Šiek tiek pasikrapščiau rūsy kol viską nurinkau nuo dviračio (pasirodo, absoliučiai viskas nusiėmė su vienu 5 mm šešiakampiu) ir parsinešiau namo rėmą.

Pamažu dėliojuosi kaip gi geriau būtų tas celes sukrauti ir įtvirtinti. Celes reikia ne tik gerai įtvirtinti kad nejudėtų, bet ir apsaugoti nuo pažeidimo griūnant. Taip pat dar vienas reikalavimas – jas rekomenduojama suspausti tarpusavyje. Kol kas manau geriausia būtų gaminti dėžes iš 2,5-3 mm diuraliuminio plokščių. Diuraliuminis yra paprastas aliuminis su silicio priemaišomis – žymiai standesnis. Apsižiūrėjau rūsyje, turiu tik nedidelį tokio lakšto gabaliuką. Gal atsirastų koks vilnietis, turintis diuralio lakštą? Reikia maždaug kvadratinio metro. Atsiskaitau aliuminio supirkimo kaina arba alumi :)

Celių kontaktus tarpusavyje susukinėsiu su aliuminėm šynom, nes kitos išeities nėra: vienas kontaktas aliuminis, kitas neaiškus, dengtas nikeliu. Pastarasis turėtų lengvai virintis, bet su aliuminiu kontaktu per daug vargo. Žodžiu, sujunginėsiu mechaniškai.

Dar laukia BMS (Batterry Management System) gamyba… Bet ten jau elektronika, bus paprasčiau. Gal… :)

Visas mano domėjimasis elektra varomomis transporto priemonėmis prasidėjo maždaug prieš pusantrus metus, kai grupiokas Juozas užsiminė apie kažkur skaitytą elektrinio dviračio idėją ir kad visai įdomu būtų tokį susikonstruoti. Po gero mėnesio domėjimosi iš Kinijos užsisakiau visą konvertavimo komplektą. Komplekte buvo:

• trifazis 500W variklis Cyclone su integruotu planetariniu reduktoriumi ir žvaigžde grandinei;
• mechaninės konstrukcijos variklio tvirtinimui;
• speciali prailginta švaistiklių veleno ašis (kad praplatinti pedalus ir šie nekliūtų už variklio);
• aliuminio lydinio pedalų švaistikliai;
• pedalų žvaigždė;
• sukamas greičio reguliatorius (“gazas”).

Prie šio komplekto paėmiau ir 24 V 20 Ah LiFePO4 (ličio geležies fosfato) akumuliatorių su integruotu BMS ir mažu atskiru pilnai automatizuotu 24V 5A įkrovikliu. Nors ir tokios talpos (0,5 kWh) akumuliatoriaus pakanka nuvažiuoti vos 30 kilometrų, tai buvo brangiausia komplekto dalis. Jis toks brangus dėl kelių priežasčių: visų pirma, tai gana nauja technologija (išrasta maždaug apie 2004 metus), o tiksliau – nano technologija. Šis akumuliatorius gana lengvas: palyginimui, tokios pačios talpos automobilinis švino akumuliatorius sveria maždaug 17-20 kg, kai šis tesveria tik 6,5 kg (su taše ir BMS). Lyginant toliau, šį akumuliatorių pilnai įkrauti galima vos per pusvalandį, na o šviną krauti tenka mažiausiai 12 valandų. Taipogi labai patus jo eksploatacijos temperatūrų intervalas: iškrovimas prie -20..+65°C; įkrovimas prie 0..65°C. Važiuojant esant -15°C temperatūrai akumuliatoriaus talpa nukrenta vos keliais procentais (žinau, bandžiau). Labai didelis privalumas lyginant su švinu – atiduodama didelė srovė. Šis akumuliatorius be vargo gali duoti ilgalaikę 10 C srovę (20 Ah * 10 = 200 A). Dirbant tokiomis srovėmis jo talpa sumažėja labai nežymiai, na o švino akumuliatorius apkrautas 10 C srove atiduos vos kelis procentus savo talpos: tai paaiškina kodėl bandant užvesti vidaus degimo variklį akumuliatorius nusibaigia taip greitai, nors teoriškai, pagal talpą turėtų sukti bent jau 20-30 minučių.. Ir dar viena “smulkena” – iki nukrenta talpa (t.y. akumuliatorius “miršta”), šie akumuliatoriai atlaiko kelis tūkstančius pilno iškrovimo ciklų. Švinas dirbdamas mažomis srovėmis atlaiko vos 300. Beje, akumuliatorius surinktas iš 16 vnt. 3.2V 10Ah (8s2p konfigūracija) PSI celių.

Kad važiuojant reikėtų mažiau “dirbti” pavaromis ir laužyti žvaigždes bei grandinę, dar paėmiau ir vidinių pavarų stebulę-variatorių NuVinci. Šis daiktas yra kaip ir integruota “pavarų dėžė”, bet fiksuotų pavarų neturi: perdavimas keičiasi tolygiai, sukant rankenėlę, o jo ribos yra nuo 0,5 iki 1,75. Toks perdavimo intervalas atitinka maždaug 18-21 pavaros standartinę dviračio sistemą, tačiau čia viskas yra stebulėje, nebereikia permetėjų bei krūvos žvaigždžių. Kaip ši stebulė veikia galite pasiskaityti gamintojo puslapyje. Man tereikėjo gauti tinkamo ilgio stipinus, 26″ ratlankį, kamerą, padangą ir.. Ir viską sumontuoti, t.y. surinkti ratą.

Kadangi gavosi gan rimtas užsakymas (su visais mokesčiais beveik 5kLt), kinai dar pridėjo kelis įrankius ir spidometrą… Dėl kainos prašau nerėkauti ir neaiškinti kad už tai galima nusipirkti tuziną “važiuojančių automobilių” – jei norėčiau tokios problemos, tai ir nusipirkčiau.

Rezultatas

Na ir koks gi tas rezultatas? O gi toks:

Turbūt pirmas skaitytojo klausimas: tai kiek gi “traukia”? – Į šeškinės (Vilnius) kalną apie 23 km/h; tiesiu keliu be stipraus vėjo – apie 43 km/h; nuo šeškinės kalno – iki 60 km/h. Čia visi greičiai neminant. Akumuliatorius pilnai įsikrauna per 4 valandas (tuo atveju kai atvažiuota visiškai išsikrovusiu). Dar vienas dažnas klausimas: “ar pedalai sukasi kartu su varikliu?”. Atsakymas: ne. Įdėmiau pažiūrėkite nuotraukas: ant absoliučiai visų ašių uždėti “freewheel” (tiesą sakant nežinau kaip tai vadinasi lietuviškai, taigi parašykit komentaruose kas žinote). Žodžiu rezultatas tas, kad pedalai nesisuka sukantis varikliui ir atvirkščiai – minant variklis nesisuka. Naudojant variklio jėgą, be abejo, jei atsiranda noras, galima jam padėti ir minti kartu, pavyzdžiui, jei norite greičiau važiuoti į statų kalną… Kažkurią šaltą praeito ankstyvo pavasario dieną nufilmavau kaip šiuo dviračiu važiuoju miestu. Kamera buvo pritvirtinta prie šalmo. Štai video:

Porą mėnesių šiuo dviračiu važinėjau į paskaitas ir šiaip tryniausi mieste – važinėjau po parduotuves ir kitais reikalais. Galiu pasakyti, kad tai yra labai puikus aparatas: nuo namų Justiniškėse iki paskaitų VGTU EF (Naugarduko g. 41A) nuvažiuodavau per maždaug 18 minučių, kai tuo tarpu su visuomeniniu transportu tekdavo grūstis apie 35 minutes. Šiuo dviračiu nuvažiuoti 100 km atstumą kainuoja maždaug 50 centų (3 pilni įkrovimai po 0,5 kWh). Palyginus su visuomeninio transporto kaina pasidaro juokinga: už vienos kelionės iš Justiniškių į Evitą ir atgal naudojant vienkartinius bilietėlius kainą, šiuo dviračiu galima suvažinėti 120 kartų! Jau nekalbu apie tai, kad važiuojant gryname ore nereikia uostyti benamių skleidžiamų kvapų.

Šiandien nieko nenuveikiau “į temą”, tačiau jau kelintą dieną iš eilės kuopiu namus: išmetu ko nereikia, parduodu ką įmanoma parduoti. Žodžiu, vyksta apsivalymas.

Taigi dabar į mano rankas pakliuvo abejotinos kokybės akumuliatoriai, skirti DELL Latitude serijos nešiojamiesiems kompiuteriams:

Šie akumuliatoriai kišasi vietoje kompiuterio optinio įrenginio. Aš optinėmis laikmenomis nebesinaudoju jau kelis metus, taigi nematau prasmės tokį įrenginį turėti kompiuteryje, o štai papildomas akumuliatorius labai praverstų.

Problema tik kad šie akumuliatoriai guli labai ilgai, o ir gauti buvo neaišku iš kur ir kokio stovio. Visokį tokį chlamą aš pardavinėju per eBay, o šitų akumuliatorių kainos ten gana solidžios. Man rūpi geri pirkėjų atsiliepimai, o ir iš prigimties aš nepernešu nežinoti su kuo turiu reikalą, taigi patikrinau šiuos akumuliatorius, visus iki vieno. Testas buvo atliekamas sekančiai: išjungiamas WiFi/BT ryšys, ekrano ryškumas nustatomas 50% ir paleidžiamas filmas (700MB *.avi) per visą ekraną. Kompiuteris – DELL Latitude D620 su Core Duo 1,86 GHz procesoriumi. Ir iškart pasimatė problema:

Čia matote akumuliatoriaus išsikrovimo grafiką. Kompiuteris veikė kaip veikęs, akumuliatoriaus procentai pamažu mažėjo.. Kol ties maždaug 37% įvyko lūžis ir akumuliatoriaus talpa staiga nukrito iki 7%. Žinoma tada vėl normaliu greičiu išsikrovė iki 5%, o tada jau prasidėjo “hibernate” procedūra. Atkreipkite dėmesį, kad akumuliatorius laikė maždaug 1 val. 40 min. Toks netikėtai greitas išsijungimas dažnam vartotojui turėtų būti gana nemalonus, taigi sumaniau akumuliatorių sukalibruoti.

O kas gi yra tas kalibravimas? Visų pirma, kompiuterių, kaip ir mobiliųjų telefonų akumuliatoriuose yra ličio polimerų arba ličio jonų celės. Litis savaime yra labai aktyvi medžiaga ir gali užsidegti dėl menkiausios smulkmenos, pavyzdžiui, patekusio oro (litis ugnimi reaguoja į ore esančius vandens garus), perkrovus arba pernelyg iškrovus. Kad akumuliatorių apsaugoti nuo gaisro ar ankstyvos mirties, būtina jį prižiūrėti. Na dėl oro patekimo tai aišku – nedaužyti, nekalti vinių ir pan. Nuo perkrovimo ir per didelio iškrovimo galima apsisaugoti stebint kiekvienos akumuliatoriaus celės įtampą. Maksimali saugi LiPO/Li-Ion celės krovimo įtampa yra 4,2 V, o minimali iškrovimo – 3 V. Taigi, saugus celės įtampų intervalas yra 3..4,2V. Darbine įtampa laikoma 3,7 V. O kaip kompiuteris žino kiek procentų akumuliatoriaus talpos yra išnaudota? Tam reikalui absoliučiai kiekviename kokybiškame ličio akumuliatoriuje būna integruoti valdikliai, dar vadinami BMS – Battery Management System. Šis valdiklis nuolat stebi akumuliatorių ir nustato kokia yra jo reali talpa. Kompiuterių akumuliatoriai dažniausiai turi 3 nuosekliai sujungtas celes (ir po 2-3 lygiagrečiai, tai sumoje 6-9 celės), kurios gali skirtis savo talpa. Akumuliatorių įkraunant ir iškraunant daug kartų, dėl celių nevienodumo stipriai išsibalansuoja įtampos. Tarkime gaunasi, kad dviejų celių įtampos krovimo metu yra tik po 4V, o trečiosios – 4.2V. tokiu atveju toliau krauti nebegalima, bet tuo pačiu ir neišnaudojama pilna akumuliatoriaus talpa. Kad šio disbalanso galima būtų išvengti, valdiklis celes taip pat ir balansuoja. Balansavimas atliekamas paprastai – krovimo metu yra priverstinai sumažinama aukščiausią įtampą laikančios celės srovė (lygiagrečiai prijungiant šuntą). Žodžiu, akumuliatoriaus valdiklis yra gudrus ir sudėtingas daiktas.

Mano atveju celės gulėjo nenaudojamos maždaug metus ar net ilgiau. Tarkime, kad naudojant paskutinį kartą jų talpa buvo 4320 mAh (gamyklinė šių akumuliatorių talpa). Akumuliatoriams begulint celės sensta, mažėja jų talpa, o kol akumuliatorius nenaudojamas, valdiklis nieko apie tai nenutuokia. Taigi dėl to ir gauname aukščiau pavaizduotą rezultatą: valdiklis yra įsitikinęs, kad talpa yra 4320 mAh, tačiau įtampai nukritus žemiau kritinės ribos jis susivokia, kad vis tik akumuliatoriaus talpa yra stipriai sumažėjusi ir staigiai pameta bemaž 30% talpos.

Šią neprognozuoto talpos kritimo problemą galima spręsti kalibruojant akumuliatoriaus valdiklį. Tai atliekama pilnai įkraunant ir iškraunant akumuliatorių: kompiuteris tiesiog paliekamas dirbti iš akumuliatoriaus kol išsijungs. Deja standartiškai, akumuliatoriaus talpai nukritus iki 4-5%, Windows OS išsijungia, t.y. nueina į hibernate arba standby režimus, o tai nepilnai iškrauna akumuliatorių. Su windows XP ši problema sprendžiama paprastai: kažkur per “power options” nustatoma, kad kompiuteris neišsijungtų. Aš naudoju Windows 7 x64 Enterprise, o čia tokio pasirinkimo nėra. Tiksliau yra, bet leidžia tik pasirinkti tik tarp hibernate ir standby, o pasirinkimas “no action” neaktyvus. Tai galima apeiti konsolėje parašant šią eilutę:

powercfg -setdcvalueindex SCHEME_CURRENT SUB_BATTERY BATACTIONCRIT 0

Rezultate kompiuteris dirbs tol, kol paties akumuliatoriaus valdiklis fiziškai atjungs celes nuo kompiuterio. Atlikdami kalibravimą būtinai išsisaugokite visus dokumentus, nes tai tas pats, kas stacionarų kompiuterį išjungti iš rozetės.

Man kalibravimo metu buvo šioks toks netikėtumas (pav. dešinėje) – akumuliatoriaus talpa nukrito iki apskrito nulio, tačiau kompiuteris ir toliau veikė.. Ir ne šiaip veikė, o rodė filmą dar visą pusvalandį! Na tokio dalyko dar neteko matyti. Pasidarė labai įdomu kaip gi laikosi akumuliatoriaus celės ir kokia jų įtampa, nes suabejojau ar valdiklis tikrai atjungs celės įtampai nukritus iki 3V, ar vis tik iškraudinės ir toliau.

Šiame paveikslėlyje matote bendrą akumuliatoriaus įtampą, t.y. 9,61 V. Šis matavimas atliktas nuo 0% pasimatymo praėjus maždaug 20 minučių. Pagal teoriją, valdiklis turi išjungti akumuliatorių, kai bent vienos celės įtampa nukrenta iki 3 V. Jei visos celės yra visiškai identiškos, tai bendra akumuliatoriaus įtampa turėtų nukristi iki 9 V (nes viso 6 celės; 3*2). Palaukus dar apie 10 minučių kompiuteris išsijungė, kai bendra akumuliatoriaus įtampa buvo 9,11 V. Tai reiškia, kad:

1. Teorija pasitvirtino;
2. Celės nėra visiškai identiškos, tarkime vienos celės įtampa buvo 3V, o kitų 3,05 ir 3,06 V. Bet kokiu atveju tai labai geras rezultatas.

Po šios kalibravimo procedūros padariau dar vieną pilną iškrovimą kad galėčiau pamatyti kas gi gavosi. O gavosi štai kas:

Linija vis tik nėra visiškai tiesi, bet nebeliko neprognozuojamo talpos kritimo, o kaip tik – ties 8% akumuliatoriaus talpa apsistoja apie dešimt minučių. Kažin ar tai yra problema, veikiau pliusas – bus daugiau laiko išsisaugoti visiems dokumentams. Tik atkreipkite dėmesį, kad po kalibravimo kompiuterio darbo laikas nepasikeitė, taip ir liko 1 val. 40 min. Matyt akumuliatoriaus valdiklis mano, kad pilnas iškrovimas gali būti neprognozuojamas ir kompiuteris gali atsijungti vos įpusėjus hibernate procedūrai, o tai lemtų duomenų praradimą. Bet kokiu atveju nuo šiol stebėsiu akumuliatoriaus įtampą ir pats spręsiu kada gi jau būtų pats laikas viską išsisaugoti….

Tai tiek apie akumuliatorius, tikiuosi buvo naudinga…