Электромобиль своими руками
Конец XIX и начало XX веков - первые самодвижущиеся экипажи с паровыми двигателями внутреннего сгорания и (ну, ну же) электрическими! Кстати, первыми рубеж скорости в 100км/ч преодолел именно электромобиль. Однако, тогда автомоили развивались быстрее и к началу 30-х годов электромобили были забыты.
Посмотрим в день сегодняшний. С 1988 года фирма Тойота выпускает авто-электромобиль (модель Приус). Суть такова: Вы садитесь машину, поворачиваете ключ, переводите рычаг управления в положение "Drive" и сразу (!) начинаете движение. На чем вы едете - вы не знаете. Обычно небольшие поездки происходят на электротяге. Когда машина "понимает", что аккумуляторы сели, она сама заводит бензиновый двигатель и заряжает АКБ. Предусмотрен и аварийный случай - если аккумуляторы сели, бензина нет - вы дергаете красную ручку в багажнике и (о, чудо!) аккумуляторы заряжены, можно ехать.
Эко, аккумулятор,гибридный двигатель,пусковой ток,самодельный электромобиль,электродвигатель для автомобиля,Электромобиль своими руками
Подобную ситуацию мне описали в НАМИ, где уже 4 года такой гибридный мобиль изучают. Попадалась данная модель и на вторичном рынке авто (ориентировочно 8,5 тыс $ за 98 ? 99г.в.). Подобные разработки есть у GM , да и Европа имеет массу мелких (1-2-х местных) электро- гибридо- мобилей, используемых в зеленых зонах или, просто, на полях для гольфа.
Вернемся все же к доминирующей черте личности автора сайта - желание сэкономить.
Платить 8,5 тыс $за праворукое японское чудо - рука не поднимается, да и кошелек не позволяет, а сколько времени, сил и денег обойдется собрать самостоятельно ТС на электротяге в самом простом варианте:
Смета:
1.Кузов (на мостах, пластиковый, самодельный, с документами) - 1000 $. - обратите внимание на вес конструкции. Моя без двигателя и АКБ весит 350кг. Это важно. - Самодельный пластиковый автомобиль не такая большая редкость, как может показаться в начале. Совсем недавно - в начале августа в газете "Из рук в руки" в разделе "другие", продавался. Кто ищет, тот всегда найдет! (В конце концов - склеит).
2.Салон. Два передних сидения от автомобиля Порше-924, подушка заднего сидения от Тойоты Супра, 4м2 ковролина из магазина и все это пропущено через мастерскую по пошиву чехлов (все сидения б.у.) - 400 $. - Ваша фантазия может быть безгранична: в стране масса ценных пород дерева, прекрасных кож и очень дорогих акустических тканей.
3.Силовой агрегат (б.у.). Двигатель от списанного и почти полностью разоренного болгарского погрузчика (3,6 кВт, 84 В, 1400 об/мин, 24 Н·м) - 200 $. - Предпочел бы использовать двигатель 10 кВт, 120 В - 650 $ - новый, на гарантии. (любая контора, поставляющая запчасти для погрузчиков).
4.АКБ. Семь штук (12 В? 200 Ач), стартерные, итальянские. В оптовой фирме - 2600 руб/шт, в магазине - 4000 руб/шт. - Не пытайтесь использовать отечественные АКБ - номинальную емкость вы получите только несколько первых раз (свинец для АКБ должен быть из свежей руды, а не иэ переплавленных старых АКБ, а в нашей стране свинцовых руд нет, во всяком случае для производителей АКБ). - В идеале нужно использовать тяговые АКБ для погрузчиков, но цена выше в 3 раза! Почему для автомобиля АКБ стоит 80 $, а для погрузчика (равной емкости) - 250$, догадайтесь сами (не сложно).
5.Разное. Колеса шириной поменьше (трение качения надо сводить к min) впрочем, на колесе указана его стандартная нагрузочная спосбность, посчитайте, выберете с небольшим запасом. Блок управления двигателем. Варианты: 1)От погрузчика новый, релейный, на 6 скоростей - 400$. 2)Тиристорный с плавным регулированием - 1100$. 3)Огромный реостат - у дедушек на Митинском радиорнке (вы будете единственный, кому он понадобится) - несколько бутылок универсальной валюты.
5)Лично я, при 110% содействии друзей электронщиков, пытаюсь построить электронный блок управления. Получится - расскажу.
Фланец, соедняющий двигатель и трансмиссию (в моем случае - КПП ВАЗ 2101). Изготовил в правильном месте - фирма "Кардан-Баланс" - 70$. Эту штуку лучше делать у профессионалов, знающих автомобильную специфику - подскажут, можно ли обойтись резиновой муфтой или вставить крестовину или еще как…
План-шайба - соединение двигателя и КПП. Мне удалось изготовить ее самостоятельно, но соостность должна быть не хуже 0,2 мм, или устанете менять подшипник первичного вала КПП и подшипники двигателя.
Итого: Приблизительно потрачено 3000$.
300 часов рабочего времени одного средней квалификации инженера. Он же сварщик, он же слесарь, он же электрик. За эти деньги и время я имею: Машина 850 кг весом (4х местная), АКБ 84 В x 200 А·ч, Пробег 200 км. Скорость: 60 - 75 км/ч по прямой, до 90 км/ч кратковременно (для обгона) или под горку. 35 км/ч трогается и разгоняется до этой скорости в гору 12%.
Технико - Экономическое обоснование. Количество циклов перезаряда до полной емкости при правильном использовании - 800 раз (у передовых итальянских, за разумные деньги). 800 раз x 200 км = 160 000 км. Стоимость одной зарядки, приведенная к 1 км пути.
(200 А x 84 В)/(1000 n) x С = 25 рублей n - КПД заряда = 60% (0,6) С - стоимость 1 кВт · ч (90 коп)
Итак: 12,5 коп/км. Стоимость АКБ, приведенная к 1 км пути. (2600 руб · 7 шт)/ 160 000 км = 11,4 коп/км. Всего 24 коп/км.
Прообраз ВАЗ 2101 с расходом 8 л/ 100 км, АИ 92 (10 руб/л) 80 руб/100 км = 80 коп/км.
Добавьте сюда регулярную замену масла, фильтров, регулировку карбюратора, зажигания клапанов, кап. ремонт двигателя, наконец … Сколько получилось? 1,2 руб/км и 24 коп/км.
В 5 (пять) раз дешевле, господа! В 5 раз!!!Вопросы есть?
Один вопрос предвижу: "Куда девать съэкономленные деньги?"
Еще один прогмотический вопрос: что скажет ГАИ?
Ответ: Пока не знаю. Но в НАМИ электромобили есть, они ездили по дорогам. На АЗЛК электромобили также имеются (2 модели). ВАЗы как-то, лет 20 назад, катались по Москве аккумуляторные. УАЗы для военных госпиталей существовали с электромоторами. И даже был авто- (pardon) электропробег. Сейчас есть грузовик ЗИЛ электрический с очень неплохими параметрами. Были они, есть, ездят … Чем, собственно говоря, моя машина хуже?
Ты говоришь, что этот самодельный кузов был куплен готовым. А известно ли вообще, кто его сделал, какая у него история?
Нет, родословную мне так и не удалось раздобыть. В прошлом (2003) году мы общались с Алгебраистовым (братья Ю. и С. Алгебраистовы - известные в СССР самодельщики, создавшие автомобиль "Юна"), он с друзьями пытался вспомнить, кто же сделал этот автомобиль, но это им так и не удалось.
Мне этот автомобиль достался через "десятые" руки. А я на тот момент как раз собирался делать электромобиль в каком-нибудь небольшом, легком кузове, например, на базе "Оки". А тут, как раз после первой "Автоэкзотики", в которой мы участвовали с нашим переделанным запорожцем (с БМВ-шной ходовой), к нам зашел наш знакомый Юрий, который клеит сейчас себе пластиковый джип, и предложил забрать у него этот кузов. Я приехал посмотреть на эту самоделку, оценил ее весовые качества и понял, что это то, что я искал. Самая подходящая платформа для электромобиля. Этот стеклопластиковый кузов по оценке килограмм на 200 легче базового "Жигулевского".
Кстати, вопрос про "базу". Что представляет собой этот кузов? Стеклопластик на раме?
Это "Жигулевское" днище с колесными арками, проклеенное стеклотканью с двух сторон, чтобы не гнило (держится вот уже 20 лет…), дальше на все это приварена рама из квадратной и, местами, круглой трубы. Снаружи это все обклеено стеклопластиковыми панелями.
А днище как-то усилено дополнительно?
Нет, абсолютно стандартное, каркас из труб на него поставлен только сверху.
Итак, ты получил "базу". Что дальше?
Дальше стал я делать электромобиль. Дело молодое, терпения нет, поэтому я ничего изобретать не стал и постарался максимально использовать стандартные компоненты. Тяговый мотор - от болгарского погрузчика, паспортной мощностью 3,6 кВт. При этом в разгоне с хорошей динамикой он безболезненно для себя развивает до 15-ти кВт. Из этого совет всем, кто будет делать что-то подобное: при подборе мотора нужно учитывать его перегрузочные способности.
Да, я когда пытался с этим разобраться, нашел отечественные моторы - ДПТ-6. Они 6-ти киловаттные и тоже предназначены для погрузчика...
В моем случае, 3,6 кВт по оборотам и передаточным числам 4-й передачи КПП и заднего моста должны достигаться на 1400 об/мин двигателя, что соответствует скорости 44 км/ч. Так и получается: когда я еду примерно с такой скоростью, я по амперметру вижу 50 ампер при рабочем напряжении 80 вольт. Таким образом, я имею 4 кВт и КПД = 90%.
Я на досуге сделал некоторый расчет. Если взять ВАЗ-2108 с весом 920 кг и мощностью 57,2 кВт, то получаем отношение массы к мощности = 16,1. При весе твоего авто в 850 кг и мощности 3,6 кВт получаем аналогичный показатель = 236,1.
Да. Я, когда начинал строить электромобиль, сделал аналогичный расчет и пришел в ужас. И поэтому оставил коробку передач - уж на первой и второй я тронусь по-любому. Плюс меня спасает, что реальная стартовая мощность двигателя выше, чем паспортная.
Кстати, сцепления нет. А как удается включать передачи?
А тут же нет холостого хода. При переключении передачи, синхронизатор КПП "утягивает" якорь двигателя до нужной частоты вращения. Единственное неудобство - время переключения передач чуть больше, чем со сцеплением.
Я надеялся, что с новым импульсным блоком, который я поставил на свой электромобиль, можно будет сразу включать четвертую и на ней трогаться - но, увы, мощности немного не хватает. Поэтому я сейчас по городу трогаюсь на второй, а при движении использую четвертую.
Как со временем зарядки?
Аккумуляторы заряжаются штатным зарядным устройством током, равным 10% от номинальной емкости, где-то за ночь. Сейчас мне под заказ разрабатывается новый блок управления, который сам будет заряжать, затем переходить в режим кипения - "добивки", а затем выключать зарядку и оставаться в "ждущем" режиме. Аккумуляторы у меня кислотные, обычные, - они стоят разумных денег. Специальные тяговые аккумуляторы на треть тяжелее и стоят немыслимо дорого, поэтому от них я отказался.
При этом для штатных 200-амперных аккумуляторов разрядный ток получается не очень большой - 50 ампер. При этом если взять, что реальная емкость не нового аккумулятора составляет 170 ампер/часов, мы получаем как минимум 2,5 часа уверенного хода.
Понятно. Значит, у тебя стоит два аккумулятора спереди и…
…и пять сзади. Как раз 200-амперных. Двигатель рассчитан на 80 вольт штатно, я ему приложил 84. Проверял еще, как он будет себя вести на 96-ти вольтах - получалось намного веселее. Вообще, двигателем я доволен - "перегрузы" он держит хорошо. Достаточно "дубовый", проводка из толстого провода, все "остекловано" и т.д. Точно могу сказать, что нужно выходить на вольт 120 - чтобы коммутировать не такие большие токи. Используемый сейчас блок управления мотором разрабатывался полтора года, пока он начал достойно работать и не сгорать.
Тиристорный?
Нее-ееет. На 8-ми полевых транзисторах, стоящих параллельно. С тиристорами есть проблема с управлением постоянным током. Переменный - не проблема, а вот на постоянном токе тиристор сложно закрыть после "пробоя". Еще большой плюс полевика: на тиристоре падает несколько вольт, а на полевике - только 0,15 В. Плюс в перспективе - использование рекуперации.
А как зимой?
Да, емкость аккумуляторов падает, но при движении они немного нагреваются и проблема должна решаться сама собой. Тут другой вопрос - с печкой. Ставить бензиновую я считаю неправильным. Есть мысль использовать для обогрева или охлаждения салона принцип вихревой трубы, которой для работы нужен только вентилятор. Сейчас думаю об адаптации этого устройства для своего авто.
На этой машине мне даже удалось прокатиться, сидя за рулем. Кстати, разгоняется вполне приемлемо. Правда, когда я нажал "газ в пол", Владислав все-таки попросил меня смотреть на амперметр, чтобы не был большим пусковой ток. Для меня еще было проблемой отсутствие сцепления. Ну не привык я к автоматическим КПП. А тут еще педаль тормоза сделана путем объединения "классических" педалей тормоза и сцепления… После остановки нужно ставить машину на ручник - электродвигатель, в отличие от ДВС, компрессией не держит.
В общем, от электрического автомобиля остались достаточно приятные ощущения. Конечно, по динамике и пробегу на одной "заправке" он значительно уступает бензиновым. Но, зато, какая экономия!
В наше время на дорогах все чаще появляются электрические виды транспорта. Многие крупные производители с мировым именем уже наладили производство серийных электрокаров, а в городах активно развиваются сети электрозаправочных станций. Но, как показывает практика, электромобиль – это не самое дешевое и доступное удовольствие, поэтому многие энтузиасты и любители создавать что-либо своими руками задумываются о том, как сделать электромобиль своими руками.
Что такое электромобиль
Весь этот комплект можно подобрать и самостоятельно из отдельных комплектующих. Но важно понимать, что при покупке готового набора производитель предлагает оптимизированный комплект со схемой подключения, что избавляет вас от множества вычислений и возможных проблем.
Также потребуется переделать и сам кузов автомобиля, чтобы вместо двигателя внутреннего сгорания установить электрическую силовую установку, которая имеет другие размеры и способы крепления.
Выбираем кузов
При выборе кузова для переделки в электромобиль следует учитывать два важных параметра:
- вес – чем меньше вес, тем лучше;
- размеры – в этом вопросе важным является место для размещения батареи, которая будет питать электропривод. Батарея должна иметь довольно большую емкость и мощность, а это означает, что АКБ будет иметь серьезные габариты и вес.
Также не стоит забывать и об аэродинамических характеристиках. Чем лучше аэродинамика автомобиля, тем меньше сопротивляемость ветру, а следовательно, тем меньше автомобиль будет тратить мощности при езде.
Это, в свою очередь, влияет на запас хода. Как правило, в самодельных электромобилях батареи размещаются в багажнике, так как это наиболее оптимальный вариант, который не требует переделки салона. Но в этом случае меняется центр тяжести, а из-за большого веса батареи придется увеличить жесткость пружин подвески.
В остальном подойдет практически любой кузов, который придется немного доработать. И это будет зависеть от того, какой именно привод вы выберете, как именно он будет размещаться и так далее. Ведь есть разные варианты, вплоть до того, чтобы оставить ДВС на своем месте, а электропривод установить на задние колеса. К этому вопросу мы вернемся немного ниже.
Еще один немаловажный фактор заключается в том, чтобы подобрать машину с передним приводом в качестве «донора», чтобы не терять часть мощности на трущихся деталях в крестовине карданного вала.
В идеале вес «донора» должен быть в пределах 600-700 кг. Но такой вариант найти довольно сложно. И если даже автомобиль для переделки будет более тяжелым, стоит обратить внимание на модели с хорошим накатом.
Наверное, самый важный вопрос – какой электродвигатель для электромобиля выбрать. И здесь имеется масса вариантов:
- прямой электропривод;
- привод через редуктор;
- мотор-колесо – двигателем являются сами колеса.
Также существует множество вариантов по мощности, от самых простых и слабых до весьма мощных, которые превосходят по мощности ДВС. И если у вас есть знания в этой области, вы вполне сможете сделать самодельный электродвигатель.
Но самостоятельно создать довольно мощный и при этом компактный двигатель довольно сложно, и для этого требуется наличие соответствующих комплектующих и знаний в электротехнике.
Если речь идет о мини-электромобиле, детском электрокаре или электрической тележке, то вполне может подойти двигатель от бытовой техники, например, от стиральной машинки.
Маленький и легкий мини-электромобиль вполне сможет передвигаться и с двигателем от стиральной машины. Конечно, важно понимать, что полноценный автомобиль с электротягой с таким приводом вы не сделаете, но для детской игрушки или для тележки для перевозки грузов этого будет вполне достаточно.
Еще одним довольно неплохим вариантов является мотор-колесо. В этом случае автомобиль будет подвержен минимальным переделкам. Более того, вы сможете даже оставить двигатель внутреннего сгорания, собрав настоящий гибрид. Причем здесь возможны два варианта:
- оставить ДВС для движения автомобиля при разряженной батарее;
- вместо ДВС установит электрогенератор, который будет питать электропривод и заряжать батарею.
В любом случае, какую бы компоновку вы ни выбрали, следует рассчитать оптимальную мощность двигателя. Для этого расчета имеется довольно сложная формула, которая учитывает:
- коэффициент аэродинамического сопротивления;
- площадь поперечного сечения;
- массу автомобиля;
- силу трения асфальта;
- максимальную скорость;
- угол наклона дорожного полотна и многое другое.
Это довольно сложно, да и не все показатели возможно найти. Ведь мы не сможем высчитать силу сопротивления аэродинамики, например, у советского автомобиля ВАЗ 2107.
Поэтому для упрощения вычислений вам нужно знать, что достаточной мощностью для каждой тонны веса автомобиля будет 7,5 кВт. Такая мощность позволит ездить со скоростью 60 км/ч.
Конечно же, лучше делать электрокар с запасом мощности, поэтому при полной массе авто (с учетом батареи, электрической силовой установки и так далее) в одну тонну стоит использовать электропривод минимум на 10 кВт. И это при условии подключения электромотора к КПП автомобиля через соответствующий переходник (ниже мы подробнее рассмотрим этот вопрос).
Если рассчитывать мощность электромотора по параметру лошадиных сил, то 0,75 кВт приравнивается к 1 л. с. Это означает, что для получения, например, 100 л. с. вам потребуется электромотор на 75 кВт.
При этом важно знать, что электропривод имеет более высокий крутящий момент, поэтому такая мощность не обязательна. Также стоит учитывать, что электрические двигатели бывают разных типов:
- синхронный;
- асинхронный.
Первый вариант работает от постоянного тока и имеет довольно высокую мощность. Но такие приводы устанавливаются через КПП, так как они имеют ограничения по количеству оборотов в минуту.
Асинхронные же приводы работают от переменного тока, и их скорость вращения значительно выше. Поэтому такие приводы можно использовать без КПП, посредством прямого привода.
В первом случае (синхронный мотор) должен иметь выходной вал со шлицами для присоединения к КПП. Кроме этого, любой электропривод должен иметь ребра для охлаждения, так как при высоких нагрузках они нагреваются.
Трансмиссия
Как уже было сказано выше, электропривод можно подключать к уже имеющейся коробке переключения передач автомобиля-“донора”. В этом случае привод должен иметь вал со шлицами. Но даже при таком условии потребуется соответствующий переходник, посредством которого электромотор и будет соединяться с КПП.
Это один из наиболее простых и эффективных вариантов, так как потребуется минимум переделок. А задний ход будет включать сама коробка передач, управление которой остается неизменным (рычаг переключения передач в салоне).
Как правило, при использовании набора для переделки авто в электромобиль переходник для подключения электромотора к коробке передач прилагается в комплекте
Если же использовать прямой привод (без КПП), то придется предусмотреть кнопку реверса, при нажатии на которую двигатель будет крутиться в обратную сторону, тем самым обеспечивая задний ход.
Салон
Салон абсолютно не важен для переделки машины в электромобиль. Единственное, что потребуется переделать, – это место для вывода информации о состоянии батареи (напряжение, емкость и так далее).
Врезать информативные экраны можно как в приборную панель, так и отдельно в любом месте на торпеде. Также, если вы планируете расположить батарею в салоне, вам потребуется подходящее для этого место.
Поиск и покупка необходимых запчастей
Как уже говорилось выше, вы можете приобрести уже готовый набор для переделки. Найти такой довольно просто: в интернете достаточно магазинов, предлагающих подобные товары.
Если же вы решили самостоятельно собрать нужные детали, то потребуется найти оптимальный комплект, который состоит из:
- электродвигателя:
- блока управления.
- рычагов управления (педаль акселерометра и так далее).
Также потребуется переходник для подключения мотора к коробке передач, АКБ и контроллер заряда/разряда. Подобрать все это самостоятельно довольно сложно, так как комплектующие должны быть оптимизированы между собой.
Намного проще, быстрее и зачастую дешевле купить готовый набор, в котором производитель уже подобрал подходящие компоненты. Цены на такие комплекты могут довольно сильно варьироваться и зависят от производителя, а также от максимальной мощности. Например, комплект МОТОР SOLECTRIA AC42 с контроллером SOLECTRIA UMOC 440 с максимальной мощностью 80 кВт обойдет приблизительно в 360 000 рублей.
Относительно недавно в продаже появился KIT-комплект для электромобиля от Tesla Motors. Стоимость такого набора следует уточнять у продавца.
Существуют и менее дорогие альтернативы, например, китайские. Обойдутся они значительно дешевле. Но и по качеству, а также по мощности они хуже.
Подбор аккумулятора и зарядки
Аккумулятор для самодельного электромобиля является одним из важнейших компонентов. Ведь именно от АКБ зависит запас хода, а также частично – мощность привода. В первую очередь батарея должна соответствовать двум параметрам:
- напряжение должно соответствовать требованиям электромотора;
- АКБ должен выдавать большую силу тока, около 400 ампер.
Эти требования обязательны для того, чтобы система вообще смогла работать. А вот запас хода уже зависит от емкости аккумулятора, которая измеряется в кВт/ч. Чем больше кВт/ч (больше емкость), тем больший запас хода мы получим. Но при этом важно понимать, что увеличение емкости влечет за собой увеличение массы АКБ. Поэтому здесь важно соблюсти оптимальный баланс.
Кроме этого, существуют различные типы АКБ:
- Свинцово-щелочной – те АКБ, которые используются в обычных машинах. Они способны выдавать большую силу тока, но при этом довольно быстро расходуют свой заряд и имеют большую массу. Поэтому это не самый лучший выбор для электрокара.
- Li-ion – самые распространенные батареи, которые используются практически во всех областях – от фонариков до электромобилей. Именно такие батареи используются в автомобилях Tesla. Обычно это небольшие элементы (стандарта 18650), которые объединяются в группы, создавая большие батареи с нужной емкостью и напряжением.
- Гелиевые – относительно новый тип батарей. Они также подходят для электромобилей по своим техническим характеристикам, но стоят несколько дороже Литий-ионных. Поэтому применяются в данной области реже, и, как правило, только в детских электрокарах или в складской технике, где пробег не столь важен.
В наше время в электромобилях преимущественно используются Li-ion батареи. Благодаря небольшим размерам элементов появляется возможность собирать батареи с любым напряжением и емкостью.
Из школьной программы физики мы помним, что при последовательном соединении суммируется напряжение, а при параллельном – емкость. Таким образом, можно даже самостоятельно собрать батарею с необходимыми параметрами. Важно: для создания больших батарей из элементов 18650 потребуется точечная сварка.
Как уже говорилось выше, существует вариант электромобиля без батареи. По сути, это гибрид с питанием от генератора.
Что касается зарядки для АКБ, то независимо от того, какие батареи вы будете использовать, зарядное устройство (ЗУ) должно также соответствовать двум параметрам:
- напряжению;
- силе тока.
Для зарядки АКБ используется соответствующий контроллер, который управляет зарядом/разрядом каждой ячейки, выравнивания показатели к общему знаменателю. Именно этот контроллер и будет задавать параметры ЗУ – напряжение и максимальную силу тока.
Для подключения зарядки к электромобилю используются соответствующие коннекторы, которые способны выдерживать высокое напряжение и силу тока.
В самодельном варианте вы можете использовать эти же стандарты либо использовать любой другой вид разъема. Главное, чтобы он смог выдерживать большие токи.
Дополнительные комплектующие
Блок управления (он же контроллер) в электромобиле выполняет чуть ли не главную роль. Именно он контролирует работу электромотора, оценивает емкость батареи и запас хода, позволяет вам управлять оборотами двигателя и так далее.
Собрать контроллер своими руками в принципе возможно, имея соответствующие знания в радиоэлектронике. Но даже в этом случае сделать это крайне сложно. А так как от контроллера зависит ваша безопасность, то лучше приобрести уже готовый от производителя.
Блок управления должен быть совместим с выбранным электроприводом и отвечать всем техническим характеристикам (причем с запасом мощности).
Еще один важный элемент – контроллер заряда/разряда батареи. Без него существует высокий риск перегрева батареи и выхода ее из строя. Поэтому наличие такого контроллера обязательно.
Называется он BMS – плата защиты АКБ от перезаряда/переразряда) и стоит около 300 долларов США. При этом стоимость может варьироваться в зависимости от технических параметров, а также от того, какое количество ячеек вы будете использовать.
Сборка электрокара с асинхронным двигателем
Как уже говорилось выше, преимуществом асинхронных двигателей является высокое количество оборотов, благодаря чему можно избавиться от КПП полностью, сделав прямой привод на колеса. Кроме того, такие приводы имеют максимально простую конструкцию. Так как они работают от переменного тока, то используются в основном в гибридных транспортных средствах, где источником питания является бензиновый или дизельный генератор.
Однако все это сопровождается определенными трудностями. Так как батарея электромобиля выдает постоянный ток, при построении электромобиля с асинхронным двигателем вам придется дополнительно установить инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный. А это влечёт дополнительные затраты.
Такой вариант будет актуален только в некоторых случаях. Например, если вы хотите создать машину с гибридной силовой установкой. Несмотря на все особенности асинхронного двигателя, его можно использовать и в стандартной компоновке, через КПП. Но в любом случае придется предусмотреть устройство для преобразования постоянного тока в переменный для работы привода.
Самодельная электротележка
Если вы хотите изготовить самодельную электрическую тележку для перевоза грузов, то задача значительно упрощается. Для этого достаточно сварить простую раму с платформой, на которую будет помещен груз, продумать крепеж колес и привод.
Мощный электромотор в этом случае не потребуется, вполне достаточно двигателя на 1-5 кВт. Самодельная электротележка нуждается во все тех же компонентах:
- электроприводе;
- блоке управления с рычагами (ручками управления);
- батарее;
- контроллере заряда/разряда (БМС плата).
Но, в отличие от электромобиля, в данном случае высокая мощность не нужна. Главное – придумать расположение всех этих элементов и вывод для рычагов управления, а также подключить все по определенной схеме.
Как рассчитать количество денег и времени для сборки
Рассчитать, сколько времени потребуется для сборки электромобиля, довольно сложно, ведь все зависит от личных умений и знаний. Опытный автомеханик при наличии нужных инструментов и запчастей способен переделать машину в электрокар за одну неделю. В гаражных условиях это время значительно увеличивается.
Рассчитать количество средств, которое потребуется для данного мероприятия, проще: всё упирается в стоимость запчастей и комплектующих. Выше мы уже приводили приблизительную стоимость комплекта для переоборудования, который может стоить около 360 000 рублей. Если вы самостоятельно подбираете каждый компонент, то все будет зависеть от выбранных деталей.
Самые большие затраты идут на батарею. И здесь все зависит от того, какой тип АКБ вы выбрали. Li-ion батарею можно собрать приблизительно за 1000-5000 долларов США (в зависимости от емкости батареи). К этой стоимости нужно добавить цену на BMS-плату, которая обойдется приблизительно в 300 долларов
Указать точные суммы нет возможности, так как в этом деле слишком много переменных. Все зависит от выбранного донора, комплектующих, мощности привода и так далее. Например, чтобы построить мини-электромобиль, уйдет меньше финансов, чем при сборке полноценного авто, так как потребуется меньше мощности силовой установки, а также меньше емкости батареи.
Подведем итоги
Указать точно, что потребуется для переоборудования авто в электромобиль, а также сколько денег на это потребуется, крайне сложно. Но с полной уверенностью можно сказать, что сделать это вполне реально, а конечный результат (при правильном подходе) будет иметь меньшую стоимость по сравнению с новым электромобилем от производителя.
Конечно, для этого нужны соответствующие знания в электротехнике, радиоэлектронике и автомеханике, а также достаточно свободного времени и средств. Стоит ли этим заниматься, зависит только от вас.
Электромобиль своими руками за ТРИ ДНЯ! Видео пошаговая инструкция создания самодельного электромобиля!
Команда энтузиастов из Австралии поставила задачу по переделки обычного автомобиля в электромобиль. Задача вроде бы не сложная (когда знаешь как), но вот сроки поражают…
День первый
Обычно конвертация автомобиля в электромобиль занимает от 6 до 12 месяцев. Мы задались целью сделать это за неделю. Хотелось бы чтобы на дорогах было больше электромобилей, но для этого нужно найти способы снизить время и затраты на переделку. В будущем было бы неплохо увидеть авто сервисы по переделке обычных авто в электрические.
Над проектом я работал вместе со своим другом Майклом из Гилонга, штат Виктория. Мы решили переделать его Daihatsu Charade (та же модель что и у меня) при помощи недорогого пакета запчастей для переделки, китайского производства.
Несколько последних месяцев мы готовились к проекту, закупая необходимые запчасти, и изготавливая недостающие компоненты (такие как муфта и адаптер подключения электродвигателя к коробке передач). При наладке постоянного предприятия по переделке, такие вещи могут быть автоматизированы. Например адаптер КПП уже переведен в CAD формат, поэтому может быть налажено производство этих деталей с помощью лазерной резки. Также мы подготовили детальный план работ и смету, которые будут опубликованы в помощь другим энтузиастам.
Я также пригласил многих заинтересованных в электромобилях людей чтобы они приняли участие в нашем проекте по переделке. Многие согласились приехать и вчера у нас было около 10 человек, при помощи которых мы сделали намного больше работы чем планировалось. Все были очень организованны и самостоятельно находили себе занятие в проекте, а навыки некоторых были просто удивительны. У нас были механики, инженеры, маляры, видео и фото операторы, электрики, а моя жена Rodemary готовила на всех еду!
В первый день мы удалили из автомобиля двигатель внутреннего сгорания и все системы с ним связанные, такие как выхлопная и топливная. Также мы установили электродвигатель и коробку передач, подключенные друг к другу. А также смонтировали крепление двигателя к корпусу автомобиля и начали изготавливать платформу для установки аккумуляторов. По моим подсчетам и при помощи такой замечательной команды мы сделали работу на которую было отведено 3 дня.
Командная работа была отличной, многие из тех кто нам помогал взяли отгул на работе и получили море положительных эмоций. Командная работа по созданию электромобиля - это круто!
Видео - день первый:
День второй
Утро субботы, только что проснулся после очень длинного дня в пятницу. вместе с нами под одной крышей ночевало еще 6 человек:
Мы закончили установку набора батарей в задней части авто и даже соединили их между собой. Задняя часть автомобиля выглядит как законченный продукт, что не может не радовать!
Более сложная конструкция рамы для аккумуляторов в передней части почти готова (будут еще сварочные работы внутри отсека для выравнивания поддона). Сегодня мы установим поддон, зачистим и покрасим.
Изготовлена проводка для приборов и установлен вольтметр. Спасибо Joel!
Двигатель и коробка передач установлены, закреплены и проверены. Michael, John и команда - отличная работа!
Erick установил вакуумный насос, осталось подключить его.
Скобы для проводки кабелей под днищем авто установлены осталось закончить проводку.
Сегодня нам предстоит установить конвертер постоянного тока, выключатель вакуумного насоса, зарядку батарей, аварийный тормоз и блок управления. Потом все это подключим.
Прогресс второго дня был менее заметен, т.к. в основном это были “доделки” первого дня, проводка и установка мелкого оборудования внутри машины. Визуально это не так впечатляет как демонтаж ДВС и монтаж электродвигателя с коробкой.
Как бы то ни было эти шаги могут занять несколько месяцев у конструкторов-одиночек.
Если сравнивать этот проект к проектом моего первого электромобиля то тут за первый день было сделано столько же сколько я сделал за первые 6 месяцев! Во второй день мы сделали работу следующих 5 месяцев моей самостоятельной работы. Сейчас мы на стадии завершения проводки - я был на этой стадии за 3 дня до тест драйва. Сегодня я надеюсь мы выведем этого малыша на прогулку!
Изначально я планировал закончить проект за неделю и немного нервничал по поводу того как много людей отозвалось помочь. Я думал все это отвлечет меня от самих работ по конвертации. Несмотря на это произошло полностью противоположное - благодаря всем этим людям мы так много сделали. Я не думаю что это было бы возможным если бы работали только Майк и я. Можно сделать вывод о том что работы по изготовлению некоторых деталей занимают много времени. Для следующего проекта надо будет разработать план работ по ускорению таких работ. Например сделать шаблон для изготовления поддонов для батарей.
Видео - день второй
День третий
После длинного рабочего дня, к 11 часам вечера мы выехали на первый тест-драйв в новом электромобиле Майкла. Всего через 3 дня после начала работ!
Вчера я почти весь день разбирался с подключением трубок электро-насоса и для этого потребовалось изготовить несколько переходников. Также мы сделали проводку силовых кабелей под дном автомобиля. Эндрю сделал отличную работу по подключению всех 12 вольтовых и 96 вольтовых. Плата контроллера, которая пришла вместе китайским набором отлично встала на свое место и мы ее быстро подключили.
Утром мы зачистили и покрасили поддон для передних аккумуляторов и установили его уже после ланча. Все работы по металлу выполнены превосходно. А покраска выполнена очень профессионально, поэтому все выглядит просто супер!
Нам многие помогали в этот день. На каком то этапе одна группа делали проводку под автомобилем, другая заливала масло в трансмиссию, а третья изготавливала недостающие детали.
К вечеру мы были так близко к завершению что все добавили темп. Наконец завершены все соединения под капотом и установлена вся электрика. Первым делом мы проверили все 12 вольтовые приборы чтобы убедиться что все работает при включенном “зажигании”, после этого подключили 96 В источник питания и проверили ваккумный насос тормозной системы и конвертер постоянного тока. После небольших настроек переключателя вакуумного насоса тормоза заработали как надо. После чего подключили конвертер к 12 В системе, он работал отлично.
В итоге мы подключили последний кабель двигателя и запустили мотор. К счастью он крутил колеса в нужном направлении на стэнде. Несмотря на сильный дождь мы не могли удержаться от первой поездки. Сначала сделали несколько кругов вокруг здания - все работает отлично, несмотря на увеличившийся вес, благодаря новой подвеске Майка. Двигатель работает очень тихо и можно очень быстро переключать передачи без сцепления. Все были очень довольны первым тест-драйвом.
Оставалось еще пару небольших проблем таких как небольшая утечка масла из трансмиссии, а также ускорение автомобиля казалось слабым (пиковый ток был менее 100А) скорее всего из-за какой нибудь ошибки в подключении. В воскресенье мы отдыхаем а понедельник думаю решим эти проблемы. Также предстоит уборка и косметические работы перед тем как проходить официальный техосмотр авто.
В итоге у нас получился отличный проект который завершился на много быстрее чем планировалось.
Пока гибридные авто являются диковинкой не только в нашей стране, но и в ряде других, поэтому их пытаются собирать особо одаренные умельцы. И не только… Компания Poulsen Hybrid также предложила свое решение по превращению обычного авто в гибридное, добившись экономии бензина почти на 20%. Сделать это предлагают при помощи Power Assist System – набора , состоящего из двух электрических дисковидных двигателей постоянного тока. Их нужно установить, используя специальные переходники, на задние колеса. В багажник автомобиля помещается дополнительный аккумулятор и два контроллера. Заряжается батарея от розетки бытовой сети. Специалисты компании утверждают, что небольшие моторы, мощность которых 7 л.с., на протяжении 50 км могут помогать основному бензиновому двигателю ехать на электротяге, экономя топливо.
Установить электромоторы можно на большую часть выпускаемых сегодня автомобилей с колесами от 14 дюймов и выше. Каждый мотор весит не более 17 кг. Емкость литий – ионной батареи, которая их питает – 4,3 кВт/ч. Понадобится зарядное устройство 96 В/ 10 А. В результате, вес системы с аккумулятором составит 90 килограмм, а мощность — 13,5 л.с. Стоимость проекта — около 8000 «зеленых», плюс еще шестьсот, если устанавливать систему будут специалисты (официальный дилер).
Но, пока желающих, таким образом «усовершенствовать» свой любимый автомобиль, немного. А большая группа специалистов считает проект весьма сомнительным. Ждем, что покажет время.
Один из вариантов установки электродвигателя на обычный автомобиль
Конец девятнадцатого века – период, когда впервые появились автомобили с паровым и электрическим двигателем. К слову, именно электромобилю впервые удалось преодолеть стокилометровый рубеж скорости. И хотя пока не столь много электромобилей, зато появились гибриды, в которых одновременно используется электродвигатель и ДВС. Суть гибрида в том, что его движение начинается сразу, но даже водитель не знает (если не смотреть на монитор), на каком моторе он едет – это решает электроника. Но, стоит такое транспортное средство дорого, поэтому российский «умельцы» рассказывают, как можно собрать гибридный автомобиль своими руками. Причем, это не столь большая редкость, как может показаться.
Смета для гибридного автомобиля своими руками:
Кузов (самодельный, пластиковый, на мостах) — стоит примерно 1000 долларов. Важно выбрать его кК можно меньшего веса – это важно.
Для салона: очень неплохо подойдут два передних сидения автомобиля Порше 924. Подушку заднего сидения можно позаимствовать у Тойоты Супра. Потребуется еще метров пять ковроина, который должен «посетить» мастерскую по пошиву чехлов. Стоимость материалов и работы примерно составит 400 долларов. Ну, а, в принципе, все зависит от фантазии, а материалов в стране масса: дерево, кожа, акустические дорогие ткани и пр.
Силовой агрегат, в нашем случае тоже бывший в употреблении, – это двигатель от списанного погрузчика производства Болгария, мощность которого 3,6 кВт, а развиваемые обороты – 1400 об/мин. Двигатель можно подобрать и другой, обратившись в контору, поставляющую новые запчасти для погрузчиков. Он стоить будет ориентировочно 650 долларов.
Говоря об АКБ, стоит порекомендовать, не использовать отечественные, поскольку номинальную емкость удастся получить несколько первых раз, и все. Для АКБ нужна свежая свинцовая руда, которой нет у нас в стране, поэтому для аккумуляторов используют переплавленную из старых батарей. Идеальный вариант – тяговые аккумуляторы для погрузчиков. Но их цена вторе выше, чем стартерные итальянские, которых потребуется семь штук. Их стоимость в магазинах составит 4000 рублей, а в оптовой компании – 2600 за штуку.
Ну, и все, что можно назвать «разное». Сюда входят колеса (их ширина должна быть небольшой, чтобы к минимуму свести трение качения), блок управления мотором (вновь можно использовать тот, что применяется в погрузчиках – релейный на шесть скоростей, стоимостью до 400 $, или тиристорный стоимостью втрое большей, зато с плавным регулированием), фланец, предназначенный для соединения трансмиссии и двигателя (например, КПП ВАЗ 2101) – 70 долларов, планшайба с соосностью не хуже 0,02 мм (для соединения КПП и мотора), чтобы не пришлось часто менять подшипники (можно изготовить самостоятельно).
В общей сложности на все по все уйдет до 3000 долларов и триста часов времени инженера средней квалификации, который выступить в роли сварщика, слесаря, электрика.
За эту сумму можно стать владельцем четырехместного авто, вес которого составляет 850 кг, а батарея имеет характеристики — 84Вх200 А ч. Скорость по прямой машина развивает до 75 км/час и до 90 – кратковременную (для обгона, например или, когда нужно ехать под гору).
Количество циклов перезаряда – 800, стоимость заряда одного 12,5 копеек на километр, что сравнить можно с ВАЗ 2101, расход у которого 8 литров на сто километров, т.е. 80 копеек на километр.
Технико-экономическое обоснование
Количество циклов перезаряда до полной емкости при правильном использовании — 800 раз (у передовых итальянских, за разумные деньги). 800 раз x 200 км = 160 000 км. Стоимость одной зарядки, приведенная к 1 км пути.
Кажется, вопросов нет – выгода налицо. Правда, будут вопросы с ГАИ, но все, в конце концов, решается.
Также нет проблем со сборкой своими руками заднеприводного гибрида, у которого электромотор закреплен под днищем машины на карданном валу. Установленный в салоне бортовой компьютер работает в связке с компьютерсистемой, установленной в подкапотном пространстве. Конечно, не обойтись без электромотора, контроллера, корпуса для аккумуляторов, аккумуляторов проводов и разъемов.
Совет: мотор нужно установить на авторизованном сервисном центре, чтобы правильно выдержать угол наклона. Также нужно позаботиться о жестком закреплении на раме аккумуляторов. Для этого устанавливают под днищем специальные направляющие рельсы, благодаря которым и электродвигатель и батарея закрепляются надежно.
Рассчитывать это авто (если батарея на 200 Ач), может на пробег в одну милю.
» общая и электрическая схема электромобиля.
Тема: общая схема электромобиля - сделать электромобиль своими руками.
Давайте посмотрим и разберём общую электрическую схему электрического автомобиля. После чего у Вас появятся обобщённые представления, что к чему и куда именно двигаться в этом плане. Итак, электрика электромобиля состоит из нескольких принципиально важных частей. Это - электропитающий элемент (аккумуляторная батарея), электрический двигатель постоянного тока, блок управления работой двигателя (контроллер), потенциометр (реостат, реагирующий на нажатие педали газа и тормоза). Каждая из этих частей имеет важное принципиальное значение. Каждая часть должна быть правильно подобрана и должным образом настроена. От этого зависит работа электромобиля в целом. Это даст возможность ответить на вопрос - как сделать электромобиль правильно.
Поскольку общая мощность электрической системы (в первую очередь электродвигателя) для электромобиля лежит в пределах 5-10кВт, а то и больше, то будем исходить из этих данных. Электромотор выбираем под эту мощность. От напряжения питания мотора зависит конкретная схема контроллера и количество аккумуляторных батарей (тип соединения их между собой). Учтите, что не следует идти по принципу - чем больше мощности электродвигатель поставляю, тем лучше и сильнее будет автомобиль. Появятся дополнительные проблемы с аккумуляторами. Выберите оптимальный вариант, опираясь на имеющуюся массу машины, необходимых технических характеристик, скорости, дальность езды на одном цикле заряда и т.д.
Как сделать электромобиль своими руками в плане механики, это уже дело творчества и электромеханических навыком мастера. А мы разберём наиболее сложные элементы в этой системе с точки зрения электрики. И этой частью есть контроллер. Почему? Да потому, что именно от него зависят тонкости работы всего электромобиля. Контроллер представляет собой электрическую (электронную) схему, основная задача которой заключается в управлением частоты вращение электродвигателя. Если напрямую подключить аккумулятор к электродвигателю, то мы получим максимальные его обороты без возможности управлять скоростью движения. Это не правильно и нехорошо. Если управление производит обычным мощным переменным резистором, то в этом случае «срезаемая» электроэнергия будет попросту теряться на тепло. Экономией здесь не пахнет.
Как же сделать электромобиль своими руками всё таки? Наиболее приемлемый вариант управления скоростью электромобиля является специальная схема контроллера. Схема состоит из маломощного переменного сопротивления, непосредственной схемы задания частоты вращения (импульсная схема) и силовой части, которая и подаёт на электродвигатель нужное количество электроэнергии. Силовая часть может быт состоять из мощных тиристоров, симисторов, биполярных или полевых транзисторов. Важно то, что всё схема контроллера должна правильно реагировать на измерения переменного сопротивления и плавно выдавать ту необходимую порцию энергии, которая будет подаваться на электрический тяговый двигатель электромобиля.
В этой статье, как вы видите, приведены две электрические принципиальные схемы контроллеров. Общий принцип действия у них похожий. Различие лишь в том, что одна собрана по более упрощённой схеме и на одно напряжение питания, а вторая более сложнее и имеет в своём составе иные электронные элементы. Если нет желания самому возиться и изобретать схемы, то можно приобрести уже готовый преобразователь, не мороча себе голову с самоделками.
P.S. Прежде чем приступать к созданию своего электромобиля для начала обязательно продумайте все свои пожелания, а именно - каким именно должен обладать параметрами ваш будущий девайс. Это Вам позволит значительно сэкономить время, силы и финансы.
