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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
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 Inserito il - 16/07/2008 : 13:27:56
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Lancio un nuovo topico sull'argomento, visto che si stava discostando dal tema:
http://www.jobike.it/forum/topic.asp?TOPIC_ID=2206&whichpage=2
| elle ha scritto:
un tentativo di integrazione motore (12 o 16V) /cambio al mozzo (5 velocità) era lo sram sparc, montato soprattutto su alcune pieghevoli come la dahon roo el... è stato però un esperimento di scarso successo per via della ridotta potenza del motore... sulle bici con motore al mozzo la direzione attuale sembra più quella di rendere indipendenti i due funzionamenti, giocando sui perfezionamenti dei motori geared, la loro integrazione con sensori di sforzo ecc...
quanto al peso, sì siamo sempre lì: per dare due cifre, una kalkhoff pro-connect con motore centrale e batteria al litio panasonic 24V pesa meno di 21 kg e costa circa 2500 euro - una frisbee con motore al mozzo posteriore e batteria al piombo 36V pesa sotto i 38 kg e costa circa 1000 euro... al di là di quanto vi è di imparagonabile nel dettaglio (per avere costi più omogenei si dovrebbe considerare una frisbee alto di gamma che costa nell'ordine dei 1750 euro con la stessa batteria), si tratta di una differenza di 17kg, che è il peso di una muscolare pesante: l'interesse di questo dato però dipende interamente dal tipo di uso (che peraltro non è interamente sovrapponibile anche indipendentemente dal peso)
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Elle,
Ho provato a guaradre l'e-ciclopedia ma non ho trovato notizia di sram sparc o equivalenti, ci puoi allegare o segnalare un'immagine per avere un idea? Grazie!
In quanto al discorso peso, che è comunque legato al discorso cambio, secondo me dipende molto anche dal percorso che si fa e dalla possibilità di recuperare energia in discesa. Se il percorso che ho da fare prevede molti saliscendi e il motore in discesa è "folle", un bici pesante accorcia sensibilmente l'autonomia; viceversa se posso recuperare l'energia spesa in salita (ok, al netto di quel 40-50% che se ne può effettivamente recuperare) il bilancio è quasi pari (c'è solo un po' di attrito volvente in più). Certo, questa considerazione dà per scontato che sia la bici leggera sia quella pesante siano in grado di superare le salite affrontate senza troppi problemi.
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Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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elle
Utente Master
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Inserito il - 16/07/2008 : 13:40:47
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iacomino, se ti spulci questo thread sul forum inglese trovi pressoché tutto quello che si può sapere sullo sparc (adesso fuori produzione, credo)
quanto al recupero in discesa: considera che molti motori non hanno questa funzione - non ce l'ha il panasonic, non ce l'hanno i geared con ruota libera e molti motori senza ruota libera non sono accompagnati da un'elettronica che ottimizza questa funzione... ho letto anch'io qui sopra dichiarazioni di recupero del 40% - non sono in grado di valutarle tecnicamente, posso solo osservare che non corrispondono ai dati ottenuti in condizioni di esperimento controllato (test di extraenergy per primi), dove anche il bionx - che fa del suo raffinato sistema di recupero un fiore all'occhiello - non è andato oltre un 17% reale in condizioni ottimali
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l.
giant lafree, 2006 - brompton M3L, 2007 - flyer T8, 2008 - xootr swift, 2009 - specialized tricross, 2012 - tag egolite, 2014 |
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 17/07/2008 : 13:00:21
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Grazie del link, me lo studierò.
Solo 17% recuperabile? Mi sembrava che dai miei rilevamenti (un po' frettolosi lo ammetto) ce n'era di più, almeno il 25%... ma prima di fare sparate mi riservo di realizzare rilevamenti più accurati.
Mi aspetto comunque che quel <17% sia un valore medio, non il massimo recupero possibile in condizioni ideali. Dopo i rilevamenti proverò a metter giù qualche calcolino. Bisogna anche dire che, se si dispone del motore a monte del cambio, sarebbe possibile recuperare energia a una velocità più bassa che con la presa diretta, "ripulita" quindi di molti attriti.
E a proposito di calcoli, ho stimato che potenze di picco relativamente basse (dell'ordine dei 400W) potrebbero far superare pendenze dell'ordine del 16-20% senza spingere forte sui pedali con rapporti di trasmissione dimezzati o ridotti a un terzo; mi (anzi, Vi) domando se il fatto di poter superare qualsiasi salita con pochissima fatica al prezzo di andare molto lenti è più o meno importante della velocità media, o analogamente se il rendimento e l'autonomia sono più importanti della velocità. Oppure se la risposta è molto soggettiva! |
Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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elle
Utente Master
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17605 Messaggi |
Inserito il - 17/07/2008 : 13:29:37
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iacomino quella cifra te l'ho data come l'ho trovata, diciamo che è il massimo misurato con sicurezza in un test di uso reale
quello che dici su potenze e pendenze: la mia vecchia giant col vecchio panasonic 240W ha 390W di picco e fa esattamente quello che dici, grazie al fatto che questo motore centrale lavora in costante integrazione col cambio... il nuovo panasonic 250/430 lo fa anche meglio - ma sempre a velocità molto basse... soggettivamente trovo questa lentezza in salita ripida tollerabile seppure non particolarmente gradevole
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l.
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
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Inserito il - 19/07/2008 : 22:11:47
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Oggi quasi per miracolo sono riuscito a fare qualche misurazione in più e l'ho registrata, tanto per ristudiarmi dopo i valori con calma.
Ebbene, su una salita che con il solo motore percorrevo a circa 15Km/h il tester sullo shunt dava mediamente 0,9V, mentre affrontando lo stesso tratto in discesa la lettura era sui -0,3V a circa 36Km/h. Quindi il valore della corrente recuperata (su quella particolare discesa) è il 33% ma con un rapporto tra le velocità pari al 42%. Risultato: l'energia recuperata, ammettendo di trascurare le oscillazioni di tensione della batteria sotto carico e in ricarica, è ben... 14%. Anvedi... .
In realtà questo valore aumenta con l'aumentare della pendenza, ma questo significa che diventa sempre meno facile sfruttare la possibilità del recupero. Disponendo del cambio tra motore e ruota la resa aumenterebbe un pochino... spero un giorno di avere una bici "come dico io" per misurare bene quanto. Probabilmente il 17%!!!
Se a qualcuno interessa, aggiungo che il picco in fase di accelerazione con batteria appena caricata ha raggiunto 1,55V e che in piano a 22-24Km/h dava 0,4-0,3V. Purtroppo non conosco il reale valore di resistenza dello shunt, ma il libretto d'istruzioni afferma che la centralina limita la corrente a massimo 16A, penso quindi che grosso modo si possa considerare 1V corrispondente a 10A. |
Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 19/07/2008 : 23:14:17
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la sai la cosa buffa iacomino? è che tu stai confermando le informazioni che ho dato io ma io non sono in grado di capire perché!
ok, ho capito che il 33% sarebbe il valore reale di recupero unicamente se la velocità di salita fosse uguale a quella di dicesa, ma essendo la prima solo il 42% della seconda va considerato appunto solo il 42% di quel valore e questo è circa un 14% reale...
ma tu o qualcun altro bravo coi numeri potreste spiegare meglio e con semplicità questa cosa?
la questione infatti ritornerà sicuramente e sarà utile avere la soluzione a portata
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l.
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jumper
Utente Master
3304 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 02:44:30
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| Iacomino ha scritto:
Risultato: l'energia recuperata, ammettendo di trascurare le oscillazioni di tensione della batteria sotto carico e in ricarica, è ben... 14%. Anvedi....
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Errato 
Hai misurato la "potenza" istantanea recuperata non l'energia.
Per misurare l'energia devi integrare la potenza in dt (tempo)
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 10:22:53
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ma la velocità non implica già il tempo?
ragazzi veramente fatico a capire, per piacere qualcuno faccia uno sforzo e spieghi questa cosa in modo semplice
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l.
giant lafree, 2006 - brompton M3L, 2007 - flyer T8, 2008 - xootr swift, 2009 - specialized tricross, 2012 - tag egolite, 2014 |
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hombre
Utente Senior
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Inserito il - 20/07/2008 : 10:40:28
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JUMPEEEEEEEEERRRRRRRRRRRRRR urge articolo da inserire in e-ciclopedia
Elle, tu fatichi a capire....io evito direttamene i post... |
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jumper
Utente Master
3304 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 14:00:09
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Vediamo se riesco ad essere semplice senza dire troppe cazzate.
In fisica, si definisce Potenza il lavoro (e quindi l'energia scambiata) compiuto nell' unita' di tempo, si misura in Watt; il Watt e' definito come 1 Joule /1 secondo
L'energia e' invece definita come la capacita' di un corpo di compiere un lavoro. Si misura in Joules o in Wh , il Wh e' emblematico in quanto rappresenta la potenza di 1 Watt applicata per 1 ora (3600 secondi) continuativamente. Un Wh ovviamente equivale quindi a 3600 joules , ci siamo?
E' abbastanza intuitivo detto cosi'?
Facciamo un esempio.
Per spostare un peso verticalmente dal punto A al punto B , bisognera' compiere un lavoro , dipendente dalla massa dell' oggetto e dalla forza di gravita' che si oppone a noi, e quindi spendere un energia.
Ora possiamo usare un verricello elettrico da 500 W, sviluppando una potenza specifica bassa e mettendoci un tempo piu' lungo.
Oppure possiamo usare un mostro da 5 kW sviluppando per un tempo molto piu' breve una potenza molto maggiore; in entrambi i casi l'energia consumata (in condizioni ideali) sara' la medesima .
Per sapere quanta energia ho impiegato posso usare 2 tecniche , una diretta e una indiretta.
Quella indiretta prevede che misuri , se nota l'energia a mia disposizione inizialmente quanta ne e' rimasta.
Quella diretta invece necessita che faccia delle misurazioni quanto piu' frequenti possibili nel tempo per tutta la durata, della potenza istantanea che sto impegnando, potenza istantanea che in molti casi varia continuamente (ad esempio se faccio una salita o una discesa nel mondo reale, che ha attriti, buche, curve, ecc) e poi integri questi valori in dt (cioe' faccia la somma , infinita in realta', dei vari pezzettini).
E' quello che fanno (semplificando) watts'up, doc wattson, drainbrain e soci vari
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 15:22:29
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mille grazie jumper - la distinzione tra potenza e energia mi sembra adesso chiarissima
quindi tornando adesso alle misurazioni di iacomino sulla ricarica
| Iacomino ha scritto:
su una salita che con il solo motore percorrevo a circa 15Km/h il tester sullo shunt dava mediamente 0,9V, mentre affrontando lo stesso tratto in discesa la lettura era sui -0,3V a circa 36Km/h. Quindi il valore della corrente recuperata (su quella particolare discesa) è il 33% ma con un rapporto tra le velocità pari al 42%. Risultato: l'energia recuperata, ammettendo di trascurare le oscillazioni di tensione della batteria sotto carico e in ricarica, è ben... 14%. Anvedi....
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gli 0.3V di recupero sono la potenza istantanea, se ho capito (immagino che i V in realtà in questo caso descrivano la potenza soltanto in combinazione con altri dati, quella corrispondenza di massima 1V / 10A che lui indica a fine messaggio)
ma quando lui considera il rapporto tra le velocità e lo moltiplica per il dato della potenza istantanea che cosa sta ricavando? la potenza o l'energia?
in altri termini, dai suoi calcoli io sono autorizzato a concludere che, se avessi fatto per un'ora la salita alle condizioni da lui indicate e nell'ora successiva la discesa alle condizioni da lui indicate, avrei speso 9ah e ne avrei recuperati 1,26?
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l.
giant lafree, 2006 - brompton M3L, 2007 - flyer T8, 2008 - xootr swift, 2009 - specialized tricross, 2012 - tag egolite, 2014 |
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jumper
Utente Master
3304 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 15:54:56
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| elle ha scritto:
ma quando lui considera il rapporto tra le velocità e lo moltiplica per il dato della potenza istantanea che cosa sta ricavando? la potenza o l'energia?
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da quello che dici credo di non essere stato chiaro per nulla.Sorry non sono un buon esplicatore evidentemente
Provero' a pensarci su e a fare una spiegazione ancora piu' chiara.
Non ricava ne l'una ne l'altra!
Le misure di corrente e tensione, per conoscere l'energia scambiata vanno integrate nel tempo, come da formula.
Tra l'altro la velocita' che si legge su un tachimetro e' anche essa istantanea, per sapere quella media, andrebbe integrata in dt e divisa per t
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gli 0.3V di recupero sono la potenza istantanea, se ho capito (immagino che i V in realtà in questo caso descrivano la potenza soltanto in combinazione con altri dati, quella corrispondenza di massima 1V / 10A che lui indica a fine messaggio)
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gli 0.3V sono la caduta di tensione ai capi dello shunt, che sono proporzionali alla corrente che vi circola.
Il segno rappresenta il verso.
Conoscendo la resistenza dello shunt si puo' calcolare la corrente istantanea , e moltiplicando quest'ultima per il voltaggio istantaneo ottieni la potenza istantanea.
Integrando la potenza istantanea in dt nell' intervallo tra i tempi che ti interessano, ottieni l'energia scambiata nei due sensi.
Questa operazione e' quella che fanno i watt's up &soci 
p.s.: sorry per gli edit successivi, sembra che quando modifico non aggiorna la pagina con la modifica precedente. |
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hombre
Utente Senior
1380 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 18:09:32
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| Jumper c' ho capito poco o nulla anch' io, ma non credo sia colpa tua. Semplicemente si tratta di concetti non così intuitivi come possa sembrare |
Microbike City 26 Full Optional
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pixbuster
Amministratore
fondatore
Veneto
12353 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 18:45:10
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Provo a ri-analizzare i dati di Iacomino:
Supponiamo abbia fatto un chilometro di salita: l'ha percorso a 15km/h con una corrente di 9A
A quella velocità si impiegano 4 minuti per fare il chilometro della nostra ipotesi
4 minuti sono 4/60 di ora
Ha perciò consumato: (4/60)di ora x 9A = 0.6 Ah
Ora percorre lo stesso chilometro in discesa: a 36 km/h e con una corrente di -3A (sta recuperando carica)
A questa nuova velocità si impiegano 1.66 minuti (1.66/60 di ora)
Ha perciò recuperato: (1.66/60) x 3A = 0.083 Ah
Pari al 13.8% degli amperora spesi (come aveva calcolato Iacomino)
(se il percorso fosse stato più lungo o più corto i dati sarebbero cambiati in proporzione e la percentuale di recupero non sarebbe variata)
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Pix su Frisbee Atlas, su pieghevole 20" Kawasaki con kit Bafang centrale e su Cargo muscolare "artigianale"
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 18:52:20
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grazie pix
allora è più o meno come avevo capito?
| elle ha scritto:
in altri termini, dai suoi calcoli io sono autorizzato a concludere che, se avessi fatto per un'ora la salita alle condizioni da lui indicate e nell'ora successiva la discesa alle condizioni da lui indicate, avrei speso 9ah e ne avrei recuperati 1,26?
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l.
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jumper
Utente Master
3304 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 19:23:05
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Il problema sta nei "supponiamo", Pix, immaginare come aveva fatto i conti iacomino era semplice, ma l'errore metodologico di misura rimane, per questo ho ribadito i concetti e i metodi giusti.
Tantoppiu' che di continuo si vede gente che confonde potenza e energia, meglio essere precisi e formali.
Iacomino non ha fatto accenno di tempi, ne di velocita' medie o assorbimenti medi.
Non avrebbe potuto farlo riguardo a vel. e ass. medi perche' non ha usato gli strumenti capaci di calcolarli.
Tu hai preso semplicemente le sue letture ISTANTANEE e hai ipotizzato che fossero dati medi, deducendo da questa assunzione i tempi che iacomino non ha misurato affatto, cosa molto improbabile se la salita e' una vera salita sufficientemente lunga con buche, curve , ecc ecc, si suppone inoltre che iacomino guardasse la strada oltre che gli strumenti, perdendosi molte letture istantanee.
Cosi' facendo hai introdotto errori di arrotondamento e di "abbuonamento" a ogni passaggio , che visto le piccole cifre in gioco, possono facilmente essere dell' ordine di grandezza della grandezza che voleva misurare.
anche facendo le misure correttamente comunque, bisogna considerare che gli Ah rigenerati, non finiranno tutti nella batteria (se non come calore), che ha una sua efficienza specifica di ricarica, e richiede una tensione piu' alta della propria per iniziare a ricaricarsi.
Sbaglio? |
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jumper
Utente Master
3304 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 19:27:04
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| elle ha scritto:
ma la velocità non implica già il tempo?
ragazzi veramente fatico a capire, per piacere qualcuno faccia uno sforzo e spieghi questa cosa in modo semplice
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La velocita' istantanea , quella che leggi sul tachimetro, non implica il tempo, in quanto variabile nel tempo .
Conoscere la velocita' media, sapendo la distanza invece ti consentirebbe di calcolarti il tempo.
Cosi' come , molto piu' semplicemente conoscendo il tempo e la distanza puoi facilmente calcolare la velocita' media.
e via dicendo
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hombre
Utente Senior
1380 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 19:56:10
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| Io quasi quasi prendo tutti i numeri che avete scritto su sta pagina e me li gioco al Superenalotto |
Microbike City 26 Full Optional
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 20:49:38
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ok jumper, ho capito che da persona tecnicamente esperta tu tieni giustamente moltissimo alla metodologia (in ambiti molto diversi faccio lo stesso anch'io, quindi capisco questo habitus mentale) - però qui ci stiamo chiaramente muovendo su approssimazioni di massima: iacomino parla di una velocità in salita di "circa" tot e "circa" tot in discesa, è chiaro che la pigliamo come media, così come è chiaro che iacomino ha arrotondato dei risultati e trascurato delle variabili minori... come dici giustamente, tutto si gioca nel "supponiamo"... se supponiamo che quelle siano le velocità medie e quelli i risultati otteniamo questo dato, che ovviamente non è nulla più che una indicazione di massima - la quale d'altronde risulta congruente con quei pochi dati che conosciamo ricavati in esperimenti metodologicamente corretti: extraenergy parla di un 17%, in una sua singola prova empirica iacomino ha indizi che si tratti all'incirca di un 14%... forse la cosa più importante è che ne ricaviamo un'idea del fatto che le misurazioni del 40% e oltre sono ancora più ingenue di quelle che possiamo mettere in campo noi da semplici appassionati, ma da appassionati "avvertiti" per così dire... ancora più avvertiti e consapevoli certamente perché c'è chi ci ricorda che anche questi risultati sono semplici approssimazioni rispetto a quello che si potrebbe ottenere con una metodologia adeguata, che è però più alla portata di professionisti che non nostra... è corretto così?
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l.
giant lafree, 2006 - brompton M3L, 2007 - flyer T8, 2008 - xootr swift, 2009 - specialized tricross, 2012 - tag egolite, 2014 |
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Armadillo
Utente Normale
69 Messaggi |
Inserito il - 20/07/2008 : 22:15:47
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Jumper
hai cercato di spiegare un sacco di concetti comnplessi in poche righe e devo dire che sei stato chiarissimo anche se la maggior parte delle persone fanno molta molta fatica a capire. Probabilmente la cosa più difficile da comprendere è che le cose cambiano molto più rapidamente di quello che noi umani siamo in grado di percepire e quindi facciamo fatica a comprendere fino in fondo il concetto del tempo che apparentemente sembra banale. Se poi lo abbiniamo a concetti matematici come l'integrale ecco che tutto si complica.
Comunque di nuovo complimenti per la chiarezza e la semplicità di esposizione.
Vorrei aggiungere che tensione e corrente variano molto rapidamente nel tempo (ordine dei millisecondi o microsecondi) e il valore visualizzato su uno strumento normalmente è il valor medio o il valore efficacie di quella grandezza ma è un valore che DEVE essere considerato indicativo nel caso il carico sia variabile nel tempo (il carico in questo caso è il motore ed è variabile perchè sulla strada ci sono le buche, le piccole irregolarità dell'asfalto, le salite e le discese e tante altre cose "microscopiche" che umanamente sono impercettibili ma il motore se ne accorge).
Nei calcoli (corretti) riepilogati da pix è sbagliato il punto di partenza ossia considerare "costanti" le grandezze tensione, corrente, velocità. L'errore che si va a commettere è elevatissimo e la misura perde di qualsiasi significato (anche a grandi linee).
Quindi o si fanno delle misure con strumenti un po' più completi o è meglio lasciar perdere.
Probabilmente per questo tipo di misura non sono suffiecienti strumenti come watt's up &soci ma servono strumenti molto più costosi che siano in grado di misurare e memorizzare una gran mole di dati al secondo.
Ad esempio credo che Wayel abbia fatto fare tutte queste operazioni alla facoltà di Ingeneria dell'Università di Bologna o almeno così c'è scritto sulla loro pubblicità.
P.S.: Jumper se vuoi prova a spiegare il concetto energia facendo un grafico( io non riesco a farli per problemi al pc) e dicendo che l'energia è l'integrale ossia l'area sottostante |
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 21/07/2008 : 01:06:20
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anch'io apprezzo molto gli sforzi che fa chi ha conoscenze tecniche sia per individuare le questioni salienti sia per renderle comprensibili a chi non ha queste conoscenze - e in questo caso sono grato a jumper per essersi impegnato a spiegare cose poco intuitive... però non dimentichiamo che il nostro non è - per statuto se così vogliamo dire, o almeno per manifesto - un forum tecnico: alla fin fine a noi interessa sapere, nel caso particolare, quali percentuali credibili di ricarica si possono ottenere con i sistemi che propongono questa funzione... ripeto che considero già un buon risultato per noi qui aver ridimensionato alcune indicazioni di recuperi del 40-50% (che in verità non ho visto contestare con la stessa acribia!), che potevano essere davvero molto fuorvianti, nel senso di indurre molte persone a cercare soluzioni di questo tipo, con esiti fatalmente deludenti: sotto questo riguardo le approssimazioni di calcolo di iacomino o le semplificazioni divulgative di pix mi sembrano aver centrato l'obbiettivo... va da sé che nessuno pensa che si tratti di dati scientifici: nessuno lo pensava già prima e adesso, grazie alle riserve metodologiche di jumper e di armadillo, ogni eventuale equivoco è evitato
(armadillo, quanto alla wayel: non so che misurazioni o altro abbiano fatto all'università di bologna ma sicuramente non questa perché quel motore non ha funzione di ricarica... non enfatizzerei comunque quella dichiarazione pubblicitaria: si tratta di una bici carina e ben confezionata ma non siamo esattamente "all'avanguardia della tecnica" per dire così)
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l.
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jumper
Utente Master
3304 Messaggi |
Inserito il - 21/07/2008 : 01:48:46
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Grazie Armadillo, e grazie Elle, capiamoci bene, non e' che insisto sul metodo per fare il pedante, il professore o il tetrapilotomista, insisto per condividere costruttivamente con tutti quei 4 basilari concetti di fisica e non dover periodicamente leggere di potenze confuse con energie (capitato almeno 5 volte solo nell' ultimo mese)
Riguardo alla metodologia e strumentazione adeguata, avendo chiari i concetti fisici (che poi stiamo parlando di concetti basilari, semplici, non di calcolo tensoriale) e' alla portata di tutti.
Per calcolare una velocita' media, basta invece che misurare la velocita' istantanea, misurare tempo e conoscere la distanza (o misurarla), si fa con un orologio o un cronometro, e' intuitivo.
Nei vecchi cronografi da polso analogici c'e' stampata una scala graduata su un km per calcolare la velocita' media sul km .
Un ciclocomputer da 6 euri fa tutto questo e molto altro in automatico.
Certo bisogna pensare di azzerare il parziale quando si parte per la salita, e di nuovo, dopo ave annotato, facendo la discesa, ma fin li ci dovebbero arrivare tutti.
Per misurare l'energia basta un watt's up, o similare , ce l'hanno in tanti (a me manca , eheh)
Grazie mille per l'idea del grafico, Armadillo , e' un ottima idea, ma se gia' le formule confondono, temo che un grafico lo faccia anche di piu'.
Rispondo infine a elle, che ringrazio per avermi insegnato il termine "acribia" a me sconosciuto ed estraneo
| aver ridimensionato alcune indicazioni di recuperi del 40-50%
(che in verità non ho visto contestare con la stessa acribia!), |
se non hai visto, vuol dire che ti e' sfuggito quel thread dove demolivo definitivamente con una semplice tabellina e due considerazioni ogni affermazione entusiastica sul recupero dell'energia nelle discese in un uso normale http://www.jobike.it/forum/topic.asp?TOPIC_ID=1882
Non so forse non mi spiego bene.
In ogni caso questo e' il mio ultimo post su questo thread che ho monopolizzato anche troppo. |
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Armadillo
Utente Normale
69 Messaggi |
Inserito il - 21/07/2008 : 10:05:58
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elle
Hai ragione che non è un forum tecnico ma se qualcuno apprezzabilmente vuole approfondire dei concetti e fare delle prove abbastanza complesse e cerca di semplicare troppo le cose allora l'aspetto tecnico deve prendere il sopravvento. Non è possibile raccontare con dei numeri quello che è stato scritto nei post precedenti e voler trarre delle conclusioni che non hanno nessun senso. Non confondiamo i lettori del forum e sopratutto non diamo informazioni sbagliate, cerchiamo per quanto possibile e in modo semplice di dare delle informazioni corrette e che tutti siano in grado di comprendere.
Ne io ne Jumper volevamo contestare con acribia ma volevamo far capire che certe cose anche semplici non vanno confuse. Come dice jumper, nell'ultimo mese ci sono almeno 5 post che confondono energia e potenza e aggiungo che ce ne sono molti altri che confondono coppia e potenza.
Magari potresti aprire una discussione su questi due temi (da illustrare in modo semplice). Così il lettore e scrittore più interessato può informarsi e cercare di capire senza creare confusione.
Per il resto mi associo a jumper |
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 21/07/2008 : 12:41:54
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sì, mi scuso con jumper: quel thread mi era sfuggito e hai fatto benissimo a segnalarlo qui
in generale non vorrei aver dato un'impressione di eccessiva ottusità: è evidente che le competenze tecniche sono un contributo prezioso, anzi fondamentale... mi preoccupo soltanto quando questo tipo di discorsi rischiano di autonomizzarsi e non integrarsi con i ragionamenti comuni
(ah, acribia è un termine semmai elogiativo, non certo negativo: diciamo, jumper, che è il vecchio modo di chiamare la benemerita attività del tetrapilotomista! )
l'idea di armadillo di un topic "energia coppia e potenza for dummies" mi sembra molto buona e potrebbe diventare una opportuna voce e-ciclopedica
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l.
giant lafree, 2006 - brompton M3L, 2007 - flyer T8, 2008 - xootr swift, 2009 - specialized tricross, 2012 - tag egolite, 2014 |
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 21/07/2008 : 13:16:37
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jumpeeer non te ne andareee!!!!!
C'è sempre bisogno.
Prima di tutto: dove posso inserire dei filmati? Ho ripreso i due strumenti con una fotocamera digitale mentre pedalavo, così da poter tenere gli occhi puntati sulla strada e studiarmi i rilevamenti dopo. Vicino a casa mia c'è una salita quasi perfettamente costante lunga almeno 500m, sarebbe stato perfetto come test ma non ho fatto in tempo ad arrivarci... mi han telefonato prima da casa per la bimba!!! Con questo tempo libero a disposizione, è già tanto che sono riuscito ad attaccare un tester ai fusibili contenuti nella scatola batteria, usandoli come shunt: certo che con una strumentazione adeguata si poteva calcolare meglio, ma a me interessava poco più che l'ordine di grandezza del recupero di energia, non una misurazione precisa. Misurazione che, viste le caratteristiche della bici (non ha alcun cambio e recupera solo dai 30 all'ora in su) non avrebbe neppure un significato se usata esclusivamente in pianura!!! E comunque anche sui saliscendi il valore è pesantemente influenzato dalla pendenza. Il rilevamento era orientato a capire in generale se vale la pena, avendo eventualmente a disposizione un cambio tra motore e ruota col motore sempre in presa, cercare di recuperare energia dal motore.
Riguardo ai miei calcoli, non voglio far polemica ma li ho fatti con cognizione di causa. Ti lascio libero di crederci o no... ma per quanto sia correttissima la tua indicazione di integrare la potenza su un certo intervallo di tempo per calcolare un'energia, è anche vero che se riduci il calcolo al solo intervallo infinitesimo dt e lo consideri un valore costante per tutta la salita / discesa, puoi fare il confronto direttamente (come specificato, vale solo per una certa particolare pendenza); come ha intuito elle e coma ha ipotizzato pix, proprio in virtù del fatto che la velocità è legata al tempo.
Certo che ho fatto un'approssimazione grossolana, perché se la pendenza non è perfettamente uniforme dovrei essere arcisicuro che la misura in salita e in discesa sia eseguita nello stesso identico punto, e comunque a regime... Tuttavia (e qui mi stupisco di te  ... scherzo ovviamente! ) ritengo ancora più rilevante la variazione di tensione della batteria in carica rispetto alla fase di scarica: su una serie di ben 30 elementi NiMH la resistenza interna può far variare la tensione ai capi della batteria anche del 10%, con ovvi risultati sull'errore finale del calcolo. Senza contare la tensione a inizio scarica diversa dalla tensione a fine scarica ecc.
Per tutti, provo a ri-esporre il ragionamento grezzissimo che sta alla base del calcolo.
Innanzitutto lo chiamo: calcolo del recupero di carica a occhio  (la terminologia "antitecnica" è voluta e vuol far capire che cerco un'indicazione di massima da praticone).
Parto da casa e mi metto su una salita costante. Quando la batteria non ne può più ritorno a casa dallo stesso percorso. Arrivato a casa, che percentuale di carica è rientrata nella batteria? In altre parole: se riparto su quella salita, quanta ne farò rispetto al primo tentativo con quello che ho recuperato in discesa? Se davvero la salita è costante e di pendenza pari a quella su cui ho fatto quella misurazione, non mi serve integrare e il valore è quello calcolato da pix e da me. Insomma, ho preso una "scorciatoia", giusto per essere sicuro di non sparare cavolate (come ho fatto la settimana scorsa) sostenendo che la lettura della corrente che rientra è il 40%.
Certo che se questo forum non è per fisici e ingegneri... "acribia, tetrapilotomista" ... è il forum dei termini DESUETI (e così ho aggiunto il mio)! 
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Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 21/07/2008 : 13:28:41
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Ma... non avevamo iniziato parlando di cambio? Proprio non riesco a non andare off-topic...
Sto preparando una serie di diagrammini ricavate dal mio famoso programmino che Vi manderò per discutere su di un altro tema: il rendimento al quale funzionano i nostri motori con o senza il cambio.
Allo scopo ho una domanda preliminare per jumper o chi ha abbastanza conoscenze in materia: i regolatori di corrente usati su queste bici sono dei convertitori DC o dei PWM? E' vero quello che mi suggeriscono i miei ragionamenti, cioè che nel caso del Pulse Width Modulation la curva di rendimento reale del motore in termini di potenza non cambia con la riduzione della corrente che attraversa il motore? Oppure è sufficiente un condensatore abbastanza grande a valle del regolatore per aumentare il rendimento come si avrebbe con un convertitore?
Grazie (anche della pazienza a coloro cui queste parole sembrano dialetto arabo antico)
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Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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Armadillo
Utente Normale
69 Messaggi |
Inserito il - 21/07/2008 : 22:32:47
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Iacomino
Prima di fare considerazioni tecniche vorrei far notare una cosa:
L'energia non ce la regala nessuno ossia in salita è necessario che la bicicletta (batteria + forza umana) fornisca l'energia necessaria per andare avanti e per superare la salita. In discesa si può supporre che sia la "bici" a restituirci l'energia; questa energia però nella grande maggioranza viene dissipata dall'attrito volvente con l'asfalto e dall'attrito dell'aria (che aumenta sensibilmente con l'aumentare della velocità). L'energia che rimane è quella che noi dissipiamo in calore attraverso i freni quando abbiamo la necessità di rallentare. Quest'ultima è l'unica energia che possiamo recuperare e immagazzinare nelle batteria (per ora lasciamo perdere i rendimenti).
La mia domanda è:
Quant'è questa energia?
Provo ad azzardare una risposta senza fare nessun calcolo quindi è veramente un numero buttato li; direi che questa energia potrebbe essere dell'ordine dell'l% dell'energia utilizzata per fare la medesima salita (ad esempio quella di 500m di Iacomino). Se moltiplichiamo questa esigua quantità per il rendimento del convertitore e della batteria allora quest'energia cala ancora sensibilmente.
La seconda domanda che faccio è:
Vale la pena complicare la parte elettrica e meccanica della bicicletta per recuperare questa esigua quantità di energia?
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pixbuster
Amministratore
fondatore
Veneto
12353 Messaggi |
Inserito il - 22/07/2008 : 12:15:36
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In attesa di un test più rigoroso che determini il reale valore del recupero dell'energia, vorrei dire la mia convinzione:
i sistemi di recupero impongono che il motore non abbia il dispositivo di ruota libera; perciò il motore è SEMPRE trascinato in movimento dalla rotazione della ruota;
questo implica che se voglio marciare a motore spento (perchè sono in pianura e mi sento "in forma" o perchè sono rimasto a secco di batteria) mi devo sopportare il sensibile attrito del motore (chiaramente in assenza di recupero, altrimenti non riuscirei nemmeno a muovermi)
Sarebbe necessaria una frizione che scolleghi il motore dalla ruota quando voglio pedalare io, ma non ho notizia di realizzazioni di questo tipo
Come già detto da Armadillo, questo recupero è "fisicamente" possibile solo per la parte di energia potenziale accumulata durante la salita, perciò detraendo gli attriti (e i rendimenti che sono sicuramente significativi) la percentuale di recupero sarà comunque piuttosto bassa
Ma la possibilità di recuperare energia nelle discese è un grosso vantaggio per la frenatura !!!
Con questo sistema si può evitare l'uso prolungato dei freni e si ha una frenatura forte e costante senza pericolo di bloccaggio della ruota
Perciò credo che sia una soluzione destinata soltanto a chi ha percorsi abituali contenenti lunghe salite (e ovviamente discese)
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Pix su Frisbee Atlas, su pieghevole 20" Kawasaki con kit Bafang centrale e su Cargo muscolare "artigianale"
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 22/07/2008 : 12:48:38
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Armadillo,
immagino che quell'1% sia un errore di prestidigitazione... la discesa che a motore-dinamo inserita percorro a 35 all'ora mi fa raggiungere i 40-45 se stacco il contatto; considerando che l'energia cinetica varia con la velocità al quadrato, non mi pare una differenza così da poco. D'accordissimo invece su tutta la trafila di dissipazioni, c'è tanto spreco. Ma è proprio qui che torna buono il valore del cambio: se potessimo affrontare quella discesa a una velocità più bassa e facendo girare il motore-dinamo a un regime maggiore, non solo avremmo un maggior rendimento elettrico del motore-dinamo ma disperderemmo anche meno energia in attriti "ciclistici"; e infatti nei messaggi precedenti ho puntualizzato i limiti di questa bici, ma questa per ora ho e questa mi tengo...
Faccio un po' di teoria... anzi di filosofia, ricollegandomi anche alla risposta di pix: quando abitavo a Novara, zona prevalentemente pianeggiante, giravo spesso in bici e manco mi passava per la testa di attaccarci un motore elettrico, perché riuscivo a tenere i miei 25 all'ora per un paio d'ore o i 20 quando volevo andare "a passeggio". Il massacrimonio mi portò ad Arona, splendida zona collinare in cui però trovare lunghi tratti pianeggianti è difficile. Quindi pensai: ci vorrebbe un sistema per poter rendere costante la forza muscolare che serve per pedalare, indipendentemente dal fatto che si viaggi in salita, in piano o in discesa. Idealmente, dovrebbe bastare un cambio con sufficiente varietà di rapporti per ottenere il risultato, ma nella pratica, se voglio evitare le strade più trafficate, anche con la mia fedele mtb ci son salite dove a 5 all'ora mi servirebbero rapporti più corti e in discesa a 45 all'ora mi servirebbero rapporti più lunghi per spingere ancora. Bello sarebbe poter disporre di un sistema che prelevi energia in discesa (menter pedalo!) e me la restituisca in salita, assorbendo zero in piano. Insomma in linea del tutto teorica vorrei tenere 20 all'ora (o 25) in piano, in salita e ANCHE in discesa, sempre facendo la stessa fatica che farei in piano. Già che ci siamo, sarebbe un optional interessante se questo sistema mi permettesse la scelta di dare gambe o di arrivare in ufficio senza aver bisogno di una doccia, facendo fare 50% "ciclomotore" al veicolo, a mio piacimento.
Tutti liberi di non condividere il mio punto di vista, ma come son fatte la maggior parte delle pedelec (di costo ragionevole, sottolineo!) oggi non mi vanno del tutto a genio. Prendo ad esempio la Frisbee, non per simpatia/antipatia ma perché l'ho potuta provare di recente ed è un prodotto che so che si vende abbastanza bene: su salite ripide il "rapportino" mi consente di salire (lentissimo) con uno sforzo ragionevole, ma l'amperometro è a fondo scala e il fatto di sapere che almeno 2/3 di quel che esce dalla batteria va in "stufetta" proprio non lo digerisco. Dopodiché volto la bici e in discesa mi ritrovo a velocità motociclistiche per stradine e curve strette che suggeriscono di fare di nuovo "stufetta", questa volta tra i pattini dei freni e i cerchioni, anche perché il motore a differenza della mia cinese non restituisce proprio un accidente alla batteria.
No, mi spiace, ma io vedo il motore elettrico come uno strumento di "regolarizzazione delle pendenze", e la sua peculiarità di fare motore / generatore è proprio quello che ci vuole. E, ripeto, è il cambio sul motore che ci permetterebbe di svolgere al meglio questa funzione, mantenendoci vicini al picco di rendimento del motore (al netto delle perdite varie in tutti i trasferimenti di energia). E, costruendo opportunamente la pedelec, permetterebbe addirittura di pedalare anche in discesa!
Per percorsi più brevi mi accontenterei di una bella mollona... sarebbe molto più efficiente!!!
Pix,
sicuramente il dispositivo di recupero ha ragione di esistere dove c'è più pendenza che piano; tuttavia, tornando al tema della discussione, a volte il fatto di avere il motore che spinge attraverso il cambio può risolvere il problema di un singolo cavalcavia a qualche anziano signore, magari cardiopatico, che sperava di aver riacquisito la libertà di muoversi comprando una pedelec!
In quanto ai sistemi per disinnestare il motore in caso di batteria a zero o voglia di pedalare, non credo che una leva con dispositivo di blocco sarebbe costosa e neppure complessa e pesante... fa già parte del progetto che sto mettendo giù per quando (spero) avrò più tempo. |
Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 22/07/2008 : 12:54:07
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Ok, lo faccio!
Allego una serie di diagrammi ricavati dal mio programmino: li ritengo abbastanza intuitivi da non dovermi dilungare in spiegazioni... a parte le tabellone iniziali di caratteristiche elettromeccaniche del motore, che servono a evidenziare solo che per le ultime 3 immagini il rapporto di riduzione considerato è doppio che per le prime tre. A disposizione comunque se qualcuno vuole chiarimenti.
Specifico che:
- il calcolo tiene conto di un ciclista di 80kg su una bici di 30kg con pneumatici da 1,75x26"
- il calcolo considera che il ciclista non spinge sui pedali ma li fa girare a vuoto
- il sistema di controllo della corrente che ho considerato è del tipo convertitore in corrente continua, limitato a 20A costanti per tutti i casi in cui l'assorbimento tende a superare quel valore
- il motore considerato non è assolutamente un modello regolarmente usato sulle pedelec
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E adesso le schermate relative al rapporto corto (occhio alle velocità, ho ipotizzato un rapporto esattamente doppio di quello "da pianura"):
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Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 22/07/2008 : 13:15:36
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( io non so perché mi ostino a intervenire in questo thread, che è evidentemente fuori dalle mie competenze... ma è solo per aggiungere un'informazione
| Iacomino ha scritto:
se potessimo affrontare quella discesa a una velocità più bassa e facendo girare il motore-dinamo a un regime maggiore, non solo avremmo un maggior rendimento elettrico del motore-dinamo ma disperderemmo anche meno energia in attriti "ciclistici" |
io credo che questo sia esattamente quelle che fa il bionx, il quale ammette non solo quattro livelli di assistenza ma anche quattro livelli di recupero-freno motore: 50-100-150-200%
poi c'era una cosa che volevo chiedere ma forse è OT e magari mi si risponderà in un'altro topic:
| Iacomino ha scritto:
ma l'amperometro è a fondo scala e il fatto di sapere che almeno 2/3 di quel che esce dalla batteria va in "stufetta" proprio non lo digerisco. |
vorrei capire meglio questa faccenda dello spreco di energia, perché mi ha sempre colpito la differenza di autonomia che c'è tra il panasonic - motore centrale che come sappiamo lavora in integrazione col cambio così da sfruttare il più possibile la miglior coppia - e i motori al mozzo, con la sensazione che questi ultimi "consumino" di più non soltanto perché spesso consentono la sostituzione pressoché piena della pedalata ma anche perché non ottimizzano sempre l'energia disponibile... mi sbaglio? ) |
l.
giant lafree, 2006 - brompton M3L, 2007 - flyer T8, 2008 - xootr swift, 2009 - specialized tricross, 2012 - tag egolite, 2014 |
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jumper
Utente Master
3304 Messaggi |
Inserito il - 22/07/2008 : 14:03:51
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| pixbuster ha scritto:
Ma la possibilità di recuperare energia nelle discese è un grosso vantaggio per la frenatura !!!
Con questo sistema si può evitare l'uso prolungato dei freni e si ha una frenatura forte e costante senza pericolo di bloccaggio della ruota
Perciò credo che sia una soluzione destinata soltanto a chi ha percorsi abituali contenenti lunghe salite (e ovviamente discese)
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Beh, Pix non e' che questa sia una possibilita' permessa solo se ricarichi la batteria.
Insomma non e' che o hai il regen o niente frenatura.
A fare un freno elettrodinamico che dissipa in calore l'energia cinetica mono o (meglio) trifase , ci si mette 10 minuti, e non c'e' neanche bisogno di toccare l'elettronica.
L'ho installato infatti sulla mia MTB con GM e frenava che era una bellezza.
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pixbuster
Amministratore
fondatore
Veneto
12353 Messaggi |
Inserito il - 22/07/2008 : 14:22:32
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Si Jumper hai ragione: parlavo di cose che sono sul mercato
e poi se c'è un pò di recupero, benvenga, vista l'endemica scarsezza di wattora delle nostre batterie |
Pix su Frisbee Atlas, su pieghevole 20" Kawasaki con kit Bafang centrale e su Cargo muscolare "artigianale"
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 23/07/2008 : 13:18:08
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D'accordo con Pix sul fatto che, anche se scarso, un minimo recupero associato alla frenatura è uno spreco in meno. Certo che il sistema, dal punto di vista elettronico, ha costi ben diversi (non conosco il bionx direttamente ma da quanto scritto da Elle presumo che si tratti di un sistema di recupero totalmente elettronico). Ed è per questo che continuo a insistere sul motore associato al cambio e non montato in presa diretta sul mozzo, perché sfruttando il cambio l'elettronica si semplificherebbe molto: è sufficiente controllare la limitazione massima della corrente in ingresso oltre che in uscita, dopodiché è il rapporto di trasmissione scelto, in relazione alla velocità e alla pendenza, a determinare a quanto ammonta la coppia di frenatura.
Jumper,
non sapendo se ti è sfuggita la domanda o se non conosci la risposta te la rifaccio: tra regolatori di corrente di tipo "pulse width modulation" e convertitori in corrente continua, c'è una differenza sulla curva di rendimento reale del motore?
Elle,
il discorso rendimento (e qui parlo del solo motore) si vede facilmente nella seconda immagine che ho allegato: per velocità basse la potenza elettrica che entra nel motore si trasforma in potenza meccanica solo in minima parte. Prendi ad esempio la velocità di 6 km/h, che corrisponde nel rapporto più lungo (quello che avremmo su una bici con motore al mozzo) a un rendimento del 34%: 2/3 della potenza elettrica sono dissipati in calore! E' vero, 6 km/h sono quelli che raggiungiamo su salite molto ripide, tipo certe rampe di uscita dal garage... ma vicino a casa ne ho già trovate più di una. Se ora guardi lo stesso diagramma riferito al caso con "la ridotta", il rendimento è del 50%, ma qui bisogna dire che la coppia che arriva alla ruota in questo caso è molto superiore al caso precedente, quindi la salita che facevamo a 6 km/h qui si fa più veloce e ci si sposta verso rendimenti ancora maggiori.
Allego anche un grafico di quello che è il rendimento di un motore in corrente continua senza anticipo se venisse collegato direttamente alla batteria senza limitazioni di corrente, questo per rendersi conto dell'importanza del giusto regime di funzionamento del motore:
Immagine:
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Sto ancora facendo rilevamenti sulla Xideko (sul tragitto casa - lavoro, spero che non mi freghino il tester nel parcheggio della ditta!), ho scoperto ieri che c'era uno dei puntali del tester che faceva male contatto; oggi ho fatto nuovi rilevamenti che mi hanno dato informazioni più incoraggianti, con picchi di recupero maggiori, ma mi riservo di completarli bene prima di fare "sparate".
Una cosa interessante è che in discesa il recupero di energia si attiva automaticamente senza pedalare... ma se mi metto a far girare i pedali a vuoto la corrente recuperata aumenta e la bici rallenta!!! Mi sa che per quanto disastrosa sia 'sta bici, mi conviene tener buona l'elettronica e magari cercare di montare il motore su un'altra bici sfruttando appunto il cambio.
OPS! Scusa Jumper non avevo visto il tuo rilancio del tema efficienza motori... gaffe! |
Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 23/07/2008 : 13:37:21
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grazie iacomino... posso chiederti allora una valutazione a spanne? ipotizziamo tre motori fatti per rispettare il limite di 25kmh all'ora: un gearless con gli opportuni avvolgimenti, un geared con l'opportuna riduzione interna, un motore centrale con gli opportuni rapporti del cambio - più o meno quanta energia riesce a non sprecare ciascuno di questi motori su una salita che lo porta diciamo verso i 9-10 kmh? (non so se ti sto facendo una richiesta impropria però)
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l.
giant lafree, 2006 - brompton M3L, 2007 - flyer T8, 2008 - xootr swift, 2009 - specialized tricross, 2012 - tag egolite, 2014 |
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 24/07/2008 : 13:13:39
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Elle,
è quesito molto interessante!
Vorrei dare una risposta immediata ma il problema è complicato dal fatto che, nel caso dei motori in presa diretta (siano essi con ingranaggi o senza), la pendenza corrispondente a velocità dell'ordine di 9 - 10 km/h è pesantemente influenzata dalla potenza di picco del motore. Di conseguenza lo stesso percorso, affrontato in discesa, permette di disporre di diverse quantità di energia potenziale da cercare di convertire in energia elettrica e quindi chimica (la ricarica della batteria). Avrei bisogno delle caratteristiche elettromeccaniche complete dei motori e delle batterie per poter fare una stima più precisa, ricordando però che tutto questo vale con sistemi di controllo della corrente "semplici": le letture che mi dà il tester collegato sulla mia pur scarsa bici mi fanno pensare che questi sistemi elettronici non si comportano in maniera così lineare e prevedibile come io mi aspetto, per cui si renderebbe necessario conoscere una notevole mole di parametri in più. Pregi e difetti dell'elettronica!
Quello che però posso affermare per certo è che il dato che più influisce sul calcolo è la velocità alla quale l'operazione di recupero dell'energia viene eseguita: se a 25 all'ora sono necessari 120-150W per avanzare in piano, su una discesa su cui con il freno-motore-dinamo attivo mi ritrovo in equilibrio a 25 all'ora so che dispongo alla ruota di una potenza decurtata di 120-150W a cui attingere. A 20 all'ora perderei solo 70-90W e a 35 all'ora diventano 240-260W. Considerando che la lettura massima che mi dà l'amperometro in discesa balla sui 3-4A, che a 36V fanno 100-150W, direi che la differenza è sicuramente sensibile. Inoltre tutti i motori-dinamo in corrente continua hanno la caratteristica che verso il loro regime a vuoto (alla velocità corrispondente a quella che si ottiene con la ruota sollevata da terra per intenderci) hanno un "buco" nel rendimento, per il fatto che la corrente che li può attraversare tende a zero e in questa fase prevalgono gli attriti interni rispetto alla coppia generata o "assorbita" (come indicazione di massima, i regimi ideali a cui far funzionare il motore-dinamo è l'80 - 90% dei giri a vuoto in spinta e il 115-125% come freno rigeneratore).
Tutto questo mi ha portato a ritenere più adatta la presenza del cambio a valle del motore, ma son d'accordo sul fatto che è bene disporre di un meccanismo di disinnesto, perché se mi ritrovassi su una salita ripida a batteria scarica dovrei anche trascinare il motore a regimi relativamente alti, e questa non è una buona cosa di certo!!! Riguardo al discorso HUB - HUB geared, personalmente trovo che siano quasi la stessa cosa. Per esperienza in campo modellistico ho avuto a che fare con motori dotati di riduttore o montati in presa diretta, e la prima cosa che mi sento di affermare è che: «Ciò che non c'è non pesa, non costa e non si può rompere», come soleva ripetere l'Ing. Carlo Guzzi; ma è altrettanto vero che motori cosi lenti e ricchi di coppia da poter spingere in presa diretta la ruota di una pedelec o sono grandi e pesanti o sono sofisticati e costosi. Quindi a volte il motore con riduttore, anche se inserisce un elemento in più e un attrito in più, puo risultare più redditizio a parità di PREZZO... dal punto di vista meccanico sul discorso recupero energetico lo accomunerei completamente all'altro tipo: la vera differenza è data dal cambio.
Infine, per onestà, devo aggiungere una considerazione: tutto quanto da me calcolato/stimato vale se i parametri che ho inserito empiricamente nel mio programma sono corretti! Ma essendosi dimostrati attendibili applicandoli anche a moto e scooter di ben altre prestazioni, mi permetto di ritenerli validi.
Colgo l'occasione per salutare, ci rileggiamo tra una settimana (vo in vacanza ma senza connessione... sigh) Quando torno magari proverò a "inventare" un motore plausibile e valutare le differenze come mi hai richiesto. |
Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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elle
Utente Master
fondatore
17605 Messaggi |
Inserito il - 24/07/2008 : 14:52:22
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mille grazie iacomino
buone vacanze! |
l.
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 04/08/2008 : 22:39:30
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Prima metà delle "vacanze" andata (sai che vacanze, con i suoceri... )
Per la comparativa che mi hai chiesto, è un po' più lunga del previsto, non perché sia difficile ma perché non ho usato il valore pendenza come variabile per ricavare il unto di funzionamneto, ho banalmente buttato dentro un po' di valori limite che ritenevo interessanti e basta. Devo prendere il tempo (sempre troppo scarso) di rimaneggiare un po' il programmino per avere almeno dei dati dalla precisione decente. Sempre, beninteso, stimati in base a un calcolo.
Porta pazienza... |
Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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nero
Utente Normale
Molise
95 Messaggi |
Inserito il - 05/08/2008 : 11:48:31
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| Armadillo ha scritto:
Iacomino
Prima di fare considerazioni tecniche vorrei far notare una cosa:
L'energia non ce la regala nessuno ossia in salita è necessario che la bicicletta (batteria + forza umana) fornisca l'energia necessaria per andare avanti e per superare la salita. In discesa si può supporre che sia la "bici" a restituirci l'energia; questa energia però nella grande maggioranza viene dissipata dall'attrito volvente con l'asfalto e dall'attrito dell'aria (che aumenta sensibilmente con l'aumentare della velocità). L'energia che rimane è quella che noi dissipiamo in calore attraverso i freni quando abbiamo la necessità di rallentare. Quest'ultima è l'unica energia che possiamo recuperare e immagazzinare nelle batteria (per ora lasciamo perdere i rendimenti).
La mia domanda è:
Quant'è questa energia?
Provo ad azzardare una risposta senza fare nessun calcolo quindi è veramente un numero buttato li; direi che questa energia potrebbe essere dell'ordine dell'l% dell'energia utilizzata per fare la medesima salita (ad esempio quella di 500m di Iacomino). Se moltiplichiamo questa esigua quantità per il rendimento del convertitore e della batteria allora quest'energia cala ancora sensibilmente.
La seconda domanda che faccio è:
Vale la pena complicare la parte elettrica e meccanica della bicicletta per recuperare questa esigua quantità di energia?
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Quelli che fanno i calcoli di fisica sanno rispondere a quella domanda?
A me l'1% sembra poco, così a intuito. |
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pixbuster
Amministratore
fondatore
Veneto
12353 Messaggi |
Inserito il - 05/08/2008 : 23:57:19
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Proviamo a fare un pò di conti
diciamo che ho un percorso di 2 chilometri al 5% per un dislivello totale di 100m
la fisica dice che, per sollevare il peso della bici+ciclista contro la forza di gravità terrestre, mi occorrono
[peso totale in kg] * 9.81 * [dislivello in m] / 3600 = Wh
110kg * 9.81 *100m /3600 = 30 Wh
Con la mia bici salgo questa pendenza a 18 km/h
Per mantenere su un percorso in pianura questa velocità mi servono 100 W
Ma di questi 100W ce ne metto 50W io (è lo sforzo per pedalare leggermente)
Per fare i miei 2 chilometri a 18 all’ora mi servono : 2 *(60/18) = 6,7 minuti
Per fornire alla bici, in 6.7minuti, i 30 Wh che mi permettono di sollevarla di 100m, devo chiedere al motore
60/6.7 * 30 = 270 W
più 50 per mantenere la bici a 18km/h
totale 320W
e l’energia che dovrò prelevare dalla batteria sarà
30 Wh + 50W *(6.7 / 60) = 35.6 Wh
in discesa viaggio a 25 km/h (perché sto usando il freno elettrico)
per fare i 2 km a 25 all’ora mi servono 2*(60/25) = 4.8 minuti
(60 / 4.8) * 30 = - 375 W
che è la potenza che mi fornisce l’attrazione terrestre
a 25 all’ora in pianura mi servono, per spingere la bici, 180 W
Allora me ne restano
375 - 180= 195W
per ricaricare la batteria (considerando che in discesa non pedalo)
L’energia in gioco è
30Wh che mi dà la gravità – 195W * (4.8/60) = 14.4 Wh
Adesso mettiamo i rendimenti
In salita ipotizziamo un rendimento del 70 % ( = 0.7) perché il motore viaggia più lento che in pianura
In discesa invece consideriamo un 60% ( = 0.6) perché per caricare la batteria ci vuole più corrente di quella che poi mi fornirà (circa 75%) e c’è di mezzo il rendimento del motore e dell’elettronica (circa 80%)
allora
in salita mi serviranno, prelevati dalla batteria
35.6 / 0.7= 50.8 Wh
in discesa ne “infilerò” nella batteria
14.4 * 0.6 = 8.64 Wh
Con tutta questa tirata di conti mi risulta un coefficiente di ricarica del 17%
Naturalmente ho fatto delle ipotesi sul rendimento che sono "quasi" arbitrarie: le ho dedotte dalle curve tipiche dei motori e da quelle delle batterie, ma sono valori teorici
Siete d'accordo con i miei calcoli?
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Pix su Frisbee Atlas, su pieghevole 20" Kawasaki con kit Bafang centrale e su Cargo muscolare "artigianale"
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nero
Utente Normale
Molise
95 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 09:06:51
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Scusa, ma il rendimento di ricarica non è dato dalla quota immagazzinata diviso la quota disponibile? cioè:
8,64 / 35,6 * 100 = 24%
Poi se io invece mi accontentassi di scendere a 15 Km/h l'energia necessaria per muoversi è minore di 195W * (4.8/60) quindi rimarrebbero più tanti Wh disponibili da mettere nelle batterie, che ne so 20 Wh (mi manca il dato della potenza necessaria per muoversi a 15 km/h, sappiamo che a 18 ne servono 100 e a 25 180, ma a 15 sarà meno di 100) al posto di 14,4 quindi mettendoci il rendimento:
20 * 0,7 = 14 Wh al posto di 8,64
e la percentuale di ricarica diventa:
14 / 35,6 * 100 = 39% |
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 13:18:57
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Elle,
ce l'ho fatta, ieri sera ho manipolato un po' il programmino per cavarci fuori i dati che mi hai chiesto.
Premesse doverose: qualsiasi valore calcolato in base a coefficienti stimati dall'osservazione diretta può facilmente essere contaminato da errori di approssimazione / non dispongo delle curve di limitazione della corrente delle centraline elettroniche, per cui dò per scontato che la centralina "tagli" via di netto tutte le correnti superiori a un certo valore riportandole a una costante / ho ipotizzato che il sistema di regolazione della corrente sia abbastanza sofisticato da garantire un buon rendimento / ho preso un motore che mi "sfagiolava" e ho manipolato la corrente per ottenere una condizione comoda per il calcolo, con una potenza di picco (stimata) di circa 490W con batterie da 36V e 8Ah e limitazione a 19,5A / ho dato per scontato che la centralina non pone limiti alla corrente recuperabile / ho considerato un cambio a 2 marce, aventi rapporti uno metà dell'altro.
Ed ecco i dati:
- caso 1 -
marcia normale
pendenza 8%
velocità 10km/h; corrente LIMITATA 19,5A
potenza alla ruota 260W; rendimento elettromeccanico 57%
coppia alla ruota 34,5Nm
-> in discesa alla stessa pendenza:
velocità 30km/h; corrente -11A
potenza alla ruota -520W (di cui -200W per soli attriti)
- caso 2 -
marcia ridotta
pendenza 16%
velocità 10km/h; corrente NON LIMITATA 19,5A
potenza erogata 490W; rendimento elettromeccanico 71%
coppia alla ruota 71Nm
-> in discesa alla stessa pendenza:
velocità 16km/h; corrente -16A
potenza alla ruota -700W (di cui -46W per soli attriti)
Usando il solito criterio (che jumper giustamente non condivide ma che è comodo per calcolare valori limite) si ottiene:
- caso 1: recupero 19%
- caso 2: recupero 51%
ATTENZIONE: è evidente che quel 51% non è praticabile . Infatti stiamo considerando l'eventualità di "sparare" ben 16A in ricarica nella batteria, cosa che è quasi inaccettabile anche per le più performanti batterie NiMH da modellismo. Il confronto tra i due valori però è il dato che considero più interessante: non solo la resa è maggiore in salita, ma in discesa si ha la possibilità di fare grandi recuperi di energia anche a velocità ridotte (per esempio in mezzo ai tornanti, su strade dissestate o anche al semaforo).
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Aggiungo un po' di rilevamenti fatti più accuratamente sulla famigerata salita a pendenza quasi costante vicino a casa mia, con la Xideko (NOTA: non c'entra con il motore che ho preso a esempio sopra!):
- SALITA: la lettura oscilla tra 17km/h (assorbimento 8,5A) e 16,5km/h (9A)
- DISCESA: se non faccio girare i pedali si va dai 35km/h (-3A) ai 36km/h (-3,5A circa)
se faccio girare i pedali la bici rallenta a 34km/h e la corrente sale a 4A  !!! Dev'essere una questione di programmazione della centralina.
Facendo il solito calcolo del massimo recupero su pendenza costante ottengo il 24%. Mica male! Sempre ricordare che la condizione considerata è ideale e bisognerebbe estendere il calcolo a un percorso più lungo e complesso.
Altri valori rilevati, per curiosità:
- a 23km/h assorbe 3A circa
- a 14-15km/h oscilla tra 9 e 11A
Il picco di 16A (dichiarato sul libretto di istruzioni) si raggiunge solo in fase di accelerazione e solo con le batterie cariche. Ricordo che la bici in oggetto ha rapporto fisso ai pedali. |
Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 13:26:07
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Pix,
sono abbastanza d'accordo sul calcolo salvo che sul discorso rendimenti: che a 18km/h hai il 70% di rendimento è plausibile. Mentre in fase di ricarica il rendimento da calcolare dipende molto dalla batteria: il caricabatterie ad uso modellistico che ho mi dice che una certa batteria NiMH che a caricarsi prende circa 1000mAh, a scaricarla sullo stesso apparecchio ne conta 900, se è nuova anche di più. Ma per certe altre batterie con la stessa tecnologia i dati sono peggiori. Addirittura ho trovato delle Li-poly peggiori di certe NiMH in quanto a resa della ricarica!
Le velocità di percorrenza sono reali o le hai stimate/calcolate?
Un dubbio: la voce attriti volventi e aerodinamici è stata considerata nelle potenze assorbite a una data velocità?
Nero,
me limitato... non sono riuscito a capire il ragionamento. Come fai a decidere a che velocità viaggi in discesa? Non certo azionando i freni, perché allora dovresti calcolare la potenza frenante come dissipata. Se è il motore che fa da recuperatore, devi essere in grado di sfruttarlo anche a 20km/h... quindi attraverso un cambio. Ho frainteso? |
Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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Armadillo
Utente Normale
69 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 14:04:42
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pix
i calcoli mi sembrano abbastanza corretti e anche le stime sul rendimento non mi dispiacciono.
La cosa che mi chiedo è: chi vuole scendere da una discesa del 5% alla velocità di soli 25km/h? Qui nel forum ci sono varie "lamentele che la velocità di 25km/h imposta per legge è un po' bassa; quindi in discesa, dove finalmente riesco ad andare più velocemente, perchè devo andare piano?
Se provi a rifare i calcoli, ad esempio a 40km/h cosa succede? ricordo che l'energia persa per attrito areodinamico varia con il quadrato della velocità.
Aggiungo un'altra cosnsiderazione sulle batterie. Se io ricarico una batteria ad impulsi ottengo un rendimento di ricarica molto modesto (la batteria scalda molto ma non immagazzino energia; verificato da prove sperimentali di laboratorio) oltre al considerevole rischio di danneggiare irrimediabilmente le batterie. Adesso quello che mi chiedo è: in un utilizzo normale di una bicicletta elettrica (prevalentemente cittadino direi) quante sono le discese sufficientemente lunghe e che desidero fare sufficientemente piano tali da giustificare un recupero soddisfacente di energia? Non è che vengano aumentati solo i costi, la complessità del mezzo e il rischio di rotture? |
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Armadillo
Utente Normale
69 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 14:09:39
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Dimenticavo
A tutto cio bisogna aggiungere che le batterie normalmente hanno una capacità di "accettare" corrente che è circa 1/5 della loro capacità nominale. Se ipotizziamo batterie da 10Ah vuol dire che posso ricaricare al massimo a 2A. E quando in discesa voglio rallentare vistosamente (ad esempio tornante) dove ho a disposizione un sacco di energia, dove la metto? Un'idea che mi viene in mente potrebbe essere quella di utilizzare dei supercondensatori visto che sono meno "rompiscatole" rispetto alle batterie e sopratutto sono "veloci". Il problema è il costo; costano tnto e pochi sono disposti a spendere dei soldi in più all'acquisto per avere un ritorno economico (energia recuperata) molto esiguo. |
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nero
Utente Normale
Molise
95 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 14:17:03
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I freni meccanici non si toccano! sennò che recuperi? dissipi!
La velocità in discesa la regoli con la frenata, ma quella elettrica fai scattare il contatto senza fare strisciare le spazzole sul cerchio. Per la questione dei 20 km/h non so che dirti, magari quelli che hanno il kit con la rigenerazione ci sanno dire se a 20 o a 10 frena con la dinamo e soprattutto se ricarica. |
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Iacomino
Utente Senior
Piemonte
1003 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 21:46:50
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Armadillo,
son d'accordo sul fatto che le occasioni di avere grandi recuperi di energia non sono così frequenti, tuttavia se la mia cinese non avesse questa caratteristica non potrei andare al lavoro due giorni di fila senza ricaricare... senza andare a cercare casi particolari, ecco già una situazione in cui c'è differenza, anche se sono consapevole che si tratterà in tutto di 3 - 5 km.
E' vero che 25km/h sono pochini, ma bisogna sempre vedere dove e come si usa la bici: c'è una strada secondaria dietro casa mia, che faccio quando c'è troppo traffico, sulla quale ho seminato varie volte delle automobili e quando me le sono trovate davanti ho dovuto attaccarmi ai freni  .
Sui tempi di ricarica delle batterie sono d'accordo con i valori che hai indicato per le vecchie batterie al piombo e forse per qualche tipologia di Litio più delicata, ma le Litio-polimero e soprattutto le NiMH che uso correntemente si possono ricaricare in circa una-due ore senza danni seri. Quindi gli ampére che posso recuperare per una batteria da 10Ah al NiMH sono almeno 8-10 senza far danni, e mi sento di affermare che picchi anche maggiori di breve durata sono accettabilissimi (ho in mente il caso del rallentamento al semaforo o il rampino del seminterrato). Certo, disponendo di tanto tempo la ricarica lenta allunga la vita della batteria, e la sopportabilità della ricarica rapida dipende anche dalla qualità costruttiva della batteria stessa.
Bisogna anche valutare quanto pesi in termini di costo questo dispositivo: se me lo sono trovato in una bici cinese da 400-500 euro (e non era neppure pubblicizzato, né riportato nel manuale di istruzioni!) vuol dire che è un'integrazione economicamente poco significativa.
Quel che manca, a mio avviso, e qui chiedo scusa se la meno e rimeno ma son certo di quel che dico, è la possibilità di sfruttare l'effetto freno-dinamo fino a basse velocità: so che alcune bici ce l'hanno, realizzata elettronicamente (ho sentito parlare di Bionx, e i modelli di punta delle Prima lo pubblicizzano), ma sarebbe molto più semplice ed economico se il motore lavorasse attraverso il cambio.
Rispondo qui anche a Nero: è sufficiente avere il motore che lavora attraverso il cambio per poter frenare elettricamente anche ai 20 all'ora di cui si parlava.
Come in auto, si scala marcia per avere una aiuto a rallentare, solo che qui il freno motore può restituire qualcosina alla batteria. |
Qualcuno mi assista.
(La pedalata) |
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Armadillo
Utente Normale
69 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 21:59:18
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Tutte le batterie al litio che ho avuto modo di avere tra le mani e fare delle prove non sopportano le correnti che mi dici quindi non sono in grado di essere ricaricate a 5A o peggio ancora a 10A. Ti chiedo di indicarmi le batterie che dici tu, così provo a procurarmele e fare qualche test anche io. Poi sono molto curioso di sapere anche quale sia l'azienda che non publicizza la ricarica rigenerativa visto che potrebbe essere proprio un punto di forza notevole, ammesso che il sistema funzioni bene. Mi indichi anche la cinese che hai a disposizione così tanto per fare qualche prova.
A me sembrano veramente tanti i 3-5km che riesci a fare recuperando energia. Tanto per sapere, quanti sono i km di autonomia della tua bicicletta? Per curiosità, quanto pesa? e quanto pesi tu? Solo per rendermi conto di quel che succede.
Poi immagino che tu non superi i 25km/h in discesa (quando recuperi energia) o ho supposto male? La discesa ha una pendenza dell'8% o ho capito male?
Scusa delle domande ma saresti la prima persona che riesce ad ottenere risulati notevolmente superiori anche rispetto alle automobili dolle le masse inerziali sono notevolmente maggiori e dove articoli scentifichi dimostrano che i risultati sul recupero energetico sono altamente insoddisfacenti (ovviamente qualcosa si recupera) |
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pixbuster
Amministratore
fondatore
Veneto
12353 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 22:09:36
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| Iacomino ha scritto:
....Mentre in fase di ricarica il rendimento da calcolare dipende molto dalla batteria....
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Si si sono d'accordissimo: ho fatto solo un calcolo esemplificativo su valori che ho trovato qui e là
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Le velocità di percorrenza sono reali o le hai stimate/calcolate?
Un dubbio: la voce attriti volventi e aerodinamici è stata considerata nelle potenze assorbite a una data velocità?
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La velocità in salita è sperimentale, quella in discesa è ipotizzata, ma è ottenibile con un giusto rapporto del cambio come hai detto tu
La potenza assorbita che ho usato è proprio la somma degli attriti meccanici ed aerodinamici
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Pix su Frisbee Atlas, su pieghevole 20" Kawasaki con kit Bafang centrale e su Cargo muscolare "artigianale"
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pixbuster
Amministratore
fondatore
Veneto
12353 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 22:14:55
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Nero, sono d'accordo con quello che dici: se andassi più piano in discesa recupererei di più
Ma ci sono due ostacoli: il fatto che scendere lentamente ... annoia (ho considerato la minima velocità che sopporterei) e il fatto che se recupero più W la batteria non riuscirebbe a sopportarli
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Pix su Frisbee Atlas, su pieghevole 20" Kawasaki con kit Bafang centrale e su Cargo muscolare "artigianale"
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Armadillo
Utente Normale
69 Messaggi |
Inserito il - 06/08/2008 : 22:26:13
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| pixbuster ha scritto:
Aramdillo:
se scendiamo a 40 all'ora mi sa che di energia per la ricarica non ne rimane, perchè per compensare gli attriti ci vogliono più di 500W
(ricorda che avevo ipotizzato una discesa al 5% )
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esatto
Infatti, la mia domanda è:
il ciclista è disposto ad andare più piano (25km/h invece che 40km/h) per recuperare energia?
Se fosse un automobilista direi di certo NO...... |
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