Автономный электровел -- реально ли?

Автор Oleg K, 11 Авг. 2011 в 15:32

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Oleg K

Уважаемые форумчане! Я -- "традиционный", не электрифицированный велолюбитель, но недавно прознал о достижениях человечества в области электрификации велов. Меня очень интересует возможность использования электрооборудования исключительно для рекуперации энергии, в автономном режиме, без подзарядки аккумулятора вообще (так как интересуют автономные многодневки на сотни км). Поэтому обращаюсь с несколькими вопросами к товарищам, имеющим опыт постройки и использования сверхлёгких электровелосипедов.

1. Насколько вообще находите разумной идею автономного электровела?
2. Насколько велико дополнительное сопротивление движению, создаваемое вЫключенным электромотором (естественно, речь о моторах минимальной мощности и веса)?
3. Какой можно было бы применить аккумулятор минимальной ёмкости и веса, чтоб хватало чисто "от спуска до подъема"? Всё что вижу -- 8-10 Ач и более -- для меня, по-видимому, сильно лишку.
4. Реализуема ли в принципе эффективная рекуперация при маленьком моторе и маленьком аккуме? Требуется удержание скорости на спусках на величине 20-25 км/ч, а избыток энергии -- в батарею.
5. Сколько, по вашим прикидкам, может весить такая минималистская обвеска при стоимости в пределах 15 т.р.?

Спасибо заранее за ответ на любой(-ые) из перечисленных вопросов.

pokerbay

1. Лично я считаю нецелесообразной.
2. Сопротивление невелико. Скорее почувствуете лишний вес от мотора и батареи, чем сопротивление мотора.
3. У меня был тестовый самодельный аккумулятор 1Ач на 36В LiFePO4. По прямой на скорости 25км/ч вез 2км. Вес около 500г. Думаю целесообразно применять именно такую химию для обозначенных целей ввиду безопасности и долговечности. Выигрыш по весу в 30% здесь не сыграет большой роли.
4. Все зависит от мотора. Рекуперация возможна у моторов без шестеренок внутри, они тяжелее, минимум 6-7кг получится. Поддерживать такую скорость можно и избыток можно "складывать" в батарею. Весь вопрос в том, как долго придется заряжать аккумулятор на спуске, чтобы хоть сколько-нибудь проехать.
5. Мотор 7кг, батарея 0.5-1кг, контроллер и обвеска к нему примерно 1кг, около 9кг.

Для веломногодневок 9кг лишнего веса думается весьма чувствительно. Реально помогать такая система вряд ли будет. Вот пример: при езде по городу и максимальном использовании рекуперативного торможения получается выиграть не более 5% от емкости батареи, это при пробеге около 35км.

nikotin

Утопия одним словом.Для таких целей нужно конструировать что то самому.Изготовители в основном делают упор на присудствие розеток.Как вариант дозаправка в пути но опять же от розетки.
LiFePo4.12 a/h 18S Infineon 12 Fet.

илс

Может не все так безнадежно?

И маломощный директ драйв можно найти на 4 кг, и батарейку легкую на пару ампер-час.
Ведь действительно, на спусках энергия уходит на сопротивление воздуха и нагрев колодок. Хоть немного, но зарядит аккум. для последующей помощи подъема в гору.
А в многодневных походах можно будет подзарядиться от солнца. В Австралии марафонцы так и делают, днем спят...подзаряжаются. а ночью едут крутят педали, в т.ч. с помощью электротяги.

Я в другом вижу загвоздку - все-таки директ-драйв тормозит свободный ход, т.е. при движении по прямой требуются заметные  доп. усилия, которые не будут заряжать батарею, а сил отберут много.

Надо колхозить схему в педальном узле, и какой-нибудь переключатель, который будет подключать мотор только по желанию велосипедиста (на спусках и подъемах)

aleks17121960

Или внешний мотор на рычаге,подключил к цепи/отключил.Веломоторы коллекторные весят около 3кг(250Вт).Емкость тоже совсем малой не сделаешь-будет постоянно грузится 10-15С.Пара черных липолей с Е-Бая по 5.2Ач/14.8В-самое то.Или одну 14,8В и одну 11.1В последовательно.При 250Вт моторе на 8-10км точно хватит.Весь комплект с контроллером/селлогом 8S/зарядкой в 10-12тыр уложится.
Делай,что должен,и будь,что будет...

nikvic

Цитата: pokerbay от 11 Авг. 2011 в 16:02
2. Сопротивление невелико. Скорее почувствуете лишний вес от мотора и батареи, чем сопротивление мотора.
Давайте в числах. Для больших моторов - около 1нм. При колесе 24" на скорости 5м/с (18км/ч) требует под 20 вт.
И это - если не учитывать сопротивления при увеличении скорости: помимо гистерезиса появляются и вихревые токи (в ободе и железе статора).

ranger

на вел с подзарядкой обязательно редукторное колесо без сопротивления качению.
солнечные батареи на велосипеде в режиме езды помогут частично решить вопрос с зарядом. На лишние 5-10км хватит.
Стационарная зарядка от солнца тоже немного поможет...

внимание вопрос, а оно того стоит? возить даже 2 кг груза всегда ради того чтобы проехать пару или даже 10 километров на электротяге?

уж лучше ставьте что-то на топливе работающем.

Как я понимаю ездите на природу? Тогда газо негератор или бензо в помощь. Можно переделать на 36 или 60 вольт думаю. +5кг весу.
Кое кто строит паровой двигатель - топка и прочее.

Электро вел подразумевает зарядку от сети, на крайний случай огромная панель и зарядка от солнца.

Ну реально что накрутите то и израсходуете. Закон физики никто не отменял. Разве что маховик поставить, как самый эффективный конденсатор энергии.


Добавлйтесь в друзья https://vk.com/electricus_me

Oleg K

#7
Спасибо за ответы!
Попытаюсь переварить имеющуюся информацию.

pokerbay: Рекуперация возможна у моторов без шестеренок внутри
ilyukhs: все-таки директ-драйв тормозит свободный ход
ranger: на вел с подзарядкой обязательно редукторное колесо без сопротивления качению

То есть, вот такой мотор [b-b]ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЗА ЗАПРЕЩЕННЫЕ ССЫЛКИ.[/b-b]не пойдёт?

Верно ли я понял, что возможность рекуперации и малое сопротивление движению при выключенном моторе -- вещи несовместимые?
И почему директ-драйв тормозит на холостом ходу, откуда там вихревые токи? Там что ли постоянные магниты внутри? Или просто от механического трения?

nikvic: Давайте в числах. Для больших моторов - около 1нм.
ну собс-но я большие-то и не рассматриваю... Интересно, возможно ли поставить что-то 250-ваттное и не замечать его при обычном движении...

ranger: а оно того стоит? возить даже 2 кг груза всегда ради того чтобы проехать пару или даже 10 километров на электротяге?
Идея в том, чтобы стабилизировать скорость. Чем меньше колебания скорости, тем меньше аэродинамические потери. И 2 кг я бы ради этого вполне повёз. А вот упомянутые 9 -- это уже явно перебор.

ilyukhs: Надо колхозить схему в педальном узле
aleks17121960: Или внешний мотор на рычаге,подключил к цепи/отключил
Эдак он будет заряжаться только от вращения педалей, а не от колеса, это не подойдёт!

aleks17121960

Тогда с отдельным ременным приводом,натянул ремень/ослабил.Прижиным роликом,к примеру.И рекуперация будет.
Делай,что должен,и будь,что будет...

pokerbay

Такой не пойдет. Надо выбирать: или рекуперация и сопротивление качению, или без рекуперации и свободный ход или придумать какую то хитрую систему, но мне кажется мотор уже не будет в ступице колеса и на первый план выйдет вопрос надежности.

И да, там постоянные магниты внутри. Причем весьма сильные.

aleks17121960

Я о внешнем коллекторнике и говорю.Если сделать ременный привод и ослаблять ремень,будет и рекуперация,и сопротивление стремится к нулю.И вес божеский.А если без рекуперации,то лучше МК с планетаркой.
Делай,что должен,и будь,что будет...

GreyK

Можно использовать маленькое редукторное МК в заднем колесе + генератор типа шимановского для фары  в переднем колесе.
TZDZ2(350W)+LiFePO4_36v5Ah

andreym

Цитата: GreyK от 11 Авг. 2011 в 18:48
Можно использовать маленькое редукторное МК в заднем колесе + генератор типа шимановского для фары  в переднем колесе.
вы этой динамовтулкой будете заряжать велоаккум неделю  :D у нее мощность около 3 ватт всего - а велоаккум это 150-300ваттчасов минимум
даже если аккум будет маленький и типа "буферный" на 36в и 5ач к примеру - то это всеравно 150ваттчасов
да и динамовтулкой тормозящего усилия под горку не создашь...

GreyK

Я и не говорю про шимановскую, я говорю про принцип действия.
TZDZ2(350W)+LiFePO4_36v5Ah

ranger

Цитата: GreyK от 11 Авг. 2011 в 22:02
Я и не говорю про шимановскую, я говорю про принцип действия.


водку вылить, бутылки сдать, деньги пропить
вы понимаете что на зарядку уйдет в два раза больше сил чем отдаст потом мотор?

p.s как вариант крутить рукой динамку... как в тягачах дальнобои ;)
Добавлйтесь в друзья https://vk.com/electricus_me

NikolayS

#15
Для автономности можно подумать о бензогенераторе
типа http://www.e-trex.ru/catalogue/generatorii_vse/benzogenerator_invertornii_nissamaran_ig600.html
вообще безогенераторы
http://mirintrade.ru/catalog/21/page3.htm%26price1%3D3810%26price2%3D3308920%26filter2%5B%25CC%25EE%25F9%25ED%25EE%25F1%25F2%25FC%252C%2B%25EA%25C2%25F2%5D%5B1%5D%3D0.5%26filter2%5B%25CC%25EE%25F9%25ED%25EE%25F1%25F2%25FC%252C%2B%25EA%25C2%25F2%5D%5B2%5D%3D1%26k%3D10%26sort%3D1

8кг сухой 500Вт   а инвертор вынимаем и оставляем дома (минус кило небось)

конечно не на одного человека  рассчитывать, а на трех-четырех к примеру
Но уж  тогда и ехать нормально - с помощью мотора или кому лень - чисто на моторе.
Расход бензина 300мл на 500Втч или среднего человека в день


Cute-100 350Вт
10s6p NCR18650

GreyK

Цитата: ranger от 11 Авг. 2011 в 22:27
Цитата: GreyK от 11 Авг. 2011 в 22:02
Я и не говорю про шимановскую, я говорю про принцип действия.


водку вылить, бутылки сдать, деньги пропить
вы понимаете что на зарядку уйдет в два раза больше сил чем отдаст потом мотор?

p.s как вариант крутить рукой динамку... как в тягачах дальнобои ;)

Вы не поверите... с горки силы не тратятся, а дополнительное торможение только сберегет колодки, а на прямых участках можно и отключать зарядку.
TZDZ2(350W)+LiFePO4_36v5Ah

ranger

Цитата: GreyK от 12 Авг. 2011 в 09:13
Цитата: ranger от 11 Авг. 2011 в 22:27
Цитата: GreyK от 11 Авг. 2011 в 22:02
Я и не говорю про шимановскую, я говорю про принцип действия.


водку вылить, бутылки сдать, деньги пропить
вы понимаете что на зарядку уйдет в два раза больше сил чем отдаст потом мотор?

p.s как вариант крутить рукой динамку... как в тягачах дальнобои ;)

Вы не поверите... с горки силы не тратятся, а дополнительное торможение только сберегет колодки, а на прямых участках можно и отключать зарядку.

если на местности много горок то да...
вы возможно не представляете человека который проезжает 100-300км на педалях ;)

мне кажется разумный вариант маломощный мотор на 200 ватт и максимально емкий акб по модульному типу. И зарядка от солнца.
Добавлйтесь в друзья https://vk.com/electricus_me

GreyK

В идеале лучше лёгкий директ-драйв моторчик с отключением обмоток, но вес у таких моторчиков не гуманный. Ну или редукторный моторчик с разъединяемым редуктором, но вот как сделать разъединялку.
TZDZ2(350W)+LiFePO4_36v5Ah

илс

Цитата: aleks17121960 от 11 Авг. 2011 в 18:42
Я о внешнем коллекторнике и говорю.Если сделать ременный привод и ослаблять ремень,будет и рекуперация,и сопротивление стремится к нулю.И вес божеский.А если без рекуперации,то лучше МК с планетаркой.

Без рекуперации весь смысл теряется. Человек четко написал,... запасать энергию на спусках, чтобы использовать ее на горках. Вес минимальный, бюджет тоже.
Поэтому ДА, внешний коллекторник, типа этого https://electrotransport.ru/index.php/topic,8941.0.html. Только надо искать контроллер с рекуперацией. Есть ли такие - не знаю.
А ременный привод сделать несложно. Один шкив вместо тормозного диска, другой на валу редуктора. Сам мотор, на заднем багажнике. Систему натяжения также сделать несложно, с управлением от манетки с тросом. Только надо с рассчитать диаметры шкивов, с учетом момента, развиваемого мотором и педалями.

Д. Засядько

Не, ребята. Без дополнительных источников энергии - розетки, ветра, солнца, бензогенератора, РИТЕГ или ещё чего-то на одной рекуперации не поедет.

Реально будет либо бензогенератор (сели на привале или встали на ночёвку, запустили бензогенератор и заряжаем аккумуляторы). Либо прицеп с аккумуляторами, чтобы на 100 км хватило.

abuharsky

Я вот тоже как-то давно думал об этом, даже где-то здесь уже писал(но здешние любители большой мощности меня не поняли), отличная идея, но все выше написанное немного ушло в сторону.
Я считаю, что эту задачу надо решать еще разработкой собственного умного контроллера(этой задачей потихонечку в свободное время я сейчас и занимаюсь).

Контроллер с одной стороны должен собирать максимум информации со всех датчиков, благодаря чему он будет знать о:
- скорости передвижения, ускорении;
- скорости вращения педалей, соответственно о передающем числе на звездочках;
- нагрузке на педали, соответственно нагрузке велосипедиста;
- и тд и тп.

На основе этих данных можно определить тяжело ли в данный момент крутить педали или легко, в горку едет или с горки и тп.
Допустим, если тяжело крутить педали, то мотор будет помогать пропорционально от нагрузки.
Или, если едем с горки, но с маленькой и крутим педали, то нагрузка будет маленькая, соответственно, ее тоже можно немного увеличить и полученную энергию запасать в аккумуляторах.
Соответственно, при торможении максимально запасать энергию и при спуске с больших горок.

Кроме того, со временем на практике выявится много нюансов и можно будет дополнить контроллер еще какими-то функциями.

Как-то так.

Oleg K

GreyK> Ну или редукторный моторчик с разъединяемым редуктором, но вот как сделать разъединялку.

Вот я об этом тоже успел помечтать.

Варианты с внешней подвеской на ремнях или цепях -- не очень радуют, т.к. содержат много механики: это минус к надёжности и плюс к весу, потерям и цене. Бензогенератор -- тем более, т.к. это будет две электромашины и двойной вес, уж тогда можно просто бензомоторчик привесить типа "Кометы", мне это тоже советовали. Но это уже другой жанр. Кстати, на багажнике поедет перемётная сумка со скарбом, свисающая по обе стороны, весом кг 15-20, что ограничивает простор для навесного оборудования.

abuharsky> Я считаю, что эту задачу надо решать еще разработкой собственного умного контроллера

По-моему, это не первоочередная задача. Меня бы устроило и управление типа "ручки газа". От контроллера требуется, чтобы обеспечивал управляемое рекуперативное торможение. Из здешнего обсуждения следует, что корень проблемы -- в электромашине, а именно -- в потерях на холостом ходу.

И кстати вопрос: много ли будет потреблять маленький директ-драйв, если его запитать ровно таким образом, чтоб обеспечить нулевой тормозящий момент на колесе? Я к тому, не удастся ли малой кровью избежать потерь на вихревые токи? Просто не знаю, как он устроен.
Или он будет так или иначе уводить в тепло одно и то же количество энергии, независимо от того, подано ли на него питание?

NikolayS

Любой мотор в котором есть постоянные магниты не обладает накатом промподшипников, поскольку корпус металлический и в нем возбуждается ток. Нужен мотор с обмотками вместо них.

А сколько весит эта Комета, давайте поподробнее посмотрим?
Бензогенератор - это значит что вы едете относительно бесшумно и вас ничего не напрягает. Это более простое и надежное механическое решение.
Дополнительный вес к велику (считаем мотор 2кг (в помощь) батарея 3 электроника 1  бензин 1.5кг (5 дней 500км)на каждого и генератор 7кг на всех)
Заряжаем вечером несколько часов.
В 10кг на человека влезаем, зато все еще остаемся в формфакторе велосипеда - легко погрузились в поезд и махнули в Крым, горки уже не парят, более 100км/день ехать бессмысленно поскольку не успеваешь любоваться тем за чем ехал :)
Cute-100 350Вт
10s6p NCR18650

mick

езжу на электровеле за городом и у нас отключили электричество на несколько дней, а батареи были на минимуме. то есть разряжены после поездки. пришлось ездить туда сюда по прямой зажав рекуперативный тормоз, чтобы хоть немного поднять напряжение на аккумах, дабы они не портились. должен признаться довольно тяжкое это занятие...

av-master

Вставлю 5 копеек.
В таком режиме обычный Директ Драйв не поможет.
Есть один проект который идеально подойдет. но он на стадии проектирования.
Минимум к зиме можно будет пробовать.
я имею в виду   Директ Драйв без магнитов. весит чуть меньше никакого сопротивления не создает. если крутить чуть быстрее чем ( задана скорость переходит в режим рекуперации. как только скорость снизится до 20-25 будет свободно вращаться без рекуперации, но и без затрат энергии. такой себе буферный режим.

NikolayS

Я нашел вот в этой теме
https://electrotransport.ru/index.php/topic,8550.0.html
ссылку на генератор
300Вт
5.5кг!
http://www.energo-genset.ru/index.php?where=genset&what=microgen

Мне кажется он может позволить даже двоим путешественникам довольно комфортно и довольно автономно передвигаться много дней подряд.

Сам люблю велопоходы, но горы и перевалы это жесть :)

Кто-нибудь видел более маленькие электрогенераторы?
Cute-100 350Вт
10s6p NCR18650