12s Li-ion-pack till 1/8 RC-bil med VESC

[arvidb]

Jag köpte en BX-888 från HobbyKing för ett par år sedan:

DSC_5060_BZ-888_box.jpg

DSC_5237_bz-888-setup2.jpg

Jag ville inte köpa LiPoly-batterier från HobbyKing p.g.a. eldfängdheten, men testade ett par "LiFe"-packar (LiFePO4) istället. Den ena kom lite svullen redan från fabrik (svårt att se på bilden, men det kändes):

DSC_5063_LiFe.jpg

... och dog (svullnade upp och fick högre intern resistans) redan under andra körningen.

Jag var nyfiken på hur mycket effekt dessa bilar faktiskt drar så jag körde med en effektmätare inkopplad, och den visade:

Imax = 76 A
Pmax = 930 W

Jag har ju ändå en viss förståelse för detta med elektricitet och det stör mig att man använder så låg spänning för något som kräver så mycket effekt. Jag började leta runt efter en motorstyrning som klarar högre spänning, och det var så jag stötte på Benjamin Vedders VESC. Sen har tiden gått; men jag har i alla fall fått ihop en VESC som funkar.

Forts...

[arvidb]

Med tanke på den usla/varierande kvalitet som dessa hobbybatteripaket verkar lida av så vill jag inte köpa fler sådana. Istället blir det Sony Konion US18650VTC5 (test här). Dessa är specade till åtm 20 A urladdning, lygte testar dem upp till 30 A. Jag tänkte använda 12 i serie för omkring 800 W (20 A) till 1100 W (30 A) tillgänglig effekt.

Jag tänkte löda ihop dem, delvis för att jag inte har lust att skaffa/bygga en punktsvets, men också för att jag inte riktigt känner mig bekväm med att dra så mycket ström genom några små svetspunkter (i.o.f.s. känner jag mig inte riktigt bekväm med att löda dessa heller, men... ).

Det gick fint att löda dem i.a.f.:

SAM_1669_VTC5_soldered.jpg

Jag använder en 5 mm spets, extra flussmedel, och sandpapprar + torkar med isopropanol innan lödning. Och så virar jag ett fuktigt papper runt cellen för snabb kylning:

SAM_1670_VTC5_soldering.jpg

(Jag testade först med A123 LiFePO4 26650-celler, men dessa lyckas jag verkligen inte löda - de suger för mycket värme för lödpennan, tror jag.)

Cellerna ovan var övning (och är tänkta att sitta ihop kortsida mot kortsida, därav den något långa kabeln). Jag använde 1,5 mm² RK (bör bli ca 0,22 mΩ, betydligt mindre än cellens egna 13 mΩ). Nu väntar jag på balanseringkontakter innan jag löder ihop resten. Det blir två 6s-packar. Steget efter det blir att fixa något slags cellövervakning som VESC:en kan läsa av under körning.

Fortsättning följer så småningom.

[MNorrgren]

Intressant, men... Vad klarat motorn för spänning? Eller det anpassas av esc? Annars brinner den på direkten... Mig veterligen finns det få motorer som klarar 12s.
Tror också du kan få besvär med dessa celler, trots den höga spänningen kommer du nog ändå behöva mer än 30A i strömuttag, så måste ställa mig tveksam att det fungerar, men måste testa.
Det hade nog gjorts som du tänkt om det fungerar, man har lipo av en anledning.... De klarat det stora strömuttag som krävs.

Körde 1/8 buggy samt onroad, elkonverterat innan. Tekin -esc och motor. 5000w toppeffekt, mina 6s lipo blev tämligen varma....

Intressant helt klart, ska bli kul att se om det går att genomföra!

[arvidb]

5000 W! Jag tyckte att det var riktigt bra drag i min bil med originalsystemet, och då drog den som sagt max 930 W... med fulladdade batterier dessutom (3,6 V/cell). Med nominella 3,3 V/cell bör den ha maxat runt 800 W. Ändå sjukt kul att köra! Dock var den drevad för i bästa fall (teoretiskt, jag mätte aldrig) 50 km/h.

Vad hade du för toppfart på din 5 kW-bil?

Motorn som jag tänkte använda är en TPPower TP4030-10Y. K_V = 1050 rpm/V (det lägsta jag kunde hitta), kontinuerlig effekt 1600 W, max 3600 W, vilket bör betyda att den tål 28 A kontinuerligt och 63 A "max", vad nu det innebär.

I och med att VESC:en mäter och reglerar motorströmmen så funkar den egentligen som en buck converter, d.v.s. så länge inspänningen är tillräckligt hög för att nå den topphastighet som man vill ha, så är det lugnt. Sen begränsar man topphastighet och motorström i mjukvara. Så ja, det begränsas av ESC:en i detta fall.

Hela idén med detta bygge är ju i princip att få ner strömmarna utan att tappa i prestanda. På batterisidan betyder det fler celler i serie; på motorsidan betyder det lägre K_V (och därmed högre momentkonstant (K_T) = fler newtonmeter per ampere; K_T = 1/K_V, med K_T i Nm/A och K_V i radianer⋅s⁻¹⋅V⁻¹). VESC4:an ska klara ca 50 A kontinuerligt, så jag sätter nog max motorström till 40 A till att börja med - och max 25000 rpm. Då finns det även lite marginaler sen ifall det känns otillräckligt och saker inte blir allt för varma.

Jag har räknat "en del" på detta, återkommer med lite plottar...

[arvidb]

Jag har alltså försökt plotta maxvrid-vs-hastighet för bilen som den var original med 4s LiFe och hur den kan tänkas bli med det system som jag siktar på nu:

1965-vs-1050-torque.png

Lite kommentarer:

• Den horisontella delen av plotten för nya systemet kommer från strömbegränsningen i VESC:en (40 A i denna plot); den böjda delen av kurvorna kommer av att man slår i batteriernas maxeffekt; den sluttande delen kommer från motorernas egenskaper (dess K_V i kombination med batterispänningen).
• Att originalmotorn är listad som 784 W och inte 930 W beror på två saker: dels utgår jag från batteriernas nominella spänning (inte toppspänning), dels tar plotten även hänsyn till förluster i ESC och kablage (uppskattat till 10 mΩ för original-ESC:en och 15 mΩ för VESC:en i denna plot), så 784 W är det som blir kvar till motorn.
• Maxström från de nya 12s-batterierna i denna plot är 20 A.
• Plotten tar även hänsyn till cellernas interna resistans. Uppmätt 7 mΩ/cell för originalets LiFe, och 13 mΩ/cell för Konion US18650VTC5 enl datablad.
• VESC4 klarar inte av att hantera mer än 30000 rpm för en 4-polig motor, så jag kommer inte att kunna utnyttja de högsta varvtalen.

Resultatet ovan ser kanske lite tveksamt ut, men bilden blir annorlunda om man tittar på motoreffekten istället (blått = originalsystemet, rött = nya systemet):

1965-vs-1050-power.png

Här ser man verkligen nyttan av strömbegränsningen hos VESC:en! För det gamla systemet (och vanliga ESC:ar i allmänhet) så dras den största effekten när motorn är som minst effektiv och när uteffekten är som lägst. Med VESC:en dras effekten när den faktiskt behövs! Jämför loss-kurvorna för gamla och nya systemet...

Ja, detta är teorin, frågan är hur det fungerar i verkligheten.

[danielr112]

Vart tog mitt inlägg vägen som jag la här?` Aja försöker sammanfatt igen.

LiFePo4 är säkrare men dom är värdelösa vid stora effektuttag där du också vill ha större kapacitet. Antingen eller medans LiPo faktiskt har extrem effektuttag. Är man rädd för att dom ska börja brinna kan man köpa hardcase som tål mer stötar.
18650 och liknande i all ära men LiPo slår dem om man behöver rejält med effekt.

Lödda 18650 och liknande är lätt. Du behöver dock varken flux eller sandpapper. Du vill inte skrapa bort ytan på batterierna då dom börjar oxidera ganska lätt och förstörs. Jag löddar mina med en 200w+ med extrem spets och det tar 1.5-2Sek. Man kan sätta fingret på batteriets kant 1 sek efter utan att bränna sig så att lägga extra kylning gör ingen nytta... (I mitt fall ivf) Om du inte behöver köra 10 sekunders värmningar. Jag har även testat med Flir men går inte förnimma det. Andra har testat med mindre 50w pennor och små spetsar och ja då blir det varmt!

Dina löddningar ser också ut att vara något kalla? Jämför man med när jag gjort det så har dom direkt flutigt ut utan några större problem.Jag kör bara 60/40 tenn och funkar fint.


Ska bli skoj och se resultatet sedan när du fått igång den.

[arvidb]

Min lödstation är på 80 W (Ersa Nano), och det är som sagt för lite för A123:s 26650-celler (åtm med 5 mm spets), men funkade fint för dessa 18650. En lödning tar 2-3 sekunder och cellerna är bara ljumna i överkanten några sekunder senare. Men varför inte kyla lite extra om man kan. Jag får testa utan sandpapper på nästa cell.

Vad gäller effektuttaget så är jag ju nöjd med 1 kW, och det är ju dessa celler testade för att klara. Jag tror det blir svårt att hitta 12s LiPo som inte tar för stor plats i bilen? Då återstår 18650-celler, och klarar de skivan så är ju allt frid och fröjd. Vi får se. Ska bli spännande som sagt!

[danielr112]

Alltid skoj att experimentera. Börjar komma fler och fler olika typer av celler och även de som släpper extremt höga effekter så marknaden har vidgats

[arvidb]

Hmm, funderar på att lyxa till det med en säkring i dessa batteripackar också. Helst skulle jag vilja hitta någon på typ 40-50 A, men visst borde det funka med en 30 A fordonssäkring också? Den blir inlödd/intejpad/inkrympslangad så jag vill inte att den ska gå vid vanlig användning...

[MNorrgren]

Menar inte att klanka ner utan ska bli intressant! Hoppas det går bra!

Ja 5000w var rätt bra drag, ska ladda upp en film där jag kör en onroad bil... Så ser du lite hur den går. Den var också drevad för styrka, men skulle gissa den toppade dryga 100km/h. Det var typ en omgjord buggy. Ofna var märket på den i alla fall, återkommer!

Ja men då så, då ska nog strömmen vara ok, och spänningen till motorn också. Kul om det funkar! Ska följa med spänning!

Här är en länk till det systemet jag körde, en av de vassare och dyrare på marknaden! https://www.amainhobbies.com/tekin-rx8- ... 17/p263935

Körde med bra celler, men även hobbyking. Har inte haft några besvär alls. Offrade istället mycket pengar på en riktigt bra laddare, som balanserar bra och så. Gick fint!

Video från en parkering för mågna år sedan...

[arvidb]

Hmm, det här med 5 kW intresserar mig. Vet du i vilket situation som bilen drog så mycket?

På <1 kW spann hjulen loss rejält med min bil; det sprutade grus typ. Så du måste ha haft ett suveränt grepp och samtidigt hög fart för att få ner 5 kW i backen, så att säga? Typ racer med slicks på asfaltsbana?

Det är jätteintressant att få input från någon som har kört mycket liknande bil, jag tar det inte som att du klankar ner. Alltid kul att försöka få ihop teori och praktik, tycker jag.

[arvidb]

Jag köpte på mig lite såna där säkringar idag och deras resistans verkar vara ca 5 mΩ (25 mV/5 A) så det bör ju vara OK. Var lite rädd för att de skulle sabba prestandan lite för mycket.

[arvidb]

Den blev en annan motor: Keda SAKER 4068/5Y 966 rpm/V.

"TPPower Europe" som jag först tänkte handla av visade sig vara ett helt anonymt företag (de uppger inte ens företagsnamn på hemsidan). Dessutom väldigt konstiga villkor: leverans "Ex Europe warehouse" (trots €18 i frakt!), och "Import duties, taxes, and charges are not included in the item price or shipping charges", samtidigt som de säger på hemsidan att alla priser är inkl VAT. Jag mailade och frågade om detta och fick ett kort svar att "Goods are send from the Netherlands, so taxes are paid (for Europe)". Men inget svar på vad företaget heter eller övrig kontaktinfo. Så undviker helst dem om jag kan...

[MNorrgren]

Ja,det är tämligen extrema siffror för sådana små bilar. Den drog det vid acceleration, fullt gaspådrag. Hur den sedan låg i mer jämn fart vet jag absolut inte tyvärr. Hade möjlighet att mäta, men hade gärna gjort det!! Dock ska noteras att mina 5 och 6Ah, 6s lipoaccar räckte 4-5 minuter när vi körde hårt på bana. Gällde att ha ett antal accar, ett på laddning hela tiden på full effekt, tror jag laddade det med 3c eller så, körde på 15A laddström...

Den hade ett fantastiskt grepp, men trots detta som syns på filmen släpper den lätt på fullt gaspådrag. Lätt att göra en piruett... Körde med "gatdäck/asfaltdäck", den hade ju också fyrhjulsdrift så det gör stor skillnad. Hade också rätt bra diffar i den, med väl utprovade oljor.
Bilen var som sagt egentligen en ombyggd buggy, men med nya dämpartorn, andra Dämpare etc. Hade mycket mjuka Dämpare och fjädrar för att hjälpa att få grepp, dock en rätt tjock olja i Dämparna för att göra dem lite tröga...

Ska nog gå bra med säkringarna, tror inte de påverkar nämnvärt. Dock, behöver du verkligen säkring? Ett sådant avancerat esc borde ha inbyggt strömbegränsning?

Klart intressant motor, hoppas går som den ska! Hobbyking, I Nederländerna har en hel del motorer också, som är klart prisvärda. Välj en motor med lågt kv och istället dreva utväxling högt.
Vet en sida som verkar ok att köpa motorer från, men kan ej i huvudet, ska kolla när jag kommer hem från jobbet. Där kunde man beställa allt möjligt!

[arvidb]

Då snittade du ju typ 1600 W om jag har räknat rätt. Coolt! Vet du vad du höll för snitthastighet då?

Ja detta med alla inställningar, oljor m.m., där kan man ju gräva ner sig ordentligt. Jag gjorde en grundinställning när jag fick hem bilen, med lagom markfrigång och vettiga oljor i diffarna. Får se om jag tittar nåt mer på det; jag tycker nog att det elektriska är det som är roligast ändå. Och jag har inga planer på att tävla. Fast samtidigt är det ju kul att kunna köra rakt och inte få sladd direkt.

Säkringarna är tänkta som skydd mot brand om något katastrofalt händer (som att jag råkar kortsluta ett batteripack, typ ).

Jag har tittat förut efter en passande motor på Hobbyking, men det är ont om motorer i rätt storlek (⌀36-42 mm, L<70 mm), med K_V runt 1000 rev/min/V och som klarar varvtal på minst 35000 rev/min (d.v.s. inrunners). Jag har bara hittat två passande, och det är de som jag har länkat till i tråden redan. Du har helt klart rätt i att de flesta RC-motorer inte är gjorda för så hög spänning.