Šiandien teko atlikti autopsiją. Miręs pacientas – Thundersky celė. LiFePO4, 3.2V, 90Ah. Celė išimta iš Mindaugo Hondos 3E. Mirties priežastis labai elementari: akumuliatorius naudotas be BMS. Kol dar nesuskubote kritikuoti komentaruose, pasiaiškinsiu. :) 3E yra Mindaugo asmeninis projektas ir jame dirbanti sistema yra (buvo) jo vieno kūrinys, įskaitant akumuliatoriaus priežiūros sistemą (BMS). Sistema veikė puikiai, tačiau prireikė į Hondą bandymams sumontuoti mūsų įmonės sistemą Emus BMS. Viskas buvo gražu, pakeitėme visus 45 celių modulius. Tačiau… Kad pilnai veiktų, reikėjo sujungti dar kelis laidus, kuriems tuo metu jau nebebuvo laiko. Taip ir važinėjo Mindaugas kelis mėnesius su naujai sumontuotu, bet nefunkcionuojančiu BMS. Ką BMS darė:

• Matavo bendrą akumuliatoriaus įtampą
• Matavo energijos kiekį
• Valdė krovimą
• Valdė apsaugas
• Šuntavo celes, joms pasiekus 3.65V

Ko BMS nedarė:

• Nestebėjo kiekvienos celės įtampos atskirai

Kitaip tariant, krovimas ir iškrovimas vyko atsižvelgiant tik į bendrą akumuliatoriaus įtampą, o ne į pavienes celes: pavyzdžiui, vienos celės įtampai nukritus nuo 3V iki 1V, bendra akumuliatoriaus įtampa pasikeičia iš 145V į 143V, kas yra praktiškai nieko visam akumuliatoriui, tačiau visiška mirtis pavienei celei. T.y. valdymas vyko beveik aklai.

Prieš pasakojant toliau norėčiau atkreipti dėmesį, kad ankstesnė, originali, 3E sistema veikė puikiai ir visos celės buvo subalansuotos, taipogi jos registruoti duomenys rodė, kad visos celės yra praktiškai identiškos būklės.

Dabar kodėl aš jums apie tai rašau. Pilnas internetas visokiausių nuomonių apie BMS, forumuose knibžda veikėjai, kuriems “viskas veikia be jokio BMS” ir BMS poreikį jie vadina absurdišku. Pasak jų, jei celės nepažeistos, akumuliatorius savaime susibalansuoja ir joks BMS jam nereikalingas. Taigi, pasak kai kurių asmenų, toks akumuliatorius visiškai nebalansuojamas turėtų ilgą laiką veikti be jokių problemų. Mūsų atveju celės buvo balansuojamos, nebuvo tik pavienių celių apsaugos – palankesnis atvejis nei visiškai jokios kontrolės.

Bet ką gi mes turime? Po kelių tokio naudojimo mėnesių viena celė mirė – rodo 0V. Ji tiesiog užsitrumpino viduje. Tai pastebėjome tik sutvarkę visą sistemą.

Kadangi celė jau mirus ir tėra tinkama tik utilizavimui, buvo įdomu kas gi jos viduje. Atsargiai prapjovus plastmasinį korpusą atsivėrė visas (ne)gražumas – foto dešinėje. Nieko labai išskirtinio nepamačiau – labai primena plėvelinį kondensatorių su dielektriko plėvele ir laidininko folijos lapeliais tarpuose. Tik čia, kaip ir kitose LiFePO4 celėse, vienas polius (neigiamas) yra varinis, o kitas – aliuminis (teigiamas). Nustebino plastmasinių sienų storumas – juk ta plastmasė užima labai daug vietos, daug sveria ir dar kainuoja nemažai. Taipogi šiek tiek šokiravo vidinė konstrukcija: sluoksniai tiesiog šriubais susukti tarpusavyje ir prie masyvių metalo luitų, kurie, manyčiau, irgi yra nepigūs, gan daug sveria ir užima daug vietos. Nustebino ir labai dideli nepanaudotos erdvės plotai…

Nuotraukoje kairėje matote konstrukciją kitu kampu ir trumpo jungimo epicentrą – susilydžiusį dielektriką ir užsitrumpinusias priešingų polių folijas.

Tai yra seno modelio (2-3 metų senumo) Thundersky celė. Turime sandėly ir porą apynaujų (metų senumo) šio gamintojo celių pavyzdžių: talpa ta pati (90 Ah), tačiau celės storis mažesnis. Matyt gamintojas sugalvojo kaip geriau išnaudoti tuščią erdvę ir, gal būt, tikiuosi, suplonino sieneles. Kad ir kaip ten bebūtų, progresas ženklus. O ir kaina bemaž dvigubai mažesnė, nei buvo prieš 2-3 metus.

Apibendrinimas

Čia mano pastebėjimai būtų tokie:

1. Be BMS ličio celių naudoti negalima. Ir ne, celės savaime nesusibalansuoja, tai turi daryti BMS.
2. Apturėjome brangią pamoką (~300 Lt), kad geriau viską sutvarkyti iki galo.
3. Celių gamintojams dar yra kur pasispausti.
4. Su veikiančia sistema buvo atvažinėta beveik du metai kasdien ir visos celės po to laiko atitiko gamintojo specifikacijas (buvo kaip naujos), net pravažinėjus per -20°C siekiančius šalčius – elektromobilius galima ramiai eksploatuoti ir žiemą!

Draugas parodė įdomų projektą – vienaratį elektrinį motociklą:

Atrodo įdomiai. Bet dar įdomiau atrodo gatvėje:

Grubiai tariant, tai tas pats kas Segway, tik ant vieno rato – lygsvarą priekin-atgal laiko variklis. Na o į šonus, žinoma, reikia laikyti pačiam, kaip ir motocikle. Yra ir kažkoks vairavimo mechanizmas, padedantis išlaikyti lygsvarą.

Planuojama pardavimo kaina – $3’500 USD. Daugiau informacijos rasite gamintojo puslapyje: Ryno Motors.

Tai jau antrasis mano turėtas e-dviratis, kuriame stengiausi išspręsti pirmojo e-dviračio problemas. Pagrindinė jo problema buvo galinio amortizatoriaus nebuvimas: virš galinio rato buvo bagažinė su 6.5 kg sveriančiu akumuliatoriumi, kuris “skaičiavo” kiekvieną kelio nelygumą, t.y. šokinėjo ir daužėsi į bagažinę. Žinoma neleidau aš jam taip elgtis, kišau po apačia 5 cm storio  porolono gabalą. Tai apsaugojo patį akumuliatorių, bet vis vien tekdavo važiuoti labai atidžiai, sekti kiekvieną kelio nelygumą. Kol važiuoji 20 km/h tos problemos nėra, bet perlipus 40 km/h jau tampa gana neramu dėl akumuliatoriaus ir rato (sulenkimo). Antroji mažytė problema man buvo galios stoka – mano apetitas augo kaip ant mielių ir 500 W greitai pasidarė per mažai. Skaityti toliau

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.