Bicicleta electrica

@addy, ca intotdeauna, un raspuns lamuritor si documentat... mersi. Dar tocmai daca luam in calcul randamentul ala de 50% per total la franarea regenerativa, ajungem la... cei 2 A necesari pentru incarcarea corecta a bateriei, sau mai putin... depinde de panta.

lucifer76, on 10 ianuarie 2016 - 10:59, said:

@lucifer76, sunt mic, gras, batran si urat... :-), nu e vorba numai de efort, dar trec bicicleta in viteza I la urcare si pierd TIMP, urc cu viteza mica, vara transpir la greu la 45 grd. C (cat arata termometrul incorporat in vitezometru), pentru ca apoi, la coborare, sa ma bucur degeaba ca-mi bate vantul freza la 40 Km/h... nu e za holy graal, dar daca s-ar putea recupera ceva din energia asta pe coborare, nu mai uzez tamburii degeaba... :-). Fac cam 40 min. un drum de 10 Km,, cu ajutor motorizat doar in pante cred ca m-as duce la 20 - 25 min. plus ca vinerea, cand inchei 100 Km, n-as mai avea febra musculara...

Edited by Scorpionul_Lenes, 10 January 2016 - 12:39.

Am vazut recent o jucarie electrica la Carefour. Doar 29 bulioane. Cred ca e vorba de PRIMAS 26002, cea mai ieftina de pe siteul DHS.
Am incercat sa o ridic, dar parea a fi piatra de moara. Inteleg ca e electrica, dar nu stiu cat de fun este sa pedalezi de nebun pe drum drept din cauza greutatii mari. Nici nu vreau sa ma gandesc la faptul ca fiind grea, consuma al naibii de mult doar sa urce un deal.

Scorpionule, stiu, vara la 30 de grade sa urci o panta e nasol . Cred ca e singurul scenariu in care o bicla electrica chiar e utila.

Mah, am senzatia ca ar merge ceva simplu, gen punte trifazica, cu sase diode adica, direct din infasurarile motorului (adica de la cele 3 fire) (ma refer strict la motoare trifazice, cele de curent continuu cu perii fac franare regenerativa fara nimic, doar le lasi in circuit ... ) si sa bage direct in baterii (plus si minus), dar nu ar fi efectiv franare regenerativa ci doar recuperare energie in pante mari, rezultatul ar trebui sa fie ca efectiv ai cobora cam cu 50% mai mult (atentie, cifra e din burta si din estimare ceva de genul educated guess, dar combinata si cu wishfull thinking!) decat viteza ta normala de mers pe baterii, si excesul de energie s-ar duce in baterii.

Cu alte cuvinte, in cazul fericit bicicleta merge cu 24km/h, si la o panta descendenta rezonabila (6% ??) ai atinge vreo 36-40km/h si ar baga in baterii cam jumatate din excesul de energie.
Avantajul nu e atat energetic cat dpdv al franarii; nu mai uzezi placutzele.

Daca panta e mai mare, viteza ar creste probabil spre 40-45km/h si curentul bagat in baterii ar fi spre 10A, dar motorul ar fi inca ok pt ca are racire buna la viteza aia...
repet, cifrele sunt asa-si-asa... nu am facut experiment

Edited by addysoftware, 10 January 2016 - 15:06.

Dragii mei, tocmai am terminat proiectarea unui BMS complet pentru bicicleta electrica cu baterii LiFePO4, 48V, motor de 350W (dar suporta si puteri mai mari, inca nu am facut teste mai amanuntite).
Prezinta aici doar cu titlu de informare in acest post, imagini cu schema electrica a celor doua subansamble principale: circuitul UVLO sau altfel spus LOAD CONTROL, si circuitul (de fapt circuitele, caci sunt 16 (plus ceva subdrivere si drivere) CELL CONTROL.

 BMS 3V6 v010.cell status.v1.3.gif   112.35K   162 downloads  BMS 3V6 v010. LOAD CONTROL ONLY v1.3.b.gif   150.7K   154 downloads

Filozofia e relativ simpla: La supradescarcare in momentul cand una din celule atinge aproximativ 2,5V, circuitul CELL CONTROL corespunzator trage la propria-i masa intrarea subdriverului. Acesta este in montaj "generator de curent constant" pentru a nu ma complica cu rezistoare de diferite valori pentru celulele diferite, si trage si el la plusul propriu intrarea circuitului LOAD CONTROL. Acesta taie alimentarea motorului si gata, bicicleta se opreste. Taierea este pe un interval de cca 2-3 secunde, deci daca tensiunea celulei descarcate recupereaza, motorul poate porni din nou. Nu cred ca la LiFePO4 poate recupera de cine-stie-cate ori, dar vom vedea.

La supraincarcare, oricare-ar-fi celula care depaseste 3,6V, circuitul CELL CONTROL corespunzator face doua functii: porneste un rezistor "bleeder" care consuma cca 0,3A din celula ajunsa la supraincarcare, si in acelasi timp, printr-un alt tranzistor (Q7), da comanda subdriverului si apoi driverului corespunzator sa alimenteze maybe un optocuplor, maybe doar un fir, a carui sarcina e sa controleze chargerul ca acesta sa-si diminueze curentul de incarcare la imediat sub 0,3A (a.i. celulele care ajung la 3,6V sa nu fie nici incarcate, nici descarcate).

Am de gand in viitor sa fac si un circuit de echilibrare pentru "bottom", acesta tocmai prezentat este cu echilibrarea "sus" si am ajuns sa cred ca nu e cea mai fericita varianta; dar, din nou, vom vedea. Oricum, din cand in cand trebuie facut si un "topping", si in al doilea rand, functia principala este diminuarea curentului chargerului, urmata eventual de oprirea acestuia cand toate celulele ajung la full. (chestiune pe care inca NU am implementat-o).

Circuitul LOAD CONTROL este special proiectat pentru a livra curent intr-o sarcina capacitiva fara a avea nevoie de MULTE MOSFET-uri, cum sunt chinezestile de pe piata. La cuplarea alimentarii, un rezistor de 33kohmi alimenteaza cu 1mA circuitele de control. Un circuit UVLO realizat cu Q1 nu permite initializarea daca tensiunea circuitelor de control este sub 10V.
Driverul MCP1404 este in mod normal "tras sus" de rezistorul R6 cata vreme nu se opun tranzistoarele Q1 (UVLO) si Q2 (BATTERY UNDERVOLTAGE, SHORTCIRCUIT PROTECT, TOO HIGH CURRENT PROTECT, FAST-SHUTDOWN CONTINUE). Acestea sunt evenimente SLOW SHUTDOWN, adica evenimente ce permit intarzieri de cca 100ms in oprirea curentului.

Imediat cand intrarea lui MCP1404 este lasata sa se ridice de catre Q1 si Q2 (capacitorul CE2 asigura o temporizare de 2-3 secunde dupa un "eveniment SLOW SHUTDOWN"), iesirea OUT A a integratui trece in nivel SUS si trage dupa ea intrarea tranzistorului de medie putere Q4, care asigura incarcarea lenta a capacitoarelor de pe invertorul motorului, capacitoare destul de mari de obicei, prin rezistorul R14 de 47 ohmi 5W.

Intrarea 2 a integratului MCP este inca blocata de tranzistorul Q3, care "simte" potentialul iesirii si nu lasa ca semnalul de la iesirea 1 a lui MCP sa ajunga la intrarea 2 a lui MCP si sa initializeze tranzistorul de mare putere Q5. Abia cand tensiunea iesirii ajunge sub cca 3V (cand condensatorii din inverter s-au incarcat) este permisa initializarea lui Q5 si acesta permite circulatia full curent.

Rezistorul R20 este un simplu traseu de cablaj, gros, cu rezistenta de cca 1-2 miliohmi. Din calcule mi-a iesit ca 45mV vor fi de ajuns pentru comutarea FAST SHUTDOWN; in urma experimentelor am facut circuitul FAST SHUTDOWN sa functioneze corect; acesta contine un amplificator cu baza comuna Q7 stabilizat in baza de Q8, apoi semnalul din colector este aplicat repetorului pe emitor Q9 si totem-pole-ului de medie putere care trebuie sa asigure un curent mare atat pt initializarea ultrarapida a lui Q6 care sa-l blocheze in cateva zeci de nanosecunde pe Q5, cat si mentinerea grilei lui Q6 sub 1V la pornirea normala, cand capacitatea Miller a acestuia are tendinta sa-l comande "conductiv" in momentul ridicarii potentialului de comanda din grila lui Q5, incetinind astfel intrarea in conductie a lui Q5.

Circuitele CELL CONTROL si subdriverele au consum de repaus foarte mic. fiecare circuit de celula consuma cca 25uA-30uA, celula care da semnalul "EMPTY CELL" consuma ptr scurt timp cca 125uA dar cred ca le voi mai face o mica modificare ptr a reduce la cca 35uA. Cu toate ca nu e neaparat necesar, deoarece dupa ce da semnalul si se opreste sarcina, celula va recupera potentialul si consumul va scadea din nou la 25uA.
Mai am de facut un chopper care sa transforme alimentarea de 50V a circuitului LOAD CONTROL si care consuma 1mA, in 13V a.i. consumul pe aceasta bara sa scada la cca 300uA.

O sa va mai tin la curent cu progresele.

Pana la urma am mai modificat pe ici-colo (si am renuntat la ideea de a pune fiecare circuit pe celula lui, cum ar fi fost dragut intr-un fel, si cum il gandisem initial, dar m-am gandit la fiabilitatea redusa a unui sistem relativ fragil supus la vibratii si hopuri...), am ars si cateva diode si tranzistoare la un scurt, pentru ca, as usually, lenesul mai mult alearga si scumpul mai mult pagubeste (in acest caz au fost doar vreo 8 diode si 6 tranzistoare BC, dar am fost nevoit sa modific ptr a nu mai repeta "experienta" si sa refac firãraia, ceea ce nu a fost deloc convenabil, mi-a mancat aproape o zi intreaga).

Cam asa aratau placile inainte de montaj:
 2016-03-31 15.48.06.jpg   697.3K   69 downloads  2016-03-31 15.48.47.jpg   445.3K   125 downloads

Intr+un final, testele.
Am incarcat stringul (16 x 8A) cu aprox 2A, pana ce au inceput sa "clipaceasca" celulele (LED-urile). Am tot masurat peste tot, 3,55...3,6V, curentul de incarcare deja scazuse spre 400mA apoi cand clipeau mai prelung asa l-am ajustat sa urc tensiunea globala peste 3,7V per cell, ca era prima incarcare; a durat peste 2 ore sa ajunga la echilibru toate celulele. In tot acest timp curentul de incarcare l-am mentinut la cca 350mA iar circuitele de echilibrare lucreaza la cca 300-320mA, deci prin celule a fluctuat un curent de incarcare intre 80 si 350mA.
Intr-un final toate celulele au ajuns sa aibe LED-urile aproape aprinse tot timpul, asa ca am scazut putin tensiunea si sursa practic s-a oprit, curentul a scazut la cca 1 mA apoi dupa cateva minute a inceput sa urce si s-a stabilizat la cca 30mA; dupa un sfert de ora l-am oprit.

Nu arata asa de bine cum ar fi fost cu elementele pe fiecare celula, dar zau nu mi-ar fi convenit sa se intample ceva (scurtcircuite) din cauza fragilitatii; asa mi se pare ca au o sansa mai buna  2016-04-06 01.15.10.jpg   561.05K   133 downloads

Oricum, cred ca va urma versiunea v2.0 peste o vreme... Nu atat de functionalitate (desi mai trebuie ajustat un pic la circuitul de oprirea incarcarii) cat de design.

Testat azi cu succes (nu chiar din prima, deoarece a trebuit sa "desensibilizez" un pic circuitul UVLO, care reactiona la perturbatii si oprea motorul de tot cand franam si cand acceleram prea brusc; i-am bagat un cond de 220nF si o rezistenta de 390k in paralel cu intrarea UVLO si astfel l-am "linistit", nu mai reactioneaza la paraziti, si functionarea normala nu va fi afectata.).

Viteza foarte mare (cred ca are 40 dar nu mi-a mers bine odometrul si nu l-am depanat pana acum, la 11 noaptea; maine voi putea vedea exact ce viteza "prinde"), puterea "se simte" atat la pornirea de pe loc cat si la accelerari. Merge fain si cu vantul din fata.
Am facut vreo 10km si apoi am reincarcat bateriile, sa vad cum reactioneaza elementii; au luat aproape doi amperi (atat are chargerul) vreo ora si jumatate, apoi a inceput sa scada, si elementii sa clipeasca. I-am lasat sa se mai echilibreze si in cateva minute toti erau aprinsi (LED-urile adica). Pana acum deci, toate bune.

Am verificat "rezistorul" de Isense si masoara cam 15mV la curentul maxim tras de motor in regim de franare brusca de la viteza maxima, deci nu sunt sanse sa se opreasca pe nepusa-n masa (protectia reactioneaza la cca 40-45mV). Tranzistorul serie lucreaza aproape rece. E un nMOS cu rezistenta drena sursa de cca 5 mohmi deci e normal sa fie "rece". Inainte de a pleca la drum i-am intarit terminalul de sursa cu o bara de cupru de 1,3mm diametru (un fost terminal de dioda de 3A) pentru a putea "lucra" si la 25-35A pentru cateva secunde fara riscul de a se transforma in siguranta fuzibila.

Adi, te rog mai spune-ne si noua din cand in cand cum merge bicicleta, si pe mine ma tot bate gandul sa fac una, e problema doar de bani, am prea multe pasiuni.

Functioneaza normal dar tot se opreste daca trag prea tare din motor (adica apas acceleratia brusc) pe la 20km/h si inca nu m-am hotarat s-o demontez sa sa vad daca problema e de curent sau de tensiune pe celule sau perturbatii...

stie cineva cum pot repara bms-ul de la sparta ion gear bicicleta mea electrica.
bateria este nimh 24v 10ah,modelul ala tip banana care intra in cadru?
sau daca se poate construi altceva?

docalucian, on 26 aprilie 2016 - 17:42, said:

Asta e o intrebare de baraj.... Il demontezi, cauti componenta defecta, o inlocuiesti, si-l montezi la loc

docalucian, on 26 aprilie 2016 - 17:42, said:

Sigur ca se poate. Asta nu inseamna ca e si usor.

Multumesc de raspuns Ady,eu sunt la nivel entry,daca te bagi vorbim la telefon?(0743427989)

Mai degraba pe skype sau yahoo mess, am acelasi id ca aici. Sunt disponibil in general dupa ora 14.

Un mic cross-link catre o alta discutie unde mai prezint din cand in cand evolutia experimentului meu cu LiFePO4 si cu BMS-ul facut, pentru curiosi si interesati

addysoftware, on 26 aprilie 2016 - 02:05, said:

Am rezolvat-o si pe asta in urma cu vreo saptamana (lipsa de chef..); am lipit doua firisoare de Cu in paralel peste rezistorul de Isense (care, va amintiti, este un simplu traseu lung de cca 2 cm si lat de 6 mm), ca sa-l desensibilizez un pic; apoi am facut un circuit suplimentar independent care citeste curentul absorbit de motor din baterii si controleaza circuitul de control al vitezei. Acum pot accelera cu cca 20A (atat are limitarea) fara teama ca mai ma lasa balta'n mijlocul...accelerarii.

Update: Versiunea cea noua a fost construita si montata, tensiunea de low-voltage cutoff am facut-o de aceasta data 2,75V ceea ce intr-un final s-a dovedit cam sus. Am fost nevoit sa modific in jos pragul de curent la accelerarea bicicletei (probabil la cca 25A) deoarece pur si simplu se oprea (circuitul UVLO detecta scadere pe elementi sub 2,75 si "taia tot"). Probabil ca elementii au impedanta interna oarecum ridicata, sau o fi vreunul din ei mai slab.

Am facut un test cu o sarcina artificiala de cca 15A si am constatat ca intr-adevar, pe tot lantul de 16 celule pierd aproape 6V; rezistorul de sarcina are 3,2 ohmi la 4000W (e un fel de resou); rezistenta interna totala circuitului baterii+fire este deci de cca 0.4 ohmi. Cum firul de transfer energie e gros de 2,5 mmp, acesta nu adauga decat 10-12 miliohmi; se mai adauga insa MOSFET-ul (are vreo 30mO) si ajungem la cca 0,04 ohmi. In consecinta rez interna a celulelor para sa fie de 0,36/16 = 0.0225 ohmi (deci 22mO pe celula...). Nu e rau dar nu e nici prea gozav, ma asteptam la ceva mai bine pt celule de 8Ah.

Atentie cei ce aveti baterii pe Litiu: vine iarna! NU INCARCATI bateriile cand veniti cu ele inghetate de afara. Lasati-le sa se incalzeasca cateva ore la temperatura camerei, sa depaseasca zero grade (nu mai stiu exact la ce temperatura e periculoasa incarcarea incepe placarea cu litiu metalic, imi amintesc ca e in jur de 0 grade)

Buna seara,as dori sa cer o parere celor mai in tema.Am cumparat o bicicleta electrica cu  acumulatorul  care nu mai "tine".Acumulatorul este din celule Sanyo Cadnica KR 5000 DEL 20 buc din care 3 buc sunt "moarte".Acum intrebarea mea este : cumpar 3 buc celule sau pot sa fac un "upgrade" cu 2 buc acumulatori AGM 12V 7,05A GBS ,ar putea incarcatorul original al bicicletei sa incarce acesti acumulatori? Va multumesc anticipat.Seara faina

Nu merita sa faci downgrade la plumb. Celelalte celule cum se prezinta? Cat timp mai tin energia in ele? Adica, daca ai cu ce sa le probezi separat..
NiCd s-ar putea sa mai gasesti la mivarom, celule de 1,2v 900mAh la pret foarte mic (2 lei), cumperi in functie de ce capacitate mai au celelalte celule.

Problema cu NiCd este ca, pe masura ce imbatranesc, celulele care au capacitate un pic mai mica sunt repede distruse de celulele inca bune in momentul cand bancul se supra-descarca. Pentru a evita fenomenul trebuie verificata periodic capacitatea celulelor, trebuie descarcate separat la zero (mai precis la 0.9...0.7V, cu sarcina foarte mica, sub C/10) si incarcate apoi simultan (in serie, normal) doar cat permite cea mai slaba celula (adica pana cand cea mai slaba celula abia incepe sa se incalzeasca, se masoara acest timp si apoi la incarcarile ulterioare bancul se incarca chiar mai putin cu 3-5%); procedura se numeste "egalizare JOS". In acest mod acumulatorii in utilizare se descarca practic simultan si destul de brusc, a.i utilizatorul nu mai este ispitit sa "traga" din ei pana cand cei mai slabi mor prin inversiune.