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Autore Topic: Batterie per pieghevoli PEDELEC (panoramica)  (Letto 14540 volte)

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Offline nurabsal

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Batterie per pieghevoli PEDELEC (panoramica)
« il: Gennaio 10, 2014, 12:58:35 am »
--- ADMIN ON

segnalo:

motoruota con batteria integrata e frenata rigenerativa
http://www.bicipieghevoli.net/index.php?topic=8665

---- ADMIN OFF



Le batterie si chiamano tali in quanto sono una batteria di elementi fondamentali chiamati celle. Nelle bici elettriche, soprattutto nelle pieghevoli, le celle più in voga sono quelle agli ioni di Litio e di quelle dirò qualcosa.

Vantaggi delle batterie agli ioni di litio:
- la tecnologia disponibile e avvicinabile con il miglior rapporto energia/peso e potenza/peso
- le ricarichi quando vuoi, le scarichi come vuoi, all'interno dei limiti operativi ovviamente, senza particolare usura (a differenza delle celle NiMh usate nelle stilo ricaricabili)
- autoscarica bassa
- vita più lunga di piombo e NiMh

Svantaggi:
- PREZZO!!!!! più alto a parità di energia incamerata rispetto alle altre batterie.
- potenzialmente pericolose: possono prendere fuoco o esplodere se danneggiate o usate fuori dai propri limiti operativi. Per questo viene sempre equipaggiato un BMS (battery management system) una scheda elettronica che monitora e interviene se qualcosa non va come dovrebbe e prima che succeda il peggio. Non solo, provvede al bilanciamento dello stato di carica delle celle che compongono la batteria per non avere celle scariche che fanno da collo di bottiglia per l'intera batteria. Anche il BMS fa lievitare il prezzo della batteria

Le celle al litio non sono tutte uguali. Differiscono ad esempio per forma e materiali ed entrambi i fattori ne influenzano le prestazioni:
- spesso si fa confusione distinguendo tra Li-Ion e LiFePO4. Tutte le celle al litio, hanno gli ioni di Litio. Punto. Questa distinzione invece sottende la differente chimica del polo positivo della cella, nel primo caso NMC (Nichel Manganese Cobalto) nel secondo caso in ossido di ferrofosfato. Bando alle ciance: le NMC, impropriamente Li-Ion, pesano e costano meno a parità di energia e potenza ma sono meno longeve. Le LiFePO4 pesano più, costano più, ma sono più longeve (più cicli di carica/scarica). Dare dei numeri lascia il tempo che trova. Le caratteristiche potrebbero invertirsi con una schifo LiFePO4 cinese confrontata con una NMC giapponese.
- Forma: entrambe le chimiche, NMC e LiFePO possono presentarsi con celle di forma cilindrica, con celle laminate o pouch, o celle prismatiche





Le seconde vengono chiamate LiPo, Litio Polimeri, perché contengono un separatore elettrolitico interno alla cella di materiale polimerico solido invece che liquido, non richiedono quindi un involucro metallico ed hanno quindi caratteristiche di leggerezza superiori. In effetti queste potrebbero essere PIEGATE, in quanto flessibili. Io tuttavia eviterei vista la pericolosità degli oggetti in questione!!!!
Prismatiche e cilindriche non sono affatto pieghevoli!!! Guarda caso sono più pesanti e quindi meno indicate per una bici pieghevole. C'è un ordine nell'universo.

Parametri operativi delle celle:
una cella al litio la si può caratterizzare attraverso:
- tensione: dipende dalla chimica, se NMC sono 3.7V nominali, se LiFePO4 sono 3.2V nominali
- carica elettrica: dipende dal modello specifico, è espressa in Ah, rappresenta la carica elettrica contenuta quando la cella è al 100% della.... carica!
- correnti massime in carica e scarica: idem di sopra, è espressa in A, oppure viene dato il C-rate da cui si trovano gli A come A = C-rate * Ah

Quando compro un motore, questo lavora ad una certa tensione, che non è certo 3.7V. Minimo è 24V, oppure 36V o al massimo 48V per motori per PEDELEC. Quindi per raggiungere questi livelli si usano BATTERIE di celle in serie (in serie si somma la tensione). Il motore poi assorbe alla sua tensione una certa corrente, ma non è detto che la corrente massima della singola cella basti e anche quando le si mettono in serie, la corrente rimane la stessa perché attraversa appunto una serie di celle. Vengono quindi messe le celle in parallelo per aumentare la corrente massima della batteria. Quindi i parametri operativi di una batteria risultano:

- tensione: pari alla tensione di cella per il numero di elementi in serie, ad esempio 10 in serie da 3.7V fanno 37V nominali (batteria da 36V circa), deve essere la stessa del motore/centralina
- potenza max della batteria: data dalla tensione moltiplicata per la corrente massima (che di solito viene fornita ma che comunque è data dalla corrente massima della singola cella moltiplicata per il numero di celle in parallelo). Deve essere superiore o uguale alla potenza del motore/centralina altrimenti si rischia o di sottoutilizzare questi ultimi o di danneggiare la batteria.
- capacità o energia: esprime l'energia vera e propria dell'intera batteria. Di solito viene fornita invece in Ah, ma occhio gli Ah non sono una misura di energia! L'energia è data dagli Ah dell'intera batteria per la tensione della batteria. Quindi una 24V-10Ah ha 240Wh che sono meno di quelli di una 36V-8Ah che ha 288Wh. Energia significa autonomia, ma anche qua i numeri buttati a vanvera specie dai fornitori cinesi si sprecano. Considerare sempre come parametro di confronto.

La batteria è un peso e un costo per una bici. Ma il problema dell'autonomia è meno sentito, almeno per persone che non hanno deciso di fare 100km con una BIPA a tutti i costi. Di solito 30km sono un traguardo raggiungibilissimo con una cinesona 36V-8Ah. Tutto dipende da come si pedala, dove, chi e con che bici e con che kit. Ma insomma se uno va in PEDELEC non credo sia proprio un amante dell'endurance. Il motivo di questo mancato problema è che quando con celle di media fattura e prezzo si è raggiunta la potenza massima desiderata, si è automaticamente raggiunta anche una buona energia. Corrente max e capacità (e di conseguenza potenza max e energia) nella cella infatti sono legati dal C-rate (leggi sopra, C-rate=Corrente/capacità=Potenza/energia) che per celle medie è circa unitario.

Nella prossima puntata passo in rassegna le batterie che conosco che meglio si adattano ad una pieghevole.

Ride your curiosity!
« Ultima modifica: Febbraio 08, 2015, 11:23:15 am by occhio.nero »

Offline Andre@

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Batterie per pieghevoli PEDELEC (panoramica)
« Risposta #1 il: Gennaio 10, 2014, 08:22:04 am »
Finalmente un po di chiarezza semplice e in poche righe!

Tnx

A.
It's my Tern P9 ... Ex-Frecciarossa ... Bellizzzima  ::)    -    E-MtB: La Pinta

Offline nurabsal

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Re:Batterie per pieghevoli PEDELEC (panoramica)
« Risposta #2 il: Gennaio 10, 2014, 11:12:18 pm »
Poi alla fine, per una pieghevole, che batteria mi compro? Per quello che ne so io ci sono tre scelte standard che si possono effettuare su batterie preconfezionate:
- batteria da portapacchi
- batteria da sottosella
- batteria a borraccia

In generale c'è da valutare bene se spendere qualcosa in più (a volte nemmeno così tanto) e prenderla da un rivenditore italiano che offre una sua garanzia oppure farsi spedire tutto dalla Cina per risparmiare. Dipende da caso a caso e dal tipo di prodotto che si vuole dal punto di vista del peso, delle garanzie sulla vita utile (celle giapponesi sono un conto e cinesi un altro) etc...




Batteria da portapacchi
Requisiti:
- avere un portapacchi o trovare un portapacchi che si adatta al sistema di aggancio della specifica batteria
Svantaggi:
- avere una bici dall'impennata facile se si monta un motore posteriore spostando quindi il baricentro della bici tutto dietro. E' bene quindi associarla ad un motore anteriore oppure centrale
Vantaggi:
- piegabilità mantenuta al 100%

Esempi di batterie da portapacchi:

BMSBATTERY: relativamente economica (calcolare sempre spese di spedizione e +25% sul totale), celle cinesi LiPo NMC quindi piuttosto leggera, sistema di aggancio mediocre che sottopone la batteria a vibrazioni
http://www.bmsbattery.com/36v/162-36v-10ah-lithium-ion-alloy-shell-ebike-battery-pack.html

BMSBATTERY: simile a quella sopra ma con chimica LiFePO, vengono dichiarati 2000 cicli contro gli 800 della precedente. Svantaggio: costa più e pesa di più
http://www.bmsbattery.com/36v/316-24v-lithium-ion-little-frog-abs-shell-ebike-battery-pack.html

ALCEDOITALIA: si parla di sistema di aggancio con astuccio che contiene la batteria, non capisco al 100% come funziona ma di sicuro il sistema sarà migliore del precedente. Prezzo sicuramente superiore ma si tratta di celle Panasonic giapponesi, un'altra storia. Il case metallico d'altra parte non fa gridare al miracolo per il peso
http://www.alcedoitalia.it/shop/batterie/batteria-per-bici-elettrica-portapacchi-slim-36v-11-6ah/

ALCEDOITALIA: se si sceglie di sacrificare un poco di autonomia della bici per contenere i costi sempre con celle giapponesi si può scegliere qualcosa del genere, dal peso estremamente contenuto in quanto essa ha un case di plastica. Per una bici con portapacchi questa è una batteria che io terrei in seria considerazione
http://www.alcedoitalia.it/shop/batterie/batteria-per-bici-elettrica-portapacchi-evo-36v-8-7ah-set/

GREENBIKEKIT: dicono celle Panasonic, a fidarsi di questi cinesi!
http://www.greenbikekit.com/index.php/36v-9ah-panasonic-lithium-ion-rack-battery.html





Batterie da sottosella.
Requisiti:
Avere un tubo del sellino di forma adatta ad agganciare la batteria
Svantaggi:
Baricentro alto che non è il massimo per la ciclistica, ma per una pieghevole soprattutto eventuale impossibilità di far rientrare per tutta la corsa il cannotto della sella a meno di avere un sistema di sgancio rapido
Vantaggi:
Peso generalmente contenuto

BMSBATTERY: ha un box per contenere la centralina che aiuta molto nell'installazione del kit, la versione da 36V non è poi così leggera per avere un case di plastica, influisce sicuramente il sistema di acciaio di aggancio e sostegno della batteria. Non è possibile far rientrare tutto il cannotto una volta installata (e rimuovere la batteria non aiuta perché il sostegno è sotto ad essa)
http://www.bmsbattery.com/24v/245-24v-lithium-ion-little-frog-abs-shell-ebike-battery-pack.html
http://www.bmsbattery.com/36v/17-36v-lithium-ion-little-frog-abs-shell-ebike-battery-pack.html

ALCEDOITALIA: ok che sono celle giapponesi ma questa riduzione di peso mi fa pensare che non sia considerato il peso del sostegno ma solo quello della batteria
http://www.alcedoitalia.it/shop/batterie/batteria-per-bici-elettrica-frog-24v-11-6ah/
http://www.alcedoitalia.it/shop/batterie/batteria-per-bici-elettrica-frog-36v-11-6ah/

ALCEDOITALIA: Gran bel prodotto, non ne ho esperienza, ma il sistema di sgancio rapido permette di usufruire di tutta la riduzione di volume della pieghevole
http://www.alcedoitalia.it/shop/batterie/batteria-per-bici-elettrica-sottosella-36v-9ah/#!prettyPhoto




Batteria a borraccia
Requisiti:
un  tubo del telaio rettilineo della lunghezza adatta per installare la batteria
Vantaggi:
Essendo installata in posizione intermedia permette di installare un motore posteriore senza sbilanciare troppo la bici. Su bmsbattery queste sono le più economiche tra quelle a 36V
Svantaggi:
a trovarla una bici pieghevole con un telaio compatibile. Su aliexpress ci stanno pieghevoli con batterie borraccia di lunghezza ridotta, più semplici da installare.

BMSBATTERY: Il top del risparmio. Io presi questa per la mia. 325mm di lunghezza
http://www.bmsbattery.com/36v/513-bottle-ebike-battery.html

BMSBATTERY: Questa interessante batteria integra un la centralina/controller del motore, togliendo dall'impaccio di  doverla installare da qualche parte e ripararla dall'acqua eventualmente
http://www.bmsbattery.com/36v/567-bottle-ebike-battery-controller.html

ALCEDOITALIA: un chilo in meno secco grazie alle celle giapponesi e al case in plastica. Dimensioni anche più ridotte: 245mm di lunghezza
http://www.alcedoitalia.it/shop/batterie/batteria-bici-elettrica-smart-b-36v-11-6ah/

GREENGOBIKES: questa è molto stilosa ma ancora più lunga della cinese
http://www.greengobikes.com/prodotto/batteria-epro/




Infine nulla vieta di cercare di ridurre al minimo il peso, e a volte il prezzo, con un pacco batterie senza contenitore rigido ma contenuta in una guaina termorestringente che protegge le celle le quali all'interno sono agganciate ad un telaio
http://www.alcedoitalia.it/shop/batterie/batteria-30-celle-29e-36v-87ah/



Facciamo un gruppo di acquisto e compriamocele tutte!!!!!!!

Offline marzio75

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Re:Batterie per pieghevoli PEDELEC (panoramica)
« Risposta #3 il: Gennaio 11, 2014, 01:30:41 am »
Io quella da borraccia di alcedoitalia la possiedo e forse la cosa più fastidiosa sono le forti vibrazioni a cui è sottoposta che ti fanno temere di perderla, anche se poi, l' ho provata su dello sterrato anche per una ventina di km e non ho mai avuto problemi...comunque resta il traballamento abbastanza fastidioso da vedere e sentire, cosa che sarebbe stata ovviabile con dei supporti maggiorati
Soffri e sii grande....

Offline nurabsal

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Re:Batterie per pieghevoli PEDELEC (panoramica)
« Risposta #4 il: Gennaio 11, 2014, 01:34:14 am »
Hai provato a smorzare le vibrazioni con qualcosa di simile ad una vecchia camera d'aria nei punti di contatto tra telaio e supporto batteria? Io l'ho usata sia per questo motivo che per evitare di rigare il telaio

Offline marzio75

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Re:Batterie per pieghevoli PEDELEC (panoramica)
« Risposta #5 il: Gennaio 11, 2014, 08:20:55 am »
Purtroppo è il peso che la fa vibrare nella zona anteriore, duro prezzo da pagare per 60 km di autonomia...con 100 kg di bagaglio (io), se però ci fosse stato un'appoggio nella zona anteriore o l'avessero fatta cilindrica da poter inserire nel telaio.... Il guadagno in termini di praticità ed estetica sarebbe stato elevato.

Soffri e sii grande....

Offline nurabsal

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Re:Batterie per pieghevoli PEDELEC (panoramica)
« Risposta #6 il: Gennaio 11, 2014, 01:06:51 pm »
Interessante non l'avevo mai vista montata. È chiaro che la soluzione migliore con il motore anteriore è un motore su portpacchi che pero aggiunge peso anche esso

Segnalo questo mio post su jobike sulle prove di carica e scarica della mia vecchia BIPA 

http://www.jobike.it/forum/topic.asp?TOPIC_ID=20038

Offline 2fast2green

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Re:Batterie per pieghevoli PEDELEC (panoramica)
« Risposta #7 il: Gennaio 17, 2014, 10:09:49 pm »
Porta la mia esperienza : la batteria di Alcedo è molto valida ma ha quello sbalzo anteriore che innesca le vibrazioni, con un minimo intervento artigianale va riempito quel vuoto anteriore che la rende più stabile. Io personalmente ho risolto con un pezzo fatto in teflon e lavorato con il dremmel, verniciato di nero con Plastic Dip così non si vede. In alternativa ci sono le "borracce" in alluminio classiche (tipo BMS Battery) che hanno una slitta per tutta la lunghezza ed un ottimo sistema di blocco che le rende molto più stabili. Suggerisco comunque di mettere tra batteria e slitta di ancoraggio del nastro gommato biadesivo (tipo quello delle guarnizioni delle finestre), se potete spendere ce ne sono della 3M che da soli tengono la batteria senza mettere le viti (ad esempio il VHB4913 che regge quasi 3 Kg a cm) !!! Per le borracce cinesi occhio agli accoppiamenti che spesso non sono a tenuta stagna. Una buona verifica prima di montarle è obbligatoria.

Per completare l'ottimo intervento di @nurabsal : può essere presa in esame anche una piccola batteria da zaino collegata alla bici con cavo spiralato e connettore a sgancio rapido (in caso di emergenza). All'estero ne ho visti diversi girarci ma non saprei dirvi effettivamente vantaggi e svantaggi, di sicuro ... non la rubano ;)
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