Monitoraggio delle prestazioni dello scooter elettrico

Per monitorare lo stato della batteria del mio scooter elettrico e per misurare i consumi, ho pensato di installare una centralina ad hoc. Dopo un po’ di ricerche su internet, ho individuato come candidato ottimale fra i pochi disponibili il Cycle Analyst della canadese eBikes, una piccola azienda specializzata in prodotti e accessori per bici elettriche. Si tratta di una centralina che consente di misurare i parametri elettrici (tensione, corrente, potenza) e, tramite un sensore magnetico, anche la velocita’ del veicolo elettrico. Grazie a questo, oltre a velocita’ e distanza percorsa, e’ possibile misurare il consumo in termini di Wh/km (watt-ora al kilometro). I parametri elettrici vengono misurati con una sonda da interporre fra la batteria ed il controller, senza modificare l’impianto elettrico. Questa centralina consente inoltre di limitare la corrente massima erogata dalla batteria e di fissare una tensione minima al di sotto della quale la batteria cessa di erogare energia. Va detto che questo compito viene usualmente effettuato dal Battery Management System (BMS) della batteria.  La sonda comprende uno “shunt” (una resistenza calibrata di piccolo valore utilizzata per misurare una corrente tramite una misura di tensione ai suoi capi). L’installazione e’ quindi relativamente semplice, ma richiede qualche accortezza, dati gli alti valori delle correnti in gioco (fino a 50 A e oltre). Il Cycle Analyst viene proposto in tre versioni: per essere sicuro di fare la scelta giusta, ho contattato direttamente la eBikes, che mi ha confermato la versione Stand-Alone come quella adatto al caso mio. Si tratta infatti di prodotti destinati essenzialmente a bici elettriche, ma che possono essere utilizzati anche su mezzi elettrici di piccola potenza. Cycle Analyst costa circa 150 euro. Ho deciso di installare il Cycle Analyst in modo tale che potesse essere escluso dall’impianto in modo semplice e veloce: per questo ho anche acquistato dei connettori identici a quelli gia’ utilizzati per collegare la batteria al controller. Con qualche ricerca, ho verificato che nel mio caso si tratta di connettori della americana Anderson Power Products . Questi connettori hanno la interessante caratteristica di poter essere utilizzati indifferentemente come maschio o femmina.

I connettori maschio-femmina APP

Come saldare i connettori APP 

  

La APP produce una gamma di connettori progettati ad hoc per veicoli elettrici. Anche questi connettori si possono trovare su internet al prezzo di circa 6-8 euro la coppia.

Questi connettori possono essere “crimpati” ai conduttori con una apposita pinza, oppure, con una soluzione piu’ casalinga ma altrettanto efficace, possono essere saldati con il trucchetto che vi descrivo. Per saldare i connettori ai cavi, ho piazzato un po’ di stagno nei connettori e li ho scaldati su un normale fornello a gas, fino a fondere completamente lo stagno. Ho quindi inserito i cavi direttamente nello stagno fuso ed ho atteso qualche istante che lo stagno si solidificasse.

Il blocchetto con un connettore saldato

Collaudo dei connettori

              Verificate bene la tenuta dello stagno e misurate con un multimetro che la resistenza ai capi del blocchetto sia sufficientemente bassa (diciamo < 1 ohm).

Il blocchetto connettorizzato inserito

Il display del Cycle-Analyst montato

    

Si inserisce quindi la conchiglia facendo attenzione che le mollette del guscio plastico si blocchino correttamente sui terminali saldati. Occhio anche a montare i gusci in modo che la polarita’ dei conduttori sia rispettata alle estremita’ del blocchetto. A questo punto si interpone il blocchetto fra la batteria ed il controller. Prima di procedere con l’installazione e’ opportuno che tutto funzioni correttamente: e’ opportuno percorrere qualche km assicurandosi che il blocchetto non si stacchi,  i contatti si dissaldino e che il blocchetto si surriscaldi: in condizioni di esercizio normali il blocchetto si scalda leggermente, ma non deve mai scottare (cioe’ deve comunque potersi toccare con le mani).    

Ora si tratta di posizionare il display in modo che sia facilmente visibile e che i due pulsanti siano facilmente raggiungibili a mano. Io ho scelto di piazzarlo davanti al tachimetro dello scooter.

Prima di questa fissare definitivamente il display controllate che la lunghezza del cavetto da collegare al blocchetto sia sufficiente a raggiungere il blocchetto stesso; eBikes produce comunque una “prolunga” da interporre tra blocchetto e display nel caso in cui la distanza da coprire sia eccessiva. Il passaggio dei cavi all’interno della struttura dello scooter e’ un’altra operazione un po’ difficoltosa: nel mio caso mi sono servito di un vecchio cavo frizione da moto a mo’ di sonda.

Il magnetino incollato sul mozzo

La sonda magnetica del tachimetro/contakm      

Passiamo quindi a fissare il sensore del tachimetro. Il sensore magnetico per il tachimetro e’ stato progettato per essere utilizzato su bici con ruote a raggi, per cui richiede qualche adattamento per essere utilizzato su uno scooter con ruote a razze.  Il magnetino va incollato alla ruota con resina a due componenti, mentre il sensore andra’ fissato alla forcella con una staffa d’alluminio o simile.

Occhio! La distanza fra sensore e magnete e’ piuttosto critico e va mantenuta entro i 2 mm. Il passaggio dei cavi all’interno della struttura dello scooter e’ un’altra operazione un po’ difficoltosa: nel mio caso mi sono servito di un vecchio cavo frizione da moto a mo’ di sonda.

L’ultima operazione da fare e’ inserire nella configurazione di setup del Cycle Analyst la circonferenza della ruota dello scooter, in modo che lo strumentino possa misurare correttamente la distanza percorsa; la tecnica “classica” e’ quella di segnare con il gesso un punto della gomma e misurare sul terreno la distanza percorsa da una rotazione completa. Se pero’ si dispone di un GPS, e’ possibile fare una misura di gran lunga piu’ precisa. Nel mio caso (circonferenza misurata 1512mm) ho ottenuto una precisione migliore dello 0.1%.

Et voila’, la centralina Cycle Analyst e’ pronta all’uso!