Constante spanning uit accu halen over hele ladingsbereik

[Pol23]

Mijn vraag:
De snelheid van mijn 10+ jaar oude elektrische fiets lijkt behoorlijk afhankelijk van de accuspanning. Van 25-26km/h bij volle accu tot 22km/h onder de 25%. Vraag: kan ik met een simpele omvormer tussen de accu-uitgang en de controlleringang de accuspanning die de controller ziet als het ware stabiliseren zodat de fiets altijd netjes 25km/h loopt zoals elke andere moderne fiets?

Relevante software en hardware die ik gebruik

• 36V lithium accu, gereviseerd, werkt erg goed. Openklemspanning bij volle lading 40V
• controller, display en voorwielfietsmotor van 250W waarvan niemand me nog kan vertellen wat het is, foto controller onderaan deze post

Wat ik al gevonden of geprobeerd heb:
Hier vond ik een vergelijkbaar verhaal:
https://electronics.stack...-up-converter-for-48v-kit

• Groot verschil is dat ik niet naar 750W hoef, slechts van 32?-40V naar een constante 40V (openklemspanning lege accu moet ik nog meten maar controller stopt bij 31V volgens sticker).
• Dat de indicator van de acculading niet meer goed werkt op het display (voorkomen te diepe ontlading) is geen probleem, de accu heeft zelf lampjes en ik weet hoe ver ik er mee kan fietsen (twee weken op en neer naar kantoor is de max op een lading, 84km met volle ondersteuning).
• Hitte van de omvormer zou ook mee kunnen vallen: worst case / piek is 36V x 13A = 468W x 95% efficiency = 23W piekverlies. Bij 250W continue zou dat de helft zijn. Niet niks maar moet kunnen toch (of zit ik hier helemaal mis)?

Even zoeken geeft veel opties op Amazon:
https://www.amazon.com/Bo...boost%2Caps%2C232&sr=8-19

Zou zoiets kunnen werken? En geeft een dergelijke Buck boost omvormer netjes een constante uitgangsspanning ongeacht ingangsspanning en belasting?

Controller:



Dit is een follow-up van een vraag die ik hier gesteld heb waarop geen reactie komt. Misschien wel omdat het meer over modding electronics gaat dan over mobiliteit…? Of omdat ik ongeduldig ben… dan lijkt me andere topic hier mergen of die andere deleten het beste. Hoor het graag.
Oude e-bike terug naar 25km/h

[Sissors]

Degene die je linkt is een step-up converter. En die kan alleen omhoog gaan. Geen idee wat er gebeurd als de ingangsspanning hoger is dan de ingestelde uitgangsspanning, hopelijk weten andere daar meer van.

In principe moet zoiets werken ja, met liefst eentje die dus zowel up als down kan gaan. Bedenk wel dat de batterijindicatie dan van je fiets altijd zal zeggen dat hij vol zit. Ik neem ook aan dat beschermingscircuits in de batterij zelf zitten, dus niet dat hij in de fik vliegt door te ver leeg trekken. Maar algemeen zal het wel lastiger zijn om de batterijstatus in de gaten te houden.

[Juup]

Als je accu al te ver gedegradeerd is dan werkt dit niet.
Bij 25% lading kan die dan simpelweg niet genoeg stroom/vermogen leveren.

[Puch-Maxi]

@Pol23
Een boost converter werkt wel, alleen het probleem is dat de 'low voltage protection' van de controller het niet meer doet omdat de spanning niet inzakt tot 31V. Misschien dat de accu ook nog een BMS heeft die de spanning bewaakt? Je geeft verder niet aan om welk merk en model fiets het gaat .

[SA007]

Hetzelfde vragen op 2 plekken is niet nodig.
Oude e-bike terug naar 25km/h

Deze gaat dicht.

Als je met het 'oude' topic in MME verder wil kan je een topicreport indienen en 'm laten verplaatsen naar MME.

Met het oude topic gesloten gaat deze weer open.

[ Voor 43% gewijzigd door SA007 op 04-08-2024 19:30 ]

[Galinsky]

Het zou ook kunnen dat dit bij iedere accu gebeurt waarbij de spanning laag is. Spanning wordt nou eenmaal minder naarmate de accu leger raakt

bij 100% is de accu 42v en bij 34v is hij zo ongeveer "leeg". Onder electrische load/tijdens fietsen zou dat inderdaad naar de 31v kunnen vallen gezien daarmee ook de voltage (tijdens de load) naar beneden gaat.

Nu, met brushless motoren worden de maximale omwentelingen/ maximale RPM bepaald door onder andere de voltage. Hogere voltage heeft een mogelijkheid tot hogere maximale omwentelingen.

Er iets tussen proppen dat de voltage boost kan uiteraard, Dit kost echter ook meer stroom want met omvormen verlies je gewoon stroom. De voltage van accu is al laag en je gaat dan de ampere flink verhogen. De degradatie van de accu gaat dan exponentieel omhoog. Waarschijnlijk draait de accu nu al op zijn maximale dat hij kan dragen en valt de voltage gewoon enorm laag uit. Mochten er geen beveiliging op de accu's zitten is dat ook nog potentieel brandgevaarlijk.
een goede omvormer kopen dat goed 250 watt?? al lijkt je controller meer 500watt te zijn (36v nominaal x 13A) kan dragen zou ik niet van alieexpress halen. Zeker omdat electomotoren best veel Noise genereren is een omvormer kopen die dit lang kan volhouden waarschijnlijk net zo duur als een nieuwe set batterijen. Je kan wel van alieexpress halen maar als je een goede wilt ben je gauw zon 3 a 400 euro kwijt wat ook weer best een groot pakket is dat je mee moet nemen op de fiets. T is toch weer een redelijke power brick.

Al met al zou je kunnen overwegen je accupakket te reviseren. Een boost converter ertussen werkt naar mijn inziens in de beste scenario van korte duur voor best veel geld.

EDIT: Wat ik denk dat zelfs zou kunnen gebeuren is dat de accu zelf weet dat hij niet goed meer is en hij de maximale afname van stroom verlaagd om niet onder die 31v te komen. Mogelijk door de boost converter er tussen te zetten wat stroom verbruikt maak je de situatie alleen maar erger omdat er nu minder energie over is voor de fiets gezien de accu maximaal maar 200 watt wil geven ipv 250 om boven de 31v te blijven. Maar dat is speculatie.

[ Voor 11% gewijzigd door Galinsky op 04-08-2024 14:55 ]

[Pol23]

@SA007, veel dank voor de oplettendheid!
@Notna, helemaal terecht Deels door mijn ongeduld bij het uitblijven van reacties (misschien is anderhalve dag ook niet genoeg ), deels doordat ik me later pas besefte (mede door reacties) dat het merk van de fiets (eigenlijk het hele concept 'fiets') er niet toe doet; dit is geen mobiliteitsvraag maar electro modding. Is dat andere topic hierin te mergen, hoe werkt dat? Reacties zijn namelijk waardevol!

Anyways:

@Juup, @Galinsky, accu is al gereviseerd. Rijdt verder ook prima tot compleet lege accu. Maar wat ik wil bereiken is dat deze oude fiets de normale snelheid van 25km/h haalt over het volledige bereik van acculading. We hebben een nieuwere bakfiets met een Bosch middenmotor. Die rijdt keurig 25km/h; van volledig opgeladen accu tot leeg. Mijn gok, en vandaar dit topic, is dat een moderne controller dus beter kan compenseren voor variërende accuspanning gedurende ontlading... Dit is dus mijn referentie, wat ik graag wil bereiken.

@Sissors, vroeg ik me ook af, moet inderdaad een up/down converter zijn. De gelinkte converter heeft het goede in- en uitgangsbereik en genoeg vermogen, maar geen idee of dat dus goed werkt... Batterijstatus kan ik in de gaten houden op twee manieren:
1. er zitten vier ledjes achterop de accu zelf, kan ik in de gaten houden
2. een week fietsen haalt 'ie met gemak, dus simpelweg elke zondag even opladen

@Puch-Maxi (uit andere topic): gaat inderdaad niet om het merk fiets, gaat niet eens om 'fiets' . Hoe belangrijk is de low-voltage protection? Ik snap dat Li-accu's te diep ontladen schadelijk is, maar zie hierboven. Uiterlijk bij 1 van de 4 ledjes resterend accu opladen.
Je gaf me nog een ander idee, wordt wel erg MacGyver, maar ik zou natuurlijk een soort schakelaar kunnen inbouwen waarmee de plus-draad vanaf de accu direct met de controller wordt verbonden, of met de converter. Stand 1 om batterij te bekijken, stand twee om te fietsen. Zou zelfs kunnen overwegen om stand twee pas te gebruiken als de snelheid te laag wordt. Los je meteen het probleem dat @Sissors aanhaalt op, enkel boost-up nodig... Klinkt wel aardig, oude fiets met overdrive. Grote rode knop op het stuur...

@Galinsky (uit andere topic) te veel stroom maak ik me niet te veel zorgen over (please correct me if I'm wrong...):
* motor / systeem toen ik het kocht, en volgens mij wettelijk maximum = 250W / 36V = ~7A
* max stroom met bijna lege batterij = 250W / 31V = ~8A
Waarbij 250W volgens mij het bovenbereik is voor vollast. Voor een accu van 14 of 15Ah moet dat kunnen, toch?

Voor het vermogen van de omvormer ben ik van het hoogste getal dat ik kon vinden uitgegaan om de piekbelasting in te schatten: 13A max stroom volgens de controller = 42V x 13A = 546W. Omvormers in dit spanningsbereik van >1.000W zijn makkelijk te vinden en kosten niet meer dan €20-30 (voor €5-6 vind je er ook genoeg maar dat is allemaal <<500W). Dus €29 voor 1.500W leek me voldoende...

[ Voor 0% gewijzigd door Pol23 op 04-08-2024 21:11 . Reden: Typo ]

[memphis]

Niet te vergeten dat het erbij plaatsen van zo'n converter extra energie verbruikt en dus korter rijplezier hebt.
Even terzijde dat zo'n goedkope Chinese converter op papier meer belooft dan dat het werkelijk kan verwacht ik ook niet dat het meer dan 90% efficiëntie heeft.

[Galinsky]

Pol23 schreef op zondag 4 augustus 2024 @ 20:44:
@SA007, veel dank voor de oplettendheid!
@Notna, helemaal terecht Deels door mijn ongeduld bij het uitblijven van reacties (misschien is anderhalve dag ook niet genoeg ), deels doordat ik me later pas besefte (mede door reacties) dat het merk van de fiets (eigenlijk het hele concept 'fiets') er niet toe doet; dit is geen mobiliteitsvraag maar electro modding. Is dat andere topic hierin te mergen, hoe werkt dat? Reacties zijn namelijk waardevol!

Anyways:

@Juup, @Galinsky, accu is al gereviseerd. Rijdt verder ook prima tot compleet lege accu. Maar wat ik wil bereiken is dat deze oude fiets de normale snelheid van 25km/h haalt over het volledige bereik van acculading. We hebben een nieuwere bakfiets met een Bosch middenmotor. Die rijdt keurig 25km/h; van volledig opgeladen accu tot leeg. Mijn gok, en vandaar dit topic, is dat een moderne controller dus beter kan compenseren voor variërende accuspanning gedurende ontlading... Dit is dus mijn referentie, wat ik graag wil bereiken.

@Sissors, vroeg ik me ook af, moet inderdaad een up/down converter zijn. De gelinkte converter heeft het goede in- en uitgangsbereik en genoeg vermogen, maar geen idee of dat dus goed werkt... Batterijstatus kan ik in de gaten houden op twee manieren:
1. er zitten vier ledjes achterop de accu zelf, kan ik in de gaten houden
2. een week fietsen haalt 'ie met gemak, dus simpelweg elke zondag even opladen

@Puch-Maxi (uit andere topic): gaat inderdaad niet om het merk fiets, gaat niet eens om 'fiets' . Hoe belangrijk is de low-voltage protection? Ik snap dat Li-accu's te diep ontladen schadelijk is, maar zie hierboven. Uiterlijk bij 1 van de 4 ledjes resterend accu opladen.
Je gaf me nog een ander idee, wordt wel erg MacGyver, maar ik zou natuurlijk een soort schakelaar kunnen inbouwen waarmee de plus-draad vanaf de accu direct met de controller wordt verbonden, of met de converter. Stand 1 om batterij te bekijken, stand twee om te fietsen. Zou zelfs kunnen overwegen om stand twee pas te gebruiken als de snelheid te laag wordt. Los je meteen het probleem dat @Sissors aanhaalt op, enkel boost-up nodig... Klinkt wel aardig, oude fiets met overdrive. Grote rode knop op het stuur...

@Galinsky (uit andere topic) te veel stroom maak ik me niet te veel zorgen over (please correct me if I'm wrong...):
* motor / systeem toen ik het kocht, en volgens mij wettelijk maximum = 250W / 36V = ~7A
* max stroom met bijna lege batterij = 250W / 31V = ~8A
Waarbij 250W volgens mij het bovenbereik is voor vollast. Voor een accu van 14 of 15Ah moet dat kunnen, toch?

Voor het vermogen van de omvormer ben ik van het hoogste getal dat ik kon vinden uitgegaan om de piekbelasting in te schatten: 13A max stroom volgens de controller = 42V x 13A = 546W. Omvormers in dit spanningsbereik van >1.000W zijn makkelijk te vinden en kosten niet meer dan €20-30 (voor €5-6 vind je er ook genoeg maar dat is allemaal <<500W). Dus €29 voor 1.500W leek me voldoende...

Ik ben wel benieuwd naar je booster converter voor €30, zou je een linkje kunnen sturen. Voor rond 42v heb ik die niet kunnen vinden. Als je accu al een revisie heeft gehad en hij is 15Ah moet hij inderdaad wel 8A load kunnen dragen of laat zeggen 9A door verlies van converter. Bij li-ion moet het wel 1A per 1Ah kunnen dragen soms ook (veel) meer maar dat is een redelijk veilige maatstaf. Dus daar zit je ruim onder.

Verder denk ik, is een aanname, dat je accu zelf ook nog wel enige beveiliging heeft. Die 31v op de controller is denk ik een beveiliging van de controller zelf, die heeft ook gewoon minimale spanning nodig om te werken. Accu zelf zal ook wel overload protection en undervolt/ overvolt protectie hebben. Er zitten waarschijnlijk 10 li ion cellen in serie wat gewoon een BMS (battery management system) nodig heeft. Dus al zal je de controller van de brushless motor “tricken” heb je nog steeds alle beveiligingen op de accu.

[Pol23]

Galinsky schreef op zondag 4 augustus 2024 @ 23:40:
Ik ben wel benieuwd naar je booster converter voor €30, zou je een linkje kunnen sturen

Zie TS, tweede link.

memphis schreef op zondag 4 augustus 2024 @ 22:45:
Niet te vergeten dat het erbij plaatsen van zo'n converter extra energie verbruikt en dus korter rijplezier hebt.
Even terzijde dat zo'n goedkope Chinese converter op papier meer belooft dan dat het werkelijk kan verwacht ik ook niet dat het meer dan 90% efficiëntie heeft.

Geen idee hoe ik zoiets op waarde moet schatten zeg maar. Alle specs lijken te kloppen. Maar met dezelfde specs vind je net zo makkelijk omvormers van >€500… 10% verlies van 250W is een halogeenlampje op halve kracht.

Bereik maak ik me niet te veel zorgen om. Kan nu ongeveer 84km fietsen met max ondersteuning. Stel dat daar 10% vanaf gaat kan ik nog steeds meer dan n week op en neer naar kantoor.

Belangrijkste vraag blijft of het die €30 en wat prullen waard zou kunnen zijn of dat dit op de oprit al in de fik vliegt (of niet eens op gang komt…)

[jeroen3]

Je verliest dan wel de onderspanningsbeveiliging van de motorcontroller.
Mogelijk trip je dan de bms in de accu.

Ik denk dat je beter af bent met een nieuwe accu waarvan de interne weerstand niet zo hoog is.

[Galinsky]

Pol23 schreef op maandag 5 augustus 2024 @ 07:23:
[...]

Zie TS, tweede link.


[...]


Geen idee hoe ik zoiets op waarde moet schatten zeg maar. Alle specs lijken te kloppen. Maar met dezelfde specs vind je net zo makkelijk omvormers van >€500… 10% verlies van 250W is een halogeenlampje op halve kracht.

Bereik maak ik me niet te veel zorgen om. Kan nu ongeveer 84km fietsen met max ondersteuning. Stel dat daar 10% vanaf gaat kan ik nog steeds meer dan n week op en neer naar kantoor.

Belangrijkste vraag blijft of het die €30 en wat prullen waard zou kunnen zijn of dat dit op de oprit al in de fik vliegt (of niet eens op gang komt…)

Ah excuus, dat lijkt mij geen goede step up controller. Ik ben er zeker van dat hij niet precies op een bepaalde voltage kan blijven zeker wanneer de input ook van voltage veranderd. Deze relatief goedkope omvormers hebben vaak dit soort gedrag. Deze converters zijn "goed" wanneer input voltage en load altijd gelijk is. Zodra 1 van die 2 veranderd gaat zijn output voltage ook veranderen

97% efficientie zal heel misschien bij best case scenario zitten zal meer rond de 90 zijn. Dus je verliest eigenlijk al 10% van je accu. door dit te gebruiken. Heel dit goedje gebruik je dan eigenlijk om 15% langer op 25kmpu te blijven fietsen.

Wat ook nog een idee is om een rij parellele cellen toe te voegen. wanneer de accu op zo'n 40% is (accu is dan 37v/38v) met die reeks cellen bump je de voltage weer omhoog naar bijna 42v. Maar is erg rommelige oplossing.

wat ook kan is parallel meer cellen toevoegen mocht je daar mooie omhuizing voor vinden. dan is de drop in voltage onder load minder en je kan langer fietsen. Mocht je dit mooi waterdicht krijgen

persoonlijk denk ik dat DC-DC omvormer zonde is van de tijd en geld.

[Puch-Maxi]

Er is nog een mogelijk nadeel, bij een constante spanning neemt de stroom uit de accu toe naarmate de spanning van de accu inzakt bij een gelijk vermogen. Bijvoorbeeld ~6A bij 42V en 250W terwijl het ~8A is bij 31V en 250W. Dat vinden de cellen en de bedrading niet fijn.

[Pol23]

Galinsky schreef op maandag 5 augustus 2024 @ 09:46:
Ah excuus, dat lijkt mij geen goede step up controller. Ik ben er zeker van dat hij niet precies op een bepaalde voltage kan blijven zeker wanneer de input ook van voltage veranderd. Deze relatief goedkope omvormers hebben vaak dit soort gedrag. Deze converters zijn "goed" wanneer input voltage en load altijd gelijk is. Zodra 1 van die 2 veranderd gaat zijn output voltage ook veranderen
[...]
persoonlijk denk ik dat DC-DC omvormer zonde is van de tijd en geld.

Dank voor de heldere uitspraak. Nu begrijp ik denk ik ook waarom je omvormers voor 3 tientjes kunt kopen maar ook voor een paar honderd euro. Mijn doel ga ik in ieder geval voor 3 tientjes dus niet halen. Jammer maar helaas!

Cellen toevoegen kan inderdaad maar dat wordt nooit netjes. Heb de accu twee jaar geleden laten reviseren. Dat is netjes gedaan en werkt erg goed dus daar ga ik liever niet aan prullen.

Allerlaatste optie zou nog zijn om de controller te vervangen door iets moderns maar probleem is dat ik niemand kan vinden die weet wat voor controller/motor/display dit zijn. 10+ jaar oud en vreemd systeem; in tegenstelling tot de meeste moderne systemen heeft het display 'invloed' op de snelheid maar ik weet niet hoe. Ik kan in het display de wielmaat aanpassen maar dan geeft het display enkel een andere snelheid weer terwijl de snelheid van de fiets niet veranderd. Een tijdje geleden heb ik een nieuw display kunnen bestellen (via degene die de failliete boeldel van de originele producent heeft overgenomen) omdat de oude niet meer waterdicht was maar daarmee rijdt de fiets echt te langzaam (volledig opgeladen ~24km/h). Als iemand nog tips/ideeen heeft hoor ik het graag. Maar dan wordt het wel een ander topic...

If it ain't broken, tweak it...