PDA

View Full Version : Bicicleta electrica, Baterii Litiu-Fier-Fosfat (LiFePO4)



wavetrex
04-04-2014, 19:55
In urma cu aproximativ o luna datorita unui (probabil) scurt-circuit intr-una din bateriile de plumb din bici-scuterul meu electric (set de baterii foarte vechi dealtfel), in timpul incarcarii intregul set a fost distrus (supraincarcat/topit/etc.)

Nu-mi pare rau pentru ele, erau niste baterii de plumb vechi de aproape 5 ani, care oricum mergeau foarte foarte prost ( maxim 10km se mai depasa, si cu viteza redusa ).

Totusi, acest eveniment a declansat proiectul:

LiFePO4

Link wikipedia (LFP Battery) (http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery)

Acest tip de baterii este o tehnologie relativ noua (cercetata/descoperita in 1996, intrata in productie de masa acum doar 10 ani), avand o capacitate ceva mai redusa (cu ~20%) decat cele Litiu-Ion, insa nu sufera de riscurile acesteia (Reactie necontrolata/foc/explozie).
In acelasi timp, se pot produce celule LiFePO4 (sau LiFeYPO4 - Continand si Yttrium) de o capacitate FOARTE mare, de ordinul 1000 Ah.

Un alt avantaj ar fi greutatea redusa a celulelor comparat cu alte tipuri de baterii.

Datorita acestor capacitati exceptionale, aceste baterii se pot folosi ca si "Baterii de tractiune", mai precis sunt candidatul ideal pentru vehicule electrice.
Singurul inconvenient este costul... din pacate, ca si cele Li-Ion, ele sunt foarte scumpe.

-----
Trecand peste introducere, dupa "necazul" cu vechile baterii de plumb m-am decis sa caut sa achizitionez un set de celule noi de acest tip, pentru a-mi moderniza vehiculul meu electric.

Am descoperit cu ajutorul google aceasta firma din Bucuresti, care comercializeaza astfel de baterii:
http://www.e-bikekit.ro/index.php?option=com_virtuemart&view=category&virtuemart_category_id=9
Mai precis, sunt interesat de celulele de 20Ah (20Ah * 3.2v = 64Wh /celula de 750grame), un total de ~1KWh (capacitate teoretica):
http://www.e-bikekit.ro/images/stories/virtuemart/product/lfp020ah.jpg

Sursa originala este de fapt o firma din Cehia, numita GWL Power (sau I4/WIFI), avand site-ul:
http://www.ev-power.eu/LiFePO4-small-cells/LiFePO4-High-Power-Cell-3-2V-20Ah.html

Zis si facut. Dupa un calcul scurt si doua telefoane catre persoana din Bucuresti, am dat comanda pentru 16 celule, un incarcator si un BMS (Battery Management System), pentru aproximativ 3000 lei.
Din nefericire, nu mai avea "in stoc" nimic, asa ca a trebuit sa comande din strainatate... mai precis, de la firma ceheasca. Dar ok, am avut rabdare...

Dupa aproximativ 3 saptamani, au ajuns in sfarsit bateriile la mine, si m-am apucat sa montez.



Poze constructie (click pentru versiunea marita).

Setul de baterii (precum si o celula mai de aproape):
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8918.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8918.JPG) http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8919.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8919.JPG) http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8920.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8920.JPG)

Dispozitivul de protectie al bateriilor (BMS):
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8921.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8921.JPG) http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8922.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8922.JPG) http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8923.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8923.JPG)

Incarcatorul de 48 Volti, 3 Amperi:
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8924.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8924.JPG) http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8925.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8925.JPG)

Accesorii (suruburi, calburi pentru BMS, conectori pentru celule):
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8926.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8926.JPG)

Cam asa vin conectorii si bateriile:
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8927.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8927.JPG) http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8929.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8929.JPG)

Incepe munca, pachetele de cate 4 celule fixate cu scoci si banda izolatoare:
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8930.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8930.JPG)

3.3v pentru o celule (tensiune de repaos), 13.2v pentru 4 puse in serie:
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8932.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8932.JPG) http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8933.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8933.JPG)

Primul pachet mai mare, cu 12 celule... o gramada de conexiuni, si 39.5v:
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8934.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8934.JPG)

Acelasi pachet, dar cu firele de monitorizare care duc la BMS:
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8935.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8935.JPG)

Intregul set de baterii, cu o gramada de banda izolatoare pe el, precum si un pic de amortizare/izolare:
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8936.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8936.JPG)

Toata sandramaua montata in cutia vechilor baterii de plumb, cu toate conexiunile duse la BMS:
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8937.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8937.JPG) http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8938.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8938.JPG)

Si ca sa vezi, functioneaza ! Cele 2 leduri rosii indica faptul ca setul de baterii se incarca:
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_8939.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_8939.JPG)

Timp de lucru total... cam 2 ore?

Intregul pack in cutie are aproximativ 12KG, un castig net fata de monstruozitatile de baterii de plumb, care cantareau peste 30kg (abia puteam ridica acea cutie).

---
Doua poze mai vechi cu vehiculul:
(In prezent nu mai este asa lucios, s-a mai zgariat, decolorat, murdarit, prafuit...)
http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_5814.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_5814.JPG) http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/thm/DSC_5920.JPG (http://dl.wavetrex.eu/lifepo4/DSC_5920.JPG)

---
Am facut deja o "tura" scurta de test, aparent functioneaza excelent:

https://vimeo.com/90996022

Multumesc pentru lectura !
Pareri, impresii, experiente ?

Dissmiss
04-04-2014, 21:44
salut,
E de admirat pasiunea ta ptr tehnologie ! Oricum electricitatea e cea mai la indemana energie in viitoru" apropiat numai ca totul se rezuma din pacate la costuri si prejudecati !
E de interes la 'bijuteria' ta pe doua roti chiar daca numa are luciul de la inceput ,cum sta la :
autonomie
viteza maxima
fiabilitatea acumulatorilor ,timpul de incarcare, etc!
Si niste detalii despre traseu ar fi binevenite, pare ca ai 'banat' traficul rutier :)
Toate bune!

wavetrex
04-04-2014, 21:57
Salut Dismiss !

Da, ai dreptate, electricitatea e prezentul dar mai ales viitorul, clar, si nu doar electricitatea venita pe fir, ci mai ales cea produsa local.
Sper sa ma tina puterile si buzunarele ca in urmatorii 5 ani sa fiu complet autonom/independent energetic ( panouri solare, generator eolian )

Autonomie: Nu stiu, tocmai i-am pus baterii noi AZI ;) Inainte tinea 45-50km cu cele de plumb (cand erau proaspete). Sper cu astea sa trec de 60-65km, fiind noi noute si tehnologie net superioara.

Viteza maxima: Din pacate, aici stam cam prost. 30km/h, probabil limitat din controller (masurat cu GPS din telefon), dar pentru mine e suficient... nu strabat tara in lung si in lat, scopul bici-scuterului este sa fac cumparaturi locale, iesiri la aer liber, cam atat.

Fiabilitate: Teoretic, cei LiFePO4 ar trebui sa tina 10 ani sau mai mult, si peste 5000 de reincarcari. Sunt cei mai durabili acumulatori pe care omul poate sa-i fabrice in prezent. Peste ORICE altceva.

Timp incarcare (de la gol la full): 6-7 ore cu incarcatorul de 3A. Daca fac rost de un incarcator de 7.5A (limita pentru acest BMS), ar trebui sa se incarce in maxim 2.5 ore

---
Traseu: Eh, pozele sunt vechi din vara 2011, si sunt facute in Poiana Brasov.
Intimplator nu trecea nici o masina cand am facut pozele ;)

Voi face poze noi, si poate si filmulete, acum ca am cu ce :P

---
o nota de subsol: Sper sa ajunga si automobilele electrice la preturi decente in urmatorii 5-6 ani, in prezent 35000 euro cel mai ieftin Nissan Leaf este aberant pentru buzunarul romanilor de rand...

Roby
04-04-2014, 22:49
Interesanta idee , ce pistol de lipit folosesti ? eu am 2 bucati Romanesti de 100W de prin 90'

wavetrex
05-04-2014, 06:29
Ciocan de lipit de 45w (d-ala de-l lasi sa se incinga). Chinezesc cred. Nu e stralucit dar isi face treaba.

La lucrarea asta insa nu am lipit decat 4 chestii, restul sunt toate prinse cu suruburi si saibe.

wavetrex
06-04-2014, 13:02
Am facut astazi pe conditii meteo nu tocmai favorabile primul drum "pana la ultima picatura".
Mai precis, a fost incarcat aseara, si astazi am circulat pe un traseu intentionat mai "dificil" (urcus si coboras).

Primii 35km s-a comportat perfect. Apoi in 5km a pierdut din viteza si putere (bateria pe cale sa se descarce).

- Temperatura aerului: 10-12 grade
- Distanta totala parcursa dupa prima incarcare: 40.5km
- Diferenta de nivel: 120m (500-620m de la nivelul marii)

Concluzie subiectiva:
A mers ok, dar nu exceptional... considerand tehnologia moderna din aceste baterii, ma asteptam la cel putin 50km, insa poate sunt "amortite" de frig (azi noapte a stat afara, dupa terminarea incarcarii, si temperatura spre zori a fost de doar 4 grade).
Urmeaza inca un test intr-o zi ceva mai calduroasa, cu incarcarea full facuta chiar inainte de plecare. 45km ? 50km ? Mai mult... ? Sper !

Roby
07-04-2014, 18:37
Am si eu unul dar nu il recomand , se incinge prea tare si risti sa arzi circuitul
Daca se foloseste corespunzator la cositorirea cablurilor groase e foarte util , dar trebuie avuta mare grija

addysoftware
04-05-2014, 21:35
Buna,

Deoarece a trecut ceva timp de cand ai luat acumulatorii, banuiesc ca ai avut curiozitatea sa masori si curentul pe care il "trage" scuterul in diverse conditii: drum drept, acceleratie usoara, acceleratie "tare".. Ne-ar fi de folos niste valori, si de asemenea o cifra referitoare la km parcursi pe drum drept... sau o estimare a capacitatii acumulatorilor (adica daca au intr-adevar 20Ah).. :)

wavetrex
04-05-2014, 22:20
Salutare addy ;) N-am mai vorbit de ceva timp pe Skype :D

---
Din nefericire, nu am cu ce masura curentul, multimetrul meu este mic, slab, are maxim 10A, si aia pentru maxim 30s.
Imi trebuie o scula mai performanta pentru ce propui tu...

Ce pot sa adaug fata de post-urile anterioare este ca am mai facut cateva trasee pe zile calduroase, recordul in acest moment este de 52Km, ultimii 4km fiind facuti cu "ajutor" de la picioare pe zonele cu urcus ( nu mai avea putere ).
Totusi, inca n-au fost zile CU ADEVARAT calde, gen... de vara (+20-25grade afara), temperatura optima de functionare pentru aceste baterii.
Deasemenea, toate drumurile pe care le fac au si urcusuri, deci e posibil pe drum perfect drept sa mai castig 2-3km.
Vom vedea, vara abia incepe ;)

---
Oricum, per total sunt multumit de performanta bateriilor, si mai ales faptul ca pot sa merg de la mine pana in Fagaras si intors pe o singura incarcatura ( aprox 45km total ), fara sa-mi fie teama ca raman "in pana".

addysoftware
05-05-2014, 22:22
Cred ca imi imaginez multimetrul, posibil sa fie un 838(B). Poti masura si cu el (nu sunt prea convins, deoarece la cat de repede ti se consuma tie presupun ca papa cca 12A, dar poate totusi mananca mai putin la drum drept), daca faci urmatorul artificiu: conectezi instrumentul in paralel cu un intrerupator (din cel de lumina sau in orice caz, unul solid, de cca 10A), pe ghidon; mergi ce mergi, si cand consideri ca e la "regim normal" si pe drum fara inclinatie, deschizi circuitul, ca curentul sa treaca prin instrument. Apoi mai mergi oleaca si faci cale-intoarsa, si cand ajungi in aceeasi zona, si cu viteza la fel, maxima, si uniform, deschizi iar circuitul si masori din nou. Apoi o simpla medie aritmetica ne va arata consumul la drum drept si cu vant 0....:cool:
p.s. asa am masurat eu la a mea bicla. consuma cca 6A.

ah, si inca ceva: LiFePO4 nu prea e afectat de temperatura in zona 10-30 grd celsius. Iar capacitatea nu scade - cum zice toata lumea - ci doar creste nitel rezistenta interna la temperaturi scazute, si din aceasta cauza livreaza mai putina "putere" la porniri de pe loc. Dar dupa ce mergi cu ele se incalzesc oarescat si ajung in zona optima (12-25 grd) si "acolo" livreaza okay. :cool:

addysoftware
31-07-2014, 21:12
Ce mai zici, ce mai faci? nu ne-ai mai bagat nici un update, macar asa, scurt, despre cat tin bateriile :) :rolleyes:

wavetrex
04-08-2014, 18:34
Salutare !

Neschimbat deocamdata.. 50-55km.

Am avut diverse alte treburi, n-am circulat asa mult... ideea e ca pot sa-mi fac treaba, merg la cumparaturi, dau explicatii lui Garcea cum ca vehiculul este bicicleta si nu am cum sa-l "inmatriculez", si asa mai departe ... toate distractiile ;)


---------
Din pacate, desi jucaria asta functioneaza perfect, si ar face o economie substantiala financiara pentru deplasarile scurte, nu poate fi folosita in prezent in Romania.

Avem niste reglementari idoto-cretine, apoi sistemele informatice de la RAR si firmele de asigurari nu cunosc conceptul de motor fara centimetrii cubi...
Apoi, daca nu ai serie motor, serie sasiu, ai un vehicul "pirat" si ai sanse sa-ti faca dosar penal ca circuli cu asa ceva pe maiestuasele strazi romanesti.
E imposibil de inregistrat, si daca nu e inregistrat e imposibil de folosit.

... aparent, faptul ca el e de fapt o BICICLETA nu trece prin mintea lu' Garcea.

Trecem la 4 roti. (http://forum.mediadot.ro/showthread.php/2247-Ceva-nou-Despre-masini-2nd-hand.)
Thread inchis.