Рекуперация

[FAS_r7]

Да, подтверждаю 100%.
Если летом вдруг без ебрейков - то просто неприятно, а вот зимой без него - реально страшно.  eABS - вещь, однако!

[AlexPFR]

Да, подтверждаю 100%.
Если летом вдруг без ебрейков - то просто неприятно, а вот зимой без него - реально страшно.  eABS - вещь, однако!

Очень интересное замечание об eABS.
Торможение КЗ-регенерацией  может обеспечить режим ABS,тк после блокировки колеса (юз) противоэдс падает до нуля, колесо опять начинает крутиться, следует блокировка и тд. Налицо ООС. Все вроде правильно. Но для блокировки колеса тормозное усилие должно быть равно/больше силы сцепления. Для сухого асфальта и шины коеффициент сцепления равен 0.6-0.8, что дает торможение 5.9-7.8 м/с^2. Для лигерада с водителем (общий вес 130 кг) сила торможения 770-1000 N. Тормозной момент 270-350 Nm. Для киловаттного МК величина момента численно примерно равна току в обмотках, те тормозной ток 250-350 А (!). Не многовато ли получается?
В связи с вышесказанным, возникли 2 вопроса.
1. На вашем видео торможения с 50 км/ч за 3 сек (-4.6 м/с^2, что само по себе очень хорошее торможение), какую долю вносил ebreak?
2. Действительно ли возможна блокировка колеса ( или близко к блокировке) с помощью ebreak, а если возможна, то на всей длине тормозного пути или нет?

[AlexPFR]

Некоторые рассуждения на тему рукуперации, навеянные постами detoxic, которые мне кажутся совершено справедливыми и обоснованными.
1. Общая максимальная величина  рекуперации цикла  равна 0.4, что обусловлено довольно низким значением КПД допустим МК/регенератора на режимах разгона-торможения. Пусть на для каждого из режимов КПД равны. Получаем 0.63 на регенерацию.
2.Теперь воспользуемся экспериментальными данными. Для электровелика расход электроэнергии от батарейки для равномерной езды со скоростью 25 км/час берем 12-13 втч/км (основано на  данных botas, расход 16 втч/км@29км/ч).
3. Пусть наш электровелик проходит этот километр максимально неравномерно. Разгон до 50 км/ч торможение до нуля и тд, средняя скорость 25 км/ч. Для ускорения/торможения с величиной 1 м/с^2 длина участка 200м. Итого 5 участков на км. Для разгона до 50 км/ч МК потребляет 1500вт, 5.8 втч на цикл всего 29 втч/км. Это без регенерации. Теперь берем регенерацию с КПД 63%. Кинетическая энергия  ТС (120 кг) при скорости 50 км/ч равна 3.2 втч, с каждого цикла торможения регенерируем 3.2*0.63= 2.0 втч, всего 10 втч на км. Общее потребление 29-10= 19 втч/км. Экономия 34%, но до расхода при равномерном движении далеко. Это без учета торможения от трения и аэродинамического сопротивления (которые естественно не рекуперируются), с максимальным КПД регенератора.

[mevial]

В том то и дело, что МК не блокируется вообще, на большой скорости да, проскальзывания даже на асфальте были, на льду - постоянно, но колесо при этом крутит свой минимум, при котором ток в системе недостаточен для срыва колеса. Это не как АБС, которая неравномерно дёргает колесо, периодически блокируя его, рывки на ебрейке обусловлены неравномерностью поверхности, например куски льда на утоптанном снегу. На чистом льду МК крутится равномерно, но медленнее, чем должно быть на данной скорости. Вроде бы и юз, но вязкий и легко управляемый, как буд-то не по льду скользишь, а в песке вязнешь.

[AlexPFR]

Интересно, спасибо.
Значит токи в обмотке при экстренном торможении гуляют нешуточные. Что интересно, это похоже не приводит к насыщению магнитопровода.
Возникает логичный вопрос. Как организовано экстренное торможение в контроллере с рекуперацией,
Ну не закачивает ведь он несколько сот ампер в батарейку...

[mevial]

20А в батарейку, это максимальное, что я видел, обычно 8А

[andreym]

Интересно, спасибо.
Значит токи в обмотке при экстренном торможении гуляют нешуточные. Что интересно, это похоже не приводит к насыщению магнитопровода.
Возникает логичный вопрос. Как организовано экстренное торможение в контроллере с рекуперацией,
Ну не закачивает ведь он несколько сот ампер в батарейку...

ну ведь контроллер у нас это по сути step-down конвертер в режиме разгона и step-up  в режиме рекуперации
потому и токи в батарейку существенно ниже - напряжение то на колесе в момент торможения намного меньше батарейного, а преобразовывать его нужно в напряжение выше батарейного(чтобы заряд шел) вот и получается - 100-150ампер 10вольт в 20ампер-50вольт(за минусом кпд контроллера)

[AlexPFR]

Про step-down и step-up, я также buck и boost  я вообще-то в курсе. А откуда вы взяли цифры для оценки?
Во-первых, речь шла о 200-300 А для торможения близкого к ABS  на сухом асфальте. Во-вторых, откуда 10 вольт?
Если брать 50 км/ч, то величина противоэдс МК  50 вольт. Сопротивление обмоток 0.134 ома. При токе 150 ампер на них падает 20 вольт. Остается 30 вольт,которые надо забросить на зарядку аккума. Допустим напряжение для заряда 60 вольт. Тогда зарядный ток будет 75 ампер. Можно учесть и кпд, но все равно, получается слишком много даже для 150 ампер.

PS.Извините, лажанулся. При кз будет 20 вольт, зарядный ток  - на самом деле трудно сказать, если не знаешь внутреннего сопротивления аккума. Но если оперировать мощностью, то генерируется 150*20=3квт, пусть кпд контроллера в режиме boost 50%. Остается 1.5 квт на заряд, все равно слишком много. Не сожрет столько аккум без вреда для здоровья. Да и не потянет такую мощность контроллер - step-up.

[илс]

Интересно, спасибо.
Значит токи в обмотке при экстренном торможении гуляют нешуточные. Что интересно, это похоже не приводит к насыщению магнитопровода.
Возникает логичный вопрос. Как организовано экстренное торможение в контроллере с рекуперацией,
Ну не закачивает ведь он несколько сот ампер в батарейку...

ну ведь контроллер у нас это по сути step-down конвертер в режиме разгона и step-up  в режиме рекуперации
потому и токи в батарейку существенно ниже - напряжение то на колесе в момент торможения намного меньше батарейного, а преобразовывать его нужно в напряжение выше батарейного(чтобы заряд шел) вот и получается - 100-150ампер 10вольт в 20ампер-50вольт(за минусом кпд контроллера)

Тогда получается, что эффективность торможения в некоторой степени  зависит и от напряжения на батарее, т.е. на 48В ток заряда будет выше, чем на 60В?
У меня сейчас ток рекуперации -5А, редко когда -8А, и само торможение вялое, колесо не блокируется даже на льду. Хотя в установках контроллера эффективность торможения стоит максимальная + 2 ед.

Вообще было бы здорово придумать несложную схему, которая в дополнении к рекуперационному торможению, позволила бы обеспечивать экстренное торможение, путем замыкания фазных обмоток на низкоомное сопротивление (напр. на спираль от нагрев. прибора)

[AlexPFR]

Интересно, спасибо.
Значит токи в обмотке при экстренном торможении гуляют нешуточные. Что интересно, это похоже не приводит к насыщению магнитопровода.
Возникает логичный вопрос. Как организовано экстренное торможение в контроллере с рекуперацией,
Ну не закачивает ведь он несколько сот ампер в батарейку...

ну ведь контроллер у нас это по сути step-down конвертер в режиме разгона и step-up  в режиме рекуперации
потому и токи в батарейку существенно ниже - напряжение то на колесе в момент торможения намного меньше батарейного, а преобразовывать его нужно в напряжение выше батарейного(чтобы заряд шел) вот и получается - 100-150ампер 10вольт в 20ампер-50вольт(за минусом кпд контроллера)

Тогда получается, что эффективность торможения в некоторой степени  зависит и от напряжения на батарее, т.е. на 48В ток заряда будет выше, чем на 60В?
У меня сейчас ток рекуперации -5А, редко когда -8А, и само торможение вялое, колесо не блокируется даже на льду. Хотя в установках контроллера эффективность торможения стоит максимальная + 2 ед.

Вообще было бы здорово придумать несложную схему, которая в дополнении к рекуперационному торможению, позволила бы обеспечивать экстренное торможение, путем замыкания фазных обмоток на низкоомное сопротивление (напр. на спираль от нагрев. прибора)

Спасибо, ценная экспериментальная информация.
BTW, спираль не пойдет- сопротивление большое по сравнению с КЗ.

[nikvic]

Некоторые рассуждения на тему рукуперации, навеянные постами detoxic, которые мне кажутся совершено справедливыми и обоснованными.
1. Общая максимальная величина  рекуперации цикла  равна 0.4, что обусловлено довольно низким значением КПД допустим МК/регенератора на режимах разгона-торможения. Пусть на для каждого из режимов КПД равны. Получаем 0.63 на регенерацию.
2.Теперь воспользуемся экспериментальными данными. Для электровелика расход электроэнергии от батарейки для равномерной езды со скоростью 25 км/час берем 12-13 втч/км (основано на  данных botas, расход 16 втч/км@29км/ч).
3. Пусть наш электровелик проходит этот километр максимально неравномерно. Разгон до 50 км/ч торможение до нуля и тд, средняя скорость 25 км/ч. Для ускорения/торможения с величиной 1 м/с^2 длина участка 200м. Итого 5 участков на км. Для разгона до 50 км/ч МК потребляет 1500вт, 5.8 втч на цикл всего 29 втч/км. Это без регенерации. Теперь берем регенерацию с КПД 63%. Кинетическая энергия  ТС (120 кг) при скорости 50 км/ч равна 3.2 втч, с каждого цикла торможения регенерируем 3.2*0.63= 2.0 втч, всего 10 втч на км. Общее потребление 29-10= 19 втч/км. Экономия 34%, но до расхода при равномерном движении далеко. Это без учета торможения от трения и аэродинамического сопротивления (которые естественно не рекуперируются), с максимальным КПД регенератора.

Давайте будем ближе к реальности. Округлю. Вместо 25км/ч - 7м/с (25.2км/ч), анклогично 50км/ч заменим на 14м/с. Для 7м/с сопротивление возьму меньше, чем у Вас, именно - ~40н. При удвоении скорости будем иметь ~160н.
К этим сопротивлениям добавим "силу инерции" для ускорения 1м/с2 и массы 100кг - получим необходимую добавку тяги 100Н.
Теперь умножим 40+100 на 7 получим мощность 980ватт, а 160+100 умножается на 14 - итого 3640 ватт. Нет у Вас столько, и обеспечить постоянное ускорение не удастся.
Так что время разгона - для второй половины скорости - сильно затягивается. Это и означает, что кинетическая энергия, полученная в результате разгона, составит малую долю от энергии, затраченной аккумулятором в процессе разгона.

Несообразности - и в анализе торможения. Воздух без всякой рекуперации замедляет велосипед быстрее, чем 1м/с2...
=================
А вообще-то возникает задача оптимизации: найти "стратегию" управления мотором, обеспечивающую минимальные затраты энергии акка для достижения заданной скорости. 

[илс]

BTW, спираль не пойдет- сопротивление большое по сравнению с КЗ.

При КЗ, торможение будет чересчур экстремальным, имхо. К тому же по вашим расчетам, вся энергия торможения (>3кДж?) уйдет в нагрев обмоток, а они летом и так горячие 
А сопротивление спирали можно подобрать в широких пределах, чтобы обеспечить диапазон от интенсивного замедления до экстремального.
Навесить на ручку тормоза герконы с магнитами, напр. на 3 положения несложно, а вот как коммутировать большие токи в фазных обмотках - непонятно, мощные реле слишком громоздкие, видимо без мосфетов опять не обойтись?   

[AlexPFR]

 nikvic, спасибо за коммент.

Ну, в-общем, я согласен с вашими существенными уточнениями.
Реальная ситуация с рекуперацией значительно хуже чем та, близкая к идеальной, которую я и рассматривал.
Даже 34% экономии надо делить как минимум на 2. И это при максимально неравномерном движении, наиболее благоприятном для рекуперации.
Наверно я неправильно выбрал идеальный для рекуперации режим, надо было бы рассмотреть езду по холмам на маленькой скорости.

PS.

А вообще-то возникает задача оптимизации: найти "стратегию" управления мотором, обеспечивающую минимальные затраты энергии акка для достижения заданной скорости.

Согласен. Но сначала надо установить граничные условия.
Например, для нормальной езды в городском траффике важно обеспечить некий минимум ускорения на зеленый свет. По моим собственным статистическим данным, легковой автомобиль с двигателем 1.5л после  зеленого света светофора разгоняется до скорости 40 км/ч за 5-8 сек. Молния Алексея разгоняется за 8 сек ( среднее ускорение 1.37 м/сек2.). Это важный элемент "стратегии" управления мотором, но можно ли в этом случае что-нибудь оптимизировать?

[detoxic]

Даже 34% экономии надо делить как минимум на 2

это те же цифры что и по разным источникам полученные, включая и мои опыты - достижимо от 0,2-0,4, правда это все получено не на вело, а на авто, хотя какая разница, физика одинакова, но замедление то будет интенсивнее при том же по модулю токе преобразователя без всяких причуд с экстренным торможением да и злосчастные 20% возврата все равно в плюс

[FAS_r7]

Торможение за три секунды - там всё передним тормозом сжигается, даже слышно. Процентов 10 задним, не больше.
Торможение чисто рекуперацией с 60кмч до <10кмч занимает примерно три столба (около 100м).

Просто на льду аппарат остаётся управляемым, т.к. колесо если и проскальзывает, но как правильно заметил mevial - частично/вязко.
На асфальте ессестно до этого не доходит, у меня по крайней мере. На мокром асфальте даже когда переднее уже начинает срываться в юз - заднее, тормозящее двигуном, не проскальзывает.

Я тоже считаю что не помешало бы ещё и замыкание обмоток МК во время экстренного торможения. Но как-то надо разделять рекуперацию от замыкателя, дабы не спалить мотор постоянными замкнутыми торможениями. Я бы прикрепил кнопочку включения замыкателя фаз только на правую тормозную ручку, т.к. пользуюсь ей только при экстренном торможении и маневровых работах в подъезде.

[AlexPFR]

Торможение за три секунды - там всё передним тормозом сжигается, даже слышно. Процентов 10 задним, не больше.
Торможение чисто рекуперацией с 60кмч до <10кмч занимает примерно три столба (около 100м).

Просто на льду аппарат остаётся управляемым, т.к. колесо если и проскальзывает, но как правильно заметил mevial - частично/вязко.
На асфальте ессестно до этого не доходит, у меня по крайней мере. На мокром асфальте даже когда переднее уже начинает срываться в юз - заднее, тормозящее двигуном, не проскальзывает.

Я тоже считаю что не помешало бы ещё и замыкание обмоток МК во время экстренного торможения. Но как-то надо разделять рекуперацию от замыкателя, дабы не спалить мотор постоянными замкнутыми торможениями. Я бы прикрепил кнопочку включения замыкателя фаз только на правую тормозную ручку, т.к. пользуюсь ей только при экстренном торможении и маневровых работах в подъезде.

Спасибо за инфу. Похоже никаких чудес пока нет, торможение рекуперацией от 60км/ч  - 1м/сек2, вполне достоверно, учитывая, как правильно написал nikvic, аэродинамическое сопротивление.
Что касается кз-торможения, то самое главное имхо выяснить величину тока насыщения магнитопровода статора как предельно допустимую величину, и соответственно максимальный момент торможения, после этого уже можно вести разговор о еABS  и палении мотора.
Мое имхо, кз-торможение ( экстренное торможение) намного интересней чем рекуперация/регенерация, которая  экономит слишком мало для электровелика (конечно езда по холмам на маленькой скорости - исключение).
На одной чашке весов - регенерация с ограниченной , хотя и весьма комфортной функцией торможения и с максимумом экономии 10-15% , на другой экстренное торможение, причем очень вязкое, которое существенно повышает безопасность. Я выбираю второе.

[FAS_r7]

Мое имхо, кз-торможение ( экстренное торможение) намного интересней чем рекуперация/регенерация, которая  экономит слишком мало для электровелика (конечно езда по холмам на маленькой скорости - исключение).

А мое ИМХО, кз-торможение в плане силы торможения - да, хорошо.  В плане жизни мотора - нет, т.к. с моим стилем городской езды я спалю мотор за час.

[zap]

Что касается кз-торможения, то самое главное имхо выяснить величину тока насыщения магнитопровода статора как предельно допустимую величину, и соответственно максимальный момент торможения, после этого уже можно вести разговор о еABS  и палении мотора.

На своём 350-ваттном моторе я замыкал свинцовый аккумулятор на обмотку мотора практически напрямую, через 4-миллиомный мощный шунт, со съёмом напряжения с шунта осциллографом. Ток возрос до 32 ампер, никаких следов насыщения на графике обнаружено не было.

P.S. Вот, нашёл ссылку.