x

eDatsun 100A - Sähköauton tarina

Osa 4: Akkuteknologian päivitys tälle vuosituhannelle

Kallis läjä romua

(18.9.2017)

Datsunin lyijyakustosta oli paras isku hävinnyt jo ensimmäisen kesän jälkeen, ja nehän muutenkin olivat hiukan alimitoitetut jännitteeltään. Moottori sietäisi jopa 100V jännitteen, joten 48V lyijyakuilla saatiin vain noin puolet maksimitehosta ja ennenkaikkea kierrosluvusta. Olin moneen kertaan jo laskeskellut mitä maksaisi vähintään sama kapasiteetti nykyaikaisilla litium-kennoilla, ja aina päätynyt liian suureen summaan.

Sain vihiä että Suomessa oli eräällä harrastajalla iso määrä Nissan Leafin litium-akkuja ylimääräisenä. Oli omaan projektiinsa ostanut eestiläiseltä autopurkamolta koko akuston, ja omien tarpeiden jälkeen loput kennot oli myynnissä järkihintaan. Nämä ovat Suomessa tosi harvinaista herkkua kun autoja ei täällä ole purkaamoille joutunut vielä kovin paljoa. USA:ssa noita on tarjolla yleisesti halvimmillaan  $100 kappalehintaan, mutta käytännössä rahtaus Amerikasta olisi kovin hankalaa ja kallista. Nyt oli Suomesta saatavilla 22kpl jopa hiukan edullisempaan hintaan, kotiovelle toimitettuna. En osannut vastustaa kiusausta vaan ostin koko läjän, ja hetken päästä ne olikin jo pihassa. :)

Tässä vielä vertailun vuoksi linkki amerikkalaiseen nettikauppaan jossa samanlaisia kennoja myynnissä: Linkki

Akuston kasaus

(19.4.2018)

Vierähtikin vielä talven ylitse että oli tarpeeksi aikaa ja intoa projektin jatkamiseen.

Akuston mukana tuli kaikki ylijääneet Leafin akuston osat, eli valtava läjä kiinnikkeitä, virtakiskoja, johtosarjoja ja muovisuojia johtojen ja akkunapojen päälle jne. Tämä helpotti projektia huomattavasti, verrattuna siihen että olisi pelkät kennot tilannut jostain nettikaupasta.

Minulla oli akkuja 22kpl, mutta päädyin laskelmissani kuitenkin käyttämään vain 20 akkua. Leafin akuissa on jo valmiiksi kaksi litium-kennoa sarjassa, eli 10 akkua sarjassa toisi jo täyteen ladattuna 84V jännitteen. Ja vielä kun kytkee jokaisen akun rinnalle toisen kaveriksi, saadaan kapasiteettia jo ihan mukavasti.

Tämmöinen iso rautalevy oli mihin saa neljä ”akkupinoa”. Se tulisi hienosti sopimaan takapenkin alle. Akkuja tulisi kolme päällekkäin eli 12kpl yhteensä.

Takakontin pohjaan vararengaskoteloon mahtuu helposti 8 akkua. Korkeus on juuri passeli että konttiin saa vielä tasaisen pohjan. Nämä niputtelinkin innostuksissaan valmiiksi asti enkä muistanut kuvata välivaiheita. :) Leafin alkuperäisillä virtakiskoilla ja johtosarjoilla, ja myös tuo oranssi suoja napojen päälle. Myös kuvassa töröttävä valkoinen liitin on Leafista peräisin, siitä lähtee akkujen balansointijohdot eteenpäin.

Paketti paikallaan kontissa:

Takapenkin tellinki paikallaan, ja ensimmäiset akut nipussa. Tein 3mm teräslevystä ”stressilevyt” tuohon akkupinon päälle. Alkuperäisetkin kiinnikkeet on semmoiset että akut on tosi tiukasti pinnapulteilla nipussa, paksujen teräslevyjen välissä. Litium-akut pyrkivät pullistumaan hiukan ladatessa, ja jos tuota muodonmuutosta ei pidetä kurissa se tuhoaa akun rakenteen pikkuhiljaa.

Takapenkin akkupaketti valmiina:

Vanhat lyijyakut painoivat yhteensä 220kg. Uusi akkupaketti painaa 80kg, vie vähemmän tilaa, ja kapasiteettia on enemmän kuin alunperin.

BMS (Battery management system)

(25.4.2018)

Litiumakkujen lataus on hiukan mutkikkaampaa kuin lyijyakun. Jokaisen kennon jännitettä täytyy tarkkailla erikseen, ja ohjata latausvirtaa kennon ”ohi” että kaikki kennot saavuttaisivat täydet 4.2V samalla hetkellä. Muuten käy niin että joku kenno jää tyhjemmäksi, ja joku kenno saattaa samalla jo ylilatautua. Seuraavalla latauskerralla erot vielä yleensä kertaantuvat että huonoin kenno jää vielä entistä vajaammaksi ja paras täyttyy vielä enemmän yli.

Tilasin rohkeasti Kiinasta aliexpressin kautta tämmöisen: 20S Lithium Ion Smart BMS

Koteloin sitä hiukan paremmin, ja mahdutin takapenkin alle akkujen viereen. Leafin alkuperäisten balanssijohtojen päähän vaan tuohon sopivat liittimet ja piuhat kiinni. Laturin maajohto kiertää BMS-purkin kautta, jotta BMS voi tarvittaessa rajoittaa latausvirtaa virhetilanteissa.

BMS juttelee Android-laitteille sujuvasti bluetoothin välityksellä. Kaikki kennojännitteet saa näkyville, ja lisäksi on neljä lämpöanturia joilla voi kätevästi tutkailla esimerkiksi akuston, moottorin ja ohjainlaitteiden lämpötiloja.

Laite on täysin ohjelmoitavissa, voi säätää että millä jännitteellä aletaan kennojen balansointi ja millä tarkkuudella balansoidaan, ja mikä on absoluuttinen maksimijännite missä lataus katkaistaan kokonaan, jne.

Vähän tympeästi mahtuu vaan 18 kennon tiedot kerrallaan ruudulle, 2 viimeistä vaatii ruudun lääppimisen ylöspäin. :)

Laturi

(3.5.2018)

Auton uusi elämä alkoi olla enää laturin saapumisesta kiinni. Tämäkin oli aliexpressistä tilattu: Power 72v 15A battery charger 84V 15A output

No tämän kanssa ei mennyt ihan putkeen. :) Juuri kun seurannan mukaan tuote alkoi olemaan Suomessa, tuli myyjältä pari huolestuttavaa viestiä:

Ja joo, jenkkimallihan se oli, 110V jännitteelle ja ameriikan töpselillä. Oli jonkun kanadalaisen asiakkaan kanssa paketit vaihtuneet. Ilmeisesti Kanadan asiakas oli saanut omansa aikaisemmin ja ihmetellyt vääränlaista töpseliä. Lähetin oman laturini Kanadaan ja vastaavasti sieltä tuli laturi minulle, ja myyjä hyvitti molempien ylimääräiset rahtikulut. Silti oli tiedossa parin viikon ylimääräinen odotus.

Etuvalojen parantelu

(7.5.2018)

Nyt kun oli ylimääräistä aikaa, ajattelin modata etuvaloja hiukan. Nuohan oli ne valtavan hienot ledihimmelit missä on H4 keskellä ja ulkokehällä valkoiset ja oranssit ledit, joilla saadaan huomivalot ja vilkut.

Vilkku näkyi todella huonosti jos huomiovalo paloi samaan aikaan. Monessa nykyautossa huomiovalo himmenee tai sammuu vilkutuksen ajaksi, joten kai tuommoinen voisi toimia tässäkin. Tein parilla releellä, transistorilla ja konkalla vastaavan viivekytkennän mikä sammuttaa vilkun puoleisen huomiovalon kokonaan. Ihan hyvin toimii ja näkyy huomattavasti paremmin.

Koeajo ja käyttökokemuksia

(21.5.2018)

Laturi saapui viimein, ja pääsin katsastuksen kautta viimein kokeilemaan autoa tiellä. No katsastuskaan ei laakista mennyt läpi, piti vähän runkopalkin päätä hitsailla takapäästä. :)

Auto kulkee ihan eri malliin kuin aiemmin. Aiemminhan huippunopeus nelosvaihteella oli noin 60km/h, nyt päästään yli 90km/h!

Nostin myös akuston pääsulakkeen koon 250A → 400A, tämä tuo vääntöä koko kierrosalueelle. Nyt jaksaa komeasti lähteä kolmosella paikaltaan, ja kolmosen huiput kuitenkin noin 70km/h. Kaupunkialueella ei muita vaihteita tarvi. Kolmosella kiipeää myös nuo jyrkät Messilän mäet yli 60km/h nopeudella, enää ei ole letka perässä kaupungille mennessä. :)

Olen nykyisin ollut ”keikkahommissa” Teknowarella, nyt pääsee sinnekin egologisesti sähköautolla ja latauspistokekin löytyy. :)

Loppukevennykseksi tarinan alkupään ”partaselfie” uusintapainoksena. :)