2013年10月3日 星期四

48V性能補完計畫II:中華EM50小魔化38Km評測

    中華的E-MOVING EM50,應屬目前台灣市佔率最高之電動機車車款,車體重心低、小巧靈活,初步僅優化控制器與提升電池組容量即可大幅提升原本的性能,但基於原廠輪外馬達的額定功率不足1000W,與齒輪箱是否足堪大功率之大任亦尚且不知,所以里柯這次的連續38公里評測設定是先以40A電流輸出為限制,看看這"加菜"了小魔獸的"激辛中華麵"表現如何、又是否能夠順利的完成任務呢?

首先簡單介紹這次優化處理的部份:

§控制器:
↑48150型小魔獸控制器主線電流可連續輸出150A相線200A


↑加裝簡易式散熱片,安裝的位置不選擇與原廠相同的腳踏下方底部,而是在置物箱的後上方(控制器下方金屬盒為DC12V變壓器),這是基於評測階段便於檢測與維護;此處並不妨礙電池組的抽放,再以防水布塑製外殼保護亦不失為簡明的做法。此次38Km評測的設定是使用了NORMAL段的主線40A相線135A,加上弱磁提速30%

※上二圖中之接頭現已更換為安德森PP75型接頭

§彩屏儀表:






















↑彩屏儀表的速度計算依据為擷取控制器至電機的任一霍爾信號或任一相電流,但此法僅適用於輪轂式電機E-MOVING輪外式電機尚有齒輪變速機構,還需依照終傳比來計算並修正IC板上的電阻值。

§DC12V變壓器:
亦可沿用原廠,這裡直接換掉只是想更為簡明。

§48V36Ah鐵鋰電池組:



↑沿用先前KW-3所使用的非新品台製長利H3型鐵鋰電芯,單體3.3V18Ah、22*95*130mm(含極柱為142mm),雙層4S2P*2,組成180*190*155mm(含樁頭保護套、透明壓克力板及止滑墊)、重19.3Kg48V36Ah電池組,里柯還是未搭載任何均衡保護板,取而代之的是便於自行監測維護與平衡補充電的Cell Log診斷線組補充電線組(接頭為安德森PP15單極接頭)。

§線材與接頭:

↑線材優化為8至10AWG高溫多股導體群軟芯線(電池8、車體10,兩種線規經本次38Km測試後皆無任何發熱之現象)、配合可耐連續120A安德森PP75單極接頭安德森貴雖貴,但使用上確實有種讓人放心的安全感。

路測篇:
    以下為EM50優化後的首次過橋爬坡測試短片。這是使用了TURBO段的主線70A相線175A外加40%弱磁提速設定所跑出來的性能表現,極速可達75kph以上,完全不遜色於KW-3


連續38Km運行記錄圖表:
    連續38Km的大功率路測,可直接評估僅優化控制器電池組EM50原廠電機是否經得起長距離之操駕。路線圖先來:





















↑這次走的是市區最短路徑,比走疏洪道節省了足足2公里的路程,但缺點就是走走停停,所以也許最終兩條路徑的電耗並不會相差多少。






















速度48V鐵鋰電池組、最大40A之電流輸出+30%弱磁提速設定下,可有接近70Kph的極速表現。





















每分鐘轉速



















主線電流



















相線電流,極速時略大於主線10A左右。通常開啟弱磁提速時,相線電流皆會大於主線電流。



















電池輸出功率,最大約2800W,超過原廠額定功率之三倍超功率使用的必然結果,請看稍後的"電機溫度"


電池電壓。圖形與里柯早先經常使用的Cell Log記錄相當雷同,降壓約為1.3-1.6V



















控制器溫度。升溫約26度,比KW-33000W輪轂式電機來得大與明顯,除弱磁外,也有可能是因為原廠電機的額定功率太小、脫離高效區太遠所致。



















電機溫度。用"飆升"二字來形容不為過,超功率使用必然的現象魔力士控制器過溫限流方面的保護機制與設定,預設是超過80度開始限流輸出、超過90度直接切斷輸出保護電機,還好此次連續38Km沒飆破90度,但盛夏時節就很難說了!



















控制器與電機升溫變化放一起,明顯電機的升溫壓制不住。除了提高電機額定功率外,水冷式設計也許亦不失為一良策(非常適合於輪外式電機)。



















↑最末以一綜合總圖截取一段放大,時值車速約莫56Kph電壓51V控制器溫度41度電機溫度67度、主線電流30安培相線電流40安培功率輸出約為1500W。電流與功率的波動範圍很大,不知與電機形式有無關係。

總結:
    E-MOVING的車體重心頗低,即使座墊下空間內搭載了規格為18*19*31cm、重19.3Kg48V36Ah鐵鋰電池組,也不失其靈活的操控,有點6年級生當時初乍見DIO 50的那種興奮,優化後的E-MOVING,可以相當的有玩頭!

    但原廠的電機額定功率不足,在僅連續40A電流的輸出下,不消十里的路程即升溫超過30度以上,因此建議如無優化電機打算者,可以控制單次騎行里程在30公里以內為佳,且盡量以市區平路為主,連續的爬坡路段較不適合

    電耗方面,此次評測去程38公里共消耗1.44度的電,電耗值26.4Km/Kwh返程40公里路線反而僅消耗掉1.19度的電,電耗值為33.6Km/Kwh相差27.3%之多。里柯個人的感受與理解是,去程有連續上坡路段,因為電池的輸出功率已然超過電機的額定功率太多,導致脫離電機的"能量轉換高效區"甚遠,所以較為耗電。

13 則留言:

  1. 里柯大,看到這篇優化中華EM50的文章,只更換控制器跟電池就能提高速度,讓我有很極大的興趣,我自己也有一台EM80的,我一直也很希望可以提高EM80的極速可以到60-70左右,假設說如果只更換控制器,電池用原廠的,先不管續航力問題,那這樣改速度是不是也是可以提升呢?里柯大你是否有接改車的服務嗎, 雖然我也是自己在嘗試怎樣改裝,只是光自己組裝一個電池,測試中遇到一些問題,跑沒幾公里就斷電還沒解決,我有看到里柯有篇文章再說兩光電池的問題,雖然可能是我保護板或者是電池電壓不平均的問題造成,我想應該也沒能力自行改控制器,再請教一個問題 里柯大的電池只有用Cell Log去做診斷電壓,那是不是每次快充飽電時人都要在附近才能注意電壓警報,不然又不一定有時間隨時在場注意,

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    1. 阿祥,只換控卻沿用原廠電池,對原廠電池而言是【很傷】的。EM80的電池組應該只有20Ah,而此篇優化控制器後的小E電流輸出則有60~70A,對電池組來說是3倍以上的放電,不是不行,電池組的壽命可是會打折的唷!不然就是先將電流輸出設定得小些、40~50A放電,日後有機會換上更大容量的電池組後,再將設定放大。

      用Cell Log去做診斷電壓監測,確實充電時必須有人職守,聽到警報後手動拔除,這是個蠢方法,但卻非常有效。我當初想這麼做只是單純想驗證【只要鐵鋰顧得好、也能用得久】這件事,不然這種機制理應是由廠家來設計,也輪不到我這個老百姓,對吧?不然就使用兩台UNA9做獨立式充電吧,這樣可以安心的將每顆電芯都充到指定電壓(但請注意充電線的總長與規格)。

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  2. 里柯大 ,48150型小魔獸控制器目前在台灣有賣嗎,有點心動想買來嘗試改裝看看,雖然目前正在努力電池組裝維修方面的能力可以再更進一步成長

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    1. 小E的儀表是跟控制器綁一起的,所以換控制器儀表就等於宣告【廢了】,所以也得一併【優化掉】唷。

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  3. 里柯大,我有遇到個問題想要請教一下,我有自己嘗試用磷酸鋰鐵電池 26650 動力電池3.2V3000MAH組成一個48V 18AH 16S6P的電池, 然後再EM80上作測試, 結果遇到些問題我有沒有儀器可以做檢測, 我用2種方式做測試都是一樣問題,就是有裝電池保護板跟沒裝電池保護板這2各方式測試,這顆極速最多45KM,然後極速方式做試騎車都騎不到6公里就有問題了,有裝保護板時是直接斷電,要用電表去量電池電壓似乎也都量不到出現DL,然後休息數分鐘就又正常了,但也是一樣重覆以上狀況,再來沒保護板時測試也是一樣情形,只是沒有直接斷電,但是要加速就都不行,關掉再重開也只加速個幾秒就沒反應了,我在猜這會是電池本身不適合當大動力電池用嗎,我之前有買過26650組好的電池 48V15A,在EM80上有騎過,極速48KM續航力22KM左右,本來自己要嘗試組裝可是卻遇到這個問題,所以不知道問題出在那裏,希望里柯大可以指導一下我 感恩啊(我之前有用鋁箔大單體組過沒有這個問題,只有遇到續航力不足的問題)

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    1. 阿祥,3000mAh的26650是【容量型】,2300mAh的才是【動力型】的唷:)
      【容量型】的26650鐵鋰,標準充放電電流僅有0.5C(以你的電池組來說就是9A充放),最大持續充放電電流也只有1C/5C(對你的電池組來說就是18A充/160A放),且這數據還是指A123的容量型26650,它牌的則一定會有出入(很難比A123來得好)。
      相同容量與輸出之下,容量型的壓降應會比動力型來得大,所以你若是想釐清問題點出在哪裡,應安裝電壓計並觀測其壓降,若是在騎乘當中的任一階段電壓降至46V以下,保護板或原廠的控制器都有欠壓切電的設定,車子當然就不能動了,這是為了保護你金貴的電池XD
      但按理,原廠小E的電流輸出並不太大,48V18Ah的容量型鐵鋰至少應能帶你跑20Km才對,所以無論壓降有無問題,可另接Cell Log直接監測每顆電芯的電壓值,可能其中某串電芯有問題。

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  4. 謝謝里柯大的指導, 我盡快來檢查看看是什麼問題,如果是降壓的問題造成的話, 是不是代表這顆電池不適合再小E上使用嗎,電芯如果有問題的話是會有什麼狀況呢(目前沒看到過電芯有問題的狀態)

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  5. 我今天裝了電壓表,重新試騎後啟動到極速後電壓會在45.5左右, 沒幾分鐘就發現他突然降到壓到34v然後就斷電了,會造成瞬間壓降這麼誇張的話,會是某串電芯有問題所造成的可能性最大嗎?,那這樣就要來添購Cell Log來監測每串電芯的電壓,可能會比較確定問題所在了

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    1. "啟動到極速後電壓會在45.5左右",感覺已經有一節(串)電池掛掉了,確實有進一步診斷的必要性!

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  6. 可是要怎樣判斷電池掛掉呢,是量不到電壓,還是說電壓偏低呢

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  7. 你ㄉ小E電池 是否有幫人裝 我是LKK什嗎都不懂 還是你願意教小學生 3Q

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  8. 你ㄉ小E電池 是否有幫人裝 我是LKK什嗎都不懂 還是你願意教小學生 3Q

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  9. 請問有收費幫忙將em50的控制器等改用大陸的嗎?

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