Электромобиль из москвича своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Часто к нам пишут как сделать электромобиль (либо любой другой колёсный транспорт), как рассчитать мощность мотора, ёмкости батареи. Решили написать статью, чтобы ответить на эти вопросы. Советуем сначала прочитать статью до конца, а уж потом переходить по ссылкам, чтобы охватить всё в целом и не утонуть в деталях.

BLDC-мотор (безщёточный безредукторный мотор на постоянных магнитах, требуемой мощности)
Контроллер такой же мощности. Контроллер - это сложное электронное устройство, которое:
- преобразует постоянный ток из батареи в 3-х фазный переменный для питания электродвигателя (мотор-колеса),
- является регулятором уровня мощности (скорости либо момента), подаваемой в мотор, в зависимости от положения ручки газа. .

Батарея (аккумуляторная батарея, собранная из ячеек и соединённых с БМС (платой защиты ячеек от презаряда\переразряда). Чаще всего используют тяговые литий-железо-фосфатные ячейки, которые выглядят так.
Управление:педаль газа либо ручка газа, тормозные рычаги (электронный тормоз), кнопка круиз-контроля (постоянная зафиксированная скорость), кнопка реверса (обратный ход). Педаль/ручка газа является обязательной, остальные - вспомогательные.

Какая средняя скорость планируется?
Какая максимальная скорость во время разгона?
Вес электромобиля (с батареей, водителем и пассажирами)?
Угол наклона дороги? Горная местность резко повышает требование в мощности мотора!
Площадь поперечного сечения автомобиля и его обтекаемость.
Диаметр колеса (от края покрышки до края) для правильного расчета коэффициента редукции (для тихоходных средств с редуктором).
Ускорение: Если Вам в гонках важен старт с места (к примеру, 100 км/ч за 4 сеунды). Для этих расчетов нужны другие формулы, будет в следующей статье.
Стиль вождения: спокойный\спортивный, городской\межгород.
Дальность пробега.

Расчёты по требуемой мощности электродвигателя (к видео ниже) выполнены на скорости 60 км/ч, с углом наклона дорожного полотна 0 градусов. Случай равномерного движения.

Сx=0,342 (коэффициент аэродинамического сопротивления);

S=2м 2 (площадь поперечного сечения автомобиля);

g = 9.81 м/с 2 (ускорение свободного падения);

m=1000 кг (масса автомобиля);

Fтр= 0,018 (коэффициент силы трения для асфальта);

V 3 -(куб скорости автомобиля в м/с); 60 км/ч =16,67 м/с (переводим скорость из "км/ч" в "м/с" делением на 3,6);

α= 0° (угол наклона дороги);

ρв=1,225 кг/м 3 (плотность воздуха).

W= g * Fтр * m * V *cosα + 0,5*Сx * S * ρв*V 3 + g * m * sinα*V

W = 9,8 * 0,018 * 1000 * 16,67*1 + 0,5*0,342 * 2* 1,225*(16,67) 3 + 9,8 * 1000 * 0 = 2940+1940+0= 4 880 Вт.

Это сколько чистой энергии надо затратить на передвижение. Часть энергии теряется по пути из батареи. По этому, поделим полученный результат на общий КПД (трансмиссии (~0,76), электродвигателя (~0,90), контроллера (~0,95)) приблизительно равный 0,76*0,90*0,95=0,65.

Фактически из батареи надо выдать больше энергии, пока передадим эту энергию на движение, часть потеряется в узлах (на трение, теплоотдачу).

Итак, 4880 / 0,65=7509 Вт - такую мощность должна выдавать батарея.

Итого для движения по ровной дороге со скоростью 60 км/ч требуется 7509 Вт мощности системы.

Для того чтобы понять, как мощность зависит от скор ости и угла наклона дороги, произведём вычисления в Excel-е и создадим графики (*):

(*) Здесь указана требуемая мощность, уже с учётом КПД (т.е. делённая на КПД)! Здесь сделано допущение, что КПД линейное, но на самом деле на низких оборотах КПД двигателя меньше, соответсвенно нужно больше мощности на низких оборотах. Напоминаем, это рачёт равномерного равнолинейного движения. Во время разгона и обгона, мощность потребляемая может увеличиться в 2 раза, благо BLDC-моторы можно кратковременно эксплуатировать с нагрузкой 200% от номинала!

1) Мощность на низких скоростях ведёт себя линейно, а при высоких, из-за увеличения лобового сопротивления добавляется часть в виде куба скорости.

2) Каждый градус наклона добавляет в среднем дополнительно 7% к требуемой мощности. Имейте в виду, что дорожные знаки с углом наклона указываются в %! Уклон в процентах - это тангенс угла наклона, умноженный на 100. Обозначает перепад высоты дорожного полотна в метрах на 100 метров пути по горизонтали. Уклон 100% соответствует углу в 45 градусов, 0% - 0 градусов, промежуточные значения: угол = arctg(0,01*уклон в %).

К примеру, наклон в 12% это 6,8 градусов, что даёт увеличение требуемой мощности (при прочих равных) на 23,5%!

Имейте в виду, эти расчеты для прямолинейного равномерного движения с оооочень медленным разгоном! Если нужна хорошая динамика разгона, то мотор нужно по мощнее, раза в 1,5-2!

И ногда просят посчитать "На среднюю скорость и среднюю дальность". Без точных входных данных (даже одного) посчитать не возможно - это математика!

В фильме представлен весь путь по электрификации Ниссан Микра (г.Пушкино, Московской обл.) из комплектов электрификации от Golden Motor 10кВт:

Возьмём другой случай и сделаем примерный расчёт ёмкости батареи (с большим округлением и с запасом), чтобы понять логику расчётов.

К примеру, есть коммерческий электромобиль, и мы посчитали что на скорости 70 км/ч будет потреблять из батареи 10кВт, то 100км надо ехать около 1,4ч (100/70)=> 1,4ч*10кВт=14000Вт*ч=14000 В*А*ч, т.е. нужно затратить 14 кило Джоуль энергии.

Тогда потребуется на батарею 48В - 16 ячеек 300Ah (каждая ячейка 3,2В=> 48В/3.2В=15, но чаще всего используется чётное число ячеек (так проще делать ряды), а именно 16 ячеек для литий-железо-фосфатных ячеек, но иногда используют 15). Для справки: БМС на 16S чаще распространениы и доступны, чем 15S, как и зарядные устройства к ним.

Одних ячеек будет на сумму 11 500$ + БМС (плата защиты ячеек от презаряда\переразряда) около 300$ + быстрая зарядка 300$ , итого батарея выходит более 12 тысяч $. Да, это самая дорогая деталь в электромобиле! В ТЕСЛА электрокаре батарея стоит более половины самой машины.

Имейте в виду, что батарею нужно брать минимум с запасом 20%, чтобы вы не встали на дороге, не доехав до дома\работы! Зимой батарея будет выдавать не полную ёмкость.

Либо можете из свинцовых собрать 48В-300Ач. Свинцовые будут в 2 раза тяжелее LiFePO4, циклов жизни будет всего около 200, что в 25раз меньше чем лифер (LiFePO4), скорость заряда свинца раза в 20 ниже.

Л ифер можно будет подзаряжать даже во время разгрузки\загрузки коммерческого электротранспорта. За 30 мин можно подзарядить около 6% батареи.

Свинец такой ёмкости будете заряжать самое быстрое 30ч , что не имеет смысла (день заряжаем, день едем)!

В среднем, по статистике, в городском режиме потребление электромобиля составляет 170-200 Вт*ч на 1 км.

Кроме того, если у вас машина с полным приводом, возможно переоборудование её в гибрид (ДВС+электро). Затраты при этом на батарею уменьшатся раза в 2, и потребление бензина тоже уменьшится раза в 2. Но об этом уже в следующей статье.

Ниже представлен оптросник из 2-ух вопросов, ответье нам пожалуйста на них: они очень важны для понимания какие моторы вам интересны, и в каком направлении нам двигаться.

Привет всем! Думаю, ещё пройдёт немного времени и население всего земного шара, откажется от применения бензина и солярки. Нефтяным магнатам такие технологии не нужны, они и их окружение тормозят выпуск электромобилей. Но народные умельцы сами помаленьку доходит до того, чтобы использовать электричество вместо бензина. Прогресс не остановить.

Вот и умельцы из Узбекистана, кое-кому из АВТОВАЗ, утерли нос и сделали из жигулей отличный электромобиль с запасом хода 250 км!

Для этой цели умельцы, взяли ВАЗ-2106, выкинули штатный бензиновый двигатель и установили трехфазный двигатель мощностью 10кВт, 96В.

Далее, показан подробный фото отчёт по по изготовлению электромобиля своими руками.

Выхлопную систему, также удаляем.

В освободившийся проем, мастер вернет коробку с новым электромотором. Чтобы соединить переход между двумя агрегатами, на токарном станке изготовили переходную муфту, с датчиком оборотов. А из уголка нарезали заготовки и сварили их в рамку, для жесткой связки согласно имеющихся отверстий.

После соединения электродвигателя и КПП, автор проверил работу мотора. Все получилось очень даже. Скорости теперь можно переключать без сцепления.

Внутренний вид салона с приборной панелью было решено оставить без изменений.

Под капотом, разместился преобразователь напряжения 100В/12В 1000 Вт, для питания оборудования и освещения. А над левым колесом установил электрический вакуумный компрессор с ресивером для тормозов.

При установки силового блока, коробку закрепил в штатные отверстия, а вот чтобы мотор посадить на подушки, пришлось одеть его в специально сваренную рамку.

Для обогрева салона и подогрев аккумуляторов в прохладную погоду, установлен обогреватель.

Чтобы двигатель не перегревался, под нагрузкой, мастер разместил два вентилятора над электродвигателем.

Векторный контроллер, при помощи его управляется мощный электродвигатель, разместил у левого колеса. Подключение произвел толстыми проводами.

В данном проекте при сборке аккумулятора автор применил элементы MNC 3.2В, 300 а/ч. Вес каждого элемента 5,820 кг. BMS, (схема прилагается), разместился в коробе вместе с 14 шт. элементов в багажнике. Причем объем его уменьшился не значительно. А этажерка с 16 шт. в моторном отсеке. Сверху батарее аккумуляторов аккуратно прикрыты крышками. Батарея установлена ее вес 160 кг.

В багажном отсеке, автор разместил, зарядное устройство 220 вольт 3кВт.

Вот и все, электромобиль собран. Максимальная скорость автомобиля 100 км/ч, пробег при полностью заряженной батареи – 250 км.

Как утверждает автор, если ваш бюджет ограничен, можно применить гелиевые аккумуляторы, это ощутимо удешевит проект. Их понадобится 13 шт. –на 104 вольта.

Также понадобится: зарядное устройство -3 кВт, 120В. Векторный контролер 108В, 500 А. Электронная педаль газа. Контактор 400 А для включения и кнопка аварийного отключения батареи. Замок зажигания и индикатор заряда батареи. Преобразователь 128 на 12В. Стартовая батарея на 12В. Переключатель вращения двигателя вперед и назад. Панель приборов и спидометр Асинхронный электродвигатель 10 кВт 96В.

Видео обзор электромобиля на базе ВАЗ-2106:

Привычные для нас автомобили, работающие на бензине, постепенно отходят на второй план. Это вызвано тем, что электромобили набирают в обществе всё большую популярность. Действительно, машины, работающие от электричества, проще изготовить, использовать и управлять ими. К тому же автомобиль такого типа не загрязняет атмосферу продуктами сгорания топлива, а значит, бережет экологию. Учитывая все преимущества электромобиля, актуальной становится проблема его самостоятельного производства.

Изготовить электромобиль - означает создать прекрасную замену машине, работающей на бензине. С помощью современных технологий очень просто решить проблему затрат на топливо. Ведь, однажды вложив кругленькую сумму денег на элементы вашего электромобиля, в будущем сэкономите значительно больше на топливе.

Сегодня многие автомобильные гиганты выпускают электромобили или гибридные машины. Но их стоимость недоступна для широких масс, поэтому создание авто, работающего на электрическом двигателе, является идеальным выходом для всех желающих его приобрести.

Как сделать электромобиль? С чего начать?

Итак, вы твердо решили создать автомобиль с электрическим двигателем своими руками? Тогда необходимо обзавестись некоторыми составляющими будущего механизма. Во-первых, автомобиль. Определенная модель, служащая базой будущего электромобиля. То есть, создание машины, работающей на электричестве, своими руками - переоборудование, а не изготовление с нуля.

Во-вторых, электрический двигатель. Естественным является то, что электромобиль не может существовать без сердца.

В-третьих, аккумуляторы их зарядка и корпус. Электромобиль необходимо питать. С этой задачей и справятся с легкостью аккумуляторы.

В-четвертых, регулятор напряжения и синхронизаторы. Ваше изобретение может функционировать только на электрическом токе определенного напряжения. Постоянные его перепады могут привести к коротким замыканиям и полностью вывести из строя электромобиль.

В-пятых, электропедаль газа. Так как авто и его работа построены по иному принципу, нужна специальная педаль, которая приведет в движение ваше конечное изобретение.

Целесообразным будет рассмотрение каждой составляющей будущего электромобиля.

Модель авто

Базой вашего будущего авто может быть практически любая машина. Для этого лучше всего подходят небольшие машины, ведь одной из характеристик электромобиля является легкость. На это свойство прямо влияют размеры и материал базового авто.

Лучше всего на роль основы для создания электромобиля подходят наши ВАЗ, Запорожец, ОКА и Славута, а также зарубежные Fiat 126 и малолитражки, выпущенные до 2000 года.

Вы можете создать своими руками специфичный кузов, но учитывайте, что это трудоёмкая и дорогостоящая затея.

Сердце электромобиля

Электродвигатель нужно приобретать с учётом габаритов машины и способом его подключения к авто.

Если такой двигатель подключается к коробке передач, то подойдёт даже мотор с небольшой мощностью. 5-7 киловатт вполне хватит, чтобы сдвинуть авто с места. Если же подключение электродвигателя осуществляется через главный мост, то нужен мотор мощнее. Существует закономерность: мощность двигателя напрямую зависит от габаритов и веса машины. Немощный электродвигатель на небольшой машине обеспечит скорость передвижения не больше 75-80 км/ч, при подсоединении к коробке передач.

Стоит отметить, что затраты электроэнергии независимы от мощности мотора и пройденного расстояния. Зависимость есть только от скорости езды. Чем быстрее едет авто, тем быстрее разряжается аккумулятор. Так что смело выбирайте мотор помощнее.

Элемент питания

При создании авто нового поколения своими руками, остановите свой выбор на литиевом аккумуляторе. Именно этот вид источника питания может функционировать без подзарядки на скорости 80 км/ч на протяжении 5 часов. Такие аккумуляторы довольно живучие - в среднем могут работать 5 лет. Но, энергоносители с литиевым наполнителем - недешевые.

Более экономным вариантом являются свинцовые батареи. Они прослужат меньше двух лет, и функционируют во время интенсивного движения всего около часа.

Чтобы продлить срок эксплуатации аккумулятора, нужно подбирать их в правильном объеме. Небольшие источники питания умирают раньше, из-за сильного изнашивания, так как быстро и полностью разряжаются при движении авто. Поэтому выгоднее купить большой энергоноситель с обширным ресурсом.

Отопление

Если, создавая электромобиль своими руками, вы планируете использовать его в холодные времена года, стоит подумать о системе отопления.

Греть машину электроэнергией - дорогое удовольствие. В таких условиях заряженного аккумулятора недостаточно даже для осуществления одной поездки. Исходя из этого, стоит установить обогреватель, работающий на бензине или систему обогрева сидений. Для электротехники лучше купить отдельный аккумулятор.

Регулятор мощности

Регулятор мощности - одна из главных составляющих электромобиля, которая регулирует тягу двигателя. Наиболее надежные приборы от американских производителей. Можно обзавестись и более дешевым аналогом из Китая.

Регулятор нужно выбирать с учётом мощности тока. Для ежедневных путешествий можно приобрести стандартный, 150-ти вольтовой прибор.

Кроме того, в электромобиль, созданный своими руками, нужно подсоединить вместо генератора преобразователь с тождественными функциями.

Как изготовить электромобиль: инструкция

Составьте алгоритм и план работы, которого стоит точно придерживаться. А также создайте чертежи и схемы будущего электромобиля и приготовьте нужные материалы и инструменты;

Установите электродвигатель и подсоедините к нему коробку передач. Подготовьте место для аккумуляторов, установите источники питания в задней части авто и соедините их. Создайте проводку и подключите приборы и вольтметр;

Подключите аварийные тормоза, вакуумный насос, преобразователь, элемент управления и т.д. Силовые кабели нужно проложить под дном авто, поэтому предварительно изготовьте несколько скоб;

Создайте платформу для источников питания в передней части машины. Установите аккумуляторы, залейте масло в трансмиссию.

Проверьте приборы: 12-ти вольтовые при зажигании, вакуумный насос, конвертер при 96 вольтовом питании. Проверьте работу двигателя при напряжении 12 вольт. Если все работает - автомобиль удался!

Детские электромобили

Можно создать своими руками электромашину для собственного ребенка, но так ли это необходимо? Сегодня на рынке представлено множество детских автомобилей, работающих от аккумулятора. Они красивы, ярки, удобны и практичны в применении.

Решать, конечно, вам. Но приобрести детский электромобиль значительно выгоднее, чем его изготавливать.

Стоимость

Картина самостоятельного изготовления электромобиля будет неполной без описания затрат на его производство. Если учитывать стоимость всех комплектующих будущей электромашины, то получается 5000-8000 долларов. Но вся эта сумма окупается при эксплуатации электромобиля на протяжении 2 лет.

Поэтому, если вы имеете соответствующие навыки, возможности и желание, можете попробовать сделать электромобиль своими руками. Ведь это будущее всех транспортных средств.

Выводы

Если вам надоели нестабильные цены на топливо и дорогостоящее техническое обслуживание авто, можете создать своими руками электромобиль.

Электромобиль - машина, работающая от электрического двигателя, который функционирует от аккумуляторов, в отличие от распространенных бензиновых авто. Движения машины основано на электричестве. Существенным достоинством такого автомобиля является то, что зарядить его можно от стандартного напряжения с помощью обычной розетки. Таким образом, вы можете сэкономить, так как электрическая энергия сегодня значительно дешевле топлива. Обслуживать электромобиль просто, так как не нужно следить за уровнем масла и тосола и их периодически заменять.

На таком авто очень удобно перемещаться по городу. Постоянная смена рельефа увеличивает расход топлива, а на электромобиль прерывистое движение совершенно не влияет.

Электромобиль постепенно начинает движение и бесшумен за счет небольшого количества элементов, которые двигаются. Такая машина не загрязняет атмосферу продуктами сгорания топлива. Это транспорт будущего!

Недавно добавленное

READ ARTICLE

Создание электромобиля — это прекрасная альтернатива машине с бензиновым двигателем. Современные технологии позволяют находить новые пути решения проблем, связанных с затратами на автомобильное топливо.

Потратив деньги только на составляющие элементы будущего электромобиля, в дальнейшем можно прекрасно экономить на топливе.

Кроме того, электромоторы экологически безопасны в отличие от обычных двигателей, которые при переработке бензина выделяют углекислый газ.

Стоит заметить, что уже практически каждая автомобильная компания выпускает автомобили на электрической теги или гибридные авто. К примеру электромобили Renault от одноименной компании.

Но цена таких экологически чистых средств передвижения остается еще не доступной для многих автолюбителей, поэтому вопрос создания электромобиля своими руками, особенно для стран СНГ еще очень актуальный.

Создаем электромобиль

Для создания электромобиля своими руками необходимо приобрести:

Базовая модель автомобиля;
Электрический двигатель;
Аккумуляторы, корпусы для них и зарядку;
Электропедаль газа, а также регулятор напряжения и синхронизаторы.

Базовая модель авто

Под базовой моделью автомобиля подразумевается любая машина, которая будет взята за основу при изготовлении электромобиля.

Так как в основе любого электромобиля лежит его легкость, на которую прямо пропорционально влияют габариты, материал из которого он изготовлен, то желательно за основу брать не большие автомобили.

Согласитесь, трудно будет из Toyota Land Cruiser Prado сделать электромобиль.

Хорошо для таких целей подойдут отечественные ВАЗ –ы, знаменитые запорожцы, Славута, ОКА.

Из зарубежных Fiat 126 и другие малолитражки до 2000 года выпуска.

Можно сделать и свой оригинальный кузов, но сложность работ и их дороговизна многих отталкивает от данной идеи.

Электродвигатель

Электродвигатель выбирают в зависимости от размеров автомобиля и варианта его подключения в машине.

Если подключать его к коробке передач, то электродвигатель даже с небольшой мощностью (5 – 7 К Ватт) сможет сдвинуть автомобиль с места.

При подключении через ведущий мост понадобиться более мощный электродвигатель. И чем выше габаритный вес машины, тем большей мощности должен быть будущий мотор.

Электродвигатель с минимальной мощностью, установленный на машине небольших габаритов, имеет скоростной лимит в 75-80 км/ч (при условии непосредственного подключения мотора к коробке передач).

Приобретая электродвигатель с большей мощностью, не нужно беспокоиться о дополнительных расходах электроэнергии. Эти затраты никак не зависят от пройденного километража и мощности электромотора.

Аккумулятор

При выборе аккумулятора лучше остановить свое внимание на энергоносители с литием.

Они могут использоваться без подзарядки в течение 5 часов беспрерывного движения на максимальной скорости в 80 км/ч.

Общий срок службы таких аккумуляторов в среднем достигает 5 лет. Литейные энергоносители – это недешевый вариант.

Как менее дорогостоящую альтернативу можно выбрать свинцовые аккумуляторы. Такие энергоносители имеют меньший срок эксплуатации (в среднем 1-2 года) и разряжаются уже спустя час интенсивного движения.

Для того чтобы аккумуляторы не изнашивались так быстро, необходимо правильно подбирать их в соответствующем объеме.

Небольшие по размеру энергоносители выходят из строя раньше, так как они сильно изнашиваются, полностью разряжаясь в процессе движения. Поэтому лучше приобрести один большой аккумулятор с увеличенным ресурсом.

Система отопления

Если владелец электромобиля рассчитывает пользоваться им в холодное время года, необходимо продумать систему отопления.

Обогрев автомобиля с помощью электроэнергии двигателя-дело очень затратное. В этом случае зарядки аккумулятора не хватит даже на одну поездку.

Поэтому лучше установить бензиновый обогреватель или систему для подогрева кресел. Для всей остальной электротехники в салоне лучше приобрести отдельный энергоноситель.

Регулятор мощности

Очень важная деталь в электромобиле - это регулятор мощности, необходимый для регулировки тяги электродвигателя.

Самыми надежными считаются регуляторы американского производства. Ввиду ограниченности финансов можно приобрести его китайский аналог.

Регуляторы выбирают в зависимости от мощности тока. Для каждодневных поездок подойдет стандартный регулятор на 150 вольт.

Также в электромобиль на место снятого генератора нужно вмонтировать преобразователь, выполняющий аналогичные функции.

Электромобили для детей

Конечно, можно сделать и электромобиль для своего ребенка, но стоит ли овчинка выделки? Ведь сейчас уже во всю продаются детские электромобили на аккумуляторах, которые красивые (а это важно для ребенка) и обладают достойными эксплуатационными характеристиками.

Решать каждому, но наверное проще купить электромобиль для детей, чем делать самому.

Затраты

Если рассматривать общую стоимость всех комплектующих электромобиля, в среднем выходит от 5000 до 8000 долларов. Но вложения в переоборудованный транспорт окупаются буквально через полтора—два года.

Поэтому, если есть желание и возможность, можно попробовать самому сделать электромобиль. Такие конструкции - это будущее для многих транспортных средств.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Читайте также: