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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 – 4 marzo 2016: di nuovo in sella!

Posted in Diario elettrico Ecojumbo 5000 by jumpjack on 4 marzo 2016

Nonostante la pioggia, il vento, la notte e persino la neve e i 6°C a marzo, sono riuscito finalmente a collaudare lo scooter!

Va che è una meraviglia!

Velocità massima raggiunta: 81.9 km/h di GPS (rispetto agli 82 dell’altra centralina).

Però:

  • dovrò abituarmi alla nuova risposta dell’acceleratore, totalmente diversa da prima
  • dovrò probabilmente rivedere la programmazione della centralina, perchè quando metto “a tavoletta” e parto come un razzo (quasi da non riuscire a tenere lo scooter), la tensione delle batterie scende a 54V! Troppo, non va bene. Però sulla centralina si può regolare la corrente estratta dalla batteria separatamente da quella inviata alla centralina. Per il momento sto usando i parametri di default:
    Max motor current: 100%
    Max battery current: 50%
    Il “50%” dovrebbe essere riferito alla corrente tollerabile dalla centralina, che è 140A, quindi si tratterebbe di 70A estratti da una batteria da 36Ah: 2C, quindi probabilmente è normale che scendano così tanto da 66V. Però non gli fa bene… Solo che ho ripreso la misura del vano batteria, e una terza batteria EcoItalMotor non ci entra per 3 mm di larghezzaper via di un tubo del telaio; forse potrei forzarlo un po’ sfruttandone l’easticità, sono solo 3mm su un pezzo di tubo lungo un metro… però  boh… Purtroppo dove prima avevo messo la mia batteria, dietro al sottosella, ora ci sta la centralina…. La vedo complicata.
    In compenso, in partenza da fermo su salita ripidissima lo scooter non ha problemi a partire senza bisogno di mettere l’acceleratore a tavoletta, e in questo caso la tensione delle batterie non scende in modo significativo.

Comunque sia, è finito il lungo periodo di sperimentazione al banco… ora si ricomincia con la sperimentazione su strada!

Riporto ancora una volta i link a tutti gli altri post di questa lunga avventura:

Riassunto: bruciatisi 13 MOSFET della centralina originale Ecojumbo marchiata “120A”, l’ho sostituita con una Kelly KEB-72801X da 8 kW (che supporta la frenata rigenerativa ma che non utilizzo dal momento che ho due batterie separate e sarebbe complicato).

Ora mi restano da fare alcuni lavori minori come:

  1. Re-installare diodi di separazione tra batterie
  2. Installare fusibili di potenza sulle singole batterie (per ora ci sono solo su centralina e contattore)
  3. Installare un interruttore di sicurezza per ogni batteria (attualmente ce n’è solo uno per tutto lo scooter)
  4. Installare i fusibili sulle linee di controllo del contattore e della reistenza di precarico
  5. Collegare separatamente i due voltmetri (attualmente, senza diodi sulle batterie, leggono ovviamente un’unica tensione)
  6. Fissare stabilmente i voltmetri (ora fissati col nastro isolante…)
  7. Spostare la scatola dei fusibili all’interno dello scooter, fissandola al telaio; attualmente è fissata al sottosella, mentre la centralina è fissata al telaio, quindi aprire lo scooter per fare manutenzione è diventato molto scomodo
  8. Comprare cavi di potenza con guaina morbida in silicone: i cavi da 16 e 25 mm2 che ho comprato sono veramente duri da piegare e ho l’impressione che siano troppo sotto sforzo nelle varie pieghe che fanno
  9. Capire perchè l’interruttore di emergenza dei freni non funziona
  10. Installare il bauletto (il sottosella ora è pieno di cavi…)

Diario elettrico Zem Star 45 – 2 maggio 2014: terzo (e ultimo) giro di boa

Posted in auto elettriche, batterie, scooter elettrici by jumpjack on 11 maggio 2014

 

Diario di bordo

dello

scooter elettrico al litio

Zem Star 45

1500W/60Kmh/80Km

 


Clicca qui per l’INDICE DEL DIARIO

INIZIO QUARTO ANNO

 

assicurazioni-2014

Terzo giro di boa, ossia finisce il terzo anno di possesso e utilizzo di questo traballante scooter elettrico cinese, “entrato in servizio” il 2 maggio 2011.

 

Attualmente sono passate circa 6 settimane dall’inizio dell’utilizzo della nuova batteria LiFePO4 da 15 Ah autocostruita (link1, link2, e altri..).

Fino al primo maggio tutto ok, lo scooter è sempre andato come una scheggia, con prestazioni uguali, se non superiori, a quando aveva le batterie nuove.

Poi il 2 maggio, ad assicurazione appena rinnovata… la nuova batteria “ovviamente” si è spenta! 🙂

Si è spenta quando sono arrivato in ufficio, ma da una rapida ricerca-guasti non è stato possibile trovare nessun problema: nessuna puzza di bruciato, nessun filo staccato, nessuno spinotto traballante; per sicurezza ho inserito ben bene gli spinotti, peraltro già inseriti ben bene, del BMS.

Rimessa la batteria nello scooter, mi ha permesso di tornare a casa senza nessun problema.

Boh?

Fatto sta che da allora, da una settimana, la nuova batteria si comporta come si comportava come una di quelle vecchie, spegnendosi ogni tanto senza motivo: posso essere in pianura o in salita, di corsa o piano piano, su strada liscia o disastrata… ogni tanto piglia e si spegne (ma per fortuna viaggio sempre con due batterie in parallelo, quindi non mi si spegne lo scooter in mezzo alla strada).

Oggi ho provato quindi ad adottare il sistema adottato con la vecchia batteria difettosa: ho incollato gli spinotti del BMS con la colla a caldo!

Se non funziona, non so cos’altro inventarmi!

L’unica anomalia che riscontro nella batteria è che la mattina, a fine carica, trovo il BMS un po’ caldo: pensavo fosse normale… senonchè, quando ho aperto la batteria per controllarla, mi sono accorto che la parte di BMS calda non è quella col dissipatore, ma il lato del PCB dove ci sono solo minuscole resistenze e transistor! Non penso che sia un buon segno che scaldi!

Detto questo, anche se non ho ancora scaricato sul PC tutti i grafici di consumo fatti finora, a idea mi pare che la nuova batteria eroghi più energia dell’altra, perchè quella vecchia finisce di ricaricarsi un’ora prima di quella nuova… anche se quella nuova ha un caricabatterie da 4 ampere anzichè 3, ed è da 15Ah anzichè 24! Però devo analizzare i grafici, appena ho tempo…

 

Un altro (nuovo) problema dello scooter è che deve essersi consumato il cavalletto, per cui ora le ruote non restano mai sospese quando metto il cavalletto, per cui lo scooter parcheggiato è un po’ traballante… Però non saprei come risolvere il problema, se non cambiando il cavalletto.

Infine, gli ammortizzatori mi stanno abbandonando: a ogni buca il ballonzolio perdura per qualche secondo più del dovuto.

Non so se vale la pena di cambiarli, prima vorrei provare finalmente a cambiare la ruota davanti, per vedere se riesco così a far rifunzionare il contachilometri, fermo da mesi a 15600 km, e a eliminare il famoso traballio del freno anteriore.

E ci sarebbe anche da comprare un caricabatterie di riserva prima che il 15esimo mi molli

Insomma, alla faccia del risparmio! E per la felicità di tutti i denigratori e detrattori della mia impresa, che gongoleranno e commenteranno non poco, qui e sui forum, leggendo queste righe.

Ma io me ne frego, e continuo a viaggiare elettrico. 🙂

Imperterrito.

Con uno scooter che si regge con lo scotch oggi, con uno scooter elettrico del 2000 l’anno prossimo, e finalmente con una macchina elettrica entro il 2020.

In barba a quelli che, 8 anni fa, mi fecero credere che comprando un’auto diesel avrei risparmiato 1000 euro all’anno rispetto a quella a benzina, perchè il diesel costava meno e l’auto doveva fare 25 km con un litro… invece ne fa 15, e oggi il diesel e la benzina costano praticamente uguale.

Quindi il mio obiettivo ultimo è di non pagare più nè diesel nè benzina, alla faccia loro. Finora infatti ho NON pagato almeno 3000 euro di benzina… di cui1590 di tasse!

Ebbene sì, non ho pagato la mia quota per il disastro del Vajont, l’alluvione di Firenze, la guerra in Abissinia, vari terremoti e crisi finanziarie, più la famosa “tassa sulle tasse”, cioè l’IVA sulle accise.

Anche se alla fine dovessi ripagare questi 3000 euro in ricambi e batterie, sarà comunque un grosso sfizio continuare ad andare dal benzinaio solo per mettere un po’ d’aria nelle ruote! 🙂

 

 

 

Diario elettrico Zem Star 45 – 27/12/2013: Ordinata nuova batteria

Posted in batterie, scooter elettrici by jumpjack on 27 dicembre 2013

Ho passato le ultime due settimane ad armeggiare con le (ormai vecchie) celle A123 comprate qualche mese fa, cercando di rimettere in sesto la mai-nata batteria boost utilizzando un nuovo BMS e dei supporti per le celle (al posto di scotch e nastro isolante…), ma ho avuto la bella sorpresa di trovare 3 o 4 celle a 0 volt! Non so cosa sia successo, ma non posso sostituirle con altre, anche se le avevo comprate di scorta, perchè non saprei come saldarle, avendo ormai rimosso le linguette: nonstante abbia comprato una stazione saldante professionale che arriva fino a 480°C, a volte riesco a saldarle e a volte no, e non so ancora se dipenda da me, dalle celle, dal saldatore, dallo stagno, dalla pasta, dalla sfiga o da qualche congiunzione astrale.

Quindi ho deciso di fare il Grande Passo Semplificante e comprare invece 20 celle Winston, ma da soli 20 Ah, che a 3C corrispondono a 60A, e che dovrebbero garantirmi quei 20 km di autonomia che mi servono, tanto più che userò la batteria in parallelo a quella vecchia li-ion.

La semplificazione sta che qui non c’è niente da saldare, c0è solo da avvitare, quindi dovrebbe essere alla mia portata! 🙂

Ho ordinato 21 di queste celle (una di scorta, o magari di overvoltaggio, vedremo), altrettanti connettori,e già che c’ero un paio di accrocchi tanto per mantenere viva la ricerca: un relè da 80A e un contattore da 100A; ovunque legga, trovo scritto che la differenza tra relè e contattore è solo una questione di amperaggi (da qualche parte ho anche letto che i rele’ arrivano al massimoa  16A!), e non c’è verso di trovare un datasheet che spieghi quanti stati hanno questi due cosi (normalmente chiuso? Normalmente aperto? Sotto tensione o no? Mah), quindi non mi resta che… andare per tentativi e vedere cosa succede!

Il punto è che quando parcheggio lo scooter devo in qualche modo scollegare la batteria, primo perchè la centralina assorbe troppo… e secondo perchè anche col quadro spento e la chiave disinserita, lo scooter mi rimane acceso! Devo solo capire se per spegnerlo dovrò tenere acceso un relè da 12 volt o no, vabbè…

Ho fatto una simulazione con Google Sketchup e purtroppo nello spazio di una singola batteria c’entrano solo 18 celle, quindi 20 dovrò “nasconderle” nella pancia dello scooter (fortunatamente un po’ di spazio c’è); questo renderà la batteria non estraibile, ma la cosa era già messa in conto perchè in teoria la batteria finchè sta sullo Zem, dovrà ricaricarsi tramite l’altra batteria, mentre quando la trasferirò sul Lepton avanzerà un sacco di spazio.

Spesa complessiva: 693,00 € (tolti i relè), inclusa consegna in contrassegno a 8 euro (altrimenti si poteva pagare con Paypal, ma mi pareva una cifra un po’ troppo alta per “buttarla là” senza garanzie). Aggiungendo i 110 euro del BMS già comprato fa 803,00 euro.

Significa 0,59 Euro/Wh e, considerando consumi di 30 Wh/km tipici di un cinquantino, 1344 Wh totali e 1075 Wh utilizzabili (80%) , un’autonomia di 35 km e quindi un prezzo di 23 Euro/km.

Ora, intanto che aspetto la consegna, penso che dovrò inventarmi un mobiletto a tenuta d’acqua ma non a tenuta d’aria per poter collocare il caricabatterie all’esterno; mi verrebbe in mente una scatola grande 3 o 4 volte il caricabatterie ma senza fondo, in modo che l’aria può circolare ma l’acqua non può entrare… però può entrare l’umidità, e questo potrebbe essere un problema… a meno che l’umidità non si limiti a seguire lagravità e a non risalire dal fondo della scatola fino alla cima dove c’è il caricabatterie…

Mi chiedo se esistano già alloggiamenti per “impermeabilizzare” caricabatterie per interni, mah…

Il punto è che se il nuovo BMS che ho comprato, che aveva il morsetto CH (Charge) opzionale, si rivela comunque monodirezionale invece che bidirezionale (come l’altro che già avevo comprato), sarò comunque costretto a caricare separatamente la batteria.

E, in ogni caso, il Lepton dovrò caricarlo all’esterno.

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Note tecniche sulla costruzione di una batteria partendo da zero:

– per le Winston, 20 Ah è il taglio minimo
– su un “cinquantino” i consumi medi sono di 30 Wh/km,e bisogna partire da qui per capire quanto si vuole grande la batteria, in base a quanta autonomia si vuole; ipotizziamo 20 km: significa 600 Wh;
– non bsogna MAI scaricare completamente la batteria, altrimenti dura 3 mesi invece che 3 anni; al massimo si può scaricarla all’80% (DoD=80%), in modo cioè che conservi una carica del 20% (SoC=20%); se 600 Wh sono l’80% del totale, allora il totale è 600/0,8 = 750 Wh, cioè [B]per fare 20 km su un cinquantino elettrico servono 750 Wh.[/B]
– le celle LiFePO4 sono da 3,2 Volt;
– un “cinquantino” va in genere a 48V, qiundi si usano in genere 16 celle (ma c’è una certa tolleranza, quindi se ne possono usare 15 o 17 se si ha un BMS adatto);
– dividendo i suddetti 750Wh per 48V si ottengono gli Ah necessari per avere 20 km di autonomia: 15,6 Ah
– prossime ai 15,6 Ah ci sono le celle Headway da 15 Ah e le Winston da 20 Ah
– bisogna anche tenere in conto il “rate” di scarica delle batterie, misurato in “C”, che sono multipli della capacità: una batteria da 20 Ah che si può scaricare a 1C significa che può fornire almassimo 20 Ampere per volta; le Winston sono da 3C, quindi 20 Ah –> 60 A; quindi con 16 celle Winston da 20Ah si ottiene una batteria da 48V/20Ah/960Wh/60A. Con le Headway da 15Ah/10C si otterrebbe invece una batteria da 48V/15Ah/720Wh/150A.
– il BMS deve essere calibrato per reggere la massima corrente richiesta dal motore: un motore da 1500W/48V richiede 31 A, ma potrebbe avere una potenza di picco non dichiarata di 2000 o 3000 W, che significherebbe 40 o 60 A, quindi meglio andare sui 60.

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