eBike poison 3kW

2016 

Konfiguracja:
 - akumulator  16s10p x Sanyo NCR18650GA (3233mAh), 60V, 34Ah, 2kWh, 50A max. ,
 - BMS 20s 80A
 - sterownik Sabvoton SVMC072080,
 - silnik Nine Continent RH2809 D (7x9),
 - przetwornica 12V 10A,
 - przetwornica USB 5,2V , 1,7A,
 - miernik mocy VAC-1100A,
 - czujnik hamulca TLE4905L



Tak wygląda rower po zamontowaniu wszystkich elementów:

Przerabiany rower posiada ramę o rozmiarze 17" oraz koła 26". Tylne koło zostanie wymienione na koło z silnikiem w piaście. W trójkącie wewnątrz ramy będzie znajdować się obudowa wykonana laminatu mieszcząca akumulator.

Wzór obudowy akumulatora został wykonany ze styroduru.
Wszelkie niedoskonałości poprawiono szpachlą akrylową.

Każda z dwóch części obudowy została wykonana z 6 warstw tkaniny rowingowej 300g.

Do laminowania wykorzystano żywicę poliestrową.

Efekt końcowy laminowania.

Obudowa akumulatora zamontowana wewnątrz ramy.

Rower będzie napędzał silnik BLDC
Nine Continent RH2809 D (7x9).
Jest to silnik wolny dysponujący dużym momentem obrotowym.Nowe koło wraz z silnikiem waży 9kg.


 

Montując silnik o tak dużej mocy i momencie w lekkiej i delikatnej aluminiowej ramie niezbędne jest zamontowanie dodatkowego mocowania, które zapobiegnie obróceniu się osi silnika i rozerwaniu ramy.

Silnik został rozkręcony w celu wklejenia dwóch bezpieczników termicznych pod uzwojenie.

Będą one zabezpieczać silnik przed spaleniem poprzez wyłączenie sterownika w momencie gdy temperatura uzwojenia będzie za wysoka.

Sterownik wektorowy Sabvoton SVMC072080 z uwagi na swoje gabaryty zostanie zamontowany na bagażniku. Dzięki takiej lokalizacji całkowicie odpada problem z odprowadzaniem ciepła z obudowy sterownika.

Dobudowy akumulatora wybrałem ogniwa Sanyo NCR18650GA, które zostaną połączone w konfiguracji 16s10p.
Dzięki temu otrzymam akumulator o następujących parametrach:
60V, 34Ah, 2kWh, 50A max.

W obudowie wewnątrz ramy zmieści się 160 ogniw Li-Ion 18650.

Przed montażem akumulatora każde ogniwo został przetestowane pod kątem pojemności. Średnia pojemność ze wszystkich ogniw wyniosła 3233mAh dla pojedynczego ogniwa. Następnie posegregowałem tak ogniwa w celach aby każda cela posiadała identyczną pojemność.

Do połączenia 160 ogniw wykorzystałem drut miedziany o przekroju 10mm2 oraz drut o przekroju 0,2mm2. Każde ogniwo jest osobno połączone z główną szyną za pomocą cienkiego drucika. W przypadku gdy pojedyncze ogniwo ulegnie uszkodzeniu i przez drucik popłynie prąd większy niż 15A, uszkodzone ogniwo zostanie odłączone przez przepalenie się połączenie.
Połączenia wykonywałem grotem marki GOOT dzięki czemu lutowanie pojedynczego ogniwa trwało bardzo krótko i nie było ono narażone na przegrzanie.

Akumulator został wyposażony w BMS 80A. Jest to urządzenie automatyzujące cały proces użytkowania akumulatora. Nadzoruje on prawidłowe ładowanie i rozładowywanie, dzięki czemu akumulator jest całkowicie bezobsługowy.

Waga roweru wzrosła z 12kg do 30kg dlatego też tarczę hamulcową o średnicy 160mm wymieniłem na tarczę "pływającą" o największej możliwej średnicy 203mm. Różnica w skuteczności hamowania jest ogromna.

Przy dźwigni przedniego hamulca przykleiłem
czujnik Halla TLE4905L, który jest wyzwalany magnesem zamontowanym w pokrętle regulacji zasięgu klamki. Dzięki temu w początkowym zakresie klamki załącza się regeneracyjne hamowanie silnikiem. Po głębszym wciśnięciu dźwigni zaczyna działać przedni hamulec. Podczas jazdy w większości hamowanie silnikiem jest wystarczające aby zwolnić rower. Oszczędza się dzięki temu klocki hamulcowe oraz zwraca do akumulatora ok 5% pobranej energii.




Wrażenia z jazdy są niesamowite :D.
Rower przyspiesza bardzo dynamicznie prawie od zerowej prędkości.
Prędkość maksymalna wynosi 38km/h i bez wspomagania można ją osiągną w zaledwie 4s.
Najwięcej radości sprawia pokonywanie trudnego, grząskiego, błotnistego terenu.
Rower idzie przez wszystko jak czołg :D

Silnik dysponuje bardzo dużym momentem nawet przy niewielkich prędkościach, umożliwia pokonywanie bardzo stromych wzniesień bez wcześniejszego nabierania prędkości.
Intensywnie testując rower, akumulator rozładował się po 130km.
W "trasie", utrzymując stałą prędkość, wspomagając silnik siłą ludzkich mięśnie oraz nie podjeżdżając pod każdą górkę w zasięgu wzroku akumulator wystarcza na pokonanie dystansu 200km.

Zarówno silnik jak i sterownik pracują prawie bezgłośne.
Koszt naładowania roweru to 2kWh czyli kilkanaście groszy.
Czas ładowania wynosi 10h, ale stosując odpowiednią ładowarkę czas ten można skrócić do 2h.

Niestety konstrukcja nie spełniła moich oczekiwać, przez co ostatecznie rower został rozebrany a części posłużyły mi do budowy kolejnego eBika.
Połączenie dużej mocy i dodatkowych 20kg razem z lekkimi i mało wytrzymałymi komponentami przeznaczonymi raczej do zawodów XC odbierało całą radość z jazdy. Zamiast cieszyć się możliwościami urządzenia podczas jazdy, cały czas trzeba było uważać aby roweru nie zniszczyć w trudnym terenie. Połączenie dużej wagi i mocy z lekką, nie amortyzowaną ramą wielokrotnie doprowadziło po prostu do rozszarpania tylnych widełek.
Bardziej wymagającym użytkownikom nie polecam budować mocnego ebika na ramie typu hardtail, czyli bez zawieszenia



Koszt modyfikacji:
- ogniwa NCR18650GA 1700zł
- silnik wraz z obręczą 1100zł
- sterownik wektorowy 890zł
- ładowarka 255zł
- BMS 260zł

Do tego dochodzi mnóstwo drobiazgów potrzebnych do wykonania obudowy na akumulator oraz zamontowania wszystkich elementów.

Rower można przerobić na elektryczny znacznie mniejszym nakładem finansowym zmniejszając jego docelowe możliwości takie jak zasięg, prędkość maksymalną, moment czy kulturę pracy sterownika. Np.:
- sterownik blokowy 1500W 250zł,
- silnik 700zł
- BMS 150zł
- ładowarka 200zł
- akumulator 500zł (np. 14s5p INR18650-29E 7zł/szt.)
Wszystko można pozyskać jeszcze taniej kupując np. na aliexpress.
Ogniw raczej nie kupuje się w sklepach internetowych bo przy tak dużej ich ilości wychodzi to bardzo drogo. Najlepiej jest pytać na forach internetowych (pojazdyelektryczne.org, swiatelka.pl), często ludzie sprzedają w dużej ilości nowe ogniwa z demontażu lub bezpośrednio od producenta.

Schemat elektryczny: