Projet Batterie 24 Volt de remplacement pour Quadriporteur NON-SLA

Je me suis fait approcher pour fabriquer une batterie de remplacement pour un quadriporteur d'une personne âgée.  Ont ma expliquer que le quadriporteur en question mangeais des batteries SLA.

Ces véhicule fonctionne tous avec 2 batterie 12 volt SLA brancher en série pour obtenir 24 volt.  Tous ces moteur utilise 24 volt.  Et ils sont équiper avec des contrôleur de 10 a 15 AMP dépendant de la taille du véhicule.  Alors ont parle système de propulsion entre 250 Watt et 350 Watt dépendant du modèle.  Pour nous dans le monde du vélo et scooteur électrique ont penserais que ces pas très fort.  

Mais il a un grosse, grosse différence entre ces systèmes et ceux de nos vélo.  Les moteur sont a brosse et du type "Traction".  Je ne suis pas un grand expert des différent type de moteur électrique pour vous expliquer comment ils sont bâtis différemment a l’intérieur.  Peut être que un autre membre plus connaissant pourrais nous expliquer la différence.  Mais je connais assez pour expliquer que les moteurs électrique de type "Traction" sont bâtis pour avoir énormément de puissance et torque a très bas RPM mais ils sont incapable d’atteindre des haut RPM.  Ces le même type de moteur électrique que il utilise dans des application de style "winch".  

La première fois que j'en ai essayer un.  J'ai été très surpris quelle point c'etais fort.  Mais très lent.  Vitesse de point de 12km heure.

Le quadriporteur en question étais alimenter de 2 batterie 12 volt SLA 20AH.  Et dans l'utilisation que cette personne en faisait, elle ces retrouver a remplacer ces batteries 3 fois par année.  Ça fait deux ans alors la pauvre a acheter 12 batteries 12V20AH en deux ans.  

Cout moyen par pair de 12V20AH est environs $160-$180 dépendant de ou que elle les achetais.   Alors x 6.  Ça lui a revenue a presque $1000 de batterie en 2 ans.

Pourquoi tant de batterie.  2 raison.  La dame en question utilise sont quadriporteur a l’année, été comme hivers et biens sur dehors.  Et elle habite en campagne.  Dans un région ou que tous les rue ont une pentes.  Elle fait un trajet presque journalier en montant une pente de 6 dégrée pour plus de 10km.  

Alors premièrement le froid. Les batterie SLA ne sont pas toute fait comme nos batteries d'auto.  Ils supporte pas très biens le froid et subisse une grosse perte de capacité et puissance (poussez l’ampérage) quand ils sont utiliser a dans des condition de 10 dégrée et moins.  

Deuxièmement, les pentes.  Elle ce retrouvais a rouler sont véhicule en tirant un constant 15 ampere de ces 12/20 SLA.  Les batteries SLA sont juste pas conçue pour livrer un haut ampérage continue et soutenue.  Ils sont fait pour donner du courant a bas ampérage pendant de longue période.  Les batterie de nos voiture sont fait contraire, donnée beaucoup de courant pendant de courte période.  Ces pour cette raison que les SLA sont pas les meilleur batterie pour nos application vélo électrique.  Surtout quand tu commence a monter en WATT.  

Alors les pauvre SLA, ce faisait tirer un constant 15 AMP pendant de longue période, en plus dans des condition de froids quand les SLA ont de la miser a pousser des AMP.  Résultat, usure prématuré de ces batterie.  Sont quadriporteur mangeais littéralement ces SLA.  

Solution, lui installer une batterie LI-xxx .  J'ai décider d'utiliser les batterie Lifepo4.  8 cellule lifepo4 nous donne 28.8 max volts a pleine charge.  Ils sont moins cher que les cellule Lipo et lithium et aussi sont moins capricieuse et moins dangereuse.  Et surtout, ils peuvent fonctionner sans perte de capacité jusqu’à -20 Celsius.  Les Lipo et Lithium sont extrêmement susceptible au froids.  Plus que les SLA.  

J'ai fait 2 batteries.  8 cellule chaque.  Combine avec un BMS ( système de gestion de batterie).  Cette bidule permet la gestion des niveau de voltage de tous les cellule et les garde balancer en tous temps.  Pendants l'utilisation et pendants le processus de recharge.  Dans le cas  de lifepo4, une surcharge ou une sur descharge peut endommager la batteries.  Dans des cas avec des Lipo ou Lithium, une sur charge pourrait entrainer un feu.  Mais les lifepo4 sont moins instable que les autre types de batterie.  

Voici quelque image de l'assemblage.  





Les batteries n'avait pas de boitier rigide.  Alors nous les avons tous simplement envelopper d'un feuille de plastique dur pour les protéger un peu, et recouvert de ruban adhésifs.  J'ai mis une batteries 24 volt 20 AH Lifepo4 a coter de SLA 12/20 pour une comparassions de grandeur.  Les Lifepo4 sont plus mince mais plus large.  Le poids des deux 12/20 SLA est 30 livre.  1 lifepo 24/20 est de 10 livre.  1/3 du poids.  Et dans sont cas, nous lui installons 2 24V/20AH en parallèle pour 40AH au poids de 20 livre.  Ca aurais prix 60 livre de SLA.  





Le cout est a peu prés $300 chaque batterie. Alors $600. Mais 15 AMP va même pas les chatouiller et elle devrait en tirer jusqu’à 2000 recharge. L’épargne va ce faire a la longue.

DDC

Mise a jour sur ce projet.  Ça fait un petit bout que l'utilisateur roule avec les nouvelle batterie.  Et ont me rapporte que il fonctionne très biens encore.  MAIS....    

L'utilisateur a un problème, et je viens d’apprendre un bonne leçons.  Sont problème est avec l'indicateur qui indique combien de charge est ce que la batterie lui reste.  Tous les afficheur, de tous types, que ont retrouve sur les quadri-porteur, vélo électrique, tous les indicateur, sont de simple voltmètre.

Malheureusement sont problème avec la batterie n'ai pas une défectuosité qui peu être corriger.  J'ai utiliser des cellule Lifepo4. Dans les batterie Li, que ça soit lipo, Li-ion et tous les autre types qui existe.  Lifepo4 a une caractéristique différente.  Durant leur utilisation, soit pendant que ils se décharge, leur voltage reste pas mal constant jusqu’à temps que tu arrive alentours de 20% de charge que tu commence a voire le voltage baisser.  Tous comme les SLA.

Exemple de SLA:

100% Charge = 12.8 volt (typique d'une batteries en santé après avoir reposer 24h sans charge)
80% Charge = 12.6v
60% Charge = 12.5v
40% Charge = 12.4v
Et quand tu approche des 20%, les voltage commence a approché  12.0v et même tombe sous.  Ça va vite a la fins.  Pour ceux d'entre vous qui a des SLA avec un indicateur, vous remarquer surement comment il reste pleins pour une bonne parti de ça charge et baisse vite a la fins.  

Les Lifepo4, sont pire encore pour cette caractéristique.   4 cellule a 3.6v chaque pleine charge, décharge jusqu’à 2.8v.  Alors 14.4v pleine charge, et le circuit de protection que j'ai installer sur les batterie coupe le courant pour les protéger a 11.2v.  Mais une fois que tu commence a les décharger, les cellule tombe a leur voltage nominale de 3.3 volt par cellule très rapidement.  Ils perdes les extra volt de 3.3 a 3.6 dans les première minutes presque.  Et reste a 3.3.  Voici ce que ça donne.  

100% Charge = 14.4
90% Charge =   13.2
80% Charge = 13.2
60% Charge = 13.2
40% charge = 13.2
20 % Charge =13.2
Et seulement quand tu te rends alentours de 10%, la le voltage chute de façons dramatique, et plus que ont tire des ampère, plus que il chute.  Il tombe rapidement en bas du 2.8v qui est la limite protéger par le circuit BMS.  Quand une cellule tombe sous 2.8, le circuit coupe tous le courant de la batterie pour la protéger.  

Résultat dans cette application pour l'utilisateur.  Est que il a presque aucun avertissement que ça batterie arrive a ça fins, et sur un vélo ces pas ci pire, ont a juste a commencer sur a pédaler qui est pas le cas pour un pauvre utilisateur de quadriporteur.  

Une combinaison des fonctionnalité de protection du circuit BMS et la nature des batteries lifepo4 en font une mauvaise solution pour les application ou l'utilisateur en est complémentent dépendant.  

Solution, est que je vais lui faire des nouvelle batterie en utilisant des cellule Li-ion. Cette technologie a une voltage qui baisse de façons constante avec la capacité.  Tu peux savoir de façons assez précise combien de charge il te reste dans les batterie Li-Ion et Lipo avec une lecture de volt sans tension.  
Je vais utiliser 6 cellule, ils ont 4.2 volts a pleine charge, et décharge jusqu’à 3.5v quand le circuit BMS coupe le courant.

25.2v 100% charge
23.1v 50% charge
21.6v le BMS coupe.  Les volt et la capacité ce suive de façons assez précise.  Dans l'application quadriporteur, qui sont utiliser par des personne âgée et handicapée , je crois que ils vont être mieux servie.

Les 2 batterie que j'ai fait vont trouver application sur un vélo électrique.  Ça va faire une bonne batterie 48v 20AH.  

DDC

DDC ..Merci pour tes explications.

On en apprend beaucoup en lisant tes écrits.

Le plomb va disparaitre dans quelques années je crois bien.

Avec le LITHIUM nous serons avantagés sur plusieurs points.

Pour la question du froid,ce ne sera pas un probleme pour moi...je ne sort pas à basse température.

Merci encore et prend bien soin de toi.