Дополнительный аккумулятор 48V 20AH на электро-велосипед.

Ранее в 70-80 годах прошлого века, была поговорка: «Хочешь разорить друга, подари ему фотоаппарат». И действительно, необходимо было докупать фотоувеличитель, свет, фотобачок для проявки, пленки, реагенты и т.п. Я же купил электрический велосипед, и теперь разоряюсь на различные детали и компоненты, способные улучшить характеристики велосипеда, или добавить удобств при езде. Ранее в моем обзоре, вызвавшем шквал комментариев в стиле: «ну ты и лузер, купил фигню, все развалится вскоре. Надо было брать...», я указал главную проблему для меня — недостаточность запаса хода по горной местности. Потому первоочередной задачей была покупка дополнительного аккумулятора. Что из этого вышло, можно будет узнать из моего обзора, ну а я, узнаю как я "лоханулся" ошибся на этот раз, из Ваших комментариев! Поехали… ;)


И так вкратце, для тех кто не читал мой первый обзор, про покупку электробайка из Китая, напомню, что велосипед укомплектован штатной батареей 48V 13AH.

Этой емкости катастрофически не хватает, особенно при езде в горной местности. Я постоянно веду переписку с производителем, и собственно китайцы тоже признали, что для редукторного двигателя Bafang 750W, емкости штатного аккумулятора мало. Данный аккумулятор изначально был рассчитан на двигатели 250-350W, и дает возможность комфортно ездить как с системой PAS (педальный ассистент), так и просто используя акселератор (ручку газа). Притом никаких рывков двигателя при педалировании с включенной PAS (которые наблюдаются у меня), не будет из-за небольшой мощности базового мотора.

Поскольку этот мой обзор так или иначе перекликается с первым обзором Китайского велосипеда, потому он будет своеобразным дополнением первого обзора, и я буду рассматривать не только дополнительный аккумулятор, но и велосипед в целом. Думаю, что его трансформация из Ашан байк (в покупке которого, меня пытались убедить комментаторы), в что то более-менее удобоваримое будет полезна для любителей велосипедов и других неравнодушных к этой теме читателей Муськи.

Позвольте мне отвлечься на те недостатки, которые были выявлены в ходе недолгой эксплуатации электробайка, а потом уже перейдем к обозреваемому аккумулятору. Это, возможно, позволит кому то не делать ошибки и не наступать на те грабли, на которых я пляшу.

1. Если вы покупаете электробайк с мощным мотором, то сразу же берите аккумулятор повышенной емкости. У производителя был вариант 48V 17,5AH, но покупка велосипеда с этим аккумулятором станет сразу на $100 дороже. Мне вряд ли это поможет решить проблему, потому я решил купить дополнительный аккумулятор в дополнение (а не вместо) к штатному.
2. В ходе переписки с производителем выяснилось, что существуют 2 (а может и больше, но мне известно о 2 вариантах), разновидностей PAS системы. У меня установлен так называемый — датчик скорости. При использовании этого типа датчика наблюдается широко известная проблема, это рывки велосипеда при подключении двигателя. Проблема наблюдается преимущественно на мощных двигателях. Эту проблему решает установка PAS системы с датчиком крутящего момента. Но это требует как смену самого датчика, так и замену контроллера, на другой тип способный работать с датчиками этого типа. Если бы я знал изначально об этой проблеме, я бы настоял на установке нужного мне оборудования. Так же понятно, что это будет более дорогое решение. Тем кто собирает самостоятельно электровелосипед, полезно знать эту информацию, что бы потом не удивляться, почему все работает не так как хотелось бы.
Чуть больше информации о этих датчиках под спойлером.

И так мы плавно подошли к обзору дополнительной аккумуляторной батареи. И так, я как настоящий Муськовчанин, полез искать дополнительный аккумулятор на Али Экспресс. Мне нужен был вариант, где дополнительная батарея установлена в двойной багажник. Такие варианты были, но за аккумулятор 48V 21AH, просят не менее $550, а это уже половина стоимости велосипеда + долгий срок доставки.
Вот к примеру подобный лот Понятное дело мне цена не нравится и хочется купить что то подешевле.

Можно было поискать аккумуляторы в оффлайне. Стоимость несколько ниже, но требуется корпус для аккумулятора, и двойной багажник, для установки батареи, ну и как то это все «сколхозить».
Компания Веломир Алматы, предлагает вариант аккумуляторной батареи на 20AH, за 123000 тенге ($313).

В конечном итоге меня продавец аккумуляторов нашел сам на Алибабе, поскольку видать мои поисковые запросы там доступны продавцам. Мне предложили готовый аккумулятор на 20AH 48V в комплекте с багажником. Это сам аккумулятор.

Это в комплекте с багажником.

По моему небольшому опыту покупок на Алибабе, нужно полностью описывать техзадание, и требовать что бы продавец подтвердил, каждый пункт. Иначе потом получишь что то опосредованное и не то что тебе нужно. Потому я сразу запросил спецификацию аккумулятора. Продавец заявил следующие характеристики:

1. Аккумуляторы будут заводского китайского изготовления (не Самсунг), 
Продавец дает 18 месячную гарантию на батарею
2. Ячейки будут 3.7V 2500mAH
3. Заявленный ток аккумулятора 35А (максимальный)
4. Заявленный срок жизни элементов не менее 800 зарядок
5. Время зарядки 3-5 часов
6. Корпус батареи имеет защиту от брызг и дождя
7. Элементы собраны по схеме 13s8p
8. BMS контроллер имеется (к сожалению фотографию я не смог добыть)
9. В комплекте будет зарядное устройство 48V 2А
10. В комплекте багажник на фатбайк (уточнил 3 раза этот вопрос)
черного цвета и сам аккумулятор тоже черного цвета, материал корпуса алюминий.

Сразу же вызвали подозрение китайские элементы в батарее. И я пошел советоваться с продавцами АКБ, веломастерами и т.п.
Мне сказали, что «кетай» — Китаю рознь. Если аккумулятор изготовлен на нормальном заводе на юге Китая, то он обычно соответствует заявленным характеристикам, и ходит довольно долго. А с каждым годом продукция китайских производителей все лучше и лучше по качеству, вероятно китайцы скоро догонят «Самсунг» и прочих именитых производителей.

Вот к примеру характеристики подобного китайского аккумулятора:

Аккумулятор 18650 Lishen 2500 mAh, токи разряда до 10А, заряд 1.25А
Реально измеренная ёмкость: 2512мАч при допустимой 2350мАч. Внутреннее сопротивление всего 16мОм.
Используемая химия позволяет добиться большого количества циклов перезаряда — до 600, а низкое внутренне сопротивление гарантирует низкую просадку при нагрузках!

Сборка 13s8p — содержит по 8 элементов, с суммарным максимальным током 35А, а это означает что максимальный ток одного элемента будет 4.3А, примерно. Даже если там не высокотоковые элементы, то нагрузка получается не большая. А учитывая, что я собираюсь соединить 2 батарейки параллельно (конечно развязав силовые выходы), то нагрузка становится еще ниже. Потому я решил рискнуть и заказать китайский аккумулятор.
Еще картинки от продавца:

Размеры аккумулятора:

В общем я сделал заказ на Алибабе, желающим скрин заказа под спойлером.

Пока посылка едет ко мне, начал искать варианты установки аккумуляторов. Китайцы тут ничем помочь не могут, предлагают найти инженера на месте, и при этом при установке двух батарей не обеспечивают гарантию. А где-ж его найти то инженера… Я обзвонил все веломастерские, и понял что спасение утопающих, это дело рук самих утопающих. А учитывая то, что у меня стоит на балконе осциллограф, и я даже иногда понимаю, что показывает его «стрелка»©, то решил колхозить все самостоятельно, если конечно не найду нормального инженера. А пока такие мысли:
Вариант колхоза № 1. Поставить 2 батареи и подключать их по одной через коммутацию переключателем. Плюсы такого решения, никаких рисков для самих аккумуляторов, из-за возможных перетоков, при соединении силовых выходов без коммутации. Минусом будет то, что будет повышенный износ каждого аккумулятора, из за неслабых токов двигателя Bafang 750W.
Вариант колхоза № 2. Соединить батареи параллельно. Решение выглядит хорошим, так как ток двигателя делится между двумя батареями, и нагрузка на каждую снижается. Но возникает опасность, спалить BMS, из за возможных «перетоков».
Я полез на форумы, по этому поводу. В большинстве случаев описывается, что люди просто соединяют параллельно полностью заряженные аккумуляторы, и вообще не парятся по этому поводу. Но все же вызывает опасение, что возможны проблемы если не предусмотреть защиту от «перетекания тока» по силовым проводам, из одного аккумулятора в другой (возможно я не прав по этому поводу). Учитывая что силовые элементы BMS обычно выполнены на мосфетах, а значит там есть технологический паразитный диод, который позволит перетекать току в обратном направлении.

Мне видится самым простым решение этой проблемы использование силового диода на выходе. А что бы уменьшить падение напряжения на диоде, можно использовать диод Шоттки, который имеет падение напряжения от 0.3В.
Осталось только найти и купить 2 мощных диода на 60В и ток 35-40А с запасом. Хотелось бы именно диоды Шоттки, но у нас тут не Москва, потому что будет на хороший ток, то и буду покупать, потому как ждать из Китая долго, да и что там пришлют на самом деле — неизвестно. Китайцы очень любят заниматься перемаркировкой деталей.

Пока я ожидаю дополнительную батарею, заехал в одну веломастерскую, по дороге, что бы отрегулировать задний тормоз. Традиционно спросил мастера, не знает ли он кого-либо понимающего в установке дополнительного аккумулятора. И он мне подсказал, съездить в компанию Вольта. Я нашел их сайт в интернете Вольта точка КЗ. Узнал их местонахождение. Решил съездить туда, посмотреть. И я нашел нормального инженера, который подключил не один десяток дополнительных аккумуляторов, не говоря уже о том, что они сами производят любые конфигурации аккумуляторов на заказ. Я показал свое китайское приобретение — электро фатбайк. На нем прокатились, внимательно и всесторонне рассмотрели все детали и вынесли свой вердикт.

Не вызвало возражений:
Рама велосипеда. Сказали очень удобна для установки любых навесных агрегатов.
Колеса (никаких возражений по поводу фатбайка, не последовало) Еще бы резину сменить на гладкий протектор.
Сиденье.
Руль.
Система переключения скоростей

Не понравилось:
Мотор в колесе. В принципе нормальный мотор, для езды в городском цикле на Фатбайке, но под мои задачи он не подходит. Рекомендовали подумать на будущее, о смене его на кареточный киловатный двигатель. Тогда откроются широкие перспективы движения по горной местности. А с установленным редукторным двигателем на 750W, посоветовали не соваться на резкие подъемы, что бы не сжечь мотор. Ранее в комментариях мне говорили, что у двигателя проблемы с охлаждением, это же подтвердил и инженер.
Купленная мною батарея в багажнике. С точки зрения инженера, багажник на велосипеде, это «хвост», меняющий центровку веса велосипеда. Сами же они ставят дополнительные батареи только в просвет рамы. Я принимаю эти доводы, но мне необходим багажник, по другим причинам, да и батарея уже заказана, оплачена и едет в Алматы.

Категорически не понравилась:
Тормозная система. Поясню точку зрения вело инженера. Если ездить по городу, на работу и домой, или в магазин, или просто кататься, то тормоза Tektro вполне нормальные и достаточные, для эффективного торможения. Т.е они рассчитаны на спокойную езду по ровной местности. Но если ездить в горы, даже по асфальту и при небольших, но затяжных уклонах, эффективность тормозов недостаточна. В прочем я уже это понял ранее самостоятельно при спуске с гор. Потому рекомендовали для моей же безопасности заменить их на гидравлику.
Работа PAS системы. Она при определенных условиях может нести опасность. И кроме того она не отключаема в служебном меню компьютера. PAS система может рвануть с места на перекрестке (поскольку включает двигатель сразу на полную мощность), что чревато возможностью влететь в какую нибудь машину, с зазевавшимся водителем, для которого велосипедист это совсем не транспортное средство, а таковых «водятлов» много в Алматы. Было предложено просто деактивировать систему, отключив разъем педального датчика. А как же педальный ассистент, в котором я видел особый смысл в первом обзоре, спросите Вы? Мне предложили одно решение, с некоторым подобием круиз-контроля, это «полуручка» газа. Она позволит определенным образом установить уровень помощи двигателем, достаточным, что бы активно педалировать, с умеренной нагрузкой. Удобно, что часть ручки вращается, а часть неподвижная, потому возможно просто зажать рукой ручку, в определенном положении, что невозможно сделать если акселератор выполнен в виде курка.

И опять возвращаемся к аккумуляторам. Рассказал свое виденье решение проблемы инженеру. На что получил такую информацию. Развязка аккумуляторов при помощи диодов в принципе не нужна. Мне предлагают вообще переделать оба аккумулятора: поставить туда одинаковые BMS, позволяющие параллельное подключение и предусмотреть общую зарядку обоих аккумуляторов от одного зарядного устройства. Для этого необходимо использовать BMS позволяющие проводить зарядку по силовой шине (так называемые симметричные BMS, по английски Common Port). Если батареи всегда будут соединенные параллельно, то никакой опасности нет, ни для контроллера, ни для самих батарей. Ну и сразу мне показали готовое подобное решение. Ну что-ж… Я только ЗА! Потому, как приедет дополнительный аккумулятор, поставлю байк на переделку, заодно заменю тормоза на гидравлику с увеличенными тормозными дисками, что бы уже закрыть вопрос с тормозами навсегда.

Пока жду доставку батареи решил проверить некоторые советы, из комментариев к обзору про Электро Велосипед. Обычно бывает, самое ценное на Муське, не сам обзор (хотя конечно, некоторые обзоры могут быть ценными), а некоторые комментарии, предлагающие какие-либо решения или веские грамотные замечания. Они выделяются из общего, обычно негативного, информационного шума любителей почесать свое Эго.
Поскольку к обзору имеет опосредованное отношение, скрываю под спойлер.


И вот моя посылка с аккумулятором приехала. Я не стал фотографировать упаковку, компания Энергия хорошо дополнительно упаковывает груз (конечно за мой счет), потому приехало все, без повреждений. В картонной коробке обшитой мешковиной была батарея, зарядное устройство и багажник с креплением. Все упаковано в отдельные пакеты. Поскольку батареи будут переделываться, я попросил мастеров сделать мне фотографии внутренностей.
Вот штатная батарея. В обзоре про велосипед утверждали что там вероятно нет BMS и элементы вероятно не Самсунг. Так вот BMS там есть, а вот Самсунг или нет ячейки, мне это не известно. Смотрите сами. Поскольку к обзору имеет косвенное отношение фото прячу под спойлер.

А это фотографии внутренностей полученного дополнительного аккумулятора. Этапы вскрытия представлены на фото:




BMS тоже имеется в наличии:

А вот элементы установленные в аккумулятор:


Никакие выводы делать не буду, Вы всё знаете лучше меня, и способны самостоятельно оценить качество и элементы аккумуляторов, можете в комментариях высказать свое мнение.

Позвонили из мастерской, мой велосипед готов. В общем надо завязывать с китайцами и покупкой «котов в мешке». Первое что бросилось в глаза, это багажник. Он одинарный! И с креплением на подседельный штырь. Мне хотелось купить двойной багажник с креплением на раму.

Позже я написал гневное письмо китайцам, они мне ответили, что в двойной багажник входят аккумуляторы меньшей емкости 10-17Ah. Более емкие батареи не входят по габаритам в двойной багажник, потому поставляется только с одинарным. Аргумент веский, но мать их, можно же было сообщить об этом заранее, а не постфактум. Я полез на Али, поглядел размеры багажников, самый большой по высоте «полки» составляет 8.3 см, у меня же аккумулятор высотой 8.9 см с салазками. Потому придется с этой идеей распрощаться. Ладно, высоковато стоит аккумулятор, но пусть пока будет так, потом переделаю, или что-нибудь придумаю.
Вот так выглядит вся эта конструкция:

Более крупно багажник с батареей:

Разъем питания:

Крепление багажника на подседельный штырь. Ниже поставить нельзя, не хватает диаметра отверстия крепления.

Что же в конечном итоге сделали. В штатном аккумуляторе не удалось поменять BMS, поскольку она там миниатюрного размера, и все что имеется в мастерской, просто не входит в корпус. В дополнительном аккумуляторе поменяли BMS на симметричную. Оба аккумулятора, после полной зарядки до одинакового напряжения, подсоединили через тройник к контроллеру. Зарядка возможна только через штатное зарядное устройство. Но при этом заряжаются оба аккумулятора одновременно. Заряжать только дополнительную батарею нельзя, поскольку это окончится очень плохо. В принципе меня вполне устраивает этот вариант, возможно в будущем я поменяю BMS и на штатном аккумуляторе, если найду подходящую по размеру плату симметричной BMS.
Так же заменили тормоза на гидравлику с увеличенными дисками.
Фото под спойлером

Пару дней поездил по городу. Конечно впечатления сугубо положительные, при «полном газе», нет просадки напряжения вообще. И еще ни разу не удалось мне в городском цикле увидеть на экране компьютера не полный заряд аккумулятора. Всегда «полные антенны» палочек заряда аккумулятора…
Ну что ж… И опять едем на Медео… Очень надеюсь что в этот раз я без проблем одолею все расстояние. Еду, не напрягаюсь. Средняя скорость 10-12 км/ч, немного помогаю педалями… И я не доехал… Контроллер отключил двигатель из-за перегрева. Можно было бы конечно остановится, попить чая/сока, покидать камушки в реку, но смысл… Не тянет этот мотор горные дороги. Чего его насиловать чрезмерно.
Не буду останавливаться подробно на графиках пройденного пути, скорости и альтитуды трассы, просто выложу сокращенный вариант. Более подробные схемы я уже показывал выше в обзоре.

Следующий этап замена двигателя на кареточный киловаттник… Жду в комментариях кучу насмешек, постов: " а я ведь говорил..." Да друзья, многие из вас были правы в комментариях к первому обзору, но ведь скучно жить, если все делать только правильно. И кто не ошибается, тот ничего не делает обычно!

Всем мира и бобра! Ах да… Новый купленный аккумулятор хороший. Специалистам компании Вольта нравится, мне тоже нравится. Можно брать. На сколько его хватит не известно, но я надеюсь на лучшее.