Nog werkende Sparta NiHM accu ombouwen naar Lithium-Ion

Ik heb een Koga Miyata Tesla elektrische fiets, die nog volledige trapondersteuning biedt, maar na 10km er mee op houdt.

Heb de (rechtvormige) frame-accu open gehaald (geen banaan accu dus) en toen was wel duidelijk waarom de accu niet lang meer mee ging.
De NiMH cellen waren allemaal waarschijnlijk een keer te warm geweest, want ze hadden allemaal ooit wel eens gelekt.
Het gaat hier om een Sparta NiHM Rechargeable battery pack van 24 Volt (nominaal) met de volgende gegevens: NTA2356 29110416

Ik heb de 24 NiMH cellen uit het accu pack gehaald en wil hier voor in de plaats Lithium-Ion cellen gebruiken.
Door de Li-Ion cellen een 7S configuratie te plaatsen (7S4P bijvoorbeeld) creëer ik een soortgelijke spanningsverloop als die van toepassing was met de 20 in serie geplaatste NiMH cellen, namelijk 21V laag en 29,4V hoog.
Als ik dan in ieder geval een balancer en een Li-Ion lader gebruik, dan het lijkt mij dat dit prima moet werken. Met andere woorden, de originele electronica in de Sparta accu, denkt nog steeds dat er NiHM cellen inzitten en zal trapondersteuning geven.

Ik wil dit gaan testen, maar ik weet niet precies wat ik met 1 specifieke draad moet:

Op de helft van de 20 in serie geschakelde NiMH cellen loopt een grijze draad met een weerstand naar de printplaat van de accu.
Hier zal nominaal 12V op te meten zijn, tussen de positive pool van de batterij en deze draad (als deze negatief is), of tussen de negative pool van de batterij en deze draad (als deze positief is).

Het is als eerste goed om te weten wat deze draad doet. Is dit de 12V voeding voor de electronica, of is het puur om de 'balans' van het pack te meten?

Met een 7S Li-Ion configuratie kan ik eventueel tussen de 4e en 5e groep een aftakking maken voor deze draad, waardoor ik bijvoorbeeld tussen de positive pool (+) van het pack en deze draad (-), tussen de 12 en 16,8 volt zal meten.
Iets wat de electronica gewend is om te meten en hiermee prima 'om de tuin kan worden geleid'.
Het probleem is echter dat je tussen de negative pool (+) van het pack en deze draad (+), tussen de 9 en 12,6 volt zal meten.

Dit laatste is precies iets wat de electronica wellicht niet leuk zal vinden en (voorgoed) uit zal schakelen.

Ik ben benieuwd of iemand hier iets zinnigs over kan zeggen en mogelijk een oplossing heeft.

Met 'om de tuin leiden' moet je wel uitkijken met Li-Ion. Die zijn lang niet zo vergevingsgezind als NiMh. (NiMh lekt, een Li-Ion ontploft of start een brandje)
Is gewoon nieuwe NiMH cellen plaatsen niet beter?

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Op 23 juni 2019 19:13:34 schreef Arco:
Met 'om de tuin leiden' moet je wel uitkijken met Li-Ion. Die zijn lang niet zo vergevingsgezind als NiMh. (NiMh lekt, een Li-Ion ontploft of start een brandje)
Is gewoon nieuwe NiMH cellen plaatsen niet beter?

Goed dat je dat zegt en je hebt gelijk, maar gelukkig werk ik al een tijdje met Li-Ion en weet ik hoe je aardig voor ze moet zijn ?

NiHM herplaatsen is daarentegen natuurlijk geen uitdaging ?

Je zult in ieder geval dan een andere lader nodig hebben.
En het blijft knoeien om fake signalen te geven aan de controller.
(wat die extra draad doet kun je zelf waarschijnlijk het makkelijkst zien, de fiets staat tenslotte bij jou...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Die extra draad die meet de middenspanning. Als het pack uit balans is, dan gaat ie in "veiligheid". Het idee is dat als er 1 cel kapot gaat, ie OF in de onderste OF in de bovenste helft zal zitten, in beide gevallen zie je de middenaftakking een rare waarde geven. De kans dat twee cellen tegelijk op dezelfde manier fout gaan is klein. Maar ik verwacht dus dat 4/3 aansluiten in beide gevallen een te grote afwijking gaat geven.

Just checking: denk je ook aan een Lithium BMS?

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Als je van de 3e en 4e cel een aftakking maakt en er dan 2 gelijke weerstanden tussen doet, dan meet je in het midden van de weerstanden toch precies de helft van accu spanning. En eventueel de weerstanden aanpassen om beter in de range 9 - 12V te komen hoewel ik eerder denk zoals rew zegt dat het een range is omdat de 12V heen moet zitten, als het maar de helft van de totale spanning is.

Ja, heb ik ook een paar keer aan gedacht... Maar dan belast je de middelste cel meer dan de rest en is je accupack na een maand kapot. :-(

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
timberleek

Golden Member

Op 23 juni 2019 21:19:07 schreef benleentje:
Als je van de 3e en 4e cel een aftakking maakt en er dan 2 gelijke weerstanden tussen doet, dan meet je in het midden van de weerstanden toch precies de helft van accu spanning. En eventueel de weerstanden aanpassen om beter in de range 9 - 12V te komen hoewel ik eerder denk zoals rew zegt dat het een range is omdat de 12V heen moet zitten, als het maar de helft van de totale spanning is.

Dan trek je alleen de middelste cel leeg.

Als je het op zo'n manier gaat doen zou ik gewoon een deler tussen pack+ en pack- zetten. doet niks kwa beveiliging, maar trekt de accu niet scheef.

Precies, maar daar zal een spanningsdeler achter zitten, dus je kunt niet zomaar 2 grote weerstanden nemen, want die spanningsdeler staat dan parallel aan de onderste weerstand. Ik zou de totale weerstand van de spanningsdeler meten, en met dezelfde weerstand in serie naar de + van het accupakket gaan. Je hebt dan netto de bovenste weerstand van de bestaande spanningsdeler groter gemaakt om het kloppend te maken.

Echter voorzie ik nog wel een probleem; als je het pakket buiten het bestaande BMS gaat opladen, zal bij aftellen tot 0% acculading (voor de gebruiker; dit is 5% in werkelijkheid), en dan uitschakelen en dienst weigeren totdat hij gemeten heeft dat het pakket opgeladen is.

Je zou kunnen proberen om het stroom meet circuit helemaal buitenspel te zetten, maar dan krijg je weer het probleem dat het pakket op slot gaat als je de accu een keer echt leeg trekt, dus dan heb je een onderspanning terwijl het BMS denkt dat hij nog niet leeg had mogen zijn.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 23 juni 2019 20:02:27 schreef rew:
Die extra draad die meet de middenspanning. Als het pack uit balans is, dan gaat ie in "veiligheid". Het idee is dat als er 1 cel kapot gaat, ie OF in de onderste OF in de bovenste helft zal zitten, in beide gevallen zie je de middenaftakking een rare waarde geven. De kans dat twee cellen tegelijk op dezelfde manier fout gaan is klein. Maar ik verwacht dus dat 4/3 aansluiten in beide gevallen een te grote afwijking gaat geven.

Just checking: denk je ook aan een Lithium BMS?

Goed om te weten dat die extra draad alleen voor het meten van de middenspanning. Iets wat ik zelf ook al vermoedde.

En over de BMS:
Ik denk dat de overspanning- en onderspanningsbeveiliging van de bestaande electronica voldoende is en er voor ontladen (ofwel trapondersteuning) niets anders nodig is.
Ik wil wel een losse balancer gaan gebruiken voor de 7S pack, maar natuurlijk zou ik ion de plaats daarvan ook elke keer een balance charger kunnen gebruiken.
Vanzelfsprekend gebruik ik soweiso een losse Li-Ion lader, welke niet via de bestaande electronica loopt.

Op 23 juni 2019 21:19:07 schreef benleentje:
Als je van de 3e en 4e cel een aftakking maakt en er dan 2 gelijke weerstanden tussen doet, dan meet je in het midden van de weerstanden toch precies de helft van accu spanning. En eventueel de weerstanden aanpassen om beter in de range 9 - 12V te komen hoewel ik eerder denk zoals rew zegt dat het een range is omdat de 12V heen moet zitten, als het maar de helft van de totale spanning is.

Ik zat zelf ook aan iets met weerstanden te denken, maar wat jij verteld gaat mij dan net weer boven de pet ;-)

Op 24 juni 2019 08:20:54 schreef timberleek:
[...]

Dan trek je alleen de middelste cel leeg.

Als je het op zo'n manier gaat doen zou ik gewoon een deler tussen pack+ en pack- zetten. doet niks kwa beveiliging, maar trekt de accu niet scheef.

Wat bedoel jij precies met een deler?

Op 24 juni 2019 10:24:47 schreef SparkyGSX:
Precies, maar daar zal een spanningsdeler achter zitten, dus je kunt niet zomaar 2 grote weerstanden nemen, want die spanningsdeler staat dan parallel aan de onderste weerstand. Ik zou de totale weerstand van de spanningsdeler meten, en met dezelfde weerstand in serie naar de + van het accupakket gaan. Je hebt dan netto de bovenste weerstand van de bestaande spanningsdeler groter gemaakt om het kloppend te maken.

Echter voorzie ik nog wel een probleem; als je het pakket buiten het bestaande BMS gaat opladen, zal bij aftellen tot 0% acculading (voor de gebruiker; dit is 5% in werkelijkheid), en dan uitschakelen en dienst weigeren totdat hij gemeten heeft dat het pakket opgeladen is.

Je zou kunnen proberen om het stroom meet circuit helemaal buitenspel te zetten, maar dan krijg je weer het probleem dat het pakket op slot gaat als je de accu een keer echt leeg trekt, dus dan heb je een onderspanning terwijl het BMS denkt dat hij nog niet leeg had mogen zijn.

Zou het toepassen van een Buck converter het probleem van de 12V mogelijk oplossen? Deze zet ik dan aan de + en - pool van het pack en geef 12V aan de grijze draad.
Of denk je dat het ontbreken van een spanningsval, door het gebruik van een Buck converter ook de electronica op slot zou zetten?

Je zou best wel eens gelijk kunnen hebben dat die electronica de pack op slot zet, totdat er een lader op de electronica wordt aangesloten.
Ik hoop natuurlijk dat er echter simpelweg naar de spanning wordt gekeken en als deze voldoende is, je gewoon kunt fietsen.

Op 24 juni 2019 11:11:27 schreef MarcH82:
Zou het toepassen van een Buck converter het probleem van de 12V mogelijk oplossen?

Nee, de spanning moet niet 12V zijn, maar vrij nauwkeurig de helft van de packspanning. Je kunt dit oplossen met één enkele weerstand!

Je zou best wel eens gelijk kunnen hebben dat die electronica de pack op slot zet, totdat er een lader op de electronica wordt aangesloten.
Ik hoop natuurlijk dat er echter simpelweg naar de spanning wordt gekeken en als deze voldoende is, je gewoon kunt fietsen.

Ik kan je garanderen dat dat niet het geval is, het BMS doet aan zogenaamd "coulomb counting", wat betekent dat de stroom tijdens het laden en ontladen geïntegreerd wordt, om zo een lopende schatting van de resterende lading bij te houden. Als die schatting een paar keer niet klopt met de spanning (onderspanning terwijl er nog energie over had moeten zijn) gaat het BMS permanent op slot en kun je die print weggooien. Zonder die print gaat de motor ook niet meer aan.

Er zit best veel intelligentie in dat BMS, wat het neppen ervan ook moeilijk maakt. Je zou alle spanning- en stroom metingen buiten spel kunnen zetten, zodat hij altijd alles accepteert en tegen de motor zegt dat alles in orde is. Daarvoor zou je de print behoorlijk moeten reverse-engineeren, maar als ik het goed begrijp is een spanningsdeler nog nieuw voor je, en dan kun je dat wel vergeten.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 24 juni 2019 11:38:28 schreef SparkyGSX:
Nee, de spanning moet niet 12V zijn, maar vrij nauwkeurig de helft van de packspanning. Je kunt dit oplossen met één enkele weerstand!

Helder. Misschien vraag ik je dit later nog eens hoe precies ;)

Op 24 juni 2019 11:38:28 schreef SparkyGSX:
[...]Ik kan je garanderen dat dat niet het geval is, het BMS doet aan zogenaamd "coulomb counting", wat betekent dat de stroom tijdens het laden en ontladen geïntegreerd wordt, om zo een lopende schatting van de resterende lading bij te houden. Als die schatting een paar keer niet klopt met de spanning (onderspanning terwijl er nog energie over had moeten zijn) gaat het BMS permanent op slot en kun je die print weggooien. Zonder die print gaat de motor ook niet meer aan.

Er zit best veel intelligentie in dat BMS, wat het neppen ervan ook moeilijk maakt. Je zou alle spanning- en stroom metingen buiten spel kunnen zetten, zodat hij altijd alles accepteert en tegen de motor zegt dat alles in orde is. Daarvoor zou je de print behoorlijk moeten reverse-engineeren, maar als ik het goed begrijp is een spanningsdeler nog nieuw voor je, en dan kun je dat wel vergeten.

Hmm... Dit verandert het het hele verhaal jammer genoeg...
Misschien dat het nog lukt Li-Ion charge electronica tussen de Sparta electronica en het Pack te zetten, zodat de laadstroom alsnog via de Sparta electronica gaat, maar dan loop je vast ook tegen het probleem aan dat de electronica andere informatie terugkrijgt dan dat deze verwacht.
Bijvoorbeeld geen kleine piekspanning tegen het einde van de laadcyclus van NiMH...

Ik denk dat ik dit project moet laten varen en simpelweg met NiMH batterijen gaan werken. Dit terwijl ik honderden goede geteste 18650 cellen heb liggen.

Vooruitlopend op het mogelijk toch toepassen van NiMH batterijen...
Kan iemand mij vertellen welk type NiMH-cellen dit is en waar / hoe kan ik deze bestellen?

Ze zijn 1,2V en ongeveer 9000 mAh. De afmetingen zijn 26mm x 85mm.
De afdruk geeft aan NT900CH.

Op 23 juni 2019 19:13:34 schreef Arco:
Met 'om de tuin leiden' moet je wel uitkijken met Li-Ion. Die zijn lang niet zo vergevingsgezind als NiMh. (NiMh lekt, een Li-Ion ontploft of start een brandje)
Is gewoon nieuwe NiMH cellen plaatsen niet beter?

Ik vrees dat je gelijk gaat krijgen O-)

Op 24 juni 2019 12:36:17 schreef rew:
https://www.nkon.nl/xcell-d-9000mah-1-2v.html

Thanks! Die had ik al een keertje gevonden, maar de afmetingen van de cellen uit deze accu zijn 26mm x 85mm.

Zelfs in deze lijst kan ik ze niet vinden: https://www.powerstream.com/Size.htm

Op 24 juni 2019 12:44:38 schreef MarcH82:
[...]

Thanks! Die had ik al een keertje gevonden, maar de afmetingen van de cellen uit deze accu zijn 26mm x 85mm.

Zelfs in deze lijst kan ik ze niet vinden: https://www.powerstream.com/Size.htm

GP1000CH is 25,8x86, 10000mAh. Zij noemen het formaat "C".

denk dat het compleet ombouwen met een externe controler en display het makkelijkst is in combi met een li-on accu en bms