Ho acquistato le 16 celle 38120 (38mm di diametro per 120mm di lunghezza) a vite in luglio 2010 e queste sono le confezioni in cui vengono consegnate. La soluzione a vite per le connessioni consente un facile utilizzo senza necessità di grosse saldature, restano da saldare solo i cavi del bilanciamento. Saldare direttamente sui poli con celle di queste dimensioni non è difficile a patto di avere un saldatore a mazzetta da almeno 150W, ma può essere rischioso per la salute delle celle che non gradiscono elevate temperature nelle zone dei poli, quindi ottima questa soluzione. Ho sostituito le viti a croce in dotazione da 6*6mm con delle 6*8 con testa a brugola bombata per un più facile serraggio delle medesime.

Dopo avere testato le celle singolarmente per tre cicli ho iniziato a valutare alcune soluzioni di montaggio. Con una dima di cartone delle dimensioni del triangolo della bici ho provato varie configurazioni. Il circuito, o meglio lo stampato che si vede nelle foto era quello destinato a ospitare un vclamp-LVC combinato che poteva essere una valida soluzione per la gestione delle celle in serie, ma poi in seguito ho deciso per un altra soluzione. Alla fine ho preferito il montaggio della foto di destra, che consente un assemblaggio più semplice e affidabile nel tempo.

Assemblare una batteria con queste celle non è un problema in quanto grazie agli appositi holders ad incastro possiamo procedere ad un montaggio nelle più diverse configurazioni che ci aggradano...fino in pratica all'infinito. Le celle poi vanno unite per formare la serie con ponti in metallo specifici oppure autocostruiti.

Sulla batteria ho deciso di montare per ragioni di spazio, affidabilità e semplicità il solo circuito LVC, affidando il bilanciamento al caricatore da modellismo Robbe Power Peak Eternity di cui disponevo che può trattare fino a 14 celle in serie. Lo stampato è stato studiato per questo tipo di assemblaggio in modo da avere fili paralleli sui piani delle celle, lasciando gli incroci sullo stampato. Sul circuito è presente un connettore a 20 poli per portare i singoli punti da monitorare ai connettori di bilanciamento del caricabatterie.

Una volta montato il circuito LVC si presenta in questo modo, in questa foto è stata assemblata la sola parte superiore, i cablaggi della zona inferiore sono ancora da effettuare.

Il polo negativo e positivo sono stati irrobustiti con 2 piastre di rame saldate su una base in vetronite in modo da consentire una facile saldatura dei grossi cavi in uscita.

La batteria una volta assemblata si presenta in questo modo con i cavi superiori e inferiori del bilancimento disposti linearmente fra loro e fissati con nastro in tela.

Dopo avere saldato i vari cavi ho provveduto a rivestire la parte superiore ed inferiore con 2 lastre di vetronite con il rame disposto ovviamente sul lato esterno. Questo rende i pioli di sospensione degli holders piu robusti e conferisce perfetta planarità alla batteria su questi 2 lati, uno dei quali farà da appoggio sul contenitore.

I cavi di potenza necessari sono molto corti poichè la centralina si troverà nelle immediate vicinanze della batteria. Sono stati inseriti 2 fusibili di cui uno per il normale utilizzo ed uno per la sezione di carica. Il filino azzurro comanda l'interruzione di funzionamento del sistema quando la prima delle celle va a una tensione inferiore a 2.1V.

Il connettore per il caricabatterie è stato personalizzato in questo modo per consentire la compatibilità con quello presente sul caricatore....per la realizzazione del cavo da circa 80 cm è stato sacrificato un vecchio cavo parallelo per stampanti.

La struttura del contenitore della batteria centrale è basato su un profilato in alluminio casualmente trovato in una discarica di materiali di recupero che si è rivelato perfetto allo scopo. Si tratta di un profilo a U largo 85mm esternamente con 80mm di spazio utile interno, lo spessore risulta di 2,5mm quindi anche robusto. La costruzione del contenitore è avvenuta in base alla batteria 38120 per quanto riguarda la larghezza e sulle misure della tantrum modificata (vedere altra pagina dedicata) per quanto riguarda la lunghezza, questo perchè volevo costruire qualcosa di adatto ad ospitare entrambe le batterie.

Per rendere solidale il contenitore al telaio in primo luogo ho realizzato questo supporto estraibile che si poteva fissare alle 2 classiche viti portaborraccia presenti in tutte le biciclette. Siccome la robustezza dei supporti-vite premontati non mi ispirava ho poi abbandonato questa soluzione.

Ho quindi provveduto a realizzare un attacco che abbraccia il telaio piuttosto robusto in alluminio. Il diametro del supporto consente l'inserimento di una lamina di rame da 0.5mm in modo da non segnare il telaio e rendere più elastico l'accoppiamento. Dovessi ricominciare ora il lavoro penserei invece un attacco a base di silent-block che renderebbe sicuramente migliore l'assorbimento di vibrazioni trasmesse al contenitore durante la marcia.

Per il fissaggio sul tubo trasversale che va alla sella ho invece realizzato questo supporto con fissaggio a spinetta. Alla fine il peso della batteria si concentra in questi 2 punti che è bene siano solidi.

Per piegare la parte superiore del mobile ho utilizzato questo metodo manuale casalingo poichè non disponevo di altri metodi, il risultato comunque è stato perfetto.

Nel punto di giunzione anteriore ho dovuto realizzare un pezzo particolare di raccordo e unione che ho poi provveduto ad alleggerire il più possibile, rifinito poi da montato sulla fresa.

Il contenitore viene assemblato al banco e successivamente montato sul telaio. Si possono notare la presa per la ricarica (canon) ed il cavo flat per il bilanciamento (connettore joystick 15 poli).

Si incomincia ad intravedere la fine del lavoro, i cablaggi vengono predisposti con connettori mini (tipo quelli delle ventole PC) al posto di quelli standard che sono piuttosto grossi e spesso sono ossidati già da nuovi. Tutti i cavi sono stati accorciati allo scopo di occupare meno spazio nel contenitore. In questa foto si può notare anche il supporto di appoggio superiore che è costruito in nailon nero che consente l'inserimento di 2 robuste fascette più che sufficienti allo scopo.

Dopo avere chiuso le paratie laterali (naturalmente controllando al banco che tutto funzionasse a dovere) realizzate in vetroresina nera poi verniciata, ho posto la batteria in carica per verificarne il bilanciamento, le celle ferme da un mese circa avevano uno sbilanciamento di circa 500mA, è stata necessaria una nottata a bassa corrente per portarle in condizione ottimale. La tensione/cella è impostata a 3,6V, un valore leggermente inferiore al consigliato ma che consente ugualmente la piena capacità.

Il caricatore sta facendo il suo dovere...il realizzatore invece è impaziente di provare la bici su strada, al momento si consola con qualche foto della bici finalmente conclusa nella sua versione definitiva....
Sulla destra si notano 3 connettori gialli, uno è il connettore di alimentazione, tramite l'utilizzo dei rimanenti è possibile utilizzare separatamente la batteria interna oppure una esterna di riserva o supplementare per le lunghe percorrenze. La soglia di 100 km dovrebbe essere tranquillamente superata con 2 batterie.

Completamento del triangolo con una borsa triangolare porta chiavi e accessori di emergenza e di un porta borraccia.

Il test della bici è stato effettuato in una gelida ma soleggiata giornata di febbraio, 2 giorni dopo la fine dei lavori descritti. Erano circa 4 mesi che non usavo la bici vuoi per il freddo ma soprattutto perchè era ferma sul trespolo per studiare le varie soluzioni di questa realizzazione. Una cosa mi ha immediatamente colpito e cioè che non mi pare più di guidare una bicicletta appesantita e leggermente squilibrata ma una classica e agile bicicletta, seppure il peso finale sia rimasto lo stesso della configurazione a batteria posteriore. Siamo intorno ai 26-27kg totali. Ottimo risultato quindi ciclisticamente parlando, soprattutto nei rapidi cambi di direzione, per fare un paragone direi come passare dal portare un bambino sul portapacchi posteriore e invece portarlo su un seggiolo fissato davanti al guidatore.
Per quanto riguarda la parte elettrica l'aumento di 2 celle (14 celle da 9.7Ah) rispetto alla configurazione precedente (12 celle da 10.5Ah) ha permesso con lo stesso peso di incamerare circa 30 W di energia in più che non fanno male. Il motore utilizzato è un classico BPM befang senza spazzole con riduttore ad ingranaggi interni da 250W. La centralina è specifica dedicata a questo tipo di motori e consente la regolazione della velocità massima fissabile in 3 valori tramite pulsantiera sul manubrio, importante quando si cerca di ottenere la massima autonomia di percorrenza o non si vuole viaggiare alla velocità massima. E' inoltre disponibile un controllo della coppia fornibile dal motore in 3 posizioni per gestire la richiesta di potenza. Con questo sistema si ottengono quindi 9 combinazioni di funzionamento che coprono tutti i tipi di utilizzo normalmente possibili con una bici, dalla marcia tranquilla per passeggiate su strada fino alla condizione di affrontare una rampa del garage. Tutto questo ovviamente è asservito al pas (sensore di pedalata) che se ben utilizzato assieme al cambio rende la guida e l'assistenza molto dolce, direi quindi che lo scopo di un mezzo agile e piacevole all'utilizzo è stato raggiunto ed in tutta sicurezza. In queste condizioni ho notato che il comando del gas a leva o a manopola è praticamente inutile, lo manterrò comunque montato in caso di eventuale rottura in viaggio del sensore PAS. Per legge il comando del gas non può essere operativo senza che il ciclista pedali su una bicicletta elettrica, quindi per essere in regola verrà mantenuto sconnesso, in caso di necessità sarà necessario aprire il contenitore porta batteria e collegare il connettore relativo, ma mi auguro non ve ne sia mai necessità. Il sistema di controllo sul manubrio consente anche l'accensione e lo spegnimento della centralina che in condizione di riposo assorbe circa 5.5 microampere, se ci dimenticheremo di spegnere il sistema elettrico un temporizzatore fissato sui 10 minuti lo farà per noi. E' presente anche un controllo visivo a 4 led del livello di carica della batteria che da una sommaria indicazione della carica residua della batteria. Ho notato che la migliore condizione di marcia, o meglio quella che giudico più piacevole è di fissare la velocità massima su 20 km/h con la minima corrente, il che consente con un minimo di sforzo di raggiungere facilmente i 22-23 km/h con consumi inferiori a 80W il che porta il sistema ad una autonomia su strada piana all'incirca di 100km.
C'è voluto un po di tempo, tante prove e tanti dubbi su quali materiali batterie ed elettronica utilizzare, molte ore di lavoro per realizzare quanto mostrato, ma posso dire sinceramente che ne è valsa la pena.

By Tittopower 2/2/2011

Dopo circa un anno di utilizzo con ottima soddisfazione della bottecchia a batteria centrale e dopo gli ottimi risultati ottenuti con il controllo di coppia utilizzato sulla rockrider 9.1 ho deciso di dotare anche questa bici del controllo di coppia continua.

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Come si può notare è sparito il comando gas o manettino ed al suo posto il comando a potenziometro del controllo di coppia. Sulla sinistra invece il pulsante stagno che se premuto consente una velocità di 6kmh e facilita il superamento di ostacoli nell'accompagnamento a mano della bici. La regolazione di coppia consente una erogazione della potenza del motore in maniera continua fra un minimo di 50 W fino al massimo erogabile dalla centralina. Questo sistema di trazione consente una marcia adattabile a tutte le condizioni che si incontrano, dal passeggio a 10 kmh con gli amici in chiacchierata alla marcia a qualsiasi velocità. Poi se serve un forte aiuto immediato non resta che ruotare al massimo con il pollice la manopola e si va su anche alle salite più importanti. Utilizzando questo controllo è stato possibile incrementare anche l'autonomia massima della batteria in quanto non risulta obbligatorio marciare alle velocità e correnti normalmente fornite dalla centralina, ma il tutto si adatta alla propria volontà di aiutare la pedalata a seconda delle condizioni fisiche. Ovviamente ciò non significa che il controllo di coppia fa consumare meno ma che in certe condizioni è possibile risparmiare energia. Non è detto infatti che servano sempre i 200W minimi erogati dalla centralina, anzi da quando ho montato tale regolazione sono solito non arrivarci mai a quella potenza utilizzando in media circa 100-150 W...ci vuole solo un po' più di tempo a raggiungere la velocità di crociera a tutto vantaggio dell'autonomia. Se prima normalmente per 30 km mi occorrevano 6Ah ora ne utilizzo 4,5 circa.

Le modifiche trattate negli articoli possono provocare danni notevoli all'hardware e alla persona qualora chi le esegue non abbia una certa familiarità con l'elettricità, la meccanica, l'elettronica ecc.. ci si astenga quindi eventualmente dal metterle in pratica qualora non si abbia affinità con le materie predette. In ogni caso lo scrivente non si ritiene responsabile di eventuali danni provocati dai progetti e dal loro utilizzo a cose e/o persone.