Электромобиль из стартера своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 05.10.2024

Очень часто вы спрашиваете меня: какой лучше взять новый готовый комплект из Китая для переоборудования автомобиля на электротягу, чтобы он был подешевле. Цена комплекта должна быть ниже стоимости самого дешёвого Ниссана Лиф. Интересуются в основном владельцы переднеприводных иномарок эконом-класса, а также владельцы переднеприводных ВАЗов. Также просят, чтобы напряжение было как можно ниже, и чтобы всё при подключении уже работало само, чтобы не нужно было что-то взламывать, перепрошивать и настраивать.

Для таких взыскательных клиентов, которые больше не хотят платить за бензин, и которым есть где заряжать электромобиль, хотелось бы посоветовать уже готовый комплект в сборе, который стоит $1528 (111 тыс. руб.). Он состоит из асинхронного электромотора непрерывной мощностью 20 кВт (27 л.с.) и максимальной мощностью 40 кВт (54 л.с.) В комплекте с мотором идёт редуктор-дифференциал, который позволяет просто установить этот электроагрегат в сборе вместо штатного ДВС с КПП. Достаточно соединить ШРУСы, и всё будет вращаться.

Также в этом комплекте есть контроллер для электродвигателя. Он рассчитан на напряжение до 144 вольт, а максимальный ток, который он может переварить, доходит до 400 А. При этом потребляемая мощность составит около 54 кВт, а механическая мощность на валу электромотора примерно 40 кВт. Вес всего этого комплекта в сборе составляет 65 кг. Удобен комплект тем, что здесь есть уже вся кабельная обвязка и переключатели. Достаточно связать через Блютуз контроллер с любым смартфоном, и можно будет вывести на него электронный щиток приборов.

Что касается крутящего момента, то он на валу электромотора доходит до 230 Нм в пике. После понижения скорости вращения в редуктор, колёсный крутящий момент будет чуть меньше 2000 Нм. Этого вполне достаточно для переднеприводного небольшого электромобиля. Максимальная скорость здесь ограничена частотой инвертора. В итоге электромотор разгоняется до 6800 об/мин, а вот максимальная скорость электромобиля будет зависеть от диаметра колёс. В среднем это около 120 - 130 км/ч.

Теперь переходим к тяговой аккумуляторной батареи. Учитывая климатические особенности нашей страны, лучше сделать выбор на литий-железо-фосфатных аккумуляторных ячейках в батарее. Они тяжелее, дороже, но зато им не нужна терморегуляция. Так уже готовая тяговая батарея напряжением 144 вольта и ёмкостью 105 Ач стоит $2750 (200 тыс. руб.). Её энергоёмкость 15 кВт-ч, и она позволит проехать небольшому электромобилю массой до 1 тонны на одном заряде расстояние в 80 - 100 км.

Весит такая батарея в сборе в стальном корпусе с кронштейнами крепления около 150 кг. В корпусе уже есть все платы управления. Её стальной корпус позволяет полностью вырезать часть днища автомобиля и взять на себя несущие нагрузки. И таким образом не придётся пихать аккумуляторы под капот, или же под заднее сиденье или под пол багажника. Именно её прочный корпус позволяет интегрировать батарею а днище без ущерба для жесткости всего кузова.

Такой батарее требуется зарядное устройство. Так зарядник мощностью 3,3 кВт с выходным напряжением для батарей 144 вольта стоит $450 (33 тыс. руб.).

И таким образом один из самых дешёвых комплектов для электромобиля своими руками стоит около 350 тыс. рублей. За такие деньги невозможно купить живой Ниссан Лиф, потому что в России они стартуют от 450 тыс. рублей.

Электрооборудование

Лебедка – необходимый элемент снаряжения автомобиля, если планируется поездка по бездорожью. Она может пригодиться и в городских условиях, если застрянет колесо, но в труднопроходимой местности, где нет возможности вызвать помощь, а машина села на самый мост, лебедка незаменима.

Часто внедорожники этим устройством оснащаются еще на этапе сборки или его можно купить. Но и самодельная лебедка для автомобиля, если смотреть на нее как обычную задачу, вполне по силам любому и не требует инженерного образования.

Кроме того, такое устройство может заменить строительный кран, если все подробно рассчитать, сделать чертеж и схему работы. Это будет эффективней, чем использовать таль. Такой механизм можно установить на трейлер или прицеп МЗСА.

Типы самодельных лебёдок

Лебедки делятся на три основных типа: электрические, механические и гидравлические. Четвертый – ручные. Каждая конструкция имеет свои плюсы и минусы, как в процессе конструирования и установки, так и в ходе эксплуатации.

Ручная лебедка – популярный вариант. Минус – ее использование требует применения физических усилий. Преимущество – полная автономность, электроэнергия не требуется. Для того, чтобы вытащить автомобиль, достаточно крепко стоящего дерева или просто вбитого в почву лома. Ручные лебедки делятся на 3 основных вида:

Рычажные.
Монтажно-тяговые.
Барабанные.

В рычажных используется трещотка или храповый механизм. Главных их недостаток – усилие в тяге – от 0,7 до 4 тонн. Преимущество – отсутствие необходимости жесткой фиксации, можно работать на весу. Это самый простой вид лебедок.

Монтажно-тяговые лебедки почти аналогичны рычажным, но не оснащены барабаном. Это самый распространенный вид, причем не только для автомобилей.

Барабанные – самый эффективный вариант. Барабан бывает зубчатый или червячный. Первый изнашивается значительно медленней.

Преимущества барабанных лебедок: тяговое усилие от 0,25 до 5 тонн; тормоз, срабатывающий в нештатной ситуации; длина троса (до 40 метров при диаметре 15 мм). Если толщина больше – можно вытащить любую самую тяжелую машину откуда угодно, а трос не порвется, даже если дать полный газ.

В барабанных лебедках используются:

Электрические лебедки

Самый популярный тип самодельной лебедки для автомобиля. Обосновано это ее мощностью, простотой в управлении и надежностью. Кроме того, такой вариант не требует больших затрат при сборке и установке на автомобиль. Такая электролебедка может работать либо на собственном автономном электродвигателе, либо получать питание от установленного в авто генератора. Во втором случае надо посмотреть и сделать расчет монтажа так, чтобы питание с него подавалось не только на лебедку, но и на системы автомобиля.

ВАЖНО! Нередко в роли двигателя применяется генератор от большегрузного транспорта, трактора или любой подходящий по крутящему моменту электромотор. Важно, чтобы такой двигатель потреблял минимум энергии, в противном случае аккумулятор быстро сядет.

Популярен вариант с использованием стартера, такую лебёдку легче соорудить собственноручно. Часто используется зиловский стартер СТ230.

Механические лебедки

Механические лебедки работают от двигателя. Производители часто устанавливают их уже на этапе комплектации внедорожников (например, такой автомобильный самовытаскиватель ставится на армейский УАЗ). Эта лебедка подключается к валу и работает за счет трансмиссии. Скорость намотки можно менять понижением или повышением оборотов. Основные преимущества – устойчивость и мощность тяги. Главный минус – работа только при исправном движке.

Часто такой вариант используется для установки на МТЗ – трелевка, например, леса значительно облегчается.

Гидравлическая лебедка

Наиболее конструктивно сложный вариант, поскольку кроме стандартных должен содержать дополнительные элементы: гидравлический привод, бак и насос для масла. Кроме того, устройство сложно назвать компактным. Сборка и установка потребуют значительных усилий. Тем не менее, такая лебедка тратит энергии гораздо меньше электрической, а мощностью ее гораздо выше.

Самодельные лебёдки из различных материалов

Лебедку можно сделать из самых разных легкодоступных материалов. В основном это запасные части от автотехники, других устройств и механизмов, срок эксплуатации которых закончен. Найти подручный материал – металлические трубы, листы железа, разные виды тросов тоже не проблема. Есть несколько типов лебедок, пользующихся повышенной популярностью.

Лебедка из стартера

Лебедка из стартера своими руками – удобный для экономии денег вариант. Чтобы самодельная лебедка из стартера реализовала свой потенциал, понадобятся:

Редукторный стартер на 12 вольт (от ВАЗа 2106 или 2110 найти легко).
В качестве редуктора (понижающего) можно обойтись узлом от дрели.
Для кожуха, закрывающего пространство между двигателем и редуктором, подойдет часть трубы (например, из ПВХ). Он должен легко разбираться, для доступ внутрь и профилактики устройства.
Барабан часто делают из прочной (от 120 мм) стальной трубы и листового железа (2-3 мм).
Шестеренки, трос, электропроводка.

ВАЖНО! Чтобы аккумулятор не сел быстро, стоит снизить потребление электропривода. Лучше использовать 12 вольтовый стартер с планетарным редуктором. Это самый компактный и лёгкий вариант.

Чтобы сделать такую лебедку из стартера, из листа металла делается площадка, на нее крепятся узлы. К затем привариваются посадочные места для барабана. Редуктор приваривается так, чтобы первичный вал находился сверху. К редуктору крепится переходник для стартера, на первичный вал – зубья шестерни. Для этого используется венец маховика. Затем крепится стартер и проводка.

Лебедка из моторчика дворника

Чтобы сделать лебедку, можно использовать моторчик, который раньше использовал для своей работы стеклоочиститель или дворники. Эти устройства способны показывать неплохие результаты и поднимать вес до 300 кг.

Лебедка из камазовской трещотки

Тормозная трещотка (самовыравнивающий механизм для регулировки тормозов) от грузовика – популярный вариант для самодельной лебедки. Многие используют камазовский вариант трещотки, поскольку КАМАЗ широко распространен и детали от него найти легко. Такой механизм может поднять от 400 кг до 2 тонн. Популярность такого варианта обусловлена использованием в механизме червячного редуктора.

ВАЖНО! Местом использования такого устройства часто бывает гараж, где требуется перемещать тяжелые грузы. Гаражный вариант используется для работы с крупными деталями автомобилей. Такой механизм можно установить на катер, чтобы облегчить погрузку-разгрузку или поднятие-сброс якоря. Якорный механизм такой лебедки должен предусматривать функцию автосброса.

Для изготовления понадобятся:

Две задние трещотки грузовика.
Два крюка.
Трос толщиной 4-5 мм.
Кулак для разжимания тормозных колодок.
Болт для крепления крюка.

Лебедка из червячного редуктора

Главное удобство червячного редуктора, помимо грузоподъемности, это возможность не использовать тормоз барабана. Один из популярных вариантов такой лебедки – редуктор от дверей троллейбуса. Ему хватает передаточного числа для достаточно тяжелых грузов, его удобно крепить.

Что может пригодиться для лебедки из подручных материалов

Чтобы делать самодельную лебедку пригодится любой лом и любые рабочие детали, оказавшиеся в пределах доступности. Источником двигателя для электролебедки может стать мотопила, мотороллер или стиральная машина-автомат (если работает мотор). Пригодятся обрезки тонкостенных и толстостенных труб, подшипники, шестерни, стартеры от старых автомобилей, трещотки от грузовиков, мотоциклетный диск сцепления и т.д. Докупать придется разве что трос, и что-нибудь не очень дорогое. Из оборудования хватит сварочного аппарата и токарного станка.

Самодельная лебедка на УАЗ

Технические характеристики позволяют монтировать на УАЗ самодельные лебедки любого типа, наиболее популярный вариант – электролебедка. Она позволяет вытащить уазик, даже если заглох мотор. Проста в эксплуатации и надежна. Минусы – небольшой срок автономной работы и уязвимость к влаге. При установке самодельной лебедки на УАЗ, если она электрическая, имеет смысл увеличить мощность аккумулятора или возить запасной.

ВАЖНО! Возможна установка гидравлической лебедки, но только при наличии гидроусилителя. Также применяются ручные и механические (валовые) лебедки.

Самодельная лебедка на Ниву

Высота расположения самой роли не важна, поскольку вектор приложения силы нагрузки зависит от расположения роликов, через которые проходит трос.

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

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.

Читайте также: