Bicicleta electrica

mugurel_v, multumesc pentru link

adysoftware, imi pare bine ca ai finalizat bicicleta.

Si uite ca dupa ceva teste cu pauze cam lungi intre ele, am ajuns la o concluzie si cu autonomia. E praf. Din cei 800Wh cat ii are grupul de acumulatori pot folosi util doar cam 300. Asta deoarece toti cei 4 acumulatori sunt legati in serie iar conexiunea cu motorul e facuta printr-un tranzistor comandat PWM. In momentul in care se descarca undeva pe la 40% (cam cei 300Wh de care vorbeam), rezistenta interna a acumulatorilor creste in asa hal incat caderea de tensiune pe ei in sarcina e uriasa, iar pe motor nu mai ajunge cat trebuie. Abia daca mai urc o panta ametita. Asa ca se pare ca nu prea am alta solutie decat sa ii leg pe toti in paralel si sa fac o sursa de 1kw, ridicatoare reglabila de la 12 la 0-48V. Speram sa scap de la a proiecta asa ceva dar se pare ca nu.

-Parerea mea e ca ori acumulatorii tai nu mai au capacitatea scrisa pe ei (mai au doar 300Wh) ori nu e ales corect raportul de transmisie,astfel incat sistemul functioneaza cu randament foarte mic...nu mai stiu ce motor si ce acumulatori ai,aminteste-ne te rog.Problema ta nu are legatura cu MOSFETul comandat PWM.
-Nu rezolvi problema cu un invertor DC-DC.Daca motorul e supravoltat,mai bine reduci corespunzator tensiunea bateriei.
-Ar mai fi posibil sa fie unul sau 2 acumulatori cu capacitatea scazuta,sau sa nu fie incarcati 100%.Nu stim cum ii incarci,spune-ne.Daca ii incarci inseriati,ai nevoie de un modul de egalizare.
-Un prim sfat:verifica (test) ce capacitate are fiecare acumulator separat.

pisoiu2, din ce ai scris deduc ca nu ai un controller dedicat pt motor ? ai "spart" ceva bani cu proiectul asa ca un controller de 500-1000W nu e mare cheltuiala; daca ai controller atunci problemele s-ar putea sa fie de la acumulatori; sunt noi ? sunt folositi ? ar trebui sa-i incarci pe fiecare in parte si dupa aceea sa-i descarci si sa vezi capacitatile (wh) la fiecare. Mi se pare cam putin 300wh din 800 wh; parca aveai acumulatori de 17Ah;

motorul este cu perii sau fara ?

Nu m-am uitat la acel film; cu ce viteza te deplasezi ? ai cumva si un aparat de masurat tensiunea si intensitatea (watt meter) in timp ce mergi ? asa ai putea sa vezi curentul maxim absorbit;

Ok, cateva detalii:

Acumulatorii sunt 4*17Ah/12v legati in serie, deep cycle, sunt noi. De la bun inceput a fost problema asta, atata doar ca nu am transpus-o in cifre. Motorul este de 48V, 1Kw. Randamentul nu e optim daca motorul nu e turat la turatia lui nominala, 3000/min. Problema este ca dupa cei 300 Wh nu mai prea e bun de nimic desi tensiunea pe ei este undeva la 45-46 volti in gol. Daca ii pun in sarcina scade dramatic.
Cei 300Wh despre care spuneam au fost masurati atat in circuitul de sarcina, am acolo un senzor de curent cat si la reincarcare, cu un contor de energie pus intre retea si sursa de incarcare. Cifrele sunt cam identice daca tinem cont si de randamentul sursei de incarcare. Tinand cont de astea, eu nu pot trage concluzia ca acumulatorii sunt praf.
Solutia cu convertorul DC-DC (ma gandeam la un convertor boost multifaza) are dupa mine urmatoarele avantaje:
-cupland in paralel acumulatorii obtin o rezistenta interna a sursei mult mai mica, am pierderi mai mici pe ea chiar daca curentul va creste. Din pacate nu am cifre inca.
-elimin controlul pwm si il inlocuiesc cu controlul tensiunii de iesire a sursei, intre 0 si 48V (tensiunea nominala motorului)
Acumulatorii sunt incarcati in serie, fara modul de egalizare, de la un incarcatori dedicat de 48V. Nu sunt probleme de dezechilibrare, am verificat asta si in descarcare si in incarcare. Nu am diferente notabile intre tensiunile la bornele fiecarei baterii.
O sa incerc sa fac si un test de capacitate.

LE: mihai_atanasiu, ai postat in timp ce scriam, am sa completez:
exista un controller dedicat, atata doar ca l-am facut eu, nu e cumparat. E cu un mosfet de putere comandat PWM. Fara controller nu cred ca ar fi exploatabila bicicleta . Motorul este cu perii. Viteza, depinde, pe urcare cred ca vreo 10 poate 15kmph, nu mai tin minte exact, pe coborare undeva la 60kmph insa acolo nu am prea folosit motorul. Mai mult gravitatia.
Pe acel panou de bord am 2 indicatii, un contor de energie, imi arata cam cat am consumat din baterie, e calculat prin acumulare la fiecare secunda a curentului citit de pe senzorul de curent din controller inmultit cu 48V. Mai am si un indicator de consum instantaneu deoarece trebuie sa am grija sa nu depasesc puterea maxima injectata in motor, de 1kW sau curentul maxim suportat de perii, 22A. Daca stau pe loc si apas dintr-odata throttle-ul la maxim, sar sigurantele. Aici nu am facut o limitare automata, limitarea o fac eu din mana.

Edited by pisoiu2, 04 June 2013 - 08:52.

pisoiu2,

motor de 1000 W zici; teoretic acest motor trage 20 A; practic vreo 50 A in sarcina, cind pleci de pe loc, etc. E destul de mult; Tine cont ca la acumulatorii plumb capacitate scade cu cit curentul consumat este mai mare; adica la 20 A s-ar putea ca din 17Ah sa scoti mai putin;

Nu inteleg cum comanzi acest motor; ai sau nu ai controller ? motorul e din ala simplu cu perii ?

Parerea mea este ca te complici cu convertor DC/DC si alte chestii.

Incarcarea nu este o porblema; majoritatea bicicletelor electrice cu acumulatori plumb incarca in serie acumulatorii; nu sta nimeni sa faca echilibrare la ei;

Vezi ca exista controller gata facut si pentru motoare cu perii;

Am dat cateva detalii mai sus, poate nu ai apucat sa le vezi, ca am editat postul.
Curentul nu depaseste niciodata 20A, am eu grija de asta din throttle. Pornirea de pe loc o fac proportional astfel incat sa nu depasesc acest curent si accelerez din throttle pe masura ce prind viteza.
Nici dpdv mecanic nu e ok sa dau prea multa putere in transmisie, risc sa rup ceva pe acolo daca dau dintr-odata cu 1kw sau peste. Sunt totusi piese de bicicleta, proiectate pentru un biciclist normal (2-3, hai 400W).

o mica observatie la ce ai scris:

zici asa "Pe acel panou de bord am 2 indicatii, un contor de energie, imi arata cam cat am consumat din baterie, e calculat prin acumulare la fiecare secunda a curentului citit de pe senzorul de curent din controller inmultit cu 48V"; banueisc ca ai programat un PIC; ar trebui sa ai si un senzor de tensiune si ca sa faci inmultirea intre curent si tensiunea efectiva; in sarcina tensiunea scade deci produsul lor face mai putin; adunate in timp apare o diferenta destul de mare la wh.

Am incercat si eu cu o placa de Arduino, un senzor de tensiune si curent si un ecran LCD sa fac un asemenea aparat; am vrut sa copiez practic aparatele pe care le-am cumparat; functioneaza cit de cit dar mai trebuie calibrat;

mai pun link-ul http://www.hobbyking...Warehouse_.html Cu acest aparat obtii date clare.

Asa este, asta ar fi o modalitate corecta de calcul deoarece tensiunea variaza de la 54V cand la plin pana la vreo 44V sau ceva de genul, cand sunt goi. Pe de alta parte, in practica, nu cred ca rezultatul ar fi foarte bun deoarece in sarcina mare am o cadere importanta a tensiunii la borne si asta mi-ar afecta calculele, vesnica problema cu rezistenta interna. De aceea, asumandu-mi eroarea cumulativa pe o perioada mai mare de timp, am facut calculele inmultint cu o medie a tensiunii intre plin si gol, adica 48V. Totusi, metoda asta nu explica problema de fond, mai ales ca ceea ce se consuma este aproximativ egal cu ceea ce intra la loc in urmatorul ciclu de incarcare, masurat in partea cealalata.
Cum ai banuit, toata bicicleta e controlata de un microcontroller (e un 8051 Silabs nu un PIC, eu cu astea lucrez de obicei) care face cam tot, controller motor, citire senzori, control semnalizari, lumini, control display, etc.
Multumesc pentru informatii.

Edited by pisoiu2, 04 June 2013 - 09:45.

Daca zici ca si la incarcare intra aprox 300Wh,inseamna ca asta e capacitatea reala a acumulatorilor.Zici ca sunt noi,dar nu se stie din ce sursa provin si cat au fost tinuti prin depozite/magazin,neincarcati,etc.
Un lucru e clar:atunci cand le scade brusc tensiunea (in sarcina) inseamna ca sunt goi.
Incarcarea corecta a acestor acu se face cu incarcatoare in "3 etape".

Da si nu.
Astia sunt acumulatorii: 2 bucati http://www.tme.eu/ro...d/vipow/#  si 2 bucati http://www.tme.eu/ro...sb/sbl-18-12i/#
Asta e incarcatorul: http://www.schukat.c...1257362002CAA9E
cel de 48V, e drept ca e in 2 etape, nu 3.
Am dat linkurile in indeea ca de acolo le-am cumparat, nu ca sunt similare cu cele din link.
Acumulatorii chiar daca nu sunt identici, 2+2, nu apar probleme de imbalans la descarcare, am verificat asta. Tensiunile la borne sunt identice si in gol, si in sarcina usoara, cu farul aprins sau in sarcina moderata, cu roata ridicata de la sol si cu frana apasata putin pe roata de tractiune. In sarcina grea nu prea am cum sa masor ca sunt in mers.
Tensiunea scade brusc in sarcina mare. Farul insa consuma vreo 30W, iar dupa ce nu mai pot folosi acumulatorii pentru tractiune, farul sta aprins mult si bine. Nu stiu cat, ca nu am avut rabdare sa stau langa el, dar sta aprins cu orele la o intensitate apropiata de cea care o are cand acumulatorii sunt plini, iar tensiunea la bornele acumulatorilor in acel moment e pe la 48-49V.
O sa fac si experimentul urmator in curand, o sa ii golesc complet doar cu farul si apoi o sa ii pun la incarcat. Aproape ca as pune pariu ca vor intra mult mai mult decat 300Wh.

Pacat ca nu ai toti 4 acu de acelasi fel.Ai facut un compromis.Pe langa faptul ca nu sunt de aceeasi firma,au si capacitati diferite.In mod sigur se vor dezechilibra la un moment dat.Chargerul pare a fi ok,chiar daca nu e in 3 etape.Etapa care lipseste ar mai fi contribuit cu cateva procente (neglijabil) la incarcare.
Te sfatuiesc sa-ti faci totusi un sistem de echilibrare pentru incarcare,dar si un sistem de avertizare la descarcare,pe fiecare acu in parte.Sunt scheme foarte simple simple si sunt convins ca le poti face.
Pentru incarcare,e suficient sa pui pe fiecare baterie un regulator de tensiune paralel care sa limiteze tensiunea la 13,6 (1/4 din U-total).
La descarcare-un sistem cu un LED care sa semnalizeze scaderea tensiunii sub 10,8V (sa zicem),in sarcina.La fel,pe fiecare baterie cate unul.Asa vei vedea si care bat se descarca mai repede.

Nu am avut incotro. In prima faza am avut doi acumulatori tot de dimensiunea si capacitatea asta, produsi de camden care au fost folositi la un convertor 12/220 pentru alte aplicatii. Cand am constuit bicicleta, pe langa cei doi am mai luat altii doi, cei de la vipow, ca sa am pachetul de 48v. Dupa primele teste, cei 2 originali de la camden au cedat, erau prea uzati si unul din ei ajungea in inversiune de polaritate, asa de rau erau dezechibilrati. I-am scos afara din schema pe cei doi camden si am vrut sa iau altii doi tot de la vipow, sa am 4 identici, insa din pacate nu mai erau pe stoc. Asa am ajuns sa iau altii, de la ssb. Insa repet, dupa masuratori, chiar daca sunt usor diferiti, incarcarea si descarcarea se face relativ echilibrat.
Multumesc pentru sfaturi. Daca testul cu descarcarea completa, care deja l-am inceput, va confirma ca pachetul de acumulatori are capacitatea corecta, atunci cel mai probabil voi incerca varianta cu toti pusi in paralel si convertor DC-DC.

Energia inmagazinata (si cedata) in cei 4 acu este aceeasi indiferent daca sunt in serie sau in paralel.
Zici ca motorul tau are randament maxim la 3000rpm.Ai calculat la ce viteza a bicicletei ai aceste 3000rpm?
Poti masura curentul si in mers,cu un banal multimetru,pus pe milivolti.Masori caderea de tens pe o rezistenta inseriata cu motorul.Singura problema e sa poti face o rezistenta de 0,01 ohmi pe care vei avea o cadere de U de 0,2V la 20A...suntul din sarma groasa din multimetrele care masoara 10A are aceasta valoare,dar cablurile sunt de regula prea subtiri,asa ca scoate un sunt dintr-un multimetru defect si...vezi ce faci cu el.Se lipeste cu cositor,dar ai grije sa nu-i modifici valoarea punand cositor pe unde nu trebuie.El e tarat in fabrica punandu-se cositor pentru a-i scadea rez,sau strangandu-l partial cu taietorul,pentru a-i creste rezistenta.
Nu ne-ai spus ce viteza prinde pe drum drept...asta e relevanta.
Bicicleta mea a prins 32km/h pe drum drept si urca orice panta din Sibiu (fara pedalare) cu 11-14km/h nefiind nici pe departe atat de sofisticata (si nici scumpa):motor: 250W ,30V ,1500rpm ,4 perii.Baterii:2x 12V-12Ah serie (Pb-Ac).Autonomie ~12km fara pedalare de loc.
Motoarele cu 4 perii au cuplu mare la turatie mai mica fata de cele cu 2 perii.

Edited by danpet, 04 June 2013 - 20:40.

Corect, ceea ce sper eu este ca sa am o cadere de tensiune mai mica la borne cand e in sarcina. Inca nu am pus ecuatiile pe hartie, urmeaza si asta, sa vedem ce iese. Posibil sa obtin tot acelasi efect si in cazul convertorului DC-DC deoarece curentul e mai mare insa tb sa vad intai calculele.

Pot avea mai multe viteze la 3000 rpm, exista un schimbator cu 9 trepte pe spate. In treapta cu reductie maxima obtin cam 20km/h la 3000/min. La capatul celalalt am 64 km/h conform calculelor. Curentul in mers este masurat cu un senzor ACS758ECB-200B de la Allegro. Pe baza citirilor de la acest senzor generez cele 2 indicatii, cel de energie consumata si cel de putere instantanee despre care vorbeam mai sus. Ceea ce nu masor este tensiunea instantanee la borne, despre tensiune vorbeam intr-un post anterior.
Nu am testat viteza maxima pe drum drept deoarece am scos-o la drum intins o singura data (se vede in filmare) si nu am apucat sa testez toate combinatiile de viteza/trepte/cu-fara motor, etc., am avut un morcov destul de mare din cauza problemelor la directie. Am prins insa 50km/h dar nu era maxim. In rest toate testele le fac pe un drum putin circulat din cartierul meu, insa e scurt si in panta, nu am loc de teste de viteza. Si cu asta pot urca orice panta cand sunt plini acumulatorii, am un cuplu de 46Nm in roata pe treapta cu reductie maxima. Problemele intervin dupa 300Wh consumati....
Parametrii bicicletei tale arata tare bine, insa in cazul meu greutatea in plus era inevitabila datorita design-ului, bicicletele reclinate sunt din start mai mari si mai grele. Plus partea electrica. Si nu in ultimul rand, nu te cunosc, dar indraznesc sa presupun ca nu ai 1.90 si 110 kile . Stiu....throttle mai putin, pedala mai multa

Edited by pisoiu2, 04 June 2013 - 21:16.

Mda, se pare pana la urma ca nu am ce face. Dupa calcule, pierderile pe rezistenta interna a acumulatorilor sunt tot cam pe acolo, indiferent de modul de conectare.  Tot studiind documentatii despre acumulatori cu plumb am reusit sa pun niste informatii cap la cap. Recunosc ca nu mi-am facut temele temeinic de la inceput si de aceea am ajuns aici. Asa se castiga experienta, dand cu capul de zid.
Acei 17Ah inscriptionati pe carcasa acumulatorilor sunt de fapt 17 doar la o descarcare a acumulatorului in 20 ore. Asta inseamna curent de descarcare de 0.05C.
Putine sunt documentatiile de la producatori care iti spun asta, si mai putine sunt cele care iti dau capacitatea masurata la un alt timp de descarcare. Spre exemplu, acumulatorul NP17-12I de la Yuasa este similar cu al meu, 17Ah la 20 ore in documentatie, acolo se mai specifica si capacitatea la 10 ore, anume 15.7 Ah.
Tot sapand mai departe dupa explicatii, am gasit legea lui Peukert care stabileste o relatie intre rata de descarcare si capacitatea acumulatorului. Am gasit si tot felul de grafice in care se vede ca de fapt la curenti de descarcare de 1C, capacitatea poate sa fie si de 50-60% fata de capacitatea cu descarcare 0,05C. Asta incepe sa se apropie de cifrele deduse din masuratori si experimente. Poate ca cei 300Wh de care vorbeam or fi mai multi daca storc si ultima picatura din acumulatori, poate ajung pe la 400, deci cam 50% fata de capacitatea teoretica de 800Wh.
Of, poate in viitor voi considera inlocuirea acumulatorilor cu plumb cu altceva, li-ion, li-pol, li-fe-po4.....oi vedea.

Edited by pisoiu2, 04 June 2013 - 23:24.

pisoiu2, in postul 708 ziceam: "Tine cont ca la acumulatorii plumb capacitate scade cu cit curentul consumat este mai mare; adica la 20 A s-ar putea ca din 17Ah sa scoti mai putin;". Eu iti recomand sa faci mai multe teste practice; si cumpara si un watt meter: http://www.hobbyking...t meter&x=0&y=0 e un aparat destul de bun; am scris despre un asemenea dispozitiv parca acum 2 ani; eu i-am scos rezistenta de masurare din el si am montat-o direct linga baterie. Cu acest aparat fac teste de incarcare si descarcare; daca vrei sa perseverezi iti mai trebuie si un incarcator RC specializat.

Pentru acumulatori iti recomand LiFePo4 cu celule Headway; sunt celule cilindrice cam de marilea unui recipent de deodorant; uite aicihttp://www.bmsbatter...52-lifepo4-cell aceste celule suporta curenti mari de descarcare; pe deasupra celulele LiFePo4 isi mentin tensiunea aproape constanta pe durata descarcarii; cam 80% din capacitate tensiunea este undeva pe la 3.2 V.
Pentru tine iti trebuie minim 16 celule din astea; ar fi o greutate de 8kg plus 1kg BMS-ul si bridele de prindere; Celulele au suruburi si piulite la cei doi poli; foarte usor de asamblat.