Jumping Jack Flash weblog

Batterie al litio a stato solido

Posted in auto elettriche, batterie by jumpjack on 27 agosto 2018

Ultimamente si sente parecchio parlare di batterie al litio a stato solido, e di svariati milioni di dollari investiti da varie aziende sulla loro ricerca e sviluppo; queste batterie occuperebbero infatti metà spazio (e metà peso) di quelle attuali, scatenando quindi una vera rivoluzione nella mobilità elettrica, quanto lo ha fatto l’introduzione delle Li-NCM da 250 Wh/kg al posto delle LiFePO4 da 100 Wh/kg.

Ecco un interessante grafico riassuntivo delle capacità gravimetriche e volumetriche di varie tecnologie  attualmente esistenti (a livello di cella; dentro una batteria le densità diminuiscono per la presenza di separatori, condizionatori, elettronica,…):

Fonte: https://www.researchgate.net/publication/320425585

Ecco una ricerca recentissima (2018) che descrive molto tecnicamente come sono fatte e funzionano (o funzioneranno) le  batterie al litio a elettrolita solido (Solid State Electrolite – SSE, o Solid State Battery – SSB), di cui esistono molteplici varianti, ma per ora tutte soltanto a livello di laboratorio: A Brief Review of Current Lithium Ion Battery Technology and Potential Solid State Battery Technologies – Andrew Ulvestad

Le uniche fuori dal laboratorio sono installate sulle auto elettriche Bollorè, ma hanno la densità gravimetrica delle LiFePO4 (100 Wh/kg) e devono lavorare a 80 °C.

La ricerca non parla però della nuova tecnologia inventata dal prof. Goodenough, inventore delle batterie al litio 30 anni fa, che ora (nel 2017), alla tenera età di 94 anni, le ha “perfezionate” inventando quelle a elettrolita solido vetroso.

In genere se una tecnologia per le batterie funziona, ci vuole una decina d’anni perchè arrivi sul mercato delle auto elettriche, forse qualcuno in meno perchè arrivi sui modellini telecomandati, più sacrificabili, e sui cellulari, perchè tanto la gente li comprerebbe anche se funzionassero a nitroglicerina…

Quindi non resta che aspettare, e intanto ringraziare questo simpatico vecchietto se la rivoluzione della mobilità elettrica è diventata possibile.

Prof. Goodenough

 

 

Tensioni di massima e minima carica batterie al litio

Posted in batterie by jumpjack on 28 luglio 2018

Ho trovato in rete dell’insolito e inaspettato materiale che mi ha permesso di aggiornare un vecchio post sulle tensioni tipiche di cella; “insolito e inaspettato” perchè il materiale è frutto di esperimenti dannosi e pericolosi effettuati su celle al litio, caricandole e scaricandole oltre le soglie-limite. Soglie che peraltro sono molto discusse in rete, e apparentemente soggettive.

Questi esperimenti oltre-limite sembrano finalmente gettare un po’ di luce sulla faccenda.

La fonte dei grafici originale è https://www.powerstream.com/lithium-phosphate-charge-voltage.htm , ma non il linko il sito perchè contiene informazioni pericolose.

LiFePO4

Nel primo grafico (LiFePO4) si vede che caricare una cella a 3.1V (curva in basso a sinistra) comporta un incremento minimo di energia (4-5%), quindi si può supporre che 3.0V sia ragionevolmente la tensione minima oltre la quale è inutile  scendere, per non danneggiare la cella; analogamente, caricando oltre i 4.16V “tipici”, si ha un incremento minimo di carica, ma si stressa la cella riducendone la vita utile.

Per una cella LiFePO4, quindi, l’intervallo di sicurezza (Safe Operating Area) può essere individuato fra 3.0 e 3.25V.

 

li-ion/LiPO/LiCoO2/NCM/NMC

Da osservazioni analoghe sul secondo grafico si può dedurre che per le li-ion/LiPO/LiCoO2/NCM l’intervallo di sicurezza (Safe Operating Area) può essere individuato fra 3.4V e 4.16V; notare che questo secondo tipo di cella è molto più sensibile alle tensioni errate, che possono portare a incendi ed esplosioni.

In caso di carico

Tutti questi valori sono validi in assenza di carico; con un carico applicato, bisogna tener conto che più alta è la corrente erogata, maggiore è l’abbassamento di tensione, che quindi può scendere sotto la soglia di sicurezza anche se a riposo la tensione ben più alta; utilizzare quindi la cella solo finchè a riposo si trova nella SOA garantisce che, anche sotto carico, la tensione non scenda sotto i livelli critici.

 

Tabella delle tensioni

Segue una tabella coi valori dedotti, oltre che dai suddetti grafici, anche da altre fonti:

Tensione
danneggiamento
Tensione
minima utile
Tensione nominale Tensione
batteria
carica
Tensione
di ricarica
Li-Ion/LiPo 3,0 3,4 3,6 4,16 4,20
NMC/NCM 3,0 3,4 3,7 4,16 4,20
LiFePO4 2,8 3,0 3,3 3,6 3,65

Da notare che:

  • li-ion/LiPO e NMC/NCM usano chimica simile a base di cobalto, quindi hanno all’incirca le stesse tensioni, ma le NCM/NMC sono intrinsecamente più sicure perchè vanno più difficilmente in fuga termica (incendio o esplosione) in caso di abuso, rispetto alle LiPO.
  • La tensione di ricarica NON coincide con la tensione di batteria carica: dopo la fine della carica, infatti, la tensione si abbassa di qualche puto decimale anche senza essere usata, assestandosi sulla tensione nominale.

Diario elettrico Ecojumbo 5000 – 10/2/2018: mezzi elettrici indistruttibili!!!

Posted in batterie, scooter elettrici by jumpjack on 10 febbraio 2018

Sono passati più di 13 mesi da quando ho parcheggiato per un’ultima volta lo scooter dopo aver sfasciato il cerchione posteriore in una buca:

Il cerchione è stato aggiustato a suon di martellate e sfiammate, ed è tornato apparentemente come nuovo, almeno meccanicamente…. ma elettronicamente? I magneti non reagiscono bene a calore e martellate…

Finora non l’avevo mai provato: dal momento che le strade della mia zona sono diventate impraticabili per via delle buche, ho solo rimontato la ruota ma non ho mai ricollegato i fili.

Oggi, con la prospettiva di vendere, forse, lo scooter, in vista dell’acquisto della minicar elettrica GreenGo Icaro, ho  deciso di mettermi lì con calma a scartabellare tra vecchi appunti, vecchie foto e ragnatele di fili sparsi…

Alla fine sono riuscito a ricollegare tutto.

Ho acceso il quadro, ho girato la manopola, il quadro si è acceso (è già un mezzo miracolo, dopo 14 mesi di non utilizzo delle batterie!), è scattato il relè collegato alla resistenza di precarico, ho girato la manopola dell’acceleratore e….

…niente.

…azz, vuoi vedere che  fiamma e martellate ha davvero sconquassato il motore…?

Ah no… è solo che ho ricollegato “solo” i 14 fili di controllo della centralina… ma non ho ricollegato i 3 grossi cavi del motore!  Doh!

Riprovo.

Spengo.

Ricollego.

Giro la manopola eh…

WOW!

Il motore gira che è un piacere! Nessun danno apparente derivante da martellate e sfiammate! Almeno, sul cavalletto. Poi bisognerebbe vedere in strada…. però ho lasciato scadere l’assicurazione, quindi si vedrà.

Passiamo alle batterie:

 

No dico, ma vi rendete conto? La batteria è stata ferma 13 mesi, per di più senza BMS perchè si era bruciato e lo dovevo cambiare… e lo sbilanciamento massimo tra celle è di 4 mV!!!! Ed è ancora praticamente carica!!! (la piena carica è a 3,3V/cella).

Per la cronaca, si tratta delle batterie estraibili a LiFePO4 da 60V/20Ah della EcoItalMotor .

Quello che invece ha resistito molto peggio, invece, è la meccanica, sotto sole, ghiaccio, vento, pioggia:

La vernice si è tutta sgarrupata, la plastica del contachilometri è diventata quasi completamente opaca…

Sul vecchio Zem Star 45 dopo 3 anni sotto le intemperie dovetti sostituire la plastica del contakm  (fabbricandola a mano su misura da un foglio di plexiglass), qui mi sa che dovrò fare lo stesso, se deciderò di tornare in circolazione. Ma ammetto che aver visto ripartire il motore mi ha fatto venire un po’ di nostalgia delle mie scorribande elettriche a due ruote! Quindi, almeno per ora, non si vende. Però devo trovare un posto dove mettere lo scooter per fare spazio alla icaro…

 

“Beccato” il costruttore cinese delle batterie Ecoitalmotor! :-)

Posted in batterie, scooter elettrici by jumpjack on 24 settembre 2016

Gli scooter EcoItalMotor sono equipaggiati con batterie estraibili dotate di manico telescopico e rotelle:

Batterie ZEM ECOITALMOTOR a valigetta

 

Ho trovato il produttore cinese, “Hecobattery”:

http://www.hecobattery.com/china-60v_electric_motorcycle_lithium_battery_20ah_lifepo4_battery_pack-1303533.html

Il modello si chiama “HC-MT-60F20-MA”.

Le dimensioni sono:

ecoitalmotor-zem-dimensioni-batteria

  • Standard: 8 x 26 x 48 cm (con manico e rotelle)
  • Statica: 8 x 26 x 43  cm  (senza rotelle)
  • Monoblocco: 8 x 26 x 37,5 cm (senza manico e senza rotelle; volume esterno: 7,8 litri)

Viene data come da 20Ah, però all’interno della mia ci sono dei moduli marcati HC-13A8f5, che sembrerebbero invece essere celle da 18 Ah:

ecoitalmotor-001

High Safety 18Ah LiFePO4 Battery Cell , 3.2V Lithium-Ion Polymer Battery 13A8F5

Si tratta di celle a sacchetto al LiFePO4 di dimensioni 13*108*155 mm, raggruppate in 4 blocchi di circa 108*158 mm che devono stare in un involucro spesso 80mm all’esterno, quindi forse 75 mm all’interno, che significherebbe 6 celle per ogni blocco, per un totale quindi di 24 celle; per una batteria LiFePO4 da 60V bastano 20 celle in serie (in realtà sono quindi 64V: 3.2*20), quindi probabilmente ci sono invece CINQUE celle per ogni blocco (non mi va di smontare tutto per contarle…).

 

ecoitalmotor-18f-001cicli

3500 cicli a 1C

 

 

ecoitalmotor-18f-001capa

100% della capacità (18Ah) a 1C, 105% (19Ah) a 0.2C.

 

 

 

ecoitalmotor-18f-001temp

90% di capacità (16Ah) a 0°C , 75% (13.5Ah) a -10°C.

 

Diario elettrico Ecojumbo 5000 – 16 settembre 2016: batteria guasta

Posted in batterie, scooter elettrici by jumpjack on 24 settembre 2016

Una batteria mi ha improvvisamene piantato.

Il contakm segna 13900.

Nel viaggio di andata la batteria non ha dato nessun problema, ma a ritorno ho notato che il voltmetro scendeva parecchio in accelerazione, e una volta a casa ho verificato che staccando l’altra batteria lo scooter si spegneva.

La cosa strana, però, è che la batteria (da 60V) dà 65 volt! Però, se la collego allo scooter, questo non si accende; se la collego al caricabatteria, questo attacca e stacca continuamente a intervalli casuali, come se ci fosse un falso contatto.

Ho smontato e ispezionato la batteria, ma non vedo danni evidenti sul BMS; c’erano un paio di piazzole un po’ sporche di non so cosa, ma non sembrava un cortocircuito o un falso contatto, e anche dopo aver ripulito non è cambiato niente.

Ho quindi ordinato un po’ di materiale per la riparazione e, approfittando dell’occasione, per un upgrade:

BMS LiFePO4 60V

 

  • Connettori JST da 8, 10 e 12 pin:

 

  • JST XA da 12 pin per PCB:

 

  • JST  XA 12 pin per cavo:

Corpo connettore PCB JST serie XA, femmina, 12 vie, 1 fila, passo 2,5mm

 

  • Pin:

Contatto per connettore PCB JST femmina, a crimpare

 

  • JST EH 8 pin  per PCB:

Connettore circuito stampato JST 8 vie 1 file passo 2,5mm, 3A diritto serie EH

 

  • JST EH 8 pin per cavo:

Corpo connettore PCB JST serie EH, 8 vie, 1 fila, passo 2,5mm

 

  • JST EH 10 pin per PCB:

Connettore circuito stampato JST 10 vie 1 file passo 2,5mm, 3A diritto serie XH

 

  • JST XH 10 pin per PCB:

Connettore circuito stampato JST 10 vie 1 file passo 2,5mm, 3A diritto serie EH

 

 

Pin strip femmina da 20 pin:

Winslow 2.54mm 20 Way 1 Row Straight Through Hole Female PCB Socket Strip

Il progetto è questo:

Il BMS originale (marcato “PCM-L20S40-321 (B-1)” su un lato e “F-321-20S-60A-203” dall’altra) ha due connettori da 10 pin (oltre a un terzo da 8 pin che va a un circuito separato di gestione della potenza); quello nuovo ha un connettore da 12 e uno da 8 pin. Voglio costruire un adattatore che permetta di collegarli tra loro senza dover tagliare i fili del BMS originale (che potrei anche riuscire a riparare prima o poi…), e già che ci sono voglio aggiungergli un terzo adattatore, a cui collegare un CellLog8s.

ecoitalmotor-002 ecoitalmotor-003

 

La batteria: (Al centro, tra le due coppie di pacchi HC-13A8F5 , si vede l’insolito PCB lungo e stretto che gestisce la parte di potenza del BMS.)

ecoitalmotor-001

 

L’adattatore sarà ovviamente esterno, così come il nuovo BMS, il che faciliterà la manutenzione in caso di problemi futuri, ma soprattutto permetterà di monitorare costantemente le celle.

Studiando il log dei tentativi di carica con BMS guasto, poi, potrei restringere la ricerca alla sola linea – su 20 – che dà effettivamente problemi, esaminando poi più a fondo i singoli componenti in cerca di microfratture, corti, o quant’altro. Il problema principale è che il BMS è costituito da due PCB a castello saldati tra loro, e al momento non riesco a separarli, il che rende ovviamente impossibile esaminare l’intero BMS…

20160924_171156

 

Mentre aspetto che arrivino i pezzi, forse potrei rimettere in servizio una vecchia batteria LiCoO2 dello Zem, che da sola tira fuori ben poca corrente ormai, ma comunque potrebbe aiutare un po’ la povera batteria superstite.

Avevo totalmente dismesso, ma non buttato, le vecchie batterie, sia perchè ormai davano poca corrente, sia perchè si era rotto il miliardesimo caricabatterie e non mi andava di spendere 90 euro per un altro…

Però tempo fa ho comprato due caricabatterie LiFePO4 per sostituirne uno rotto e averne uno di scorta: potrei provare ad abbassarne il voltaggio da 73 a 67.2, come necessario per caricare le LiCoO2; dovrebbe bastare ruotare il potenziometro giusto nella direzione giusta della quantità giusta

 


Intanto, sto considerando anche la possibilità di aggiungere finalmente una ulteriore batteria agli umili 36 Ah che ho ora (adesso temporaneamente ridotti addirittura a 18), visto che ho molto spazio disponibile: o per un’altra batteria come queste, o per “qualcosa” che entri in uno spazio di 25x15x30 cm. Le celle Panasonic NCR18650 da 3000-35000 mAh, 250 WH/kg e 650 Wh/L sembrano invitanti (a parte i pochi cicli, 300-500), specie ora che costano intorno ai 400$/kWh, ma anche le nuovissime celle NCM (Nickel-Cobalto-Manganese) sembrano molto invitanti (sarebbero l’evoluzione non incendiaria delle LiPo)… se solo qualcuno le vendesse! Al momento conosco quest’unico sito (Shenzen Westart Technology ltd.), che non è attrezzato per e-commerce ma solo per contatti diretti con aziende (come dire: per pagare bisognerebbe versare “a fiducia” 1000-2000 euro su un IBAN ricevuto per e-mail…).

Queste celle sembrano avere la stratosferica durata di 3-4000 cicli, una densità di 150-170 Wh/kg e sicurezza paragonabile alle LiFePO4. Da notare però che sono da 3,7V anzichè 3,3, quindi richiedono elettronica diversa dalle LiFePO4.

Se usassi celle del tipo 18650 potrei riutilizzare così com’è, senza modifiche e accrocchi, i contenitori delle vecchie batterie dello Zem, che erano composte da 96 celle (16S6P) LiPo di marca ignota ma dimensioni 18650; quelle erano da 4000 mAh, mentre le Panasonic NCR 18650 sarebbero da 3000 o al massimo 3500 (ce ne sono vari tipi), quindi arriverei, invece che a 24Ah, a 18-21 Ah.

Quelle vecchie batterie avevano un volume di circa 8 litri, quindi a livello di batteria avevano una  densità di  1440 Wh/8L = 180 Wh/L.

Con 96  celle panasonic da 650 Wh/L otterrei, nello stesso spazio, una batteria da 1260 Wh, cioè 157 Wh/L  (possibile che da cella a batteria si passi da 650 a 157 Wh/L?!?)

 

 

 

 

 

 

Diario elettrico Ecojumbo 5000 – il voltmetro

Posted in Diario elettrico Ecojumbo 5000, scooter elettrici by jumpjack on 1 aprile 2016

Ho finalmente trovato il tempo di verificare i voltaggi del voltmetro di bordo.

Ha 4 tacche, ognuna separata da 1.5 V; la più “alta” (lancetta verso sinistra) corrisponde a 61V; alla più bassa non arrivo mai, specie ora con lo scooter depotenziato per preservare le batterie, ma ovviamente basta fare un po’ di conti.

Complessivamente i valori indicati dal voltmetro sono:

  1.  61.0V (Full)
  2. 59.5V
  3. 58.0V
  4. 56.5 V (Empty)

L’Ecojumbo nasce con batterie al piombo, che hanno queste tensioni (5 batterie in serie):

  • 64.8V   Full
  • 58.55V 50%
  • 56.05V 30% (warning, non scendere sotto questo livello!)
  • 52.5V   0% (danneggiamento)

Quindi con batteria al piombo completamente carica, il voltmetro va oltre il fondo scala (la lancetta ha ancora un po’ di spazio…). In compenso, la lancetta “empty” indica un SoC di 30%, che è meglio non superare se non si vuole danneggiare la batteria.

 

Per una batteria al litio  LiFePO4 con 20 celle, le tensioni da considerare sono:

  • 66V Full (3,3/cella)
  • 64V 50% (3,2/cella)
  • 40V Empty (danneggiamento) (2,0V/cella)

Bisogna però prestare attenzione alla curva di scarica di una LiFePO4, che non è una semplice riga dritta come per le piombo:

2.0 è il voltaggio minimo raggiungibile senza danneggiare la batteria… ma non ha molto senso raggiungerlo, perchè tra 2,5V e 2,0V la diminuzione di capacità è intorno al 3-4% del totale, e arriva al massimo a un 5-6% per tensioni di 2,8V; visto che le batterie soffrono se sovrascaricate, è più utile e prudente non scendere sotto i 2,7V (c’è chi dice 2,8, chi 2,6,…).

Meglio quindi usare questi riferimenti di tensione per una batteria al litio LiFePO4 sull’Ecojumbo 5000:

  • 66V Full (3,3/cella)
  • 64V 50% (3,2/cella)
  • 62V 20% (3,1/cella)
  • 54V Empty (2,7/cella)
  • 40V (danneggiamento) (2,0/cella)

Riporto di nuovo i valori del voltmetro, stavolta “estesi”:

  • 62.5V (fondo scala)
  1.  61.0V (Full) – 3.05/cella
  2. 59.5V – 2.975/cella
  3. 58.0V – 2.9/cella
  4. 56.5 V (Empty) – 2.825/cella
  5. 55 (fuori scala in basso) – 2.75/cella

Confrontando i valori si nota che il voltmetro del mio Ecojumbo non è molto utile per valutare lo stato di carica della batteria (ma è un “male comune” di tutte le batterie al litio: un voltmetro non basta!); però è utile per verificare che la batteria non venga sottoposta a stress eccessivo: anche sotto carico, è meglio che la tensione non scenda sotto la prima tacca a destra (indicata con 4 nell’elenco qui sora), o addirittura sotto all’inizio della scala, perchè significherebbe che si sta estraendo troppa corrente dalla batteria (anche se quelli sopra non sono esattamente i datasheet delle batterie che sto usando io).

In compenso, se sotto carico la batteria fa arrivare la lancetta fino alla tacca 3 o 4, vuol  dire, sì, che c’è un forte assorbimento sulla mia batteria da 36Ah (forse 2 o 3C), ma che se si mantiene per solo pochi secondi non c’è problema.

Normalmente io dopo 20km di viaggio sto a 64.3V –  64.5V.

Esperimento di autocostruzione batteria al litio terminato

Posted in auto elettriche, batterie, scooter elettrici by jumpjack on 24 marzo 2015

Durato molti mesi, iniziato quando ancora andavo in giro con lo Zem Star 45, è giunto al termine quello che possiamo definire un “Esperimento di autocostruzione batteria al litio”; purtroppo non è finito nel migliore dei modi…

L’ultima volta che ho messo a caricare lo scooter ho sentito una leggera puzza di bruciato. Lo scooter però aveva funzionato egregiamente da casa a lavoro e viceversa (2o km).

Comunque, per precauzione, ho deciso di dare un’occhiata alla mia batteria.

La prima occhiata già non faceva una bella impressione: la plastica del contenitore sembra un po’ deformata.

DSC01864

Apro allora l’involucro… et voila:

DSC01869

DSC01866

 

Stavolta è successo un vero disastro!!

Per motivi che non riesco a chiarire, la cella più esterna nella foto è andata in fuga termica; ha raggiunto una temperatura così alta che la plastica bianca dei supporti ha iniziato a colare dal fondo della batteria, che stava in verticale:

 

DSC01865

Anche la plastica dell’involucro si è ammorbidita, ma non fusa; dalla cella è uscito un liquido disgustoso e puzzolente, e in questa foto si vede che è colato fuori anche qualcosa che poi si è solidifcato:

DSC01867

Non ho potuto analizzare più di tanto il tutto per via della puzza esagerata, che continua dopo una settimana, ma quello che è strano è che non ho visto fili in corto o tagliati/fusi da un corto: i fili che passano sopra la cella si sono incollati alla cella per il calore, ma non si sono bruciati!

Ho deciso di non fare altre analisi e buttare semplicemente via tutto: ormai continuare nell’esperimento non è più utile, perchè lo scopo di autocostruirsi la batteria era di poterla adattare allo Zem prima, all’Oxygen  Lepton e infine all’Ecojumbo. Ma l’Ecojumbo ha una pancia enorme, c’entrano comodamente 3 batterie originali LiFePO4 Ecoitalmotor, quindi alla fine ne comprerò una seconda (ne ho già installata una mesi fa), arrivando a un totale di 36 Ah (contro i 40 dichiarati, ma vabbè), più una vecchia batteria Zem Li-ion “a supporto” delle altre due, giusto per fornire qualche Ampere.

Quindi, a chi interessa ora ho disponibili 6 o 7 celle Headway da 15 Ah devastate dai miei vari incidenti, utili solo per eventuali “autopsie”, più 15 celle, ancora inverosimilmente in buone condizioni (tra 3,3 e 3,6 volt), nonostante il macello e i 20 km percorsi. Chissà che non sia proprio questo sbilanciamento la causa del disastro: però il BMS c’era, e non mi sembra si sia bruciato.

Nota tecnica importante: se fosse successo tutto ciò con batterie LiPo, il mio scooter non esisterebbe più, come testimoniano le foto in questo interessante thread:

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=719116&page=248

Ecco cosa è successo a un elicotterino radiocomandato con una batteriola LiPo da pochi Wh (la mia era da 1000 Wh):

 

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Conversione Ecojumbo da piombo a litio

Posted in batterie, Diario elettrico Ecojumbo 5000 by jumpjack on 9 novembre 2014

ecojumbo-scooter-elettrico-sella-rossa

Terminato l’esperimento con le batterie al piombo trovate sull’Ecojumbo comprato usato d’occasione, è tempo di dire addio una volta per tutte al pesantissimo e poco longevo piombo per passare al litio.

A casa ho ben 4 batterie al litio “e mezzo”:

1) LiFePo4 Ecoitalmotor da 18 Ah

2) LiFePo4 autocostruita da 15 Ah, headway-based, in riparazione

3) 2xLi-ion ex-Zem da 24 Ah

3.5) 16 celle Winston LiFePO4 da 40Ah, di cui 5 o 6 “cotte” e quindi da buttare.

In attesa che mi arrivino i pezzi per aggiustare la mia LiFePO4 autocostruita e di mettere da parte abbastanza soldi per comprare altre 5 o 6 celle Winston per completare la batteria da 40 Ah, mi do, tanto per cambiare, alla sperimentazione… 🙂

Per due giorni, a causa del cedimento della batteria al piombo, sono andato in giro con una batteria li-ion ESTERNA appoggiata sulla pedana laterale dello scooter, collegata in parallelo a quella al piombo mezza scarica e a quella LiFePO4 nel sottosella, col risultato che la batteria aggiuntiva aggiuntiva supplisce alla quasi-mancanza di quella al piombo permettendomi di fare i canonici 10+10 km giornalieri casa-lavoro con buone prestazioni.

Però, dalle misure prese dall’esterno dello scooter, mi sembra di capire che forse le mie valigette al litio potrebbero entrare nella pancia dell’Ecojumbo al posto delle batterie al piombo.

L’Estrazione delle batterie al piombo

Il problema è che è un mese o più che cerco di accedere alle batterie al piombo togliendo le plastiche, ma nonostante abbia tolto oltre quaranta viti allo scooter, le batterie sono irraggiungibili! Da un mese vado in giro con 30 viti in meno (almeno 10 le ho rimesse…), e lo scooter non si è ancora mai smontato in viaggio… tranne una  volta che mi si è staccato lo scudo anteriore, ma per colpa mia che all’ultimo smontaggio avevo dimenticato di rimettere due  viti..

Così mi sono messo di punta a cercare un modo per smontare il “copriserbatoio”, cioè quel pezzo di plastica tra manubrio e sellino.

E’ stato un incubo!

Ci sono ben sette viti fissate dall’interno, quindi completamente invisibili da fuori, che tengono in sede quel pezzo! Due di esse sono nascoste dietro i fari; una è nascosta dietro il palo di ferro della forcella. Altre 4 sono nascoste sui fianchi.

Questo scooter sembra in-smontabile!

Così, sono passato alle maniere forti, rudi e selvagge: dremel, tronchesi, seghetto e tenaglie: ho ritagliato tutto intorno a 5 delle 7 viti la plastica che le regge… così non ho dovuto svitarle: sono rimaste saldamente avvitate… ma a un quadratino di plastica di  1 cm! 🙂 Le ultime 2, nei fianchi, sono riuscito a svitarle usando un cacciavite corto e largo.

Tolte queste, rimangono, a fissare il pezzo, solo le due viti che reggono il sellino… ma quelle sono sempre le prime ad andarsene quando lavoro allo scooter! 🙂

Tolte quindi finalmente tutte le viti… il pezzo ancora non si leva!! E’ saldamente di fissato tramite clip e bordi ricurvi al resto delle plastiche. Ma sfruttando l’elasticità delle plastiche allentate e qualche bella torsione, pressione e strattone, alla fine sono riuscito a estrarre il malefico coperchio in plastica.

Ma non è ancora sufficiente: questo mi ha dato accesso solo alla batteria 1, la più alta, e alla centralina. La batteria poggia su una piastra di ferro saldata al telaio, la centralina è avvitata a due stecche di ferro saldate al telaio.

“Naturalmente” alcune delle saldature sono irraggiungibili tramite frullino, quindi ho dovuto letteralmente distruggerle a suon di dremel, cacciavitate e martellate. Alla fine, l’accesso alle 4 batterie sottostante era libero!

Ma niente da fare: non c’è verso di estrarle! Sono troppo larghe!

L’unico modo per estrarre le batterie al piombo dell’ecojumbo 5000, quindi, è:

  1. svitare e staccare dal vano batterie i morsetti di potenza
  2. spostare i morsetti in modo da lasciare completamente visibile la batteria 5, la più vicina alla ruota posteriore
  3. scollegare/svitare i cavi delle batterie
  4. estrarre la batteria 5
  5. far scorrere le batterie una alla  volta verso il “buco” lasciato dalla 5 ed estrarre tre batterie
  6. La batteria 1, quella vicina al manubrio, si può invece estrarre solo smontando il “copriserbatoio” come descritto prima.

L’inserimento delle valigette al litio Zem-Ecoitalmotor

Una volta eliminate batterie, centralina e supporti, resta il vano vuoto, ma sormontato da due staffe a U rovesciata, che servono sia a dare solidità torsionale al telaio che a sorreggere il sellino e il sottosella, quindi non si possono togliere.

ecojumbo-nudo

Questo rende un po’ complicato inserire le valigette al litio Zem-Ecoitalmotor, ma non impossibile; premessa indispensabile è segare via zampe e rotelle; questo permette di collocare nella pancia due batterie sdraiate, spinte verso il posteriore dello scooter, ma solo con manico e morsetto rivolti verso l’anteriore dello scooter: le maniglie impediscono infatti di posizionarle in senso opposto, che sarebbe più comodo perchè porterebbe nel sottosella i connettori. La presenza della maniglia impedisce anche la collocazione di una terza batteria in verticale nella parte anteriore della pancia, che così non c’entra per uno o due centimetri.

Complessivamente, la pancia dell’Ecojumbo 5000 è in grado di ospitare, senza manico e rotelle, 3 batterie li-ion (24 Ah della Zem) oppure LiFePo4 (18 Ah della EcoItalMotor), per un totale di 72 o 54Ah (90 e 70 km reali); purtroppo non è possibile metterne 4, anche se la larghezza del vano batterie lo consentirebbe, perchè i tubi del telaio sopra il vano formano una strettoia che portano la larghezza utile a 15cm, mentre ne servono 16 per ospitare due batterie.

Le batterie a valigetta sono visibili in questa foto, accanto a un Ecoitalmotor Geco-50 da 1500w:

Batterie ZEM ECOITALMOTOR a valigetta

Volendo, però, è possibile collocare, come ho fatto io, una batteria nel sottosella, ma occorre segare via una parte del fondo, e collocare la batteria tra vano batterie e ruote; tenderà ad andare a poggiarsi sul forcellone posteriore, ma sarebbe meglio evitarlo per evitare inutili scossoni alla batteria; eventualmente si può pensare ad aggiungere un sostegno al sottosella bucato.

Sottosella integro; per poter inserire una valigetta Zem, occorre tagliare via buona parte del fondo.

Sottosella integro; per poter inserire una valigetta Zem, occorre tagliare via buona parte del fondo.

collegamenti

collegamenti-annotated

vano

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vano2

Dimensioni vano batterie Ecojumbo: 67 x 21 x 21 cm (67 x 21 x 39.5 senza batteria superiore e centralina)

Una volta collocate le due batterie sdraiate nella pancia, ho riposizionato, per ora temporaneamente, la centralina, praticamente poco più che appoggiata al telaio, e mantenuta ferma da una cinghia elastica che serviva in origine a tenere in sede la batteria.

Sempre temporaneamente, ho collegato in parallelo le due batterie a un cavo unico, che userò sia per caricarle che per collegarle allo scooter; nel vano batterie avanza spazio sufficiente per due caricabatterie, ma devo ancora decidere se metterceli effettivamente, oppure lasciarli esterni “volanti”, perchè temo che, non essendo progettati per viaggiare, le vibrazioni stradali e l’umidità li distruggerebbero presto.

Ho infine collegato allo scooter due connettori Anderson, uno per le li-ion e uno per la LiFePO4; dovrei metterci anche il diodo di separazione, perchà una LiFePO4 appena caricata è a 73 volt e una li-ion a 67.2, ma non è una cosa urgente, perchè dopo un po’ la LiFePO4 carica si stabilizza a 66-67 volt; però prima o poi ce lo dovrò mettere… come prima o poi dovrò aggiustare l’altra batteria, costruire quella da 40 Ah, montare una colonnina di ricarica nel posto auto,….

Prima o poi farò  tante cose. 🙂

Diario elettrico Zem Star 45 – 19/9/2014 – Falso contatto

Posted in Diario elettrico Zem Star 45, scooter elettrici by jumpjack on 20 settembre 2014

Da qualche giorno notavo degli strani “ballonzolii” della lancettina del voltmetro dello scooter, ma in condizioni non riproducibili, ossia quando gli pareva.

A scooter fermo ho provato a muovere un po’ i cavi della batteria nuova, e in effetti risultava esserci un falso contatto, ma non riuscivo a capire bene dove: di sicuro non sui connettori esterni, perchè dopo averli stretti tutti, il falso contatto persisteva.

Così, ho aperto la batteria… e nel togliere il coperchio, ho visto cadere una vite di una cella! Si era quasi completamente svitata, aprendo il coperchio devo avergli dato una bottarella che l’ha finita di svitare! Praticamente la cella faceva contatto per miracolo…

Però, stranamente, la cella non era molto più calda delle altre, mentre mi aspetterei che un contatto lento scaldi parecchio per via dell’alta resistenza (con un falso contatto su una cella del lepton mi sono ustionato un dito… però era una cella da 40Ah su uno scooter da 1800W, queste sono da 15 Ah in parallelo con una batteria mezza morta da 25 Ah, chissà se c’entra qualcosa.).

E pensare che su ogni vite c’è anche una rondella “spaccata”, cioè di quelle “a molla” per garantire una miglior tenuta! E ci avevo anche messo una goccia di frenafiletti… Ma giusto una goccia, e di frenafiletti “medio”: temo che troppo frenafiletti finirebbe per fare da isolante tra fili, morsetti e celle… Stavolta ho stretto bene questa e tutte le altre viti, e  aggiunto ancora un po’ di frenafiletti.

Speriamo bene… ma queste vibrazioni stradali sono davvero una seccatura enorme!

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…)