro), e i più fortunati che abitano vicino al negozio possono forse andarsele anche a prendere di persona.

… e qui sorge un problema: dove sarebbe questo negozio? Il sito è molto scarno, nelle informazioni di contatto non compaiono indirizzi fisici e numeri di telefono, solo una form. Forse il sito è appena nato, o forse sono esperti di batterie ma non di siti, o forse è un venditore farlocco… chi può dirlo? Al momento è presto per sbilanciarsi, ma la faccenda merita un’indagine approfondita!

L’unico indizio sulla collocazione del negozio viene da questa pagina, dove si parla di Torino.

Test batterie Zem su Lepton

Posted in ambiente, scooter elettrici by jumpjack on 30 ottobre 2013

Test su strada del Lepton con batterie Xinsilu, altrimenti note come batterie del mio Zem Star 45.

Le batterie non hanno gradito molto il trapianto temporaneo…

lepton-zem

Pensavo che, essendo da 60V, montate su uno scooter da 48V non avrebbero sofferto troppo, ma in effetti il motore è da 1800W contro i 1500 dello Zem, quindi invece di 25 ampere (1500/60) devono fornirne 37 (1800/48), ed essendo già sfiatate sullo Zem , sul Lepton funzionano anche peggio: in pianura vanno, ma in salite ripide si spegne tutto!

Tuttavia il vero scopo non era vedere se QUESTE batterie vanno sul Lepton, ma solo di vedere se, in generale, batterie da 60V possono funzionare sul Lepton a 48V; a prima vista si potrebbe pensare di no, ma il manuale dice che la centralina va in errore quando la batteria supera i 70V, quindi era lecito provare.

La prova ha quindi avuto successo, non ho nemmeno registrato particolare surriscaldamento della centralina, che scalda anche con batterie da 48V.

Questo significa che posso comprare una nuova batteria Zem, di quelle al LiFePO4, per tirare avanti con lo Zem fino a maggio 2014, dopodichè trasferire le batterie sul Lepton.

Il vantaggio sta nel non dover comprare una batteria da 40 Ah e 1500 euro per il Lepton, ma solo una da 25 Ah, visto che un’altra ce l’ho già (anzi due), anche se vecchia e stanca; ma le nuove LiFePO4 reggono scariche di molti C, quindi la nuova batteria si prenderebbe tutte le correnti di picco, mentre l’altra fornirebbe solo energia, cioè autonomia.

Il tutto, però, sempre se una batteria LiFePO4 e una Li-ion posso convivere nello stesso scooter senza fare un macello… In caso negativo, posso comunque usare una singola batteria, che essendo in grado di sopportare senza problemi scariche di diversi C, stando al datasheet, non dovrebbe soffrire troppo nel fornire 1,5C. Oppure potrei comprare una seconda batteria e spendere comunque 1500 euro… però:

– le comprerei in un negozio fisico in Italia invece di dovermele far spedire dalla Cina pagando 200 euro di spedizione

– avrei 48 Ah invece di 40 Ah

– essendo batterie da 60V, potrei portarle a 48V ottenendo due batterie da 30Ah anzichè da 24, quindi un totale di 60Ah/2880Wh, che su un cinquantino da 35 Wh/km significa 80 km di autonomia.

Come al solito, tremila combinazioni diverse di variabili da sperimentare….

 

I misteri delle batterie LiFePO4, e il restauro dell’Oxygen Lepton

Posted in scooter elettrici by jumpjack on 27 ottobre 2013

Ho rimesso le mani sul mio antico Oxygen  Lepton per vedere di riuscire a metterlo in piedi prima che scada l’assicurazione dell’ormai diroccato Zem Star 45, a maggio 2014.

Così, sono andato, armato di pazienza, per cercare di togliere dal vano batterie le 16 celle, così gonfie da essersi inamovibilmente incastrate le une alle altre e al vano stesso, l’ultima volta che ho usato lo scooter.

Pensavo di dover usare il piede di porco… e invece sorpresa!!! Le celle sono quasi completamente sgonfie!!!

Non so cosa sia successo nè perchè, tutto quello che so è che la batteria completa era staccata dallo scooter e le singole celle sono rimaste collegate per tutto questo tempo al BMS; per il resto, non ho fatto niente.

Le celle sono tutte a tensioni indecenti, comprese tra 1,5 e 2,0 volt, quindi non credo siano più utilizzabili; ma infatti le stavo togliendo per fare una prova di fattibitilità di tutt’altra cosa: volevo vedere se riuscivo a far stare nel vano entrambe le batterie dello Zem.

Così, tolte le 16 celle Thundersky, ho piazzato le due batterie dello Zem; il posizionamento migliore risulta essere con le batterie sdraiate, con il lato stretto poggiato a terra; in questa posizione avanza spazio sia trasversalmente (2 o 3 centimetri) che  longitudinalmente: venti centimentri dalla fine del vano, ma solo una decina dall’inizio del sellino; sì, perchè il lato largo delle batterie, che in questa posizione diventa l’altezza, è maggiore dell’altezza delle vecchie batterie al piombo.

Questo rende anche inutilizzabile il coperchio originale del vano, ma questo non dovrebbe essere un problema, perchè c’è spazio, e ci sono persino già i buchi per le viti, per costruire un nuovo coperchio in vetroresina. Penso però che sarebbe complicato mantenere l’estraibilità delle batterie, quindi devo studiare un modo per montare a bordo un caricabatterie in posizione in cui non sia danneggiabile da pioggia e spruzzi, ma in cui allo stesso tempo non si cuocia col calore da lui stesso prodotto, e questo potrebbe essere complicato; ma d’altra parte, per caricare lo scooter all’aperto, non posso tenere il caricabatterie fuori all’umido per tutta la notte; o forse potrei costruire una scatola impermeabile per il caricabatterie, da fissare accanto alla presa di corrente che ho installato nel posto auto; ma dovrà comunque essere impermeabile e ventilata, e al momento non ho nessuna idea.

Per il resto, ho già fabbricato i contatti che permettono il fissaggio semi-permanente delle due batterie in parallelo ai morsetti dello scooter (finora ero sempre andato avanti con fili volanti e morsetti a coccodrillo); l’ideale sarebbe usare i connettori Anderson, ma anche il più strafornito dei negozi di elettricità di Roma non sa nemmeno cosa siano… quindi ho ripiegato su un listello di alluminio a sezione quadrata da 10mm, che sembra fatto apposta per infilarsi dentro ai buchi dell’Anderson; al capo opposto ho fatto un buco da 3 mm in cui ho fissato un morsetto a vite a cui attacco il filo di collegamento. Un po’ accroccato ma sembra efficace.

Il Lepton si comporta bene con le due batterie, grazie al fatto che la centralina supporta, di fabbrica, fino a 70V, superati i quali è previsto che mostri un messaggio di errore; il problema è che non so se si comportano bene le batterie, che essendo da 60V montate su uno scooter da 48V non possono essere scaricate fino a 48V, si romperebbero irrimediabilmente; o forse il BMS di bordo lo impedirebbe, questo non lo so… So che il BMS di bordo si spegne se la singola cella scende sotto la soglia di “pericolo”, ma non l’ho mai visto spegnersi quando l’intera batteria è troppo scarica per permettere allo scooter di muoversi anche solo a 5 km/h. Quindi dovrò inventarmi qualche cosa.

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Oxygen Lepton vecchi e nuovi in svendita

Posted in scooter elettrici by jumpjack on 13 settembre 2013

Qualche mese fa furono annunciate sia il fallimento della Oxygen, ramo “elettrico” della Atala e produttrice degli scooter Lepton dagli anni ’90, e la dismissione di diverse decine di scooter Oxygen Lepton “primo modello” (quelli, appunto, degli anni ’90) da parte del comune di Milano (vedi blog).

Ecco dove sono finiti i moderni scooter che erano rimasti nei magazzini della Oxygen (nuovi modelli con superbatterie “eterne” al litio-magnesio da 5000 cicli di ricarica), e i vecchi scooter di Milano:

Lepton anni ’90:

http://www.subito.it/moto-e-scooter/atala-lepton-oxigen-elettrico-2002-ferrara-73164756.htm?last=1

Moderni:

http://www.subito.it/moto-e-scooter/scooter-elettrici-oxygen-ex-poste-svizzere-2008-milano-72409219.htm?last=1

Il comune di Milano ha le sue ragioni per aver svenduto i suoi scooter: gli originali Lepton al piombo erano terribili! Decantavano 50 km di autonomia… mentre in realtà ne avevano al massimo 35-40, che potevano però raggiungere solo in “modalità normale”, che garantiva accelerazioni pietose a causa delle pesantissime batterie al piombo da 75 kg; l’unica modalità seriamente utilizzabile per quegli scooter era la “leprotto”, che però svuotava completamente le batterie dopo 20-25 chilometri; per di più, svuotando completamente le batterie, queste si rovinavano, per cui invece dei 20.000 km promessi dal manuale non era possibile percorrerne più di 7-8000, secondo varie testimonianze; poi bisognava spendere intorno ai 500 euro per un nuovo pacco batterie.

All’epoca in cui uscirono i Lepton non esistevano le batterie al litio, per cui il piombo era l’unica alternativa possibile; al massimo era possibile acquistare il modello “E” del Lepton, con batterie al Nichel-Zinco, più prestanti ma molto più costose.

Oggi le cose sono molto cambiate: 15 anni dopo l’uscita del primo Lepton del 1999, grazie alla previdenza degli ingegneri che lo progettarono collocando le batterie in un vano apribile con chiave rendendo estraibili le batterie tramite una semplice chiave inglese, oggi è possibile, con un po’ di “fai da te”, aggiornare quei vecchi scooter alla tecnologia moderna: al posto di 75 kg  di batterie al piombo da 38 Ah è possibile installarne 20 di batterie al litio da 40 Ah.

I 38 Ah del piombo corrispondono, su un mezzo elettrico, a circa 23 Ah effettivamente disponibili (a causa delle alte correnti che devono erogare e dell’effetto Peukert), dei quali è consigliabile utilizzare solo il 50% per garantire almeno una durata di 500 cicli invece che 200, arrivando quindi  a meno di 15 Ah effettivamente disponibili.

Nel caso delle batterie al litio, invece, anche per alte correnti è disponibile il 95% degli Ah “di targa”, quindi 0,25*40=38, cioè già di per se passando dal piombo al litio si avrebbero effettivamente disponibili i 38 Ah originariamente dichiarati per il Lepton. In più, scegliendo le giuste batterie al litio si potrà usufruire dell’80% della loro carica senza danneggiarle (addirittura 100% per le più costose, le Saphion® della Valence), per cui la capacità effettivamente disponibile per le batterie al litio sarebbe di 30-38Ah. Confrontati con i 13-15 dell’originali, significa più del doppio. In più, cìè la grande longevità delle batterie al litio, che invece dei tipici 2-300 cicli (quanto duravano le batterie del Lepton sfruttandole al massimo) ne durano 1000 o 2000; considerano una 40ina di km per ogni ciclo, significa dai 40.000 agli 80.000 km di vita.

Riepilogando:

Batterie al piombo: 13 Ah, 25 km, 9000 km totali, prestazioni scarse

Batterie al litio: 30 Ah, 38 km, 40.000 km totali, prestazioni buone, anche in salita

L’unico neo dei Lepton è che, tanto vecchi che nuovi, non possono andare a più di 45 km/h, tranne uno dei nuovi modelli, l’XP con 3 batterie, che va a 65 km/h.

I Lepton nuovi hanno invece la grossa pecca della difficile guidabilità: il potentissimo recupero di energia in frenata, costantemente attivo e non regolabile, e il dosaggio troppo graduale dell’acceleratore in partenza, gli conferiscono un’inerzia enorme, cioè una risposta lentissima all’acceleratore sia in partenza che in rallentamento. Forse questo difetto, unito al prezzo esorbitante causato dalle costosissime batterie (una singola batteria costa 2000 euro, e il nuovo Lepton ne monta da 1 a 3), è stato la causa del fallimento del Lepton e, con lui, della ditta che cercava di vendere un “50cc-equivalente” a 7000 euro.

Però sarebbe sicuramente interessante installare batterie da 5000 cicli su vecchi scooter al piombo da rivitalizzare, Lepton o non Lepton.

Altra cosa non da poco: i Lepton nuovi sono bruttissimi: tra maniglioni, vano batterie e super-sella, sono del tutto orrendi; tuttavia, acquistarne per 2000 euro uno che contiene 3 superbatterie potrebbe essere interessante… sempre però considerando che 3 batterie significa 36 volt, mentre qualunque scooter elettrico ne vuole almeno 48.

Qui c’è la mia prova su strada del nuovo Lepton fatta a marzo 2012.
E qualche antica testimonianza sui vecchi Lepton:
LINK 1
LINK2

Per inciso, anche la Valence, produttrice delle superbatterie litio-magnesio, è fallita nel 2012, anche se ora, lentamente, sta tornando sul mercato, forse con altro proprietario.

108 scooter elettrici Oxygen Lepton del 2003 in vendita a Verona, base d’asta 300 euro

Posted in batterie, scooter elettrici by jumpjack on 17 luglio 2013

Lo annunciano su Repubblica, ma purtroppo senza fornire ulteriori dettagli:

http://milano.repubblica.it/cronaca/2013/07/17/news/acquistati_mai_usati_e_rottamati_gli_ecoscooter_dei_vigili_di_milano-63128253

Come sa chi segue questo blog, un Lepton può essere in teoria aggiornato alle moderne batterie al litio: basta un pacco da 48V/40Ah inserito al posto del vano batterie al piombo, comodamente accessibile e chiuso con serratura, per avere un mezzo con autonomia REALE di 40 km, velocità di 45 km/h e niente da invidiare in accelerazione se usato in modalità “leprotto”. Se la cava egregiamente anche in salite “standard”, quindi max 6% secondo codice della strada; su salite particolarmente ripide (20%, che normalmente si trovano solo nelle rampe dei garage privati…) non supera i 30 km/h, ma si tratta di casi molto particolari.

Le batterie dovrebbero durare almeno 30.000 km se usate correttamente (*), e costano 1000 euro; 30.000 km percorsi tramite uno scooter a benzina costerebbero circa 1800 euro, ma si arriva a 3000 usando un’auto…

Quindi ha senso aggiudicarsi lo scooter a max 800 euro, se si vuole recuperare l’investimento nel giro di un anno. Nuovo costava circa 2200 euro.

(*) Le batterie al litio vengono date per durate di 2000 cicli, ma solo se usate con intensità di corrente pari alla metà della capacità nominale (0,5C), quindi una batteria da 40Ah dovrebbe essere usata a 20A; però su uno scooter elettrico, in accelerazione e in salite ripide, si può arrivare a 80A, cioè il doppio della capacità di 40Ah, il che riduce la vita delle batterie anche della metà: si tratta però comunque di 1000 cicli, che a 40 km a ciclo fa 40.000 km; 30.000 se si vuole stare più sicuri. Un pacco batterie da 48V/40Ah costa circa 1000 euro.

Importante però è non scaricare mai completamente le batterie, perchè anche questo ne accorcia la vita. Scaricando completamente una batteria da 40Ah, si potrebbe arrivare anche a 50 km di autonomia, addirittura 60 andando a 40 all’ora; per questo è consigliabile considerare una batteria da 40Ah capace di soli 40 km di autonomia, cioè l’80% di quella teoricamente possibile .

Il consumo medio di uno scooter da 48V/1800W come il Lepton è di circa 25 Wh/km in pianura (1200W costanti per un’ora = 1200Wh per 45 km); considerando una media di 35 Wh/km per tenere in conto anche salite e accelerazioni, i 1920 Wh di una batteria da 48V/40Ah garantirebbero un’autonomia teorica di 54 km.

Le vecchie batterie del Lepton
Le batterie originali del Lepton erano, come detto, al piombo; questo tipo di batterie, se usate fino in fondo (cosa che probabilmente facevano gli acquirenti degli anni 2000, non opportunamente informati dai venditori) non possono durare più di 250 cicli, ognuno da 20 km di autonomia reale (anche se c’è chi dice che all’inizio ne faceva 35 – http://www.vittorio.lacab.it/lepton/lepton.html): di qui la risibile durata di 5000 km o al massimo 9000 riscontrata (rispetto ai 20.000 “spacciati” dal manuale dello scooter); e un cambio batterie costava oltre 300 euro (http://www.vittorio.lacab.it/lepton/lepton.html). 9000 km o meno si fanno in un anno, quindi si trattava di spendere 300 euro di batterie all’anno per uno scooter con prestazioni mediocri.

Oggi, con le batterie al litio, un Lepton potrebbe percorrere 30.000-40.000 km con 1000 euro di batterie: il prezzo annuale risulta quindi più o meno lo stesso: considerando i suddetti 9.000 km/anno, si avrebbero infatti 1000 euro in 3-4 anni; ma le prestazioni dello scooter sono finalmente decenti, forse addirittura migliori di uno scooter a benzina.

Atala o Oxygen?
A volte si sente parlare di Atala Lepton, altre di Oxygen Lepton; in realtà, la Lepton era il ramo elettrico della Atala; la Atala produce biciclette, la Lepton, prima di fallire qualche mese fa, produceva scooter elettrici.

Diario elettrico Zem Star 45 + Oxygen Lepton: le batterie dello Zem sul Lepton

Posted in auto elettriche, batterie, scooter elettrici by jumpjack on 16 luglio 2013

Scoperta importantissima oggi per il mio Lepton!

Può funzionare anche con le batterie da 60V dello Zem!

Ovviamente è la prima prova che avevo fatto mesi fa… ma non aveva funzionato, solo che siccome lo scooter non funzionava più nemmeno con le SUE batterie al piombo, pensavo fosse colpa dello scooter….

Poi però oggi, dopo aver visto più volte che lo scooter funziona, sia col piombo che col LiFePO4, e soprattutto dopo aver letto sul manuale che la centralina prevede un codice di errore se la tensione della batteria supera i 70 (settanta) volt, ho deciso di rifare la prova.

Non ha funzionato nemmeno questa volta!

Allora riattacco le celle thundersky… e funziona.

Misuro le batterie dello Zem: 60 e 64 volt.

Ma allora?!?

Fammi un po’ esaminare la cosa da vicino…

Questo è il coccodrillo che ho inserito nel connettore Anderson…

cocco2

questo è il connettore Anderson…

spina2

e questi sono tutti e due insieme:

spina+cocco

Il coccodrillo entra esattamente nel buco dell’Anderson, quindi è praticamente perfetto… senonchè… osservate bene la prima immagine!

cocco3

Il morsetto è sostanzialmente bucato! Fa contatto solo sugli angoletti indicati dalle frecce rosse… che cadono ESATTAMENTE sul binario IN PLASTICA dell’Anderson!!! Quindi non avevo collegato proprio niente!!!

Una volta messi i morsetti di shghimbescio in modo che l’ancolo toccasse i contatti, il Lepton è partito senza problemi!

(notare che i contatti in metallo dell’Anderson della foto li ho alzati io cercando di fargli fare contatto, ma normalmente finiscono sotto la plastica).

———

Altra cosa molto importante è che una batteria dello Zem è larga quanto il copri-batterie del Lepton, e ben più stretta della pedana:

vano2

Il blocco nero in alto è il trolley-batteria; il disastro di fili in basso è il mio concetto di batteria autocostruita 🙂 In basso sui due lati si intravede il solco che ospita il copri-batteria, poco più largo delle batterie.

La batteria dello Zem non potrà mai entrare nel vano… intera, ma essendo composta di due blocchi di celle larghi la metà della valigetta, basterebbe tirarli fuori e disporli impilati anzichè affiancati nel vano, oppure affiancandoli attaccati e spostando sopra il BMS, che ora sta invece tra i due blocchi

Ovviamente però non avrebbe senso mettere queste pessime batterie nel Lepton, ma la notizia importante è un’altra: le nuove batterie dei nuovi Zem, ora EcoItalMotor, non sono più li-ion ma LiFePO4, all’incirca dello stesso amperaggio.

Solo che non usano celle cilindriche ma a sacchetto (così mi hanno detto, non le ho viste), quindi non so se potrei diassemblarle come descritto e ficcarle nel vano del Lepton… Di qui l’importanza che possano comunque stare sulla pedana senza dare fastidio: adesso che ho la colonnina di ricarica in cortile, dovrei solo fissare stabilmente alla pedana e riparare dall’acqua due batterie a valigetta per rivitalizzare il Lepton.

Perchè tutto questo sbattimento???

Semplice: perchè tutto questo vuol dire che potrei comprare due nuove batterie LiFePO4 per lo Zem, usarlo finchè non scade l’assicurazione l’anno prossimo a maggio, dopodichè spostare le batterie sul Lepton.

Solo che le nuove batterie costano 800 euro l’una invece che 500… quindi probabilmente ne comprerò una sola, alla quale affiancherò quella ancora sopravvisutta a li-ion, naturalmente separando le due chimiche con un bel paio di diodi. E potrei anche usare lo scooter “rianimato” dalla nuova batteria per andare al Centreo Assistenza EcoItalMotor di via Voghera per vedere se si può sistemare il traballìo della ruota anteriore.

Certo, ricaricare questo miscuglio di batterie potrebbe diventare un bel casino, se non trovo un modo valido di montare DUE caricabatterie sullo scooter in modo che siano a prova di pioggia; paradossalmente, la cosa più complicata sarebbe la ricarica, non il collegamento o l’installazione.

Ma tanto per pensarci su avrei quasi un anno.

Diario Elettrico – Restauro di Atala-Oxygen Lepton anni 2000 – 13 luglio 2013

Posted in auto elettriche, batterie, scooter elettrici by jumpjack on 13 luglio 2013

Uh oh…

winston-lepton-gonfie

Ho fatto una lunga prova di autonomia col Lepton e 16 celle Winston/THundersky LFP40AHA.

Sono riuscito a percorrere circa 15km prima che iniziasse a dare segni di cedimento in salita, ma in partenze in pianura era ancora piuttosto scattante. Poi però alla fine ha ceduto quando è successo quanto rappresentato nella foto…

Una cella era particolarmente calda, poi guardandola da vicino mi sono accorto che era anche un po’ gonfia, così ho deciso di tornare a casa, che per scelta era molto vicina: ho percorso 15 km senza mai allontanarmi più di un chilometro da casa, gira, che ti rigira, che ti rigira… 🙂

L’ultimo pezzo di strada era però una lunga discesa, che ho fatto “a manetta” per verificare una cosa… e ho verificato che col Lepton è impossibile superare i 50 km/h anche accelerando in discesa!

In compenso, quando ho lasciato l’acceleratore mentre andavo a 50 all’ora in discesa, è partito un regen da paura 🙂 che credo abbia “finito” la cella già danneggiata: dal motore hanno iniziato a venire rumoracci, il quadro si è spento, ma come al solito il motore è rimasto acceso, solo che appena acceleravo un po’, si spegneva, ma poi rilasciando l’acceleratore, l’aumento di tensione faceva riaccendere il quadro come un albero di natale, ma poi si rispegneva poco dopo… vabbè, un casino.

Arrivato a casa, ho verificato che non una  ma 2 celle “e mezzo” si sono danneggiate (per l’appunto erano adiacenti tutte e tre): quella “panciuta” a sinistra è arrivata a 0,04 volt (!!!) ed era bella calda, quella di mezzo ha raggiunto i 0,43 volt ed era tiepida, l’altra era sui 2,43 e non troppo gonfia, quindi forse era così già prima.

12 ore dopo, la cella panciuta è a zero volt, la seconda a 0,40 e la terza ancora a 2,43.

Ho anche fatto altre osservazioni sul riscaldamento: quei cavi che erano solo “appuntati” alle batterie, cioè con le viti non strette, erano tiepidini… mentre toccando i bulloni che li fissavano alle celle mi sono letteralmente ustionato! Quindi a un certo punto ho deciso di stringere bene tutte le viti… anche se domani dovrò riallentarle tutte per montare il BMS.

Sì, perchè tutto questo è successo perchè volevo vedere cosa succede a una batteria senza BMS.

Beh, ora lo so… e lo sapete tutti! 🙂

Non usate batterie al litio senza BMS!!!

Il BMS avrebbe “spento” la batteria leggendo una sottotensione su una cella; sarei tornato a casa a piedi, ma non avrei rovinato una cella.

Sul manuale d’uso della Winston c’è scritto però come fare per far tornare rettangolare una cella ingrassata, mi chiedo se quindi sia recuperabile, boh?!? Certo non è molto rassicurante averla tra i piedi, e neanche in casa, infatti stanotte ha “dormito” in giardino. 🙂

Altra cosa interessante è che il disco al centro delle celle è una valvola di sfogo di emergenza, che è ancora ben salda al suo posto; mi chiedo allora se il rigonfiamento sia dovuto a gas interni, o solo a deformazione degli elettrodi causata da sottotensione; non credo infatti che la sottotensione faccia sviluppare gas, solo la sovratensione dovrebbe farlo.

Solo che chissà che tensione vede una cella in mezzo ad altre 16 durante un regen a 50 all’ora?!? Sul Lepton non c’è nemmno uno straccio di voltmetro!

Comunque, cambiando discorso, nel frattempo ho trovato 5 supercondensatori in svendita a 200 euro totali, 16V/25F ciascuno, e ci sto ragionando un po’ su. 🙂 Su un Lepton si possono montare anche in serie alle batterie, perchè si ricaricherebbero col regen, e in questo modo preserverebbero  le batterie.

Solo che non capisco quanta corrente possono  sopportare questi supercap, sul datasheet non lo trovo scritto! Sono dei moduli con elettronica di controllo (datasheet) basati su SC BCAP0150 da 2,7V/150F della Maxwell. (Interessante il fatto che incorporino i circuiti di bilanciamento, un sacco di rogne in meno!)

Ognuno dovrebbe contenere 0,5 * 25 * 16^2 = 0,9 Wh , per un totale quindi di 4,5 Wh, che a 1500 W durerebbero 10 secondi se si potessero usare totalmente… cosa che non è vera: sullo Zem potrei usarli solo in parallelo alla batteria, quindi solo tra 60 e 64 V delle batterie scariche/cariche, quindi il vantaggio sarebbe minimo: 0,05 Wh l’uno, 0,3 Wh tutti, 0,7 secondi di autonomia!

Sul Lepton, invece, potrei metterli in seriealla batteria; però non in serie TRA LORO, perchè 48V+80V fa un po’ di più dei 70V sopportabili dalla centralina.. Dovrei allora fare un supercap in serie alla batteria, formato dai 5 SC in parallelo, ottenendo un supercap da 16V/125F.

Col SC alla massima carica, però, avrei 57,6+16=73V , che sono troppi…. Però è la centralina a caricare, e di certo non eroga 73V, ma forse 57,6 , o forse di più (di certo non di meno, secondo questa tabella. 

Questo vorrebbe forse dire che allora alla batteria arriverebbero al massimo 57,6-16 = 41,6 volt, perchè i 16 si “perderebbero” nel condensatore? Ma allora cosa impedisce al condensatore di ricevere PIU’ di 16 volt, cosa che lo distruggerebbe? L’elettronica di bordo lo bloccherebbe? Ma essendo in serie alle batterie, allora bloccherebbe completamente il regen…. ma chi se ne importa?

Certo non mi metto a comprare un DC/DC converter buck/boost da 1800W, costano un’esagerazione.

Insomma, come al solito, un miliardo di incognite, un sacco di documenti da studiare, cose da comprare, bruciare e poi buttare… 🙂

Aggiungo immagine con curve di scarica e intervalli di tensione evidenziati:

livelli-tensione-winston

AGGIORNAMENTO 1:

Sostituite le due celle, ho montato un BMS e messo in carica usando il CB di bordo dello scooter.
Ho notato che la tensione del CB a circuito aperto sale, sale, sale…. è arrivata fino a 60V mentre l’unica cosa che stava “caricando” era il tester, ma a quel punto l’ho spento perchè temevo che si trovasse in situazione non prevista e finisse per bruciarsi!
Invece una volta attaccato alle batterie ha iniziato a erogare 5 Ampere, terminando poi la carica a 51,8 volt totali.
La centralina/caricabatterie, che sul Lepton sono un tutt’uno, è diventata piuttosto calda durante la ricarica, ma è normale, secondo il manuale può arrivare anche a 60 gradi!
51,8 volt corrispondono a 12,95 volt a batteria nel caso del piombo;stando a questa immagine, per una batteria al piombo la tensione in stato di carica al 100% sarebbe di 13V (52V), che vengono raggiunti applicando alla batteria una tensione di 14,4-15V (57,6/60V).
Riportate su 16 celle, queste tensioni diventano:
100%: 3,25 V
Ricarica: 3,6-3,75 V
Stando al datasheet Thundersky, le celle non devono eccedere i 4,25 V, quindi siamo ampiamente entro i margini di sicurezza in fase di ricarica. Anche se secondo altre fonti la tensione massima deve essere 4,00 V, siamo comunque entro i margini di sicurezza.
Bisogna comunque tener presente che queste “LFP40AHA” hanno già subito tre evoluzioni negli anni, con annessi cambi di specifiche: nate come Thundersky, sono poi diventate Winston e attualmente sono Sinopoly, e nel tempo si sono anche arrichitte di Ittrio come stabilizzante, per cui esisteranno molteplici datasheet in giro…
Datasheet Winston: 2,5-4,25V
Datasheet Thundersky : 2,8-4,0V
Datasheet LYP40AHA
Datasheet Sinopoly: 2,8-3,8V
Da qualche parte ho letto che ricaricando una cella al litio tenendosi più bassi rispetto alla tensione massima possibile riduce lo Stato di Carica (SoC) di pochissimo (5-6%), ma prolunga notevolmente la vita delle batterie; però stranamente le Thundersky (Generazione 2) venivano date per 3000 cicli se scaricate all’80% partendo da 4,0V, mentre le Sinopoly (Gen. 3.0) vengono date per 2000 all’80% partendo da 3,8V. Solo che nelle Th2.0 c’era l’ittrio, mentre nelle Sinopoly 3.0 mi pare di no…
Tutto molto semplice, insomma

 

AGGIORNAMENTO 2:
Dopo aver caricato l’altroieri le batterie fino a 51,8 volt tramite BMS e caricabatterie di bordo, le ho lasciate sullo scooter, collegate, ovviamente a scooter spento.
Oggi, 36 ore dopo, 13 celle su 16 hanno tensione tra 0,002 e 0,50 volt! Solo le 3 che erano a 3,8 ora sono a 3,3!
Come si spiega?!?

Io speravo che, collegate al BMS ma non in uso da parte dello scooter, le celle sarebbero state bilanciate dal BMS… invece col fischio!
Adesso ho non una ma una decina di celle gonfie come palloncini! Talmente gonfie che neanche riesco più a sfilarle dallo scooter….
Ho controllato i collegamenti: avevo CH- scollegato, P- scollegato, B- collegato al negativo della batteria, e lo scooter collegato direttamente alla batteria… ops… forse è questo il problema? Dovevo invece collegarlo all’uscita P- del BMS invece che B-?
Mi viene in mente che anche con le batterie al piombo lo scooter mi ha fatto uno scherzo del genere, ma pensavo fosse colpa delle batterie vecchie ed esauste: 3 giorni dopo averle caricate, senza usare lo scooter le ho trovate a tensioni tra 5 e 7 volt (batterie da 12 volt!)

Se a questo si aggiunge lo strano fatto che, una volta che ho acceso lo scooter, è impossibile spegnerlo e l’acceleratore fa girare il motore anche a chiave disinserita (!), viene da pensare che lo scooter anche da “apparentemente spento” abbia un bel consumo di corrente, che “spiana” le batterie.

Certo, se avessi collegato lo scooter a P- invece che a B-, magari il BMS avrebbe spento tutto evitando la sottoscarica… forse… che ne so?
Fatto sta che la batteria era arrivata a 18 volt complessivi!
Dopo qualche minuto di ricarica, è successo qualcosa di strano: le celle si sono come riattivate, passando da 0,5 volt a 2,6-2,7 (tranne una che rimane a 0,0012, ma che non è nemmeno la più gonfia di tutte), e la batterie nell’insieme è arrivata a 41 volt. Un paio di celle rimangono su 1,5-1,6 volt.
Il problema è che la batteria è rimasta inchiodata a 41 volt per un’ora!
Allora ho provato a staccarla dal CB e misurare la tensione del CB, scoprendo che forse ha 3 modalità:
– tensione fissa a 41 volt (mantenimento batterie?)
– ricerca: la tensione sale gradualmente da 40 a 62 volt se non c’è batteria attaccata, dopodichè torna su 41 e lì si blocca; entra in questa modalità se spengo e riaccendo il CB a batteria scollegata
– ricarica: se mentre il CB è in ricerca connetto la batteria, inizia la ricarica

Succede “qualcosa” anche alla spia a forma di spina di corrente sul cruscotto: a quanto pare lampeggia, sta fissa o sta spenta a seconda di… che ne so, non l’ho capito! 🙂 Chissà se è scritto sul manuale.
Meno male che domani mi arriva il CB esterno, questo mi ha stufato!
Poi, alla luce delle <a href=”https://jumpjack.wordpress.com/2013/07/14/quanto-e-utile-la-rigenerazione-di-energia-in-frenata-sui-mezzi-elettrici/”mie recenti scoperte sulla pressochè totale inutilità del regen su uno scooter da 80kg</a>, metto un bel diodo e festa finita! (paradossalmente, il regen era più utile quando c’erano 40 kg in più di batterie)

Restauro scooter elettrico Oxygen Lepton – 7 luglio 2013

Posted in batterie, scooter elettrici by jumpjack on 7 luglio 2013

Anche se per il momento ho trovato le batterie al litio da sostituire a quelle al piombo, sto comunque ancora cercando una soluzione adottabile da chiunque, ed ho trovato queste interessantissime batterie della GBS, che allo stesso prezzo delle Thundersky offrono prestazioni molto migliori: 100 Wh/kg anzichè 80, 2000 cicli all’80% a o.5C, vari accorgimenti tecnico-meccanici non indispensabili ma utili, alto rendimento a basse temperature,…

Cosa non da poco, si possono comprare in Europa.

“2000 cicli @ 0.5C”:
http://www.easlithium.com/sites/defa…S%20cell_2.pdf

Quindi a 1C dovrebbero durarne almeno 1000.

Interessante che la capacità sia intesa a 3C piuttosto che a 1C!
http://www.easlithium.com/sites/defa…20Curves_0.pdf

Interessante anche che le 40 Ah costino quanto le Thundersky da 80 Wh/kg mentre invece queste arrivano a 100: 54 dollari (42 euro) a cella, quindi 420 $/kWh (327 Euro/kWh):
GBS Lithium Batteries

Si comportano bene anche alle basse temperature, a -20°C danno il 90% dell’energia nominale (normalmente le litio danno l’80% a 0°C).

Interessanti anche i vari dettagli migliorativi: contatti a 4 bulloni invece che 1, contatti protetti da plastica, valvola di sicurezza migliorata,…
http://elitepowersolutions.com/docs/GBS_batteries.pdf
Ci sono persino dei solchi predisposti nella plastica per far passare i fili del BMS! 🙂

Se infine aggiungiamo che si possono pure comprare in Europa (anche se a prezzo maggiorato, naturalmente…), è una vera goduria! 🙂
AKKUS
60 euro per le 40Ah, quindi 470 Euro/kWh.
Invece un pacco da 12V già dotato di elettronica costa 241 euro, quindi 500 Euro/kWh, che mi pare un ottimo prezzo per una batteria con elettronica inclusa (in genere stanno sui 600 e più).

Le  dimensioni 126x184x180 mm sono perfette per l’ Oxygen Lepton!
Un pacco da 48V/40Ah con elettronica costerebbe 964 euro, e su un generico scooter da 48V come ce ne sono tanti garantirebbero 40km di autonomia reale minima con DoD 80%.
Penso che se non avessi già trovato una soluzione temporanea per il Lepton, avrei preso queste!

Diario Elettrico – Il restauro dell’Oxygen Lepton – 5 luglio 2013

Posted in Uncategorized by jumpjack on 5 luglio 2013

Nuovi progressi nella rimessa su strada del Lepton… anche se a duro prezzo! E non in termini di soldi!

Ho rimediato delle batterie al litio d’occasione: 19 celle LiFePO4 Thundersky LFP40H vecchie di 3 anni, ma a 100 euro complessivi.

Sono piuttosto malandate: una sembra bruciacchiata (?), qualcuna è un po’ gonfia… però, miracolosamente, sono TUTTE ESATTAMENTE a 3,3 volt!!

Erano montate su uno scooter Efun, comprato direttamente dalla Cina ma mai immatricolato in Italia per problemi burocratici.

Ho preso le batterie sperando di poterle usare anche sul vecchio Zem Star 45…. ma sembra che non sarà possibile: non solo il voltaggio è basso (3,2×20= 60,8 , 3,3×20=66, le Li-ion originali, cariche, erano a 64, scariche a 60), ma le batterie sono troppo ingombranti! Infatti hanno una misera densità gravimetrica di 80 Wh/kg (buuu, che schifo, qualunque altra batteria LiFePO4 ha 100 Wh senza BMS e 90 con BMS!), quindi occupano un sacco di spazio, e in quello occupato dalle precedenti batterie riuscirei a farne stare forse 16, tagliuzzando le pastiche qua e là! Poi dovrei ficcare le altre in giro per lo scooter…

Perderei la trasportabilità, ma tanto ormai ho messo una “colonnina di ricarica” esterna, quindi non sarebbe un problema. Il problema è il lavorone da fare, ma soprattutto la probabile impossibilità di trovare un caricabatterie da 60V (‘sto scooter da 60V è proprio una bestia rara).

Ma tornando al Lepton, le 16 batterie necessarie per fare 48V non solo entrano comodamente nel vano del Lepton, ma ci sciacquano allegramente! Anzi, ci entrano comodamente tutte e 19, e avanza ancora spazio!

Ora, visto che da manuale la centralina tollera fino a 70V, mi chiedo se avrebbe senso installare tutte e 19 le celle (facciamo 18, quella bruciacchiata lasciamola perdere…), visto che comunque conterrebbero più wattora: lo scooter resterebbe comunque inchiodato a 45 km/h, perchè quello che conta per la velocità è la tensione che esce dal controller, non quella che entra. Perà, partendo da un valore più alto, la tensione rimarrebbe sopra la soglia di “batteria scarica” per più tempo, quindi probabilmente riuscirei comunque a sfruttare quei 3,3x2x48=256 Wh in più, che equivarrebbero a 5 o 6 chilometri.

Oppure dissiperei tutta l’energia in forma di in calore nei mosfet della centralina, impegnata a disperdere quei 6,4-6,6 volt in più?

Mi stavo anche chiedendo se, una volta collegato alle batterie un BMS che ne previene la sovrascarica e sovracarica, potrei provare a caricarle col vecchio caricabatterie del piombo di serie sul Lepton,ma c’è chi ci ha provato e dice che il CB scalda troppo e va in protezione, quindi niente da fare, devo comprare un CB dedicato.

Dilemma: compro solo quello da 48V, o anche uno da 60V per mettere le batterie nello Zem, visto che gli ho già pagato 300 euro di assicurazione che scade a maggio 2014? Non credo si possa trasferire un’assicurazione da un 125 a un 50! Devo informarmi…

A proposito di informazioni, ho trovato dei test molto dettagliati di queste batterie fatti dall’ENEA, che le confronta con batterie Kokam, le quali risultano molto più costose ma anche molto migliori:

http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/documenti/ricerca-di-sistema-elettrico/risparmio-di-energia-elettrica-nei-trasporti/rds-7.pdf

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