Основы робототехники

Электромотоцикл своими руками с асинхронным двигателем

Содержание

На прошлых выходных закончил составлять список часто задаваемых вопросов (ЧаВо или на заморский манер FAQ). Очень много и часто одни и те же вопросы встречаются.
Предлагаю на рассмотрение.

Часто задаваемые вопросы
по электромобилям

1. Что нужно, что бы переоборудовать автомобиль в электромобиль?
2. Какой принцип работы электромобиля?
3. Насколько сложно управлять электромобилем?
4. Какие можно использовать аккумуляторы для электромобиля?
5. Какой двигатель нужен для электромобиля?
6. Какой максимальный пробег и скорость будет у электромобиля?
7. Что случится, когда в аккумуляторах заканчивается энергия (заряд)?
8. Сколько времени длится зарядка аккумуляторов?
9. Фирма «Тесла-моторс» заявляет, что их автомобиль можно заряжать за 30мин. На фотографиях у них показан автомобиль, подключенный в обычную бытовую розетку. Я тоже так быстро хочу заряжаться от бытовой розетки. Вы можете такое же зарядное устройство сделать?
10. Как часто аккумуляторы нужно заряжать?
11. Где и как электромобиль можно заряжать?
12. Как часто аккумуляторы нужно менять?
13. В Интернете говорят, что литиевые аккумуляторы после 3 лет теряют свою емкость, не взирая на то, использовали их или нет. А как происходит в случае с электромобилем?
14. Как аккумуляторы переносят морозы?
15. Как обогревается салон в электромобиле?
16. Хочу установить в свой электромобиль асинхронный двигатель, ведь он дешевый. Что нужно еще установить, что бы он работал от аккумуляторов?
17. Что лучше – много маленьких аккумуляторов или несколько больших?
18. Если установить на борту электрический дизельгенератор, который потребляет 1 л в час топлива – насколько это продлит пробег?
19. Если поставить генератор на колесо электромобиля и подключить его обратно к аккумуляторам, можно ли таким образом продлить пробег электромобиля ?
20. Можно ли использовать энергию торможения с помощью электродвигателя, для подзарядки аккумуляторов (рекуперация)?
21. В Интернете продаются генераторы электроэнергии (Адамса/ Вега, утилизаторы свободной энергии, «эфира»…), не требующие никакого топлива или другого энергоносителя. Можно ли такой генератор установить на электромобиль, что б не заряжать его совсем?
22. Насколько электромобиль безопасен для здоровья человека (излучение мотора, проводов) ?
23. Можно ли вместо контроллера использовать просто педаль с потенциометром, а регулировку тока оставить на водителя?

_________________
пробег на ThunderSky+Winston LiFePO4 — 53 000 км

1. Что нужно, что бы переоборудовать автомобиль в электромобиль?
Обычный, стандартный электромобиль состоит из
1 – электродвигателя; 2 – регулятора мощности электродвигателя; 3 – аккумуляторов; 4 – DCDC преобразователя 12В для питания бортовых потребителей; 5 – зарядного устройства; 6 – индикаторных приборов;

2. Какой принцип работы электромобиля?
Электроэнергия из аккумуляторов поступает через регулятор мощности, по проводам, на электродвигатель.
Водитель контролирует мощность электродвигателя, и соответственно, скорость автомобиля, с помощью педали акселератора, который связан с регулятором мощности электродвигателя. Регулятор мощности согласно педали акселератора подает на электродвигатель нужное напряжение из аккумуляторов. Электродвигатель приводит автомобиль в движение.

3. Насколько сложно управлять электромобилем?
Тем, кто учился ездить на автомобиле с ручной коробкой передач, ездить на ЭМ будет легче. Принцип управления напоминает езду с автоматической коробкой передач. Для начала движения достаточно включить регулятор, включить 3-ю или 4-ю передачу (если стоит родная коробка передач) и нажать акселератор. Все это можно делать без нажатия сцепления. Переключение передач также можно делать без сцепления. Для этого достаточно полностью отпустить акселератор, и переключится на соседнюю передачу.

4. Какие можно использовать аккумуляторы для электромобиля?
На сегодня альтернативы литиевым АКБ я пока не нашел. Имею ввиду из серийных образцов, доступных в продаже. Если конкретнее, то тип батарей называется литий-иттрий-железо-фосфатные, или LiYFePO4. На сегодня на таких батареях мой электромобиль прошел 23 тыс.км. Пока дефекты не обнаружены.
Свинцовые стартерные АКБ, на которых ездил раньше, потеряли свою емкость меньше, чем за год. Поэтому с этим типом АКБ эксперименты пока отложены.

5. Какой двигатель нужен для электромобиля?
Из доступных вариантов существуют тяговые двигатели на постоянный ток, последовательного, параллельного и смешанного возбуждения. Управление этими двигателями уже достаточно отработано и на рынке существуют разного качества и цен регуляторы мощности. К недостаткам можно отнести необходимость контролировать состояние щеток и коллекторного узла на якоре.
Существуют двигатели, в которых нету деталей, требующих обслуживания (кроме подшипников, как во всех эл.двигателях). Это асинхронные двигатели с алюминиевым короткозамкнутым ротором, которые используются, например на промышленном оборудовании. Вещь жутко надежная при правильной эксплуатации, и самая дешевая. Самым лучшим, однако и самым дорогим вариантом, считается двигатель с ротором на постоянных магнитах, как например в электровелосипедах мотор-колеса. Однако сегодня существует пока одна проблема с этими двумя типами двигателей. Для того, что бы они работали от АКБ, требуется сложный электронный регулятор – называют его частотный регулятор, или в народе «частотник». Пока что дешевых решений не найдено. Поиски продолжаются.

6. Какой максимальный пробег будет у электромобиля?
Пробег ЭМ на прямую зависит от количества установленных на него АКБ. Их количество рассчитывается под конкретный автомобиль, его вес, среднюю скорость и пробег. Я пришел к эмпирическому выводу, что для средней городской скорости в 50кмч на серийном автомобиле расчетный пробег должен составлять не менее 120 км. Если рассчитывать на меньшее количество АКБ, тогда нужно будет ездить с меньшей скоростью. Если устанавливать большее кол-во – скорость и пробег будут увеличиваться. Батарея при этом прослужит больше циклов, чем на ЭМ с меньшим пробегом. То есть удельная цена амортизации АКБ на определенный пробег будет выгоднее для владельца. Отсюда следует вывод, что нету смысла делать ЭМ с пробегом в 40км, на базе Таври, например, кроме как если вы хотите передвигаться со скоростью 30-40кмч. При большей скорости (читай, нагрузке на АКБ) владелец рискует быстрее израсходовать ресурс АКБ.

7. Что случится, когда в аккумуляторах заканчивается энергия (заряд)?
Примерно то же, что и в мобильном телефоне. Он просто становится не движимым. Потребуется зарядить АКБ. Полная разрядка чревата резким уменьшением ресурса АКБ. Поэтому следует контролировать пробег, напряжение АКБ и расход энергии на электромобиле.

8. Сколько времени длится зарядка аккумуляторов?
Время заряда АКБ можно сделать каким угодно. Но в жизни есть ограничения. Например, максимальная мощность бытовой розетки 220В. Обычно с такой розетки можно отбирать мощность не более 2 кВт. Для Таврии, например, этого достаточно, что бы зарядится за 4 часа.

9. Фирма «Тесла-моторс» заявляет, что их автомобиль можно заряжать за 30мин. На фотографиях у них показан автомобиль, подключенный в обычную бытовую розетку. Я тоже так быстро хочу заряжаться от бытовой розетки. Вы можете такое же зарядное устройство сделать?
Это чистейший рекламный ход для неискушенных. Пускай такой автомобиль имеет энергоемкость АКБ порядка 30кВт*ч. То есть, если его полностью зарядить от розетки мощностью 2кВт, потребуется 15 часов времени. Для того, что бы зарядить такую емкость АКБ за 0.5 часа, нужна розетка и зарядное устройство мощностью: 30кВт*ч : 0.5ч = 60 кВт. Такую мощность, например, потребляют 30 бытовых обогревателей. Для этого потребуется трехфазная сеть 380В, с общим сечением сетевого кабеля примерно 4х4см.

10. Как часто аккумуляторы нужно заряжать?
Литиевые аккумуляторы имеют саморазряд 3% в месяц. Поэтому, если вы хотите оставить электромобиль на месяц-второй, ему это не повредит. Однако при повседневной эксплуатации, чем чаще заряжаются АКБ, тем лучше. Они, таким образом, отработают большее суммарное количество циклов. То же самое можно сказать и про свинцовые. Однако темп саморазряда у них выше.

11. Где и как электромобиль можно заряжать?
Для зарядки ЭМ нужен источник питания — розетка, куда вы будете подключать зарядное устройство. Это может быть розетка в гараже, под домом, на улице, на стоянке. В общем, где угодно, где можно договорится про использование розетки.

12. Как часто аккумуляторы нужно менять?
У свинцовых аккумуляторов срок службы в буферном режиме может быть 3-5 лет и более. Но ситуация резко меняется, если их использовать в тяговых режимах, когда на них действуют большие разрядные токи. При этом их хватает на год-второй. Для литиевых АКБ обещают 5000 циклов со степенью разряда не глубже 70%, при номинальном рабочем токе, или 1000 циклов при 100% глубине разряда. Это значит, что если полный максимальный пробег автомобиля на одном комплекте АКБ составит 100км, то для продления ресурса батарей лучше проезжать не более 60-70 км. Номинальный рабочий ток – для литиевой батареи это составляет ? от 100% емкости. Например, на ЭМ будет установлена батарея емкостью 160Ампер*часов (160 Ач), напряжением 100 Вольт. Номинальный рабочий ток для такой батареи составит 80Ампер. При этом номинальная мощность будет равна 8 кВт (80А * 100 В = 8 000 Вт).
Для свинцовых стартерных АКБ номинальный рабочий ток равен 1/20 от емкости. То есть, для АКБ 12В 100Ач рабочий ток будет 5А.

13. В Интернете говорят, что литиевые аккумуляторы после 3 лет теряют свою емкость, не взирая на то, использовали их или нет. А как происходит в случае с электромобилем?
Батареи, установленные на Таврию, были отправлены из Китая в середине 2008г. Практика показала, что этот тип аккумуяторов не «стареет» с такой скоростью. Пока ощутимого уменьшения пробега не наблюдается.

14. Как аккумуляторы переносят морозы?
В документации на литиевые АКБ пишется, что они работают при температурах от – 35С до +80 С. Этого должно быть достаточно для наших широт. Лично я ездил при температуре -15 С.

15. Как обогревается салон в электромобиле?
Салон можно обогревать электрической печкой. Но при сильных морозах этого может быть не достаточно. Поэтому пока лучше использовать автономный обогреватель на топливе.

16. Хочу установить в свой электромобиль асинхронный двигатель, ведь он дешевый. Что
нужно еще установить, что бы он работал от аккумуляторов?
Подключить асинхронный двигатель (АД) напрямую к аккумуляторам не получится. Дешевых, мощных регуляторов для АД на рынке пока нету. Поэтому пока что эту затею нужно отложить до появления регуляторов подешевле.

17. Что лучше – много маленьких аккумуляторов или несколько больших?
Теоретически это не имеет разницы – главную роль играет количество запасенной энергии, кВт*ч. Либо это будет аккумулятор на 10В 1000Ач, либо на 100В 100Ач, либо 1000В 10Ач. Но на практике лучше использовать средний вариант. Для первого варианта в ЭМ токи могут достигать 2000А, что потребует использовать толстые, тяжелые, дорогие провода. Последний вариант на 1000 В будет чрезвычайно опасным – повышенные требования к изоляции, сложность в управлении регулятором на такое напряжение, смертельная опасность при неосторожных действиях. Во втором варианте, 100В 100Ач, кратковременные токи могут быть 200-300А, рабочие 50А, что вполне нормально и с точки зрения управления, и безопасности.

18. Если установить на борту электрический дизельгенератор, который потребляет 1 л в час топлива – насколько это продлит пробег?
Дизельгенератор с таким расходом топлива выдает обычно электроэнергии мощностью 2кВт. Если это сделать на электровелосипеде, тогда можно ехать, пока не закончится топливо. Но на автомобиле это не пройдет. Таврия, например, потребляет 5-6 кВт мощности при скорости 60 кмч. При 2кВт скорость Таври будет 30кмч. То есть 100км путь она проедет за 3.3часа. Расход получится 3.3л /100км, при скорости 30кмч. Но кто с такой скоростью будет ездить?

19. Если поставить генератор на колесо электромобиля и подключить его обратно к аккумуляторам, можно ли таким образом продлить пробег электромобиля ?
Таким образом пробег можно только уменьшить. Этот подход является очередной попыткой построить вечный двигатель. Генератор не сможет вырабатывать энергии больше, чем на него поступает в виде механической энергии вращения. Плюс ко всему потери в проводах, на трении в подшипниках, передачах и т.д.

20. Можно ли использовать энергию торможения с помощью электродвигателя, для подзарядки аккумуляторов (рекуперация)?
Электродвигатель является обратимой машиной. То есть это и генератор и двигатель в одном лице. И его действительно можно завести в режим генерирования, когда механическая энергия будет возвращаться обратно в АКБ. Здесь никакого принципа вечного двигателя нету. Мы просто утилизируем кинетическую энергию торможения автомобиля. Когда автомобиль прекращает движение, возврат энергии, естественно, отсутствует. Следует помнить, что рекуперация возвращает кинетическую энергию движения автомобиля с коэффициентом меньше 100%. То есть, простыми словами: невозможно затормозить так, что бы вернуть в АКБ больше энергии, чем потратили на разгон.

21. В Интернете продаются генераторы электроэнергии (Адамса/ Вега, утилизаторы свободной энергии, «эфира»…), не требующие никакого топлива или другого энергоносителя. Можно ли такой генератор установить на электромобиль, что б не заряжать его совсем?
Если у вас есть такой генератор, приглашаю ко мне, его проверить в действии. Подключим на электромобиль, произведем замеры. Пока что ни один герой не нашелся.

22. Насколько электромобиль безопасен для здоровья человека (излучение мотора, проводов)?
Магнитное поле мотора является замкнутым. То есть, за пределы мотора магнитное излучение не выходит. Излучение проводов пока мною не изучено. Однако, обратите внимание, что среди водителей троллейбусов нету больных лучевой болезнью или раковыми опухолями. Гораздо больше на здоровье влияют мобильные телефоны.

23. Можно ли вместо контроллера использовать просто напросто такую педаль с потенциометром, при условии, что водитель сам контролирует максимальный ток (нажимая либо отпуская педальку), допустимый для электродвигателя постоянного тока. Ведь контроллер нужен просто для такого ограничения и для плавного пуска двигателя.
Такое сделать нельзя потому, что у этой педали резистор рассчитан на миллиамперы. А мотор потребляет сотни ампер. Такой педалью можно управлять контроллером. А контроллер — двигателем.
Даже если вы через микросхему заставите управлять силовыми транзисторами посредством педали без ограничения тока, все равно сожжете эти транзисторы. В пусковой момент возникают на моторе постоянного тока огромные пусковые токи. Если их не ограничить искусственно, то они могут достигать 300-800А и больше, в зависим.от напряжения АКБ, толщины проводов, состояния щеток и т.д. Пару десятков таких запусков, и мотор сгорит.

_________________
пробег на ThunderSky+Winston LiFePO4 — 53 000 км

Электромотоцикл своими руками с асинхронным двигателем

Сегодня никого не удивишь автомобилем, использующего в качестве топлива сжиженный газ, а не традиционные бензин или дизель. Переоборудование машин с ДВС на потребление газа особенно популярным стало в Украине в последние годы. Основной причиной таких трансформаций владельцы авто называют погоню за экономичностью. И это совсем не удивительно, поскольку на данный момент газ дешевле бензина примерно вдвое. Споры о выгодах такого переоборудования идут до сих пор, но если учесть цену на электроэнергию, которая в разы ниже даже природного газа на котором так пытаются сэкономить. Почему сразу же не переоборудовать автомобиль на работу от электрической тяги?

Снимаем все лишнее

Любое горючее топливо сгорает в цилиндрах двигателя по одинаковому принципу. Поэтому установка систем газобаллонного оборудования не является особой проблемой. Принцип работы электродвигателя другой, поэтому для переоборудования требуются более существенные изменения в устройстве автомобиля. Несмотря на сложность, все же — это реально. Прежде всего, нужно демонтировать несколько основных частей, которые электромобилю не понадобятся.

Двигатель внутреннего сгорания. Для работы электромобиля он совершенно не нужен, тем больше занимает довольно много пространства под капотом и значительно увеличивает массу автомобиля. Стоит сразу отметить, что вес является критическим параметром для электромобиля, и поэтому этому пункту уделяется много внимания.

Система охлаждения. Электромотор не выделяет такое количество тепла, как ДВС, поэтому его также нужно демонтировать по той причине, что охлаждать будет просто нечего. С другой стороны, отсутствие привычной печки добавит проблем с комфортом в салоне в холодное время года.

Коробка передач. По этому элементу возможны варианты: иногда ее оставляют, иногда снимают. В некоторых случаях КПП не демонтируют, но устраняют механизм сцепления с коробкой.

Выхлопная труба, как и система забора и очистки воздуха и другое вспомогательное оборудование двигателя внутреннего сгорания, тоже не понадобится.

Устанавливаем необходимое

Начать преобразование в электромобиль стоит с подбора электродвигателя, обеспечивающего достаточную скорость движения и ускорения. Необходимая мощность прямо пропорционально зависит от массы кузова. При схеме прямого подключения электропривода к ведущему мосту, чтобы сдвинуть авто с места понадобится мотор мощностью от 15 кВт. Но если в трансмиссии оставить коробку переключения передач и подать крутящий момент к ней через переходную плиту, то для такой схемы может хватить даже двигателя мощностью 5-10 кВт. Причем, если это будет небольшой автомобиль типа «Таврии» или «Матиз», можно развить максимальную скорость до 70-80 км / ч.

Стоит отметить, что максимальная мощность электродвигателя не влияет на расход, а влияет только мощность, используемую в определенный момент времени. Другими словами, если два одинаковых по параметрам автомобиля будут двигаться с одинаковой скоростью от двигателей с мощностями 10 и 20 кВт соответственно, то их аккумуляторные батареи разрядятся на приблизительно одинаковую величину. Это означает, что максимальная мощность двигателя не влияет на расстояние максимального пробега. Поэтому, при подборе электромотора специалисты советуют, по возможности, взять модель хотя бы с небольшим запасом мощности. Это позволит уменьшить риск его перегрева в напряженных режимах и увеличить рабочий ресурс.

Максимальная дальность поездки электромобиля, в первую очередь, определяется емкостью аккумуляторных батарей. Поэтому при их выборе следует учитывать километраж, необходимый водителю для езды в течение дня без подзарядки. На сегодня самыми дешевыми являются свинцовые аккумуляторы, но они вряд ли смогут обеспечить величину пробега более 80-90 км, так как дальнейшее повышение их мощности приведет к такому увеличению собственной массы автомобиля, что вся полезная нагрузка ограничится только одним водителем.

В отличие от свинцовых, соответствующее количество литий-ионных аккумуляторов может обеспечить 200, 300, а в таких электромобилях, как Tesla даже превысить 400 км без подзарядки. К тому же срок их эксплуатации значительно больше — они могут служить до 5-8 лет. Оптимальную емкость аккумуляторов нужно подбирать так, чтобы в конце маршрута они не разряжались полностью, а оставляли некоторый запас емкости. Глубокий разряд литий-ионных батарей приводит к ускорению старения и последующего выхода из строя. Главным препятствием увеличения количества ячеек в аккумуляторах такого типа является их высокая стоимость.

Для согласования работы двигателя и батареи электрокара необходим контроллер. Это тоже является одним из главных моментов, поскольку это устройство регулирует величину тока, поступающего в электродвигатель, а также меняет полярность постоянного тока от АКБ к электродвигателю, требующего питания переменным током. Также к контроллеру подключают педаль акселератора, которая является аналогом педали газа в традиционном авто. Она управляет потенциометром, который регулирует величину тока, поступающего в двигатель, таким образом увеличивая мощность, количество оборотов в минуту и, как следствие, скорость движения автомобиля. Контроллер нужно выбирать в зависимости от мощностей электромотора и аккумуляторов.

Зимой эксплуатировать электромобиль значительно сложнее — он становится уязвимым в среде с низкой температурой воздуха. Так как система охлаждения ДВС подвергается демонтажу вместе с привычной «печкой», то нужно позаботиться о подогреве воздуха в салоне. Среди возможных вариантов — электрический обогреватель мощностью от 1,5 кВт, который существенно уменьшит дальность пробега. Альтернативой может стать использование автономного бензинового отопителя, недостатком которого является все та же потребность в топливе.

Но это еще не все: для качественной работы аккумуляторам необходима постоянная температура: в морозы напряжение может «проседать», что напрямую влияет на мощность двигателя и скорость разрядки, а в жару — опасность перегрева. Поэтому необходимо установить систему для контроля за температурой батареи, а также обеспечить ее герметичность и изоляцию контактов, поскольку существует риск короткого замыкания при попадании влаги.

Переоборудовать или купить новый?

Все вышеуказанные проблемы решаются. Большое количество переоборудованных, а также сделанных собственными руками народных умельцев электромобилей уже ездит по дорогам Украины и всего мира. В интернете можно найти много видеороликов, начиная от электрических «Таврий» и «Лад», заканчивая электроверсиями своих моделей от крупнейших автоконцернов — Ford Focus EV, Nissan Leaf, Volkswagen e-Golf, Renault Fluence ZE и др. Но прежде всего, желающим отказаться таким образом от углеводородного топлива нужно определиться: с какой целью? Если основной целью является получение экологически чистого транспорта, то в этом случае — безальтернативное «да». Если же целью ставить экономию средств, то однозначный ответ дать, на сегодняшний день, невозможно.

Людям, которые имеют определенный опыт ремонта техники, вполне по силам приобрести комплектующие и собственноручно переоборудовать свой автомобиль на электропривод. Качество результата и выгода будут зависеть от правильности расчетов и технического исполнения. Однако, уже существует не одно коммерческое предприятие, где можно заказать такую ​​услугу. Позволит ли это сэкономить? Опять же, ответ индивидуален для каждого владельца, поскольку стоимость переоборудования может начинаться от 10 000 долларов для бюджетных автомобилей и переваливать за отметку в 50 000 долларов для суперкаров. А на эту сумму в Соединенных Штатах можно приобрести почти два новых (!) Nissan Leaf. Поэтому возникает вопрос, а не дешевле ли будет купить уже готовый, новый электромобиль?

Тем не менее будущее транспорта за электрической энергией – с этим вряд ли кто-то решится поспорить. Цены на электрокары будут только опускаться, осталось только немного подождать или … Решать Вам.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Как построить электромобиль своими руками

Народная мудрость гласит, что настоящий мужчина должен вырастить сына, посадить дерево и построить дом. С учетом современных реалий, в это классическое мужское троеборье впору добавить еще один пункт – постройку собственного автомобиля. Тем более что сейчас это сделать гораздо проще, чем когда бы то ни было. Все, что для этого потребуется, – гараж, заблаговременно освобожденный от всякого «полезного» хлама, большое количество свободного времени и руки, желательно растущие из предплечий. А все остальное приложится.

Самодельщикам советского времени было в сто раз сложнее. В магазинах ничего нужного для автопроизводства не продавалось – разве что вантузы, из которых можно было вырезать сальники и прокладки. Что-то приходилось вытачивать самим, что-то собирать по помойкам, а что-то даже выносить с предприятий, рискуя быть наказанными за «расхищение социалистической собственности». Сегодня же все необходимые комплектующие можно приобрести, не поднимая пятой точки с дивана, – передовые технологии позволяют закупиться буквально по щелчку компьютерной мыши. На «Алиэкспрессе» и ему подобных сервисах предлагается масса бюджетных вариантов, которые позволят превратить в самоходное чудо техники все что угодно, даже обычную садовую тачку. Причем передвигаться такой инвентарь будет отнюдь не на честном слове, а на модной нынче электрической тяге. То есть за весьма умеренную сумму можно заказать набор, который позволит стать если не доморощенным автомобилестроителем, то по крайней мере лэнд-лордом своего дачного участка и его окрестностей.

Сделано в Китае

Пожалуй, самый неоднозначный компонент электромобиля – это батареи. Блок из 24 или 32 литий-ионных аккумуляторов влетит в копеечку. Тем более что полная зарядка от домашней сети 220 В может занять целую вечность.

Первое, что потребуется для создания электромобиля, – это шасси, его можно либо соорудить самостоятельно из подручных материалов, либо воспользоваться уже готовым вариантом, что подразумевает наличие автомобиля-донора. Но какую бы модель для сборки вы ни выбрали, дальнейшее творчество будет предполагать наличие нескольких обязательных компонентов.

Электромобиль не требует регулярного обслуживания и замены расходников, таких, например, как фильтры и моторное масло.

Все вспомогательное оборудование занимает минимум пространства, что дает практически полную свободу при проектировании салона, но также и внешнего вида будущего автомобиля.

Это электромотор, который станет сердцем будущего транспортного средства. Это контроллер, который будет отвечать за мозговую деятельность, в процессе преобразуя постоянный ток в переменный. Это батареи, которые станут источником питания. Ну и конечно же, ни один электромобиль не сможет обойтись без органов управления, среди которых ключевое место занимает электрическая «педаль газа». В сферу ее ответственности входит эффективное управление мощностью, которая поступает от мотора на колеса транспортного средства. Все эти компоненты широко представлены на уже упомянутом «Алиэкспрессе» как по отдельности, так и в составе комплектов.

К примеру, из Китая можно заказать трехфазный индукционный мотор от компании Shingele мощностью 15 кВт, что приблизительно равно 20 л.с. Если покупать его отдельно, стоимость такого агрегата составит около 100 долларов. В то же время комплект, дополнительно состоящий из задней оси с гнездом для монтажа силовой установки, редуктора, контроллера, электрической педали газа, ионно-литиевой батареи, а также зарядного устройства, будет стоить в районе 900 долларов. Впрочем, по сравнению с комплектами, которые используют в качестве тяговой силы бесщеточные мотор-колеса на постоянных магнитах, эта цена не выглядит такой уж внушительной.

Продукция китайской компании QS Motor насчитывает десятки различных типов мотор-колес, предназначенных не только для создания электровелосипедов и скутеров, но и для постройки полноценных автомобилей. Главными преимуществами моторов подобного типа являются компактные размеры и относительно широкий диапазон мощности, который может варьироваться не только от типа колеса, но и от компоновки, а она может быть как моноприводной, так и полноприводной. То есть два мотор-колеса мощностью 8 кВт, установленные на одну из осей, дают суммарную мощность 16 кВт, в то время как полноприводная версия ожидаемо увеличит эту цифру вдвое – до 32 кВт, или целых 44 л.с.

Что касается цен, то набор QS Motor 8000 wt, состоящий из двух моторов, двух контроллеров, двух дисковых тормозов с системой рекуперации, преобразователя постоянного тока на 96 В, переключателя направления движения, электрической педали и электронного спидометра обойдется в среднем в 2500 долларов. Соответственно, комплект из четырех мотор-колес также обойдется вдвое дороже. К сожалению, в готовый набор не входят ионно-литиевые батареи 96V200Ah, которые опустошат бюджет еще на 5000 долларов. Зато даже моноприводный электромобиль, собранный из подобных запчастей, сможет уверенно разгоняться до 120 км/ч, а его запас хода при полной зарядке составит около 200 километров. Если займетесь конструированием, помните: чем меньше масса будущего автомобиля, тем больше запас хода и лучше динамические характеристики. Вышеописанный комплект QS Motor 8000 wt рассчитан на автомобиль массой чуть более тонны с размерностью шин R14.

По сходной цене

Если же у вас нет доверия китайской электротехнике или цена кажется высокой, есть варианты попроще. На отечественных форумах можно наткнуться на обсуждение того, как собрать электромобиль с использованием двигателя последовательного возбуждения ДС 3,6/7,6 кВт от болгарского электрического погрузчика EB 687. Стоимость такого мотора – 7000 рублей. Беда лишь в том, что для постройки потребуется автомобиль-донор с механической коробкой передач, к которой мотор присоединяется при помощи переходной плиты и переходной втулки. При этом для переключения передач механизм сцепления не требуется вовсе, то есть нужная передача «втыкается» прямо на ходу.

Разумеется, подобному автомобилю также понадобится контроллер, который обойдется от 4000 до 9000 рублей, электрическая педаль за 800 рублей, но главное – зарядное устройство, блок управления и аккумуляторы. Конечно, можно воспользоваться недорогой свинцово-кислотной батареей, но лучше все-таки раскошелиться на комплект ионно-литиевых аккумуляторов, цена на которые были названы ранее. В противном случае запас хода не превысит и пары десятков километров.

Хорошим подспорьем для создания электромобиля могла бы стать глобальная модульная платформа под названием Trexa EV. На момент ее презентации в 2010 году ее стоимость оценивалась в 16 000 долларов. Но, к сожалению, проект себя не оправдал и закрылся.

Несколько лет назад, еще до того, как рынок наводнили всевозможные китайские запчасти, один умелец из Винницкой области Украины использовал болгарский моторчик для переоборудования «Таврии» в электромобиль. Максимальная скорость получившегося аппарата составила 75 км/ч, а запас хода на одной зарядке – 85 километров. Впрочем, как намекает создатель автомобиля, подобный результат наблюдается лишь при идеальных условиях – то есть при движении с горы и при попутном ветре.

Есть на что посмотреть

Один из самых простых, но в то же время недешевых вариантов постройки собственного электромобиля – приобретение готовой модульной платформы Tabby EVO. Цена комплекта колеблется от 13 880 до 24 961 евро. В стоимость входит асинхронный электромотор мощностью 19 кВт, чей крутящий момент составляет 128 Нм при 500 об/мин, а от приобретения комплекта из 24 элементов LIFePO4 емкостью 160 ампер-часов можно отказаться.

Не секрет, что подобное хобби пользуется большой популярностью не только у нас в стране и ближайшем зарубежье, но также в странах Европы, в Америке и даже Австралии, где торговля запчастями и комплектами для DIY, что по-русски означает «сделай сам», поставлена на поток и представляет собой развитую индустрию. Некоторые зарубежные веб-сайты предлагают широчайший ассортимент автомобильных запчастей, начиная от различных силовых установок до мелких расходников, фар и даже автомобильных кресел.

К примеру, на австралийском сайте https://diy-autoparts.com.au/ можно присмотреть себе не только комплект передних сидений, которые обойдутся всего в 48 долларов, но также спортивное рулевое колесо, которое оценивается в среднем в 20 долларов за изделие. Но это развлечение только для местных. У нас же подобную роскошь можно приобрести в том числе на «Авито», где кожаное кресло от Lexus, например, можно приобрести за 16 000 рублей.

К недостаткам асинхронных моторов можно отнести и то, что они требуют наличия массивной оси, при помощи которой мощность будет передаваться на ведущие колеса.

Впрочем, обзавестись всеми необходимыми деталями – это полбеды. Ведь весь этот набор разнообразных запчастей, быть может приехавших из разных уголков света, придется как-то объединить в собственном проекте. Разобраться с этой процедурой помогут интернет-пособия, а также популярные видеохостинги, где можно встретить немало роликов, в которых гаражные умельцы делятся своим опытом конструирования, начиная от азов и заканчивая полномасштабными проектами. Следует отменить, что важнейшим пунктом в вашем резюме «самозанятого» станет знание английского языка, так как негоже списывать со счетов богатый иностранный опыт. Впрочем, в некоторых случаях все понятно без слов. Так, на YouTube-канале под названием Creative Channel несколько месяцев назад было опубликовано видео под названием Build a 1000W Electric Gokart at Home, где поэтапно показан процесс сборки электрического багги в обычном гараже с последующим тест-драйвом на дорогах общего пользования. Да и в целом по запросу handmade electric vehicle можно найти массу всего интересного.

Один из самых привлекательных вариантов – мотор, встроенный в колесо. Мощность мотор-колес суммируется, а особенности их конструкции дают определенную степень свободы при конструировании подвески.

То есть, округляя, стать автомобилестроителем, как и сто двадцать лет назад, сегодня может каждый. Тогда это было доступно в силу простоты конструкции «безлошадных экипажей» – в той же Германии автомобильная мануфактура имелась чуть ли не в каждом городе. Сегодня – опять же в силу доступности электрических силовых установок и конструктивной простоты транспортного средства ими оснащенного. Главное – трезво оценить свои силы и время, ведь любой, даже самый перспективный проект рискует превратиться в нудный, мучительный долгострой. И еще о чем нужно помнить – чтобы выехать на самодельном автомобиле на дорогу общего пользования, сперва придется предъявить чудо техники на суд Федерального агентства по техническому регулированию. И если электромобиль будет соответствовать всем установленным нормативам, его можно будет поставить на учет в ГИБДД. В противном случае вам придется ограничить свои поездки проселочными дорогами. Что, с одной стороны, не оправдает каких-то серьезных затрат и вложений. С другой – не лишит вас удовольствия от творческого процесса и тщеславного чувства, что вы теперь автостроитель. «Как тебе такое, Илон Маск?»

  • 56
  • 57
  • 58
  • 59
  • 60

Электромобиль своими руками

Дата публикации: 20.02.2020

Желание экономить на бензине заставляет многих автолюбителей задуматься о переходе на альтернативный источник энергии. Лучший вариант – электричество.

Преимущества электромобиля:

  • экономия на топливе;
  • езда без газовых выхлопов;
  • зарядка от электросети;
  • бесшумность;
  • простота эксплуатации.

Купить электромобиль для большинства людей – недостижимая мечта, так как их стоимость остается слишком дорогой. Но выход из данной ситуации предлагают умельцы, которые уже реализовали замысел, не ожидая лучших времен.

Для воплощения идеи изготовления электромобиля своими руками потребуются финансовые средства. Но если вам приходится много ездить, экономия на бензине быстро возместит потраченные деньги и время на работу.

Как сделать электромобиль? Давайте разбираться

Для этого необходимо переоборудовать обычный бензиновый или дизельный автомобиль. В переработку рекомендуем брать транспортное средство с выработанным мотором, его все равно надо будет снимать. Понадобится кузов с исправной рулевой, ходовой и тормозной системой.

Выбор транспортного средства

Автомастера утверждают, что для переделывания на электромобиль за основу лучше брать переднеприводные модели. Год выпуска не имеет значения. При этом учитывайте доступность и стоимость запчастей, которые в ходе эксплуатации потребуются для оставшихся рабочих узлов.

Главный принцип выбора – чем проще автомобиль, тем лучше. Немаловажный фактор – вес автомобиля. При этом он должен оставаться прочным, так как его придется загрузить аккумуляторным блоком. В идеале выбирайте транспорт весом 600-900 кг. В общем, для переоборудования подойдут легковушки, которые не тяжелее 2 тонн.

Третий момент – обтекаемость. Этот параметр влияет на энергоэффективность и время разгона легкового автомобиля. Допускается внесение конструкционных изменений с целью уменьшения ветровому сопротивлению. Чем лучше вы справитесь с задачей, тем легче электродвигателю.

Выбирая транспортное средство, которое планируете переделать в электромобиль своими руками, необходимо обратить внимание на вместительность багажного или другого отсека в салоне. В нем вы разместите электрические батареи. При этом необходимо позаботиться, чтобы к электросектору оставался свободный удобный доступ. Это необходимо для своевременного контроля, профилактики и обслуживания батарей.

Весовую нагрузку, которую создадут аккумуляторы, распределите по корпусу автомобиля равномерно. Это повысит устойчивость транспортного средства и плавность хода.

Функцию управления коробкой передач будет выполнять контроллер. Лучше, чтобы она была механической, так будет легче внести необходимые изменения.

Выбор двигателя для электромобиля

Переходя к следующему этапу, необходимо ограничиваться простыми вариантами. Это сократит расходы на пусконаладочные работы. Лучше всего остановить выбор на компактном, но мощном двигателе постоянного тока. Если удастся приобрести электродвигатель из кара – это будет идеальный вариант.

Такие двигатели найти не проблематично. Даже можно приобрести со скидкой подержанный агрегат, который продолжит работать после восстановительных работ. Электродвигатели, которые доступны и лучше всего подходят для самодельных электромобилей, это тяговые моторы ДС-3.6. Они остаются после разборки вилочных электропогрузчиков болгарского происхождения.

Технические характеристики электромотора:

  • Напряжение постоянного тока – 80 Вольт.
  • Тип тока – постоянный.
  • Мощность – 3,6 кВт.
  • Возбуждение – последовательное.

Двигатель считается среднескоростным, но в нем хороший крутящий момент, способный вытягивать транспорт под гору на третьей передаче. В практическом отношении мотор характеризуется неприхотливостью и простотой в монтаже.

Выбирая обычный двигатель, необходимо придерживаться следующих показателей:

  • тип;
  • рабочее напряжение;
  • ток потребления;
  • мощность;
  • тип возбуждения;
  • вес;
  • размеры;
  • крутящий момент;
  • номинальное количество оборотов.

Описание силового узла электромобиля

Комплект собирается из источника постоянной электроэнергии, регулятора потребления, трансмиссионного механизма и электродвигателя.

Для получения энергии специалисты рекомендуют следующие варианты:

Блок аккумуляторных батарей. Составляющие должны быть одинаковыми и соответствовать обозначенному режиму работы, температурным условиям, размерам и весу.

Ионисторы. Их еще называют суперконденсаторами. Технические требования аналогичные тем, которые выставляются аккумуляторным батареям.

Генераторы. Предлагается несколько типов генерирующих электроэнергию устройств. В отличие от других источников энергии, они преобразовывают механическую силу в электрическую. На практике применяются топливные (бензин, дизель, газ), тепловые, молекулярные генераторы и ряд других, менее популярных из-за сложности и недоступности.

Регуляторы энергопотребления. Оборудование оказывает преобразовывающее влияние на силу тока и напряжение. Необходимые параметры определяются потребностями электромотора и сопутствующих приборов.

Электродвигатели. Из-за разнообразия агрегатов технические характеристики крайне индивидуальны. Рекомендуется выбирать моторы, технические показатели которых в пределах не слишком превышают запланированные параметры. Транспортное средство весом до тонны с КПП-механика можно оборудовать электродвигателем мощностью 7-8 кВт. Для такого же автомобиля, но без коробки передач, мощность электромотора должна превышать 12 кВт.

Типы электровозбуждения в используемых электродвигателях:

  • параллельное;
  • последовательное;
  • смешанное.

Также двигатели бывают бесщеточными безколлекторными, ассинхронными, включая с векторным управлением.

Механическая трансмиссия электромобиля

Выбор небольшой: с КПП, либо трансмиссия без КПП. Первый вариант имеет одно неудобство, связанное с управлением автомобиля. Но преимуществом является то, что КПП облегчает момент начала движения, особенно в нестандартных условиях – на подъемах, по бездорожью, в снегу. Также электромобилям с КПП достаточно привода от маломощного двигателя.

Проблемы, которые возникают при установке мощного двигательного электроагрегата на автомобиль с трансмиссией без КПП, связаны с необходимостью управления крутящим моментом. Не следует путать с оборотами.

Процесс регулирования обеспечивают:

  • безколлекторные двигатели (частично);
  • асинхронные с векторным управлением (полностью).

Возможность использования электродвигателей других типов рассматривается, если автомобиль нетяжелый.

Выбор аккумулятора

Электромобили укомплектовываются основной и резервной батареей. Необходим гелиево-элементный источник энергии. Это регулируемые свинцово-кислотные батареи, в которых содержится электролит загущенного типа. Аккумуляторы проще в обслуживании, так как не требуется постоянный долив дистиллированной воды.

Можно использовать литий-ионные аккумуляторы, но это будет значительно дороже. Выгода заключается в том, что на электромобиль будет достаточно одного аккумулятора, вместо блока мелких батарей, которые необходимо объединять. Автолюбители, делающие электромобиль своими руками, преимущественно выбирают литий-ионные элементы.

Порядок переоборудования электромобиля

Перед монтажом электродвигателя, с автомобиля снимается мотор и все агрегаты, которые с ним связаны: бензобак, радиатор, труба выхлопная и сопутствующие мелочи. Из старых систем пригодятся тормозная, трансмиссионная, ходовая и электрическая. КПП необходимо доработать. Если на руле был гидроусилитель, его можно снять, так как при одном ведущем вале усиление не важно.

Помимо электромотора, аккумуляторов, трансмиссии, в электромобиле, собранном своими руками, предусмотрен ряд узлов, необходимость в которых обязательна или желательна.

В перечень обязательно необходимых деталей входит контроллер электропитанием, управляющий двигателем. Устройство распространенное, его можно купить на рынке у самодельщиков, либо фабричные китайского происхождения. Можно приобрести брендовый блок, снятый с иномарки на разборке.

Монтаж электродвигателя и аккумулятора

Перед тем как сделать электромобиль, для монтажа электромотора желательно подготовить крепежную конструкцию. Лучше всего, если для этого используются детали оригинального крепления. Вам не придется подгонять разъемы и демпферы. Это значительно снизит динамические нагрузки при работающем двигателе. Также необходимо подготовить переходную пластину между трансмиссией и муфтой электрического двигателя.

  • Зафиксируйте электромотор в переднем секторе автотранспортного средства и подключите контроллер.
  • Установите аккумулятор. Для фиксации используйте кронштейны.
  • Соедините вал двигателя и трансмиссию.

Опытный автолюбитель справится с работой в гараже. Если вы считаете, что для вас это сложно, обратитесь в мастерскую.

Кроме аккумуляторов, можно подумать о размещении солнечных батарей. Это будет дополнительный источник энергии пассивного типа. Главное условие – хорошая доступность для солнечного света. Источник энергии повлияет на удорожание электромобиля, но увеличит географию и независимость путешествий.

Подводя итоги, определим, что необходимо, чтобы собрать электромобиль своими руками:

  • старый легковой автомобиль для переделки;
  • электромотор;
  • контроллер питания;
  • аккумуляторные батареи;
  • переходные детали;
  • крепежные элементы;
  • провода;
  • инструмент и лебедка.

Это приблизительный список, который дополняется необходимыми аксессуарами. Затея кажется шуточной и невероятной. Но по дорогам страны уже разъезжают сотни электромобилей, владельцы которых не пожалели средств и усилий. Теперь они не нуждаются в дорогом топливе на заправках, не следят за уровнем масла. Для езды на небольшие расстояния электроприводной транспорт оправдан и быстро самоокупается.


Источник: crazy-garage-msk.ru