Gianni riporta un consumo che "sfiora i 2 km/Ah"; ad una tensione nominale di 48 V, fanno quindi circa 25 Wh/km, un ottimo valore! Questo valore e' comunque confrontabile con la mia misura di 30.4 Wh/km; la differenza e' giustificata dalla differente potenza: l'Oxygen Lepton ha circa 1800 W, mentre l'Etrpolis Bel Air ne ha 3000.
giovedì 12 settembre 2013
Ancora una misura di durata sulle batterie al Litio-polimeri
Sul blog di Gianni Comoretto ("Riflessioni in liberta'), potete leggere un interessante contributo sulla durata delle batterie a Litio-polimeri. L'autore effettua periodicamente misure sulla capacita' della batteria del suo scooter elettrico Oxygen Lepton e all'ultimo rilevamento, effettuato dopo oltre 26000 km e circa 450 cicli completi di carica e scarica, ha misurato una carica sostanzialmente invariata rispetto alla precedente misura di circa tre anni fa. E' un risultato decisamente interessante che lascia ben sperare sulla capacita' di mantenimento della carica delle batterie a base di Litio.
Gianni riporta un consumo che "sfiora i 2 km/Ah"; ad una tensione nominale di 48 V, fanno quindi circa 25 Wh/km, un ottimo valore! Questo valore e' comunque confrontabile con la mia misura di 30.4 Wh/km; la differenza e' giustificata dalla differente potenza: l'Oxygen Lepton ha circa 1800 W, mentre l'Etrpolis Bel Air ne ha 3000.
Gianni riporta un consumo che "sfiora i 2 km/Ah"; ad una tensione nominale di 48 V, fanno quindi circa 25 Wh/km, un ottimo valore! Questo valore e' comunque confrontabile con la mia misura di 30.4 Wh/km; la differenza e' giustificata dalla differente potenza: l'Oxygen Lepton ha circa 1800 W, mentre l'Etrpolis Bel Air ne ha 3000.
sabato 7 settembre 2013
Scooter elettrico: autonomia e consumi reali misurati
Dopo aver installato e
collaudato la centralina Cycle Analyst sul mio scooter eTropolis Bel-Air, ho
deciso di fare di fare una sorta di “crash-test” per misurarne l’autonomia reale: in
altre parole, andare avanti fino a quando non si rimane a piedi!
Per il mio primo test ho
scelto un percorso extra-urbano pianeggiante, su strade a bassa densita’ di
traffico e con pochi semafori, in modo da poter viaggiare a velocita’ costante
in modo da ridurre l’impatto degli stop-and-go. Mi sono quindi mosso da casa
mia (Settimo Torinese) verso Chivasso e Cavagnolo. Il test e’ stato effettuato sabato
30/08/2013, con una pressione atmosferica di 995 hPa ed una temperatura
ambiente di circa 18-20C. Alla partenza il kilometraggio dello scooter era di
circa 1177 km. Ho misurato la distanza e la pendenza totale con un GPS Garmin
Montana. La pendenza complessiva e' risultata di circa 258m. Con lo stesso GPS ho anche
calibrato con precisione il contakm/tachimetro del Cycle Analyst. BTW, ho anche
verificato che il contakm/tachimetro dello scooter e’ piuttosto sballato e d
indica circa l’11% in meno! Ho mantenuto i settaggi del Cycle-Analyst ai valori
di default, quindi con la corrente massima limitata a 50.0A.
Alla partenza, la
tensione della batteria a piena carica era di 70.0V. In tabella ho riportato i
dati piu’ salienti misurati ogni mezz’ora circa ed i valori misurati a fine
test (quando cioe’ sono rimasto a piedi!).
Devo dire che la sorte mi
e’ stata propizia e lo scooter mi ha mollato a piedi a poco diu’ di 100 m da
casa ;-)
Tempo
|
Km
|
V [1]
|
Vmin [2]
|
Ah [3]
|
Vmax (km/h)
|
Vmedia (km/h)
|
Imax (I) [4]
|
Wh [5]
|
Wh/km
|
Note
|
30’07”
|
24.34
|
66.2
|
62.6
|
11.77
|
57.1
|
48.4
|
50.30
|
771.2
|
31.9
|
|
59’44”
|
48.31
|
63.1
|
59.1
|
23.43
|
57.1
|
48.5
|
50.30
|
1495.2
|
31.0
|
|
1h30’07”
|
70.30
|
59.7
|
55.6
|
34.84
|
57.1
|
46.8
|
50.43
|
2168.9
|
30.9
|
|
1h51’40”
|
81.50
|
54.1
|
10 [6]
|
40.40
|
57.1
|
43.9
|
50.44
|
2476.4
|
30.4
|
STOP!
|
In conclusione
In conclusione: con una
carica completa della batteria ho percorso 81.50 km in ambito extraurbano,
decisamente un buon valore, sicuramente sufficiente a coprire le esigenze di molti potenziali utenti. La capacita’ della batteria ( a Litio-polimeri) e’ risultata pari a 40.40
Ah, anche questo superiore al valore nominale di 36 Ah. Il consumo
specifico medio e’ risultato pari a 30.4 Wh/km, un ottimo valore!
Per confronto basta pensare che uno scooter “tradizionale”, con motore a
scoppio a 4 tempi, con un consumo di 40 km/litro, ha un consumo specifico di circa
240 Wh/km, cioe’ 8 volte superiore! Senza contare i vantaggi
ambientali in termini di assenza di emissioni nocive e di silenziosita’!
Addendum: consumi urbani
Successivamente ho
rifatto (quasi…) lo stesso test, ma in ambito urbano e senza rimanere a piedi
;-): ho percorso 64 km e ho estrapolato l’autonomia sulla base dei consumi
misurati e della capacita’ della batteria misurata in precedenza: in questo caso,
il consumo specifico e’ risultato pari a circa 34.2 Wh/km, con una
percorrenza stimata di circa 72 km.
Note
[1] tensione misurata
alla batteria ad ogni fermata parziale
[2] abbassamento di
tensione in corrispondenza della potenza massima erogata (“sag”)
[3] amper-ora progressivi
[4] corrente massima (A)
– corrisponde approssimativamente al valore settato sul Cycle Analyst
[5] watt-ora progressivi
[6] valore riportato dal
Cycle Analyst – la batteria in realta’ ha smesso di erogare energia ad una
tensione di circa 52V
giovedì 5 settembre 2013
Monitoraggio delle prestazioni dello scooter elettrico
Per monitorare lo stato
della batteria del mio scooter elettrico e per misurare i consumi, ho pensato
di installare una centralina ad hoc. Dopo un po’ di ricerche su internet, ho
individuato come candidato ottimale fra i pochi disponibili il Cycle Analyst
della canadese eBikes, una piccola azienda
specializzata in prodotti e accessori per bici elettriche. Si tratta di una
centralina che consente di misurare i parametri elettrici (tensione, corrente,
potenza) e, tramite un sensore magnetico, anche la velocita’ del veicolo
elettrico. Grazie a questo, oltre a velocita’ e distanza percorsa, e’ possibile
misurare il consumo in termini di Wh/km (watt-ora al kilometro). I parametri
elettrici vengono misurati con una sonda da interporre fra la batteria ed il
controller, senza modificare l’impianto elettrico. Questa centralina consente
inoltre di limitare la corrente massima erogata dalla batteria e di fissare una
tensione minima al di sotto della quale la batteria cessa di erogare energia.
Va detto che questo compito viene usualmente effettuato dal Battery Management
System (BMS) della batteria. La sonda
comprende uno “shunt” (una resistenza calibrata di piccolo valore utilizzata
per misurare una corrente tramite una misura di tensione ai suoi capi).
L’installazione e’ quindi relativamente semplice, ma richiede qualche
accortezza, dati gli alti valori delle correnti in gioco (fino a 50 A e oltre).
Il Cycle Analyst viene proposto in tre versioni: per essere sicuro di fare la
scelta giusta, ho contattato direttamente la eBikes, che mi ha confermato la
versione Stand-Alone come quella adatto al caso mio. Si tratta infatti di
prodotti destinati essenzialmente a bici elettriche, ma che possono essere
utilizzati anche su mezzi elettrici di piccola potenza. Cycle Analyst costa
circa 150 euro. Ho deciso di installare il Cycle Analyst in modo tale che
potesse essere escluso dall’impianto in modo semplice e veloce: per questo ho
anche acquistato dei connettori identici a quelli gia’ utilizzati per collegare
la batteria al controller. Con qualche ricerca, ho verificato che nel mio caso
si tratta di connettori della americana Anderson Power Products .
Questi connettori hanno la interessante caratteristica di poter essere
utilizzati indifferentemente come maschio o femmina.
I connettori maschio-femmina APP |
Come saldare i connettori APP |
La APP produce una gamma
di connettori progettati ad hoc per veicoli elettrici. Anche questi connettori
si possono trovare su internet al prezzo di circa 6-8 euro la coppia.
Questi connettori possono
essere “crimpati” ai conduttori con una apposita pinza, oppure, con una
soluzione piu’ casalinga ma altrettanto efficace, possono essere saldati con il
trucchetto che vi descrivo. Per saldare i connettori ai cavi, ho piazzato un
po’ di stagno nei connettori e li ho scaldati su un normale fornello a gas,
fino a fondere completamente lo stagno. Ho quindi inserito i cavi direttamente
nello stagno fuso ed ho atteso qualche istante che lo stagno si solidificasse.
Verificate bene la tenuta
dello stagno e misurate con un multimetro che la resistenza ai capi del
blocchetto sia sufficientemente bassa (diciamo < 1 ohm).
Il blocchetto con un connettore saldato |
Collaudo dei connettori |
Il blocchetto connettorizzato inserito |
Il display del Cycle-Analyst montato |
Si inserisce quindi la
conchiglia facendo attenzione che le mollette del guscio plastico si blocchino
correttamente sui terminali saldati. Occhio anche a montare i gusci in modo che
la polarita’ dei conduttori sia rispettata alle estremita’ del blocchetto. A questo
punto si interpone il blocchetto fra la batteria ed il controller. Prima di
procedere con l’installazione e’ opportuno che tutto funzioni correttamente: e’
opportuno percorrere qualche km assicurandosi che il blocchetto non si
stacchi, i contatti si dissaldino e che
il blocchetto si surriscaldi: in condizioni di esercizio normali il blocchetto
si scalda leggermente, ma non deve mai scottare (cioe’ deve comunque potersi
toccare con le mani).
Ora si tratta di
posizionare il display in modo che sia facilmente visibile e che i due pulsanti
siano facilmente raggiungibili a mano. Io ho scelto di piazzarlo davanti al
tachimetro dello scooter.
Prima di questa fissare
definitivamente il display controllate che la lunghezza del cavetto da
collegare al blocchetto sia sufficiente a raggiungere il blocchetto stesso;
eBikes produce comunque una “prolunga” da interporre tra blocchetto e display
nel caso in cui la distanza da coprire sia eccessiva. Il passaggio dei cavi
all’interno della struttura dello scooter e’ un’altra operazione un po’
difficoltosa: nel mio caso mi sono servito di un vecchio cavo frizione da moto
a mo’ di sonda.
Il magnetino incollato sul mozzo |
La sonda magnetica del tachimetro/contakm |
Passiamo quindi a fissare
il sensore del tachimetro. Il sensore magnetico per il tachimetro e’ stato
progettato per essere utilizzato su bici con ruote a raggi, per cui richiede
qualche adattamento per essere utilizzato su uno scooter con ruote a
razze. Il magnetino va incollato alla
ruota con resina a due componenti, mentre il sensore andra’ fissato alla
forcella con una staffa d’alluminio o simile.
Occhio! La distanza fra
sensore e magnete e’ piuttosto critico e va mantenuta entro i 2 mm. Il
passaggio dei cavi all’interno della struttura dello scooter e’ un’altra
operazione un po’ difficoltosa: nel mio caso mi sono servito di un vecchio cavo
frizione da moto a mo’ di sonda.
L’ultima operazione da
fare e’ inserire nella configurazione di setup del Cycle Analyst la
circonferenza della ruota dello scooter, in modo che lo strumentino possa
misurare correttamente la distanza percorsa; la tecnica “classica” e’ quella di
segnare con il gesso un punto della gomma e misurare sul terreno la distanza
percorsa da una rotazione completa. Se pero’ si dispone di un GPS, e’ possibile
fare una misura di gran lunga piu’ precisa. Nel mio caso (circonferenza
misurata 1512mm) ho ottenuto una precisione migliore dello 0.1%.
Et voila’, la centralina
Cycle Analyst e’ pronta all’uso!
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