Велогибрид. Как сделать компактынй бензиновый генератор для зарядки АКБ в пути?

[Grawer]

[user]NUBITO[/user],
Ну ветвь не тупиковая, а узкоспециальная. Гибрид, да еще и трансформер нужен для того кто каждый день катается на работу и по своим делам на электричестве, и тут достаточно батарейки определенной емкости. Естественно если дневной пробег увеличивается, то всегда можно найти возможность зарядиться в городе. И иногда хотел бы выезжать куда-то дальше, путешествие, покатушки, что-то еще что по километражу многократно превышает обычный дневной пробег по городу каждый день. Ну и кто нехочет под покатушки и путешествия заводить отдельный транспорт.
Тут же все просто, прицепил прицеп и поехал далеко. Отцепил - и опять простой городской электробайк.
Я даже наоборот считаю, что трансформация легкого в дальнобойный лучше чем отдельный мот на двс. Когда катаешся каждый день на одном и том же, то управление доводится до автоматизма, а когда садишься на другой да еще и редко, то неуспеваешь навыки довести до этого самого автоматизма, отчего можно в неподходящий момент отвечься от дороги.
Мной гена в прицепе выбран из чисто практичных соображений - просто и дешего.

[NUBITO]

[user]Grawer[/user],
Я предлагал просто брать с собой обычный генератор. На багажник прицепил и поехал. Остановился отдохнуть - включил зарядку. Тут начинают говорить, мол это время занимает, хочу быстро без остановок и с ветерком доехать. Как бы если вы отправляетесь в путешествие, то там обычно не торопятся никуда. Мне лично не будет интересно отправиться куда-то и постоянно смотреть на часы, "а не опаздываю ли я?". Плюс ко всему мы знаем, что чем быстрее едешь, тем больше энегрии тратится на трение с воздухом. И тут мы вспоминаем старую добрую поговорку "Тише едешь - дальше будешь".
Насчёт прицепа я, как уже говорил, не уверен, что это будет удобно для управления. Мало того, что это увеличит габарит, что может мешать ехать в транспортном потоке, так и представляю, как будет скакать этот небольшой прицеп нп скоростях больше 50-60км/ч на кождой неровности. Прицеп-то весит не как вело с велосипедистом овер сто кило, да и у вела подвеска есть(не исключено, что и у прицепа может быть). Ладно он скакать будет, так если отскочит в сторону, так и за собой вел понесёт. Т.е. я о чём, скорости должы быть небольшие с велом. Это к тому же увеличит запас хода со всеми вытекающими.
Если уж делать гибрид, предлагаю просто вместо батарейки ставить генератор. Не будет геморроя с заряд/разрядом  акков, и вес уменьшится, и проще конструкция, да и акки дольше прослужат.
P.S. Надеюсь меня не будут опять шпынять за выражение своего мнения + рассуждения?

[Grawer]

[user]NUBITO[/user],
Ну нет, на багажник это не дело. Во-первых, высоко. Во-вторых, тяжело. Ну и остановки как серпом по одному месту.
С использованием гены без буферной батки, нужно гену брать с учетом возможной максимальной нагрузки, то есть если я максимум мог вкачать 6кВт, то и гена должен это тянуть. В случае с буферной батареей, гена может быть на 1-2кВт, но батка может при необходимости выдать 6кВт.
Как-то так.

[NUBITO]

[user]Grawer[/user],
Ну гену(серийную) с мощностью больше 1-1.5кВт ты вряд ли поставишь, ибо грамоздко и весомо получается, а тоскать на прицепе "шкаф" вряд ли захочестся. Батарея + гена конечно хорошо, но это усложнит конструкцию. Да и зачем 6кВт выжимать? 1кВт за глаза будет. Можно батарею в прицеп и возить, а гену на вел вместо батареи И то, и то ставить не вижу смысла. Проще просто ДВС ставить, ибо КПД будет больше

[DIVAS]

[user]Grawer[/user],
Ну гену(серийную) с мощностью больше 1-1.5кВт ты вряд ли поставишь, ибо грамоздко и весомо получается,

Ну, скажем, гены постоянного нестабилизированного тока имеют намного большую удельную мощность, чем 50Гц.
Потому что 1-киловаттный генератор (здесь я имею в виду только эл. машину) на 50Гц - это железная чушка размером с трёхлитровую банку, а 3-киловаттный генератор постоянного тока - это небольшая плоская сковорода такого же диаметра.

А всё потому что вырабатывать 50Гц можно только двумя полюсами на низких оборотах, а постоянку можно получать путём выпрямления тока любой частоты - поэтому в генераторах постоянки дофигища полюсов и обороты ДВСа могут быть больше - за счёт обоих этих факторов при тех же 20кг массы можно получить до 3 кВт электричества, а не какие-то несчастные 700вт при прямой выработке 50Гц.

[ups-power]

Так-то вот в продаже есть...
https://electrotransport.ru/index.php?topic=22035.msg427588#msg427588

[NUBITO]

[user]DIVAS[/user],
А то. Так на кой хрен нужны акки? Может всё таки просто поставить гену вместо акков или сразу фулл ДВС?

[ups-power]

[user]NUBITO[/user], Электропривод - не ДВС, энергия расходуется по-другому. Например, была информация об электромобиле Чернявского, что на 5 литрах возможно проехать 500 км. Насколько это соответствует действительности, я не знаю.копир

[NUBITO]

[user]ups-power[/user],
Не понял про что вы. В любом случае у системы ДВС-гена-МК КПД ниже чем у системы ДВС-колесо.

[gekanaz]

[user]ups-power[/user],
Не понял про что вы. В любом случае у системы ДВС-гена-МК КПД ниже чем у системы ДВС-колесо.

а вот с этим не соглашусь, так как это справедливо только в том случае, если вы постоянно едете без остановок и на оптимальной скорости
задумайтесь, для чего вообще приус придумали ?? он львиную долю бенза экономит именно на том, что ДВС работает на оптимальных оборотах с максимальным КПД, и если его мощности мало для движения, крутящий момент добавляется от электродвигателя, а когда много, часть энергии идет на зарядку аккумулятора
строители електроавтомобилей обсуждали эти моменты на каком-то форуме, там помнится основной минус только в том, что все эти мелкие бензогенераторы имеют слишком маленький моторесурс.
а по мне, для велосипеда - тяжеловатая затея.

[Grawer]

Про постоянку и переменку понял. Жаль, а то у нас и так почти ничего непродается в рознице "под рукой". А инверторные генераторы с переменкой 220в на выходе как раз по этому мне приглянулись. Сломался - тут же пошел и купил новый.
А с постоянкой его еще ждать надо, пока прийдет. Да еще и в наличии может неоказаться. Но это похоже лучший вариант.
Смотрел те генераторы где сразу напряжение нужное идет, но так и непонял есть там стабилизация по току или нет. Если кто знает подскажите пожалуйста.
Но даже если ее нет(имеется ввиду снижение тока в конце заряда) то можно напряжение , наверное, убавить до того уровня когда ток еще ненадо снижать. Типа быстрая зарядка.
Что касается веса, то думаю гена должен укладываться в 20кг. Думаю на пару кВт можно расчитывать.

Что касается "Зачем выжимать 6кВт" то оно нужно когда нужно, бывают ситуации когда и 6 может показаться мало. Заехать в горку, например, либо ускориться на какой-нибудь развязке чтобы безопастно перестроиться. Ну и иногда и погонять хочется Скажем, пролупить 5-10 км на быстрой скорости. Это кстати тоже может относиться к безопастности. Например, недалеко от г.Златоуст есть дорога где 10-15км это опасный участок дороги, который отгорожен. Соответственно получается по одной полосе для движения в каждую сторону и железный отбойник вместо обочины. Тут лучше быстро пролупить, чем тошнить рискуя, что при разьезде встречных авто тебя размажут по этому отбойнику.

[DIVAS]

Не понял про что вы. В любом случае у системы ДВС-гена-МК КПД ниже чем у системы ДВС-колесо.

Смотря в каком варианте эту систему рассматривать. Если грамотно сбалансировать систему и использовать хороший генератор, то можно получить весьма высокий КПД, превышающий КПД системы ДВС-колесо.

Основная проблема системы ДВС-колесо в том, что ДВС имеет высокую сколько-нибудь приличную эффективность только в узком диапазоне частот вращения, а при слишком низких оборотах его КПД и мощность ничтожны.
Любое реально эксплуатируемое транспортное средство вынуждено постоянно разгоняться с нулевой скорости, и именно на разгоне ДВС жрёт больше всего бензина и выдаёт меньше всего мощности. Кроме того, просто включенный ДВС без нагрузки тупо жрёт бензин и не выполняет никакой полезной работы.
Именно поэтому любой автомобиль с приводом только от ДВС в городе жрёт вдвое-втрое больше бензина, чем при равномерно-прямолинейном движении по шоссе.
А гибридный автомобиль может себе позволить всегда использовать ДВС в оптимальном режиме при наивысшем КПД для выработки электроэнергии и уже электроэнергию использовать для разгона и езды - это и обеспечивает экономию. Кроме того, электроэнергию, в отличие от бензина, можно рекуперировать при торможении. А ещё электрической тягой намного удобнее управлять, чем бензиновой.

Кстати, гибридный транспорт уже давно не новинка. По железным дорогам уже несколько десятилетий носятся дизельные тепловозы, где огромный дизельный генератор вырабатывает электричество, а на каждой оси огромные электродвигатели крутят колёса.
Но в тепловозах такое решение было принято не из соображений экономии топлива, а потому что для разгона с места грузового поезда весом в 5-10 тыс. тонн ДВСу понадобилась бы КПП как минимум с сотней передач и сложная трансмиссия, обеспечивающая на каждой оси максимальный момент и не допускающая срыва сцепления колёс с рельсами. Не говоря уже о том что машинист задолбался бы переключать передачи и работать со сцеплением, а сама КПП весила бы половину массы тепловоза.


Вообще, у меня был опыт езды с бензогенератором на электропеде, и опыт весьма негативный (шумно, жарко, адская вибрация и ещё более адский расход топлива). Это была схема "ДВС-гена220В/50Гц-ЗУ-АКБ-МК".
Но некоторое время назад я изучил принципы работы разных генераторов, переосознал заново некоторые из них и понял основной корень проблем. Корень проблем в том, что малогабаритные генераторы с прямой выработкой синуса 50Гц в силу своего принципа работы и используемых компонентов очень неэффективны.
50Гц можно простыми средствами напрямую вырабатывать только двухполюсным генератором при 3000об./мин, либо 4хполюсным при 1500об./мин и т.п. Но выше 3000об./мин в этой конструкции не уйти никак, ибо тогда повысится частота и напряжение, а это недопустимо. Но у малогабаритного ДВС эффективность при таких оборотах и большой мощности просто чудовищно низкая. Кроме того, сам двухполюсный генератор на 50Гц имеет чудовищные габариты и вес, а также огромные потери в обмотках.
Для решения этой проблемы уже давно придуманы и сделаны как минимум два по сути однотипных варианта решения:
1. Компактные инверторные генераторы 220В/50Гц, давно известные в РФ под брэндом KIPOR - они в два раза легче и меньше "прямых" генераторов такой же мощности и расходуют меньше топлива на 1 кВтч энергии.
2. Китайские низковольтные генераторы постоянного тока для трициклов - тоже вдвое легче и компактнее, чем обычные генераторы 220В/50Гц аналогичной мощности и жрут намного меньше топлива на 1кВтч выработанной энергии.

Суть обоих вариантов в том, что они используют многополюсные трёхфазные генераторы и работают на более высоких оборотах, чем традиционные "прямые" на 50Гц. Многополюсность позволяет при прочих равных уменьшить габариты и вес генератора в 3-5 раз за счёт работы на более высокой частоте (при той же частоте вращения!), а также получить из этого компактного генератора вдвое большую мощность, чем из "большого" генератора на 50Гц. Т.е. удельная мощность многополюсного генератора примерно в 6-10 раз больше чем простого двухполюсного на 50Гц.
Кроме того, если не привязываться к цели получить на выходе определённую частоту, то никто не мешает раскрутить ДВС до 4-6 тыс.об./мин, на которых у него КПД и мощность намного выше чем на 1500 об./мин. Т.е. если на 1500об./мин компактный ДВС может выдать мощность не больше 1кВт, то на 4000об./мин тот же ДВС уже может выдать вдвое больше мощности.
Причём, если ДВС работает на малых оборотах на пределе нагрузки, то он жрёт топливо за пятерых, а кроме того, такой режим работы его очень сильно изнашивает, поскольку нагрузка на все силовые детали максимальна. При более высоких оборотах и той же выходной мощности ДВС работает стабильнее, с намного меньшей нагрузкой на силовые детали и жрёт в разы меньше топлива.
К примеру, мой генератор 220В/50Гц жрал более 4.5 литров 92го бензина на 1кВтч выработанного электричества - просто чудовищнейший перерасход. Я точно не уверен, но по-моему это чудо китайской мысли работало на 1500об/мин, т.к. на слух частота вращения двигателя была как у трактора.
А среди многополюсных генераторов постоянного тока известны цифры порядка 0.6л/1кВтч при вдвое большей удельной мощности.

Генератор постоянного тока мощнее и компактнее, режим работы ДВС эффективнее - отсюда и прирост удельной мощности и КПД в несколько раз.
Разумеется, есть предел разумной частоты вращения и полюсности генератора - этот предел задаётся свойствами железа статора генератора. Выше этого предела вихревые токи в железе начнут создавать большие потери, перегревать это самое железо и сильно снижать КПД.

Кроме того, прикольная фишка трёхфазного многополюсного генератора в том, что этот же самый генератор легко может работать двигателем и справляется с функцией стартёра для ДВС - ведь это по сути обычный BLDC двигатель, надетый на ДВС.

[ups-power]

Первый гибрид СССР:
В начале семидесятых Ярославский моторный завод работал над автомобильными газотурбинными двигателями, и в результате совместной работы с белорусскими машиностроителями появился БелАЗ-549 – первый советский карьерный самосвалом с электрической трансмиссией. Установленный на нем судовой дизель М-756А мощностью 850 л. с. при 1500 об/мин приводил во вращение генератор, который питал электроэнергией тяговые электродвигатели, встроенные непосредственно в ступицы ведущих колес. Такой двигатель, объединенный со ступицей колеса и встроенным в нее планетарным редуктором, получил название «мотор-колеса». БелАЗ-549 имел грузоподъемность 75 тонн, пневмогидравлическую подвеску колес с шинами размером 24.00-49, а его наибольшая скорость составляла 65 км/ч.

[aleks17121960]

Поддерживаю-система гена-АКБ-МК/ВД может и должна быть экономичней прямого привода.Именно за счет режима работы гены в узком диапазоне оборотов.Пролупить тоже можно при достаточной мощности АКБ.Для себя считал-2.6кВт.ч АКБ+гена 3кВт позврлят ехать с крейсерской 70км/ч и брать подъемы и разгон на 4кВт моторе в пике.Для вела со скоростью 45-50км/ч достаточно гены 1-2кВт и 1-1.5кВт.ч АКБ.Гену облегчить по максимуму-как раз 20кг и выйдет.Спроектировать раму с геной между педалями и рулем,педали крутятся только без гены,с геной не нужны на дальняк.И подножки на подрамник,чтобы с опущеным седлом ездить далеко.По городу-снял генератор и катайся.

[NUBITO]

[user]DIVAS[/user], не надо меня мучать буковками) Я это и так знаю. Вопрос: что мешает раскурутить гену на 50Гц с большими оборотами? Что ж так мысля узко идёт?)

...если на 1500об./мин компактный ДВС может выдать мощность не больше 1кВт, то на 4000об./мин тот же ДВС уже может выдать вдвое больше мощности...

Как я и говорил, поменьше буковок, а то запутываетесь Там уж не вдвое, а раз в 5 больше мощности будет.
Кстати, и на высоких оборотах будет бензинка нефигово кушаться. Тут нужна золотая середина.
[user]ups-power[/user], Вот! Никаких АКБ! Онли гена и МК!

А вообще эта тема обсосана уже до костей. На вкус и цвет, как говорится... Не будем спорить, что будет лучше и удобнее. Каждый пусть делает так как ему будет удобнее. А мы тут сидим и сотрясаем воздух(образно, какой тут воздух, блин ). Давайте как лучше обсудим где взять или как сделать номальную гену под эти задачи. Уже всем понятно, что нужна компактная гена с большой мощностью. Ващи предложения, где покупать или из каких частей делать?

[aleks17121960]

[user]NUBITO[/user], *Вот! Никаких АКБ! Онли гена и МК!*-тогда планируйте мощность гены равной пиковой МК/ВД.Буферная же АКБ позволит иметь гену для крейсерской скорости.

[NUBITO]

[user]aleks17121960[/user], тогда вопрос опять про компановку. Гену на прицеп или багажник?

[DIVAS]

[user]DIVAS[/user], не надо меня мучать буковками)

Не хотите/не умеете - не читайте. Никто ж не заставляет.

Что ж так мысля узко идёт?)
Как я и говорил, поменьше буковок, а то запутываетесь

Смотрите в своих "широких" мыслях не запутайтесь. А то что-то они у Вас в клавиатуре застревают, после клавиатуры один стёб остаётся.

Вопрос: что мешает раскурутить гену на 50Гц с большими оборотами?

Мешает то что типичный китайский гена с повышением оборотов повысит частоту и напряжение. А это недопустимо в случае гены с прямой выработкой 220В/50Гц. Поэтому китайские генераторы с прямой выработкой 220В/50Гц делаются именно на 1500 или 3000 об/мин.

Там уж не вдвое, а раз в 5 больше мощности будет.
Кстати, и на высоких оборотах будет бензинка нефигово кушаться. Тут нужна золотая середина.

"может вдвое больше" не означает, что не может впятеро больше. Я не эксперт по ДВС, у меня о них есть лишь практические наблюдения.
Я лишь подчеркивал тот факт, что с повышением оборотов мощность существенно растёт.
Как показывает практика, ДВС способен жрать много бензина и на малых оборотах, если работает в жутко перегруженном режиме.
Кто бы спорил про середину... "Золотая середина" везде нужна.