Elmoto 72V Umbau

[JosiaM]

Damit ich nicht ständig in andere Themen reingrätschen muss, erstelle ich hier mal mein eigenes.

Heute konnte ich die erste Probefahrt machen, mit meiner neuen Batterie und dem neuen Controller. Die Batterie hat 72V, 35Ah, Bluetooth BMS mit 60A (Peak geht mehr). Es sind LG MJ1 Zellen. 20s10p also.

Controller ist der Adaptto MIDI-E. Ich bin langsam mit dem Strom hoch. Habe jetzt 80A Batterie und 160A Phase eingestellt. Laut Controller beträgt die Leistung beim beschleunigen 6,1kW.
Nur eine kurze Fahrt, Motor und Kabel wurden nur handwarm, Batterie hatte sich auch nur wenige grad erwärmt. Bei Vollstrom (80A) gab es einen Spannung-Drop von ca. 7V.

Frage an die Experten: wie viel Phasenstrom sollte ich im Verhältnis zum Batteriestrom einstellen?

 

[Gael]

Es sind zwei unterschiedliche Sachen:
Mit dem Phasenstrom stellst du das Drehmoment und die Erwärmung im Motor.

Mit dem Batteriestrom begrenzst du die Erwärmung (und Schaden) an der Batterie. 80A macht 8A pro MJ1. Es ist nicht wenig. Höher würde ich nicht machen auch wenn der Ersteller es angibt.

Beide Ströme sind natürlich über die Leistung verbunden aber werden unabhängig eingestellt.

 

[Gael]

Ich habe die Verlusten gerechnet mit dem originalen Elmoto Motor bei 160A (angenommen peak Strom und Sinus Ansteuerung).

Je nach Motortemperatur hast du zwischen 1,7kW (kalt) bis 2kW (warm) Stromwärmeverlusten. Es ist fast so viel wie mein QS205. So lang du kein Thermofühler eingebaut hast, würde ich raten bei 160A zu bleiben. Im Winter kannst du sehr hoch Temperaturen im Wicklung erreichen ohne es an der Oberfläche zu merken. Ich hätte letzten 80 Grad drin und die Oberfläche war kalt.

 

[JosiaM]

Ok, danke! Verstehe ich es richtig, dass mit zB 60A Max. Batteriestrom das Drehmoment bei 160A Phase bei niedriger Drehzahl gleich bleibt?

Spannung steigt mit der Drehzahl, also bei zB 10V und 160A Phase = 1,6kW. Dafür reichen ja 60A Batteriestrom bei 72V. Erst ab ca. 36V Motorspannung (36V Motor*160A Phase = 72V Batterie*80A Batterie) wird das Drehmoment und damit die Leistung geringer durch einen niedrigeren Phasenstrom. Oder ist das zu einfach gerechnet?

160A reicht mir auch erst mal. Für die Batterie sind 80A schon viel, ich werde es immer nur kurzfristig nutzen.

Was ich auch nicht ganz verstehe, bei 60 km/h wird der Strom zurück genommen und bei 65 km/h ist Schluss. Zwar reicht mir das, aber durch die höhere Spannung (72V statt 48V) habe ich mit mehr gerechnet. Ich denke es liegt an der Programmierung, ich habe mir noch nicht alle einstellbaren Parameter angeschaut.

 

[JKL]

Für die Batterie sind 80A schon viel

Leider viel zu viel.
Nach deinen Angaben 7V 80A sind das 560W die im Akku verbraten werden.
Nach meiner Tabelle immer noch 512W.

Gruß Jörg

 

[JosiaM]

Leider viel zu viel.
Nach deinen Angaben 7V 80A sind das 560W die im Akku verbraten werden.
Nach meiner Tabelle sind immer noch 512W.

Gruß Jörg

Ja es ist ziemlich heftig für die Zellen, aber es ist nur für kurze Zeit, ich achte darauf das ich nicht mehr als 30A dauerhaft belaste und der Akku ist Temperaturüberwacht.

 

[Gael]

Oder ist das zu einfach gerechnet?

Prinzipiell ist es korrekt bei geringere Geschwindigkeit. Allerdings bedeutet halbe Spannung nicht halb Geschwindigkeit. Es fehlt was wegen der Spannung "R mal I" am Motor und bei dir ist es nicht wenig.

Mit Zahlen: Bei 160A Phasenstrom verlierst du ca. 12V verkettete Spannung aus der 72V was der Regler bei 75V Batteriespannung ausgeben kann.
Bei "halbe Spannung", also 36V, ergibt sich nicht 50% Geschwindigkeit sondern nur 2/3 davon. Danach geht der Phasenstrom runter wegen Batteriestromgrenze.

Bei höhere Drehzahl wird komplizierter wegen der Motorinduktivität.

bei 65 km/h ist Schluss

In dein Bild steht "Average battery voltage 74,7V". Kann es sein dass deine Batterie nicht vollgeladen war?

Allerdings musst du achten dass du insgesamt viel Spannung verlierst:
am Batterie 7V (zu hoch Last) und am Motor (hoch Phasenwiderstand und Stranginduktivität). Ich glaube 70km/h wäre die absolute Grenze mit voll Batterie und korrekt eingestellten Regler.

 

[JosiaM]

Da mein neuer Controller keine Steuerung/Relais für Licht/Hupe besitzt, baue ich diese gerade selbst. Allerdings wird der Kabelsalat immer größer und der Platz ist sehr begrenzt.

Ich brauche 4 Relais:
- Controller einschalten (72V Schaltkontakt)
- Licht
- Hupe
- Bremslicht

Blinker-Relais war schon verbaut und funktioniert ohne Controller.

Das Licht wird jetzt, wie der Controller, beides über den nachgerüsteten Schlüsselschalter gesteuert. Aktuell fehlt noch Hupe und Bremslicht. Ich steuere alles über KFZ Relais, völlig überdimensioniert.

Es gibt sicher schönere Lösungen, von offen für Vorschläge...

 

[Gael]

Da mein neuer Controller keine Steuerung/Relais für Licht/Hupe besitzt

Hat er wenigstens Ausgänge mit Logik Spannung (z.B. 5V)?

Der originale Hupeschalter ist ein Logikschalter. Du brauchst etwas mit mehr Schaltstromvermögen. Ich habe ein Motorrad Lenkerschalter für 25€ gekauft und die Hupe hart geschaltet. Drauf gibt alles was du brauchst.

Für die Bremsen wird schwieriger. Die Hall haben so gut wie keine Schaltsvermögen. Man sollte eine aktive Schaltung einbringen um die Hall Signalen zu messen und ein echte Relais oder Mosfet zu schalten. Du kannst zum Beispiel ein smart switch von Infineon verwenden. Sowas habe ich bei mir eingebaut.

 

[JosiaM]

Der Controller hat leider gar keine schaltbaren Ausgänge.
Hupe werde ich über ein Relais lösen. Es kostet alles nur sehr viel Platz. Kannst du deinen Motorrad Lenkerschalter mal zeigen? Mir gefällt auch der originale Blinkerschalter nicht, da man zum ausschalten sehr viel Feingefühl braucht.

Ich dachte Bremsen wäre ein einfacher Öffner/Schließer, hierfür wollte ich auch ein Relais nehmen. Dann muss ich mir das noch mal genauer anschauen.

 

[JosiaM]

Ich habe jetzt eine kleine Platine mit 4 Relais und einen neuen DCDC Wandler mit 12V/5V gekauft.

Alles fertig, leider habe ich mein Rücklicht abgefackelt, weil ich 72V angeschlossen habe (falsch verdrahtet). Ich habe vorne eine LED verbaut, welche 6W hat, trotzdem zeigt mein Dispaly vom Controller 50-60W an.

Entweder die Platine frisst sehr viel Strom, oder der Spannungswandler ist extrem ineffizient. Oder beides. Bin etwas enttäuscht.

 

[JosiaM]

Heute meine erste Ausfahrt gemacht. Akku auf 100% geladen. 35km gefahren, der Akku war danach bei 3,8V/Zelle. Laut Controller 970Wh verbraucht, damit sind realistisch 70km drin.
Die Beschleunigung von 0-30 haut mich nicht um, hierfür habe ich auch mal den Phasenstrom testweise auf 180A gestellt, kein Unterschied. 30-55 geht es dann richtig vorwärts, aber trotz vollem Akku bin ich nicht auf 70 km/h gekommen, max 65-67 km/h.

Der Akku wurde kaum warm, von 26° auf 33°. Motor habe ich immer wieder kontrolliert, am Ende konnte ich ihn gerade so noch anfassen. Habe versucht bei langen Strecken nur bei max. 2kW zu bleiben, das reichte meistens für 60 km/h.

Im großen und ganzen bin ich zufrieden, nur die Beschleunigung sollte noch etwas besser werden, hierfür muss ich mich mal in die Programmierung des Controllers einlesen.

EDIT: Beim "Auto-Detect" des Motors, wurde mir 209mOhm angezeigt, kann es sich hier um die Widerstand der Motor-Phasen handeln?

 

[Gael]

Hallo JosiaM,

mein Lenkerschalter ist ein universale 08 15er was man auf ebay und co. findet. Nichts besonderes. Meins ist fast zu breit.

50 bis 60W könnte sich um ein Messfehler handeln. So viel Verlustleistung würde den DC/DC durch Wärme zerstören. Hat er ein Lüfter drin? Was ist es für ein DC/DC?

So viel Leistung könnte auch nicht durch die LED aufgenommen.

Das 209mOhm überrascht mich sehr. Es handelt sich um Leiter-Leiter Wiederstand aber ich hätte vielleicht 100mOhm erwartet. Mein ElMoto Motor habe ich geliehen so dass ich es nicht nachmessen kann. Ich hatte im Erinnerung 47mOhm Phasenwiderstand im kalten Zustand. Mit 0,2 Ohm ware bei 180A Spitz 5kW Verlusten vorhanden.
Sollschen Auto-Detect Methoden sind in der Regel nicht so gut sondern dienen dazu dass die PI-Reglern für die Stromregelung automatisch eingestellt werden.

 

[Gael]

Ich finde schön dass du den originalen Look beibehalten hast. Es sieht sauber aus auch wenn das Elmoto nicht das schönste Design hat (Geschmacksache).

Mit Feldschwächung könntest du 70 km/h bestimmt erreichen. Allerdings finde ich es schon gefährlich. Es ist noch ein Fahrrad...

 

[JosiaM]

Die 209mOhm habe ich nach der Fahrt gemessen, also da hatten die Wicklungen evtl schon 70-90°.
Ich habe außerdem noch die originalen Steckverbinder dran, zusätzlich zu den XT150 Kontakten am Controller.
Die Verbindung muss ich noch entfernen und werde die Kabel dort direkt verlöten, das bringt führt hoffentlich noch zu einer etwas besseren Verbindung.
DeR Verbrauch von 50-60W schließt noch den eingeschalteten Controller+Display mit ein. Der DCDC Wandler ist ein billiges Amazon Gerät für 12€, aber immerhin gibt er 12,7V raus.

 

[JosiaM]

Der MXUS v3 hat laut Hersteller 103mOhm phase resistance, da scheinen mir 47mOhm für den Elmoto Motor zu gering.

MXUS 3K Turbo (V3) 45mm Direct Drive Hub Motor - Endless Sphere

 

[Gael]

47 mOhm Phasenwiderstand oder 2x47Ohm Leiter-Leiter Wiederstand. Dir Ersteller von richtige Motoren geben immer Phasenwiderstand an (standardisiert).
Bei Hubmotoren für Fahrrad-Bastelmarkt (MXUS, 9C, QS uzw.) wird fast immer Leiter-Leiter Widerstand angegeben was zu Verwirrung bringt.
Deswegen spezifizire ich immer im Text von welsche Werte ich spreche. Man soll auch die Wicklungsvariante angebe da sehr große Unterschiede gibt im Phasenwiderstand.

Mit Kupfer steigt die Phasenwiderstand um 0,393% pro Grad also selbst bei 90°C wäre 28% höhere Phasenwiderstand.
Hast die die Anderson Stecker für 30A beibehalten?

 

[JosiaM]

Danke für die Klarstellung. Mein Controller gibt dann sicher auch Leiter-Leiter Widerstand an.

Es sind Goldkontakt-Stecker, sehen sehr klein aus, viel kleiner als die XT150.

Sehen in etwas so aus: https://www.ebay.de/itm/192142509718

 

[Gael]

Selbst für 93A wie im "Angabe" sind diese Stecker nicht geeignet. Dieser Art von Federung-Kontakt ist nicht für hoch Strom konzipiert.

Wenn du die Möglichkeit hast auf XT150 zu wechseln, wäre viel besser.

 

[JosiaM]

So, heute habe ich die Stecker entfernt und wollte die Kabel einfach verlöten. Stecker hatten übrigens 5mm Durchmesser und zeigten keinen Verschleiß.

Leider war das mit dem Löten deutlich schwieriger als angenommen, entweder ist mein billiger Lötkolben schuld, oder ich kann einfach nicht Löten. Dann bleibt nur XT150...

Bei der Gelegenheit habe ich mal den Leiter-Leiter Widerstand gemessen. Mit meinem Multimeter bin ich ebenfalls auf 0,2 Ohm gekommen, leider zeigt es kein mOhm an.