Jumping Jack Flash weblog

Le batterie al piombo: efficienza e tipi

Posted in ambiente, auto elettriche, batterie, scooter elettrici by jumpjack on 21 novembre 2015

Ottima e completa disamina dell’effetto Peukert nelle batterie al piombo, a causa del quale hanno efficienza di appena il 60% sugli scooter elettrici, perchè scaricate a 1C o più:

http://bdbatteries.com/peukert.php

Una batteria al piombo “da 100Ah” viene etichettata come “da 100Ah” estraendone una corrente molto piccola, tale da farla scaricare in 20 ore, e pari a 5A; se la corrente viene aumentata a 10A, la batteria non si scaricherà in 10 ore ma, ad esempio, in 8; estraendo 20A non si scaricherà in 5 ore ma magari in 3, e così via, secondo un grafico di questo tipo (che varia un po’ da una batteria all’altra secondo marca, modello e tecnologia):

Si tratta in particolare del grafico per una batteria da 36Ah: si osserva che scaricata a 36A/1C dura mezz’ora, quindi di fatto a 1C fornisce 18Ah, ossia ha un’efficienza del 50%.

 

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Quest’altro link illustra in dettaglio le tecnologie usate per costruire le batteria al piombo:

  • Flooded Valve Regulated Lead Acid Batteries (VRLA) – da evitare su scooter elettrici, devono essere rabboccate con acqua distillata
  • Gelled Electrolyte Lead Acid Battery (GEL) – molto usate sugli scooter elettrici
  • Absorbed Glass Mat Battery Construction (AGM) – le più efficienti e durature… e costose

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Qui invece ho scoperto un effetto che non conoscevo: la sotto-ricarica delle batterie al piombo.

Se nel caricare una batteria al piombo non si arriva a riempirla al 100%, il solfato di piombo (PbSO4) che si era formato durante lo scaricamento rimane in parte depositato sugli elettrodi invece di ritrasformarsi in Piombo (Pb) e acido solforico (H2SO4); riscaricando la batteria e poi ripetendo sotto-ricariche più volte, il solfato che non viene ri-disciolto finisce per indurirsi, cosicchè quando alla fine si prova a ricaricare la batteria al 100%, il solfato non si scioglie più, quindi di fatto non è più possibile rimettere nella batteria il 100% della carica: si ha quindi una perdita di capacità.

Col tempo una perdita di capacità si avrebbe comunque, ma per altri motivi; questo è un fattore di invecchiamento in più, che può essere evitato con un uso corretto.

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Tutto sui metodi di ricarica delle batterie al piombo

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Altro effetto mai sentito prima: “coup-de-fouet”  (“colpo di frusta”) [1]

E’ un improvviso, lieve e breve ma inaspettato calo di tensione durante la scarica; il fenomeno si aggrava con gli anni, e si moltiplica su batterie a tensioni più alte di 12V, e può far “credere” all’elettronica che la batteria sia ormai scarica, anche se poco dopo la tensione risale al livello “giusto”.

Non si conoscono le cause del fenomeno.

(1) – IMPORTANT CONSIDERATIONS WHEN REDUCING THE RUN-TIMES
OF VRLA UPS BATTERIES – Mike Nispel

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

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vano

vano-annotated

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. 🙂

Ecojumbo ibridio piombo-litio: esperimento terminato

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

L’esperimento di sostituire una batteria PbGel esausta con una normale batteria da auto sull Ecojumbo, per verificare se il collegamento in parallelo con una batteria al litio ne avrebbe prolungato la vita, è terminato.

La batteria per auto non ha retto.

Dopo qualche settimana di utilizzo, non è più possibile caricare il pacco batterie perchè le 4 vecchie batterie sono a12,8 volt e la quinta è a 11,5 volt, per un totale di 62,7 volt, che il caricabatterie interpreta come 12,54 volt a batteria, cioè batterie cariche, e quindi non carica.

Purtroppo, vista l’ “accroccaggine” dell’esperimento (la nuova batteria, oltre che non-gel, è da 30Ah anzichè 45,  sennò non c’entrava…), non è dato di sapere se il cedimento è dovuto all’ininfluenza della batteria al litio, a all’essere in serie con batterie al piombo troppo diverse.

Comunque basta così col piombo, è ora di passare al litio.

Diario elettrico Ecojkumbo – 19 settembre 2014 – Nuova batteria

Posted in Diario elettrico Ecojumbo 5000 by jumpjack on 20 settembre 2014

Ho acquistato una nuova batteria, ma al piombo; 12V/30Ah, 75 euro. Quelle originali sono PbGel da 46 Ah, questa è da 30 perchè era l’unica abbastanza piccola da entrare nel vano: tutte quelle tra 40 e 45 Ah sono MINIMO 17×17 cm di base, ma non si può assolutamente sforare 16,3 altrimenti la batteria non c’entra, nemmeno segando piedini e sporgenze.

Questa, oltre a entrare comodamente in larghezza, ha anche esattamente stessa latezza, così può essere tenuta in sede dalla sbarra di ferro che tiene ferme le 4 batterie in origine; in realtò potevo anche mettere una batteria stretta e alta, arrivando a 40Ah, perchè nel sottosella c’è posto, ma avrei tolto spazio alla batteria LiFePO4 EcoItalMotor che voglio aggiungere sotto la sella oltra a quella che ho già messo… (sì, sto facendo un casino… 🙂 )

La batteria è una Exide Y60-N30-A venduta “a secco”, cioè da riempire manualmente di acido, fornito con la scatola: in questo modo non invecchia sullo scaffale, perchè di fatto “nasce” nel momento in cui viene riempita.

Appena riempita, misurava 14,4 volt senza neanche caricarla!!

Nei prossimi giorni la scaricherò un po’, poi costruirò un multipartitore di tensione per loggare le 5 batterie con un cellllog8s, che regge al massimo 5 volt per cella: non sarà un log precisissimo, e dovrò misurare a mano tutte le singole resistenze e convertire i file di log tramite opportuni fattori messi in un foglio excel… ma sono curioso di vedere come si comporano le singole batterie in marcia e in ricarica.

Chissà perchè questi esperimenti devo sempre farli io per primo… Gli scooter al piombo esistono da 20 anni e nessuno ha mai fatto ‘sta prova… vabbè.

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…)

Appunti/studi su batterie a piombo-cristalli (?)

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

http://www.axcom-battery-technology.de/uploads/media/Referenz_escooter_engl.pdf
Sembrano siano un’invenzione recente, appena l’anno scorso, ma è molto interessante: anche se la densità energetica è la solita schifezza del piombo (35 Wh/kg), queste speciali batterie durerebbero 1400 cicli (invece che 300) scaricate all’80%, avrebbero stesse prestazioni fino a -10°C e autoscarica ridicola, paragnoabile al litio! E non si solfatano se sovrascaricate! Durano anche un po’ di più a 1C (un po’ più di 40 minuti invece che un po’ più di 30).
Praticamente miracolose…. quindi impossibili. 😉

Questi sarebbero gli ingredienti:
60% piombo, 25% ossido di piombo, 3% acido solforico, 5% acqua e 3% biossido di silicio
http://www.leadcrystal.nu/datasheets/MSDS/LeadCrystal_MSDS_General.pdf

Qui c’è un’altra “ricetta”:
http://deltecpower.co.za/wp-content/uploads/2013/12/Lead-crystal-battery-MSDS.pdf

Ecco invece le ricette di una “piombo classica”:
75% piombo, 15% acido solfotico, 10% plastica, più antimonio e arsenico, calcio e stagno in tracce.
https://nees.org/data/get/facility/UCSB/TrainingAndCertification/Training/MSDS_Lead_Acid_Battery.pdf

Da questo datasheet risulterebbero 680 cicli con scariche del 100% (!!!) e qualcosa come 4000 cicli per scariche al 30%!
http://www.axcom-battery-technology.de/uploads/media/Lead_Crystal_Battery_CY12-7_2_01.pdf

Qui c’è una spiegazione della nuova tecnologia:
http://www.axcom-battery-technology.de/uploads/media/LC_user_NEU_engl.pdf

In pratica la presenza di “particolari elementi” riduce notevolmente la perdita di idrogeno e ossigeno, o detto in altro modo agevola la loro ricombinazione in acqua, prevenendo l’ “essiccamento” della batteria… che però già di per sè non ha elettrolita liquido, ma cristallizzato all’interno di una griglia AGM che è anch’essa ottimizzata: maggiore conduttività elettrica, maggiore resistenza all’acido e maggiore resistenza al calore.

Le migliori batterie al piombo che conosco, le HiRate, hanno 400 e 1800 cicli nelle stesse condizioni:
<img src=”https://jumpjack.files.wordpress.com/2012/12/biro-cycles.jpg”&gt;

Un “classico” ciclomotore al piombo con 48V/40Ah normalmente può fare in totale 10-15.000 km (30 Ah utilizzabili, 40 Wh/km, = 36 km, per 300 volte=10.000 km, per 400 volte = 14.000), anche se non ho mai sentito nessuno che sia riuscito a fare più di 10.000 km col piombo; con queste nuove batterie la vita totale sarebbe ALMENO 24.000 km usandole al 100%, ma usandole al 50% durerebbero 18×3000 = 54.000 km invece che 18×900=16.200!!
Devo scoprire il prezzo!

 

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Altri datasheet:

http://deltecpower.co.za/wp-content/uploads/2013/12/Deltec-Lead-Crystal-Batteries.pdf (meno cicli, ma rate di scarica più alto)

http://leadcrystalbatteries.com/media/wysiwyg/Datasheets/12V/6_CNFJ-40_25_201309.pdf

 

Per le batterie al piombo classiche, ecco dei “rivitalizzatori” (magici?…)

http://www.toratorashop.net/contents/it/d77.html

 

Effetto della temperatura sulle batterie al lithio “li-ion” (LiCoO2)

Posted in batterie, scooter elettrici, Uncategorized by jumpjack on 1 giugno 2013

Finalmente qualche dato sugli effetti della temperatura sulle batterie al litio!

http://www.virginia.edu/ms/ecs/files/KUMARESAN.pdf

(http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.593.9784&rep=rep1&type=pdf)

Queste dovrebbero essere proprio le batterie del mio Zem Star 45, che ha batterie al litio da 3,6 V, e che mi è stato detto “in giro” che non possono essere LiPo: quindi LiCoO2 dovrebbe essere l’unica alternativa rimasta, essendo le altre (mangamese e altro) troppo recenti (il mio scooter è di più di 2 anni fa).

Ho ricostruito il grafico in Excel:

temperatura-LiCoO2-1

E da quello poi ho desunto la capacità disponibile con scariche di 1C alle varie temperature, che sul mio scooter corrispondono a 48A; in realtà credo che sotto sforzo arrivi anche a 80, quindi sarebbero quasi 2C.

temperatura-LiCoO2

Immagino che a 2C la capacità si riduca a un 20 o 30% a zero gradi… 😦

Ecco infine un confronto tra i grafici in temperatura di queste batterie al litio e la batteria al piombo-gel (SLA) di un Etropolis:

Temperature performance comparison among Lithium (LiCOO2) and Lead (SLA) batteries

Temperature performance comparison among Lithium (LiCoO2) and Lead (SLA) batteries

Il mio giudizio professionale è “ammazza che schifo”. 😉

AGGIORNAMENTO 11/10/02013

Trovato nuovo grafico (per litio NMC):


http://www.altenergymag.com/emagazine/2012/04/a-comparison-of-lead-acid-to-lithium-ion-in-stationary-storage-applications/1884

 

Aggiornamento 2016:

Trovato grafico per LiFePO4:

batterie-lifepo4-temperatura

 

Andando a sovrapporre i grafici di LiCoO2 e LiFePO4:

batterie-lico-life-temp

Il grafico dice che sotto zero le batterie LiCoO2 sono pressochè inutilizzabili su un mezzo elettrico: a 1C (linea nera continua) hanno capacità praticamente nulla (non ci sono dati, ma la linea continua che ne rappresenta l’ideale continuazione è molto chiara), e anche a C/2 non si va oltre il 30%. Alla stessa temperatura di -5C le LiFePO4 dannò, sì, uno scarso rendimento… ma comunque mantengono un 40-50% della capacità, con poca differenza tra 1C e C/2.

 

 

Test su strada Startlab Open Street

Posted in auto elettriche by jumpjack on 1 aprile 2013

L’altro giorno ho finalmente avuto il piacere, grazie alla cortesia di Fabiano, di guidare di persona una StartLab Open, versione “Street” (v. anche altro post).

Questo è il grafico che avevo già estrapolato da un filmato fatto da Fabiano:

Questa volta ho fatto qualche test più esaustivo: accelerazione in 2 senza boost, in 2 con boost, e da solo.

La prova è un po’ “viziata” dal termine della pianura al raggiungimento dei 40 km/h (non ho trovato una strada piana più lunga…), ma è comunque interessante:

StartLabOpenStreet

I dati sono confrontati con l’unica altra minicar al piombo che ho testato personalmente (a parte la birò, di cui ho dimenticato di fare un filmato del cruscotto…).

Anche se pure la StartLab appare piuttosto lenta in accelerazione rispetto ai vari mezzi al litio che ho provato (scooter e minicar), risulta più scattante del lentissimo Ingaeta G1.

La Openlab ha questi tempi 0-40 km/h

In 2: 15 secondi

In 2 con boost: 12 secondi

In 1 senza boost: come in 1

Si nota però una leggera differenza nella curva dopo i 40 km/h, tra i casi “in 2” e “in 1”.

In ogni caso, il mezzo in pianura difficilmente riesce a superare i 45 km/h, ma devo dire che è meglio così, perchè purtroppo non appare molto stabile: sarà per la leggerezza (lo si sposta facilmente spingendolo con una mano!), o forse per lo sterzo a presa diretta tipo go-kart, che fa svoltare il mezzo appena si sfiora la sterzo, ma la sensazione è che sia meglio non correrci troppo, soprattutto in curva.

Sembrerebbe anche da accantonare l’idea di migliorane le prestazioni installando batterie al litio: sicuramente le prestazioni migliorerebbero con 70-80 chili in meno, ma ne perderebbe la stabilità, per cui si finirebbe col dover zavorrare il mezzo, perdendo quindi uno dei vantaggi del litio (l’altro è la maggiore durata delle batterie).

Rispetto al Birò il mezzo è decisamente più comodo, avendo sotto lo sterzo spazio per allungare le gambe, al contrario del Birò che ha una parete verticale, ed inoltre l’abitacolo è pieno di portaoggetti vari.

Anche lo spazio di carico è davvero notevole: nonostante gli sforzi del produttore per ridurlo (???) “tagliando” il retro dell’auto, il bagagliaio posteriore è davvero enorme! Il che vuol dire che c’è spazio in abbondanza per un gruppo elettrogeno da 2 o 3 kW che permetterebbe di trasformare il mezzo da elettrico in ibrido… (ho visto gruppi da 1 kW stare in uno spazio di 40x40x40 cm!).

Ho invece trovato scomodo il tasto “boost”, che stando sulla plancia anzichè sotto al volante, costringe ad “allungarsi” per premerlo, e tenerlo premuto a lungo è molto scomo (e probabilmente fatto apposta).

Scomdo anche il fatto di non avere “deflettori” nei finestrini o nel tettino, per evitare che si appannino i vetri nei giorni di pioggia, e l’impianto di aerazione non fa moltissima aria; infatti Fabiano dice che intende installare un sistema di sbrinamento a parte.

Interessante notare che il motore è decisamente enorme, più grosso di quello dello scooter Ghibli da 11 kW che ho visto lo stesso giorno! Il che lascia supporre che non sia un motore brushless, ma un vecchio motore a spazzole (non è posizionato in una ruota, ma staccato è collegato alle ruote tramite differenziale e tutto il resto).

La decelerazione data dal motore in caso di recupero in frenata attivato dal pedale del freno è decisamente potente, forse troppo.

In conclusione, un mezzo strettamente adatto solo per la città, a causa della irrimediabile bassa velocità, ma molto meglio di Birò e Ingaeta.

Pare che a Roma ne vengano ancora vendute alcune, senza batterie e a poche migliaia di euro: http://www.hyperdivision.it/elettrico/start-lab/

Rivoluzione estraibile

Posted in ambiente, scooter elettrici by jumpjack on 23 marzo 2013

C’e’ una piccola e, come al solito silenziosa, rivoluzione in corso nel mondo dell’invisibile “scooterismo elettrico”: le batterie estraibili.

Due anni fa, quando comprai il mio scooter, era l’UNICO in Italia dotato di batterie al litio estraibili.

6 mesi fa, a ottobre 2012, quando è uscito per la prima volta il libro “Guida all’auto elettrica” (ora “Elettrico? Sì grazie”), esistevano 13 diversi scooter a batterie estraibili.

Oggi, 23 marzo, a Elettrocity a Roma, di 15 modelli diversi esposti solo due avevano ancora le batterie fisse: gli Ecojumbo e i Govecs. Ho visto qualcuno fare giri di prova sugli Ecojumbo (forse perchè sono i più venduti, e quindi i più “famosi”, d’Italia), ma a quel che ho visto, nessuno ha fatto nemmeno un giro sui Govecs, che stanno lì parcheggiati da 3 giorni… In realtà, da diversi mesi anche la Govecs ha non uno ma due modelli a batterie estraibili, ma in fiera non c’erano. In compenso c’erano gli ibridi Aspes, per la prima volta disponibili per un giro di prova: anche loro hanno una batteria estraibile, anche se minima, visto il motore esso stesso “minimo” (600W sul 50cc, 1000W su 125 e 150cc). Purtroppo in prova c’era solo il 50ino… che mi ha molto deluso: ho voluto provare la modalità ibrida automatica, che attacca il motore a benzina quando si spegne quello elettrico. Be’, a un certo punto il benzina si è acceso e l’elettrico si è spento… ma quando poi ho rallentato, il benzina si è spento, ma l’elettrico non si è più riacceso!! Allora ho commutato in solo elettrico, ma non è ripartito lo stesso. Allora ho commutato in solo benzina e premuto il pulsante di avviamento… ma non si è avviato proprio niente! Sono rimasto fermo in pista come un salame, finchè è arrivato il venditore ed è riuscito a farl partire il motore a benzina, così sono partito, facendo la strada a ritorno in discesa: il benzina si è spento… e l’elettrico è rimasto spento, e io sono rimasto a piedi di nuovo….

Mah.

Il venditore ha detto che è colpa della batteria che era scarica, ma io sono molto perplesso. Spero che quello scooter in particolare fosse guasto.

Ma tornando al titolo dell’articolo, il 90% degli scooter in mostra ha batterie estraibili, che vengono anche vendute separatamente dagli scooter, ed hanno tensioni che spaziano dai 48 ai 72 volt; così sono andato un secondo giorno in fiera, armato questa volta di tester e righello :-), e mi sono messo a misurarle TUTTE. 🙂

Ecco i dati raccolti:

Penelope – LiFePO4 – 54V; dimensioni 22 x 17 x 47,5

Roman/Airone – Li-ion – 48V/28Ah, misurati 58,1V a batteria non del tutto carica; valigetta con manico sul lato piccolo, dimensioni 27 x 7,5 x 35,5

Zeus – 72V/25Ah, misurati 83,1 Volt su batteria non del tutto carica; valigetta con manico sul lato piccolo, dimensioni 31 x 7 x 40

Bertini:

Cityzen – 60V/28Ah, valigiotto col manico sul lato grande, dimensioni 16 x 24 x 32,5

Zaion – 60V/33Ah, valigia col manico sul lato grande, dimensioni 39 x 21 x 18

Etropolis – Litio-polimeri (??!!) – 60V/36Ah, 25 x 42 x 18  (1000 euro)

Altri etropolis: 48V/30Ah, 53,1V misurati, 34,5 x 27 x 15

 

Obiettivo di tutte queste misurazioni è trovare una batteria che vada bene per il lepton senza doverne comprare una in Cina pagando 150-300 euro di spedizione (!!!) o doverne costruire una da sola (il mondo dei BMS e PCM è ancora un grande mistero per me…)

Le misure del vano-batterie del lepton sono 20 x 67 cm di base per 17,5 cm di altezza.

Dovrò fare un po’ di disegni per vedere se è possibile ficcarcene dentro una sana.

I prezzi? Tutti i venditori mi hanno detto “700-800 euro” per tutte le batterie, tranne quella da 36Ah dell’Etropolis data per 1000 euro.

Confronto tra batterie al piombo

Posted in scooter elettrici by jumpjack on 1 dicembre 2012

Sono venuto in possesso dei datasheet di Etropolis Retrò ed Estrima Birò. Con queste batterie, l’Etropolis (2000 W/140 Kg) è dato per 70 km di autonomia,  il Birò (4000 W/370kg) per 50 km di autonomia; entrambi vanno a 48V, quindi hanno batterie rispettivamente da 4x12x36=1728 Wh e 4x12x100 = 4800 Wh, ossia consumi teorici di 25 Wh/km e 96 Wh/km. Etropolis:

Hi-Rate_02

Hi-Rate_01

Datasheet batterie Estrima Birò: Datasheet birò - p.1   Datasheet birò - p.2 Cerchiamo di analizzarle nei dettagli. Partiamo dal grafico dei cicli, che dice quanto dureranno negli anni le batterie a seconda di quanto/come le usiamo: Etropolis (12V/36Ah – HRC12360):

cicli batterie etropolis

Birò (12V/100Ah, Genesis NP100-12R): cicli-hires Salta subito all’occhio la differenza di qualità del datasheet; non parlo della qualità dell’immagine, ma dei dati: per l’etropolis vengono fornite curve generiche, mentre per il birò vengono specificati i parametri di test, tra cui le correnti di scarica e carica, rispettivamente 0,17C e 0,09C, che rapportati ai 100 Ah significano 17A in scarica e 9 ampere in ricarica. I valori che leggiamo sul grafico sono: Etropolis:

  • 100%=400-430 cicli
  • 50%=850-900 cicli
  • 30%=1700-1800 cicli

Birò:

  • 100% = 300 cicli
  • 50% = 550 cicli
  • 30% = 1200 cicli

In questo senso i grafici Etropolis sembrano migliori, perchè invece di dare un valore preciso, effettivamente impossibile da conoscere, danno un range di valori di circa 30 cicli. Sui grafici del Birò c’è però un problema notevole: come detto, la scarica è stata effettuata a 17 Ampere. Ora, il Birò ha 2 motori da 4 kW ciascuno, utilizzati però ognuno a un massimo di 2 kW, in modo da restare sotto i 4 kW e farlo essere un ciclomotre; le batterie sono da 48V, quindi l’assorbimento di picco è 4000 W/ 48 V = 83 Ampere , che rapportati alla capacità significano 0,83 C, contro gli 0,17 del test; e siccome le batterie si comportano tanto PEGGIO quanto più intensamente vengono scaricate, risulta che il grafico non è assolutamente attendibile per valutare la durata potenziale delle  batterie: con 17A alle ruote del Birò arrivano al massimo 816 W! Secondo i calcoli riportati in questo famoso libro, con 800 W uno scooter da 200 kg  potrebbe arrivare al massimo a una velocità di 30-35 km/h; la birò pesa 370 kg ed ha non 2 ma 4 ruote (più attrito) e una superficie più ampia (altro attrito, anche se sotto i 45 km/h in effetti l’attrito dell’aria conta poco); quindi ipotizzo che i grafici del datasheet potrebbero considerarsi validi andando col birò a 25 km/h. A 45 km/h l’assorbimento non sarà più di 17 Ampere, ma probabilmente 40  se non 50 (la potenza necessaria per vincere l’attrito dell’aria varia col cubo della velocità, quella per vincere l’attrito delle ruote è proporzionale alla velocità. Purtroppo i grafici non dicono come varia… il grafico dei cicli al variare della corrente prelevata, ma è lecito supporre che il numero di cicli diminuisca parecchio se la corrente estratta è il triplo di quella dei grafici. Se si tratti però di ridurre a 1/3 oppure 1/2 oppure 1/10 i valori indicati, non saprei dirlo. So però che alcuni utilizzatori del birò lamentano di essere riusciti a fare con un pacco batterie appena 1000 km prima che l’autonomia si riducesse, dai 50 km di targa, a meno di 30 km! E senza scaricare le batterie a fondo! Ipotizzando una scarica del 50%, sarebbero dovuti essere possibili almeno 550 cicli, che per 25 km (=50%)  farebbero 13750 km. Se i 50 km di targa si riferissero davvero a velocità di 25-30 km/h, e volessimo supporre un’autonomia effettiva prudente di 35 km, si tratterebbe comunque di 550*17=9350 km ; invece dopo soli (circa) 1000 km l’autonomia risulta calata del 50%. Non saprei dire se è un difetto del lotto di batterie o di progettazione del Birò, ma mi riprometto di indagare più a fondo la cosa nel post apposito che farò sul test su strada effettuato oggi sul Birò stesso. Tornando ai grafici delle batterie, è molto interessante (e inquietante!) il grafico capacità/temperatura (in alto a sinistra nell’immagine ell’Etropolis, in alto destra per il Birò): per entrambe le batterie risulta disponibile il 100% della capacità a 25°C e 0,05C di scarica (5 Ampere). Scaricando a 0,83 C (scarica di picco del Birò), alla temperatura tipica di 25° la capacità garantita sarebbe pari al 55% di quella effettiva: come dire 35 km invece dei 70 nominali. L’Etropolis scarica invece al massimo a 2000/48=41,7A, che significa 1,16C, che a 25°C corrispondono a circa il 50% di capacità disponibili. Sembra quindi che rispetto ai dati dichiarati dal costruttore, le autonomie reali che ci si possono aspettare da Etropolis e Birò siano rispettivamente 35 e 25 km. D’estate. D’inverno, con temperature tra 0 e 10°C, la capacità scende sotto il 40%, quindi l’autonomia diventerebbe intorno ai 30 e 20 km. Bisogna decisamente abbandonare il piombo e passare al litio, in modo da avere molto meno peso a bordo, o molti più Ah a parità di peso: una batteria al piombo ha 35-40 Wh/kg, una al litio 100-120!  (36 Wh/kg l’etropolis, 39 Wh/kg il birò). Con batterie al LiFePO4 da 100 Wh/kg si potrebbero mettere sull’etropolis 4720 Wh e sul birò 12300 Wh! Dettaglio datasheet Birò: peukert-hires cicli-hires temp-hires   Batteria per pannello fotovoltaico 12V/65Ah: SH1265(pannelli) http://www.energiasolare100.it/pub/SH1265.pdf

 

Dettaglio datasheet Etropolis (HiRate 12360):

peukert-etropolis-belair

 

Immagine con annotazioni e scala dei minuti completa (logaritmica): sembra che ci sia un errore nel grafico originale, i “30” minuti sarebbero in realtà “20”:

etropolis hirate 12360