PDA

Näytä tavallinen näkymä : DIY: Lisäakku Specialized Levoon



villho
21.03.2019, 20.52
TLDR: rakensin Spessun Levoon ~250 Wh lisäakun itse. Kaikki toimii ja siitä tuli kaunis :cool:

Taustaa:
Olen omistanut Spessun täpäri-Levon viime toukokuusta lähtien ja se palautti minut maastopyöräilyn pariin. Joskus kymmenisen vuotta sitten tuli maastopyöräiltyä useampi vuosi, mutta sitten erehdyin ajamaan mp-kortin ja se maailma vei mennessään. Moottoripyörien koot kuitenkin pienenivät vuosi vuodelta ja lopulta 350 cc endurosta (joka yhä on tallissa - ajamattomana tosin) olikin luonteva siirtyä takaisin maastopyöräilyyn, mutta kylläkin sähköpyörän kautta. Olen kaukana puritaanisesta VOMPista; käytän pyörän avustustasoja häpeilemättä hyväkseni ja koko homman pääasia onkin se, että metsässä ja poluilla pitää olla hauskaa. Ja sitähän tuolla sähköpyörällä ajaminen lähes poikkeuksetta onkin.

Tuosta päästäänkin sitten siihen, että kun viime kesänä tuli muutamia kertoja osallistuttua MTBCF:n jäsenenä pidempiin retkiajoihin ja vaikka ajot hoituivatkin isommitta ongelmitta akkua säästellen, niin silti jäi takaraivoon, että jonkinlainen reservi olisi hyvä olla. Parhaimmillaan/pahimmillaan taisin ajaa akun 3 % varaustasoon parkkipaikalle palatessa. Tiesin kyllä, että maailmalta voi tilata enemmän tai vähemmän plug-n-play lisäakkuja Levoon, mutta kun viime syksynä kyselin hintoja, niin ne olivat siellä 400-500 euron kieppeissä alkaen. IMO aika paljon liikaa ajatellen sitä, että akkua ei normaalilla lenkillä tarvitse lainkaan. En siis ostanut kaupallista ratkaisua.

Asia jäi kuitenkin talven yli kytemään ja nyt kun tulevalle kesälle on taas tiedossa toinen toistaan hienompia pidempiä ajoja, niin asialle piti tehdä jotain. Perehdyinkin litiumakkuihin ja niiden teknologiaan interwebzin kautta ja päädyin siihen, että oman akun rakentaminen ei ole vaikeaa ja päätinkin tehdä sellaisen itse. Akku on tätä tekstiä kirjoitettaessa valmis, joten voin jakaa projektin muiden kanssa - kenties joku muukin saa kipinän rakentaa lisäakun itselleen. Ohjeet pätevät todennäköisesti sellaisinaan myös muihinkin kuin Spessun sähköpyöriin, kunhan Pelle Peloton selvittää, että mitä johtoja pitkin akun + ja - navat yhdistyvät moottoriin. EDIT: Tosin myöhemmin tässä ketjussa selvisi, että Boschin järjestelmiin erilaisista suojauksista johtuen tämä lienee tekemätön paikka.

Tarveaineet:


Akkukotelo, jonka voi kiinnittää pyörän runkoon. Tätä mietin pitkään ja sattumalta muistin, että minulla on autotallin kätköissä mp-harrastuksesta ylijäänyt käyttämätön “työkaluputki”. Tuosta oli tarkoitus aikoinaan tehdä kotelo renkaanvaihtovehkeitä varten ja naakeloida se Bemarin sivulaukkutelineisiin, mutta koska idea jäi aikoinaan toteuttamatta ja Bemarikin on jo myyty, niin putki sai nyt uuden elämän Levon kanssa.
Kennot. Li-ion kennoja löytyy jokaiseen lähtöön, mutta laadukkaista saa maksaa. Päädyin tilaamaan Sanyon 3350 mAh -speksatut laatukennot (Sanyo NCR18650GA (https://eu.nkon.nl/rechargeable/18650-size/sanyo-18650ga.html)). Tilasin 21 kennoa (yksi varalla) ajatuksella tehdä 10S2P akusto, jolla saa noin 250 Wh energiaa mukaan. Kaikki akut tulivat minulle tasan 3,51 voltin jännitteellä, joten olivat tosiaan tasalaatuisia. Suoraan Kiinasta en lähtisi laatukennojen tilaamista yrittämään, vaan ainoastaan luotettavalta toimittajalta.
BMS, eli Battery Management System. Li-ion-akustot toimivat hyvin vain ollessaan tasapainossa. Tasalaatuiset kennot toimivat jonkin aikaa ilman BMS:kin, mutta ennen pitkää ne menevät epätasapainoon. Lisäksi BMS pitää huolen, että kennot eivät tyhjene liikaa tai että niitä ei ladata ylijännitteisiksi. Itse päädyin tilaamaan bluetoothilla varustetun “smart BMS:n” Green bike kitistä (https://www.greenbikekit.com/e-bike-lithium-battery/pcm-bms/intelligent-7s-8s-9s-10s-battery-bms-pcm-with-software-app-programmable.html).
“Ideal diode” x2. Jotta vältyttäisiin Levon oman akun ja lisäakun välillä kulkevalta virralta, pitää jollain tapaa huolehtia että tuota ei tapahdu. Sähkötekniikka tarjoaa muutamankin erilaisen vaihtoehdon tälle, mutta muut ovat huonoja. Tilasin nämä suoraan valmistajalta UK:sta (http://www.re-voltage.eu/electronicsID80.html).
Pientarvikkeet (nikkelinauhaa, kennostomuovit, kutistesukkaa, johtoa, tinaa, liimaa, läpivientikumeja, liittimiä, muovikittiä, pop-niittejä…)


Työkalut:


Laadukas ja tehokas kolvi
Kuumailmapuhallin
Porakone
Hiomapaperia
Pop-niittipihdit
Muut sekalaiset perustyökalut

villho
21.03.2019, 20.53
Työvaiheet:


Kotelon muokkaaminen. Työkaluputki ei sellaisenaan mahtunut Levon runkokolmioon, vaan se nappasi kiinni niin yläosastaan, kuin myös iskarin kohdalta. Olen asentanut pyörääni Cane Creekin jousi-iskarin, joka piti ensinnäkin kääntää ylös-alaisin ja tästäkin huolimatta koteloa piti vielä lämmittää kuumailmapuhaltimella ja muotoilla tämän jälkeen. Lopputuloksena kotelo istui paikoilleen, mutta se oli aika rujon näköinen. Muovikittiä päälle ja kuivumisen jälkeen hiontaa. Lopputuloksesta tuli sileä ja aerodynaaminen sukkula :)
Akuston kasaaminen. En tässä aio kertoa tarkemmin, kuinka kennot järjestellään sarjaan ja rinnan ja kuinka ne liitetään toisiinsa, sillä Youtube on ohjeita puolillaan ja jos tästä muodostuu ylivoimainen haaste, niin koko hommaan ei kyllä edes kannata ryhtyä.. Suositeltava tapa on pistehitsata (spot welding) ne nikkelinauhoihin, koska tämä minimoi kennoon siirtyvän lämpöenergian (haitallista akulle), mutta koska halvimmatkin kaupalliset pistehitsauslaitteet maksavat n. 200 e, ajattelin kokeilla tehdä hitsauslaitteen auton akusta, solenoidista ja paksuista johtimista (näitäkin ovat onnistuneesti maailmalla käyttäneet). No, sanotaan vaikka niin, että onneksi tilasin kennoja 21 kpl, sillä ensimmäisestä pääsi savut (ja liekit) kirjaimellisesti pihalle jo toista pistehitsiä tehdessäni, joten päädyin juottamaan kennot toisiinsa. Aika jännän värinen liekki lähtee litiumin yhdistyessä happeen :)
Kun akusto oli turvallisesti ja luotettavasti juotettu kasaan, eli akuston päiden välillä oli 10x 3,51 voltin jännite, eli 35,1 volttia, oli aika kytkeä siihen BMS. Tähänkään en anna tarkempia ohjeita, koska BMS:t hieman eroavat toisistaan. Yhteisenä ideana on kuitenkin se, että BMS kytketään sekä akuston uloimpiin päihin, että kaikkiin + kohtiin siinä välissä. Tällöin BMS pystyy väijymään yksittäisten kennojen (tässä tapauksessa kennoparien) jännitteitä ja tarvittaessa tasapainottamaan niitä. Lisäksi BMS tosiaan huolehtii ali- ja ylijännitteistä sekä oikosuluista.
Bluetooth ja muut liitännät. Oman “smart BMS:ni” mukana tuli bluetooth-sovitin, jonka kytkin itse BMS:n korttiin kiinni. Yhteys lähti saman tien pelaamaan ja pystyin näkemään akuston tiedot kännykkäsovelluksesta, wow! Lisäksi liitin toisen mukana tulleista lämpötila-antureista akuston keskelle ja toisen BMS:n heatsinkin päälle. Sitten lataus ja virran ulosotto: käsittääkseni BMS:n olisi voinut kytkeä niin, että sekä lataus- että kuorma olisi kytketty samoihin johtimiin, mutta tietojeni perusteella on parempi, että lataus hoidetaan oman liitäntänsä kautta. Näin ollen kasasin himmelin niin, että BMS:stä lähtee yksi “latausportti” joka jää työkaluputken sisälle ja toinen “kuormaportti” joka tulee työkaluputken ulkopuolelle läpiviennin kautta. Liittiminä käytin Amass XT60H -liittimiä (nämäkin Green Bike Kitistä), jotka ovat napakoita ja jotka hoitavat tässä käyttötapauksessa johtimissa liikkuvat ampeerit vaivatta.
Liitännät pyörään. Tässä tullaan siihen, että homman voi toteuttaa niin, että muutos on nopeasti käännettävissä vakioksi (jos tilaa ylimääräisen akun ja moottorin välille tulevan johdon Spessun varaosana (https://www.bike24.com/p2238157.html)) tai niin, että tylysti vaan puukottaa alkuperäisen johdon ja jättää toisen tilaamatta. Pihinä miehenä puukotin tietysti alkuperäisen ja koska kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa, niin lisään vielä tuonne alle kytkentäkaavion, josta näkee, että en ole sähköinsinööri, mutta josta kuitenkin pitäisi ymmärtää, miten liitännät menevät. Johtoina käytin 4 mm2 johtoja, mutta koska pyörän alkuperäisetkään johdot eivät olleet noin järeät, niin 2,5 mm2 olisi riittänyt varmaan aivan hyvin (vaikka moottorin hetkelliset maksimitehot ovatkin jotain muuta, niin nimellisteholla 250 W ja jännitteellä 36 V virtaa kulkee vain vaivaiset 7 ampeeria, I=P/U). Tässä kohdassa tärkeintä on tosiaan hoitaa “ideal diodien” kytkentä niin, että virta ei pääse missään tilanteessa kulkemaan akusta akkuun. Olen lukenut maailmalta, että joku oli hoitanut homman ilman näitäkin, mutta ei paljoa naurata, kun Levo päättää ajon aikana mennä latausmoodiin, kun lisäakun korkeampi jännite lähtee työntämään virtaa varsinaiseen akkuun - näin oli kyseisellä Pelle Pelottomalla käynyt parikin kertaa :). Sähköteknisestihän homman voi hoitaa monellakin eri tavalla, mutta nämä “ideal diodit” ovat sekä jännitehäviöiden että lämmöntuoton kannalta paras, joskaan ei halvin ratkaisu. Päädyin vetämään johdot näille moottorin yläpuolelle, jotta näihin käsiksi päästäkseen ei tarvitse kampea irrottaa. Lopputulemana pyörää ei saa vakioksi ihan niin helposti, mutta eipä se tässä tavoite ollutkaan. Ja ihan yleisenä kommenttina, että TSI-miehen ystäviä, abiko-liittimiä, en vaivautunut tässä projektissa käyttämään, vaan kaikki liitokset on tehty tinaa ja kutistesukkaa säästämättä. Lisäksi riskikohdissa, joissa jännitteinen johto saattaa nirhautua rikki (esim. johtojen vetämisessä koneen alapuolelta, sen etukautta yläpuolelle ja takaisin), käytin vielä erillistä verkkosukkaa johtojen päällä.
Koeajo. Ei tullut savua eikä tulta ja pyörä toimi täysin normaalisti. Totesin kännykkäappsilla, että lisäakkukin osallistui virransyöttöön vaikka akkujen jännitteet olivatkin eri tasolla, joten ilmeisesti kaikki meni kuten piti, hiphei!
Viimeistely ja maalaus. Hei, totta hitossa tälle piti nimi antaa. Olkiluoto 3 ei vielä syötä virtaa valtakunnanverkkoon, mutta Olkiluoto 4 syöttääkin jo minun pyörälleni :) Kesä ja pitkät retkiajot saavat tulla.


Kulut:


Työkaluputki - “ilmainen”, koska tästä on kirjanpidon poistot jo tehty
Kennot, 21 kpl, - 90 e
“Smart” BMS bluetoothilla - 35 e
“Ideal diode” 2 kpl - 63 e yhteensä
Pientarvikelisä - ~15 e
iPhone-sovellus - 1 e



Yhteensä: 204 e
Lisäksi ostin vielä 42V/2A laturin: 25 e, johon vaihdoin samanlaisen XT60-liittimen.

Linkkejä:


Levo Range Extender (https://levo-range-extender.com/en/)
Levorex (http://www.power-faraday.com/)
Trailwatts (https://trailwatts.com/)
Nkon (https://eu.nkon.nl/)
Ideal diodes (http://www.re-voltage.eu/electronicsID80.html)
Green bike kit (https://greenbikekit.com/)
Xiaoxiang BMS (https://itunes.apple.com/us/app/xiaoxiang-bms/id1375405426?mt=8) (iphone-sovellus)


Kuvia projektista:
https://villhon.kuvat.fi/kuvat/Mobiilikansio/Olkiluoto4/92DB68C9-7594-4279-9D70-D3A191F0DA78.jpeg/_small.jpg
Alkuvaiheen mallailua. Tässä vaiheessa työkaluputki oli jo nähnyt useamman kerran kuumailmapuhallinta, koska se mahtuu jo tuonne väliin.

https://villhon.kuvat.fi/kuvat/Mobiilikansio/Olkiluoto4/F6E7FAAF-E88E-4178-B96C-49F1D21E3808.jpeg/_small.jpg
Juotoksia. Itse kennosto on jo kasassa ja tässä juotetaan BMS:n johtoja kiinni. Nippuside pitää BMS:ää akuston toisella puolella paikallaan.

https://villhon.kuvat.fi/kuvat/Mobiilikansio/Olkiluoto4/27D57C6D-CDAD-44B9-AE5A-D36B432510BE.jpeg/_small.jpg
Johdotusten vetämistä pyörään. Ideal diodit ovat tuolla kutistesukkien alla ja sujahtivat nätisti moottorin päällä olevaan rakoon.

https://villhon.kuvat.fi/kuvat/Mobiilikansio/Olkiluoto4/kytkenn%C3%A4t.png/_full.jpg
Akun ja diodien kytkentä pyörään


https://villhon.kuvat.fi/kuvat/Mobiilikansio/Olkiluoto4/1DD89452-AAFE-4FCF-8D97-4A78A08A3800.jpeg/_small.jpg
Akun sähköt ovat kasassa ja suojassa kutistesukan alla. Bluetoothin valo palaa ja akku on latauksessa

https://villhon.kuvat.fi/kuvat/Mobiilikansio/Olkiluoto4/330DD662-200F-4358-A76F-F4E730AA2064.jpeg/_small.jpg
Akku on kiinni pyörässä ja valmis koeajoa varten.

https://villhon.kuvat.fi/kuvat/Mobiilikansio/Olkiluoto4/62A26669-556C-4C33-AB39-68B06E769B09.png/_small.jpg
Koeajolla kaikki pelasi hyvin ja sovellus on varsin näppärä.

https://villhon.kuvat.fi/kuvat/Mobiilikansio/Olkiluoto4/66547783-E4E5-44CC-96FD-C2FDCADAC503.jpeg/_medium.jpg
Olkiluoto 4 on valmis! :cool:

Kooo
21.03.2019, 21.02
Sairaan siistiä!

-K

Pera Pertsa
21.03.2019, 21.21
Pystyisitkö heittämään lonkalta paljonko itsetehtynä maksaisi akku joka korvaisi Boschin 500Wh akun:
https://www.verkkokauppa.com/fi/product/3192/kcgvg/Bosch-PowerPack-500-500Wh-lisaakku

Nixuu
21.03.2019, 21.32
Kennot ja osat tuohon maksaisi alle 300e, mutta ei maksa vaivaa koska Bosch:in järjestelmissä ei toimi kuin heidän omat akkunsa. Akun bms ja moottorinohjausyksikkö "juttelee" keskenään, ja jos akuksi on laitettu jotain muuta kuin Boschin aito akku, ei järjestelmä inahdakkaan. Valmistajan keino saada ihmiset käyttämään heidän kalliita akkujaan. Samoin bms sisältää mielenkiintoisia toteutuksia, esim uudelleen kennotus pitää tehdä ns virrat päällä, eli jos irrotat bms:n kennoista niin, että se käy virrattomana on se sen jälkeen entinen (ennenkuin sinne ajetaan oikea virallinen Boschin softa, ja se ei onnistu itse) Muitakin tarkistuksia on, esim lataaminen ei onnistu millään muulla laturilla kuin boschin omalla (no toki kikkailemalla).

Ja tosiaan rinnalle ei voi edes laittaa toista akkua, koska järjestelmä vertailee Boschin akusta lähtenyttä virtaa ja pyörään "saapunutta", jos ne poikkeavat niin erroria ruutuun ja peli seis :D

"The battery 'handshakes' with the drive unit when you turn the system on. Only then will it turn the discharge fets on. The bms measures outgoing Ah, the drive unit measures consumed Ah, it they dont match you get an error code. The battery has wear algorithms and if one charge or discharge cycle varies outside of set parameters, you get an error code. If you take power off the bms, it bricks itself. If you try and recell the battery, the bms will only allow discharge of the old capacity for a few cycles, until it spots the new discharge trend and throws an error message. "

villho
21.03.2019, 21.33
Pystyisitkö heittämään lonkalta paljonko itsetehtynä maksaisi akku joka korvaisi Boschin 500Wh akun:
https://www.verkkokauppa.com/fi/product/3192/kcgvg/Bosch-PowerPack-500-500Wh-lisaakku
Onko tarkoitus tosiaan korvata akku vai laittaa toinen akku alkuperäisen rinnalle? Korvauksesta en osaa sanoa, että onnistuuko moisen rakentaminen ollenkaan, kun en tiedä, kuinka paljon Boschin akun sisällä on älyä ja rautaa, mutta jos alkuperäinen akku on päässyt huonoon kuntoon, niin sinnehän voi vaihtaa kennot ja pitää kaiken muun alkuperäisen raudan sellaisenaan.

Laadukkailla kennoilla 500 Wh:n hinnaksi (siis pelkästään kennot) tulee n. 170-180 e.

EDIT: Ja Nixuulla näyttäisi olevan parempaa tietoa Boschin akuista, eli sen mukaan toteutus (onpas Bosch ollut tuon kanssa kettumainen).

Pera Pertsa
21.03.2019, 21.44
"Onko tarkoitus tosiaan korvata akku vai laittaa toinen akku alkuperäisen rinnalle?"
Tarkoitukseni oli että itesetehty akku voitaisiin vaihtaa kokonaan Boschin tilalle. Mutta Nixuu esittikin asiaan jo pointteja.

EDIT: Näköjään olet tehnytkin lisäakun eli joka kytketään alkuperäisen rinnalle. Itse harhauduin kysymään alkuperäisen akun korvaamisesta.

Pexi
21.03.2019, 23.32
TLDR: rakensin Spessun Levoon ~250 Wh lisäakun itse. Kaikki toimii ja siitä tuli kaunis :cool:

Arvostan todella paljon. Paitsi tekemistä, niin myös kokemusten ja tiedon jakamista. Tällaiset jutut palauttavat uskoa ihmiskuntaan.

ElBike
22.03.2019, 15.51
Hattua nostan minäkin. Hieno sepustus. Euron määrät kun vielä saisi, koska ainahan kaikkea itsetehtyä pitää arvottaa hankintahinnan+työnmäärän vs. valmiin tuotteen hankkimisen välillä.

villho
22.03.2019, 16.50
Tuollahan ne on kulut eriteltyinä.

Suurin työmäärä meni kotelon muokkaamiseen, kun piti muotoilla ja kitata ja hioa ja maalata. Muutenhan tuo oli tuollaista mukavaa touhuamista tallissa.

Suoraa eurosäästöä tuli reilun 200 e verran, koska minulla ei ole varalla alkuperäistä akku-moottori -kaapelia ja monissa kaupallisissa ratkaisuissa sellainen tulee valmiiksi modattuna mukana. Tosin... yksikään kaupallinen malli ei tule tuollaisen bluetooth-BMS:n kanssa. Eli kun itse teki, niin sai mieleisen.

Roiala
22.03.2019, 17.47
Boschiin kyllä myydään johtosarjaa heidän itsensä toimesta jolla saa kaksi akkua rinnan.
https://www.elektrofahrrad24.de/2017-bosch-dual-batterie-y-kabel-fuer-doppelte-akku-kapazitaet-515-430mm

MRe
22.03.2019, 20.34
Veikkaan, että Shimanossa on sama juttu kuin Boschissa: ei käy kuin oman pajan akut. Brose on hieman eri juttu, kun myyvät noita moottoreita valmistajille ihan räätälöitäväksi.

villho
24.03.2019, 20.43
Nyt on loputkin maalit ja lakat pinnassa. Kyllähän jokapojalla voi olla vara-akku ajossa mukana, mutta kuinka monella on oma ydinreaktori :D

https://villhon.kuvat.fi/kuvat/Mobiilikansio/Olkiluoto4/E618E611-65B2-43B4-B06B-60A60EB2EA39.jpeg/_small.jpg

Äyrämöinen
26.03.2019, 16.28
Onko kukaan testannut liittää Shimanon akun rinnalle vaikka sähköporakoneen akkua et herjaako? Diodi välissä tietenkin.

harald
26.03.2019, 18.02
Olisin vähän varovainen. Joku oli yrittänyt kytkeä valon suoraan akun napoihin, ja kun akku huomasi että sähköä menee koko ajan suoritti se välittömästi seppukun. Kokeilijan piti ostaa uus akku.

villho
26.03.2019, 20.18
Olisin vähän varovainen. Joku oli yrittänyt kytkeä valon suoraan akun napoihin, ja kun akku huomasi että sähköä menee koko ajan suoritti se välittömästi seppukun. Kokeilijan piti ostaa uus akku.
Mistä pyörästä oli kyse?

harald
26.03.2019, 21.53
Linkki on jossain ketjussa missä keskustellaan sähköpyörä valoista. Kerroin siinä miten tehdään FETeillä "rele". Kaivan,.menee vähän aikaa.

harald
26.03.2019, 21.58
https://www.pedelecforum.de/forum/index.php?threads/strom-vom-lichtausgang-oder-vom-akku-f%C3%BCr-smartphone-u-a-usb-buchse-einbauen-am-sduro.33619/page-4#post-612737

Se oli siis Yamaha missä tuo tapahtui..

http://www.fillarifoorumi.fi/forum/archive/index.php/t-59297.html

Siitä ketjusta mun viesti 25.10.2018, 10.16

Jos itse tuollaisen joskus viritän laitan ohjauksen tulemaan valopiuhasta, niin ei ainakaan mene virtaa silloin kun akun mielestä ei pitäisi.

MRe
27.03.2019, 08.35
^Onhan tuo varsin mahdollista näissä suljetuissa järjestelmissä, missä se pyörän "äly" keskustelee akussa olevan BMS:n kanssa. Akku kun havaitsee "laitonta" virranpurkua, se menee ihan turvallisuussyistä lukkoon. Kysehän voisi olla myös hallitsemattomasta virtavuodosta.