Подбор коллекторного двигателя для проекта электромобиля

[potato]

Всех приветствую.

Помер ДВС,решил превратить пепелац в электро.
Вес авто 2000кг (при этом двс 160кг, акпп 120кг,бензобак 80кг - вычитаются),после переделки планируется не более 2200 кг.

Назначение - город, скорость от 60 до 80км/ч.
Предполагаю подсоединять напрямую к кардану (задний привод).

Думаю насчет коллекторных двигателей постоянного тока от погрузчиков типа СЭМЗ МТ-8, ET 15(12)/7,5/14. Прикидывал - на 18" колесах с передаточным числом 3,64 на заднем мосту на 60 км/ч должен мотор выводить.

Предпочтение хотел бы отдать отечественному варианту, новому агрегату, учитывая реалии 2024 в РФ.

Какой вариант вы бы порекомендовали? И какие рекомендации по управлению (контроллеру)?

[apeks]

        Привет.Кпп лучше оставить.3.64 это слишком маленькая редукция. на грузовике была редукция более 4 и мотор и контролер дико грелись и контролер сгорал.нужна редукция 7-8.Ет15 хороший мотор.Ставили его на жигули и на грузовик.Тянет мощно.Без полного форсажа 75 лс и полным форсажем 110 лс. Напряжение надо поднимать до 160 в что получить всю мощность.Щетки специальные родные не выдержат обгорит колектор.ТАКБ сами будете собирать?Сборка такого оборудования сложный процесс .Ет 15 не электромобильный мотор,как собираетесь регистрировать?

[apeks]

         Насчет контролера можно попробовать Kelly  если сможете сами прошить его. Делал я на таком,отличный контролер и много возможностей как например контроль оборотов для колекторного сериесного мотора,очень удобная вещь можно запустить круиз контроль.

[potato]

Спасибо за ответ.
Сейчас проект на стадии просчета, по акб ещё не определился - понятно,что там есть разные варианты как по типу,так и по наряжению и емкости батареи, пока больше интересует двигатель и контроллер для начала.

По поводу оставить акпп - думаю прикупить асинхронник киловатта на 3-5 (380 на базе имеется) покрутить бублик акпп и посмотреть - позволят ли двс- и акпп-мозги переключать там передачи хотя бы в ручном режиме по показаниям датчика оборота коленвала (стоит на корпусе акпп). Акпп zf 6hp26, передаточные числа округленно - 4,17 / 2,34 / 1,52 / 1,14 / 0.87 / 0.69

Регистрация изменений в птс не планируется, не думаю, что это реально для 20-летнего авто.

[apeks]

        Регистрация реальна если вы используете электромотор который стоял на серийных электромобилях.Асинхроник можно попробовать ,но может оказаться сложнее с контролером и его програмированием . Колекторник сможет тоже крутиться от 700 до 5000 об в мин ,но будет проще . Если есть достатотчно времени и денег ставьте асинхроники.Промышленный асинхронник потребует 450-500 вольт что потребует ВВБ на такое же напряжение.Это уже очень серьезная работа

[apeks]

Электромотор ЕТ15 на электрогрузовике. С редукцией 8 тянул лучше дизеля до момента пока противоЭДС не начинала влиять слишком сильно.

[apeks]

       Вам надо отнестись к процессу сборки силового электрооборудования  и интеграции его в автомобиль со всей серьёзностью.Очень важна тщательная сборка ТАКБ.Просто построить безопасный электромобиль это не поставить стартер и АКБ на 12 в на велосипед. Электромобиль только кажется простым визуально по сравнению с ДВС  что типа вот мотор ,акб и контролер.Это на велосипеде может быть просто. А электроавтотранспорт сложное и ответственное изделие если вы конечно  думаете о безопасности. На ДВС сложность визуальная ,а у электротранспорта сложность скрытая в быстродействующих электрохимических(ТАКБ),электрических(силовое оборудование) и электромагнитных процессах(ТЭД).Так что  требуются специализированные  знания и достаточный опыт
       

[apeks]

          Было 2 электрогрузовика .ОДин на китайском моторе PMSM на 550 вольтах мощностью 85 лс и для смеха сделали на ЕТ15 чтобы сравнить PMSM от китайцев и обычный каровский ЕТ15 на 150 вольтах. Оказалось что разница в моменте была не значительна. ЕТ 15 смог выдать 75 лс и немного уступал китайцу  на максимальной скорости . Но вот на низких и средних скоростях тянул лучше .Но главное выяснилось что КПД PMSM был в от 1.5  до 3 раз хуже смотря в каком диапазоне оборотов и моментов работали моторы. Допустим редукция 4 обе машины едут 10 в час и потребление PSMS было 10 квт пустой и 30 груженый автомобиль. А вот  ЕТ15 мог потребляя всего 3 квт везти грузовик 10 в час. Дальше уже расходы были у PMSM кратно выше . На разгоне до 10 до 50 в час ЕТ15 мог  потреблять 45 квт и PMSM  90-100 квт а динамика была почти схожая.Так что  КПД PMSM получается 40-50% в широком диапазоне а ЕТ 15 80-90%.
       При этом вес PMSM  и ЕТ 15 был почти  одинаковый. ЕТ15 весит 150 кг а PMSM  140 кг только он короче . Так что практика доказала что колекторые электромоторы при правильном использовании дают жару бесколекторным. Вообще сначала контролер PMSM  был запрограмирован в самый эффективный режим ,но выяснилось что противоЭДС очень быстро снижает мощность и машина не разгонялась до 50 в час кое как до 45. Потом заставили ослабить поле и разогнали до  80 в час ,но расход вырос в 2-3  раза. А ЕТ 15 сериесный сам регулирует себе возбуждение и сам себя комутирует и делает это более эффективно. Так что  получается что бесколекторые моторы можно с помощью контролера загонять в самые широкие диапазоны оборотов и моментов теряя КПД, Поэтому самодельные электромобили на колекторых моторах имеют более высокий КПД чем заводские на бесколекторных.

[potato]

Асинхронник я думал чисто для тестов взять от сети погонять бублик имеющейся акпп на вывешенных колесах (чисто понять - дадут ли штатные мозги работать коробке хотя бы в ручном режиме или от именно этой модели коробки и всей обвязки отказаться в пользу более простой в плане управления акпп, механика там не пойдет),мне кажется,что в моем случае асинхронник как тяговый мотор будет достаточно дорогим и сложным решением именно в плане его управления (несмотря на то,что асинхронники дешевле коллекторных),никакого опыта работы с силовой электроникой у меня не имеется, поэтому, в том числе вдохновившись youtube-видео по электрожиге,в котором также был электрогрузовик - спрашиваю по поводу коллекторного dc мотора, в котором можно в качестве дублирующей схемы запуска (помимо контроллера) использовать троллейбусный вариант с реостатами. И еще вопрос - на повышенное напряжение ЕТ15 придется перематывать или удастся использовать сток-вариант добавив обдув?

[potato]

По поводу сравнения et15 и pmsm - смею предположить, тут дело в физике, et15 весит поболее и скорее всего ему проще работать под большой нагрузкой, чем более компактному pmsm (уже потом прочитал, что вес у них одинаковый и дело в устройстве аппаратов).  Думаю, что буду ориентироваться на et15 для проекта,спасибо за ценную практическую информацию.

Честно скажу - 500 вольт постоянного тока - я их боюсь, уж лучше в пределах 150 вольт и менее,несмотря на большие токи.

[apeks]

              Использовать реостатное управление так называемый РКСУ это страшно не эффективно. Тролейбус  ЗИУ9 имел 17 реостатов которые постепено закорачивались  и КПД был 17% по словам тех кто это все эксплуатировал.Я думаю что ваша КПП будет отлично крутиться от колекторника. ВОзникнет только проблема как установить с ДВС все основные датчики на ТЭД так чтобы ЭБУ машины не знал что нет ДВС и не страдала безопасность. ЕТ15 в доработаном варианте сможет разонять с АКПП машину до 80 в час. Напряжение 130-150 вольт отлично выдержит на специализированных щетках.Родные щетки расчитаны на 250 ампер мы в обычном режиме на спец щетках загоняли в него 720-750 ампер а в особом форсажном режиме до килоампера и выше. так что ЕТ15 сильно недооцененный двигатель. С высоким напряжением выше 150 в не связывайтесь если нет большого опыта

[apeks]

            Насчет  сравнения ЕТ15 и PMSM если бесколекторный мотор настроить на высокий КПД то он будет иметь диапазон оборотов уже чем коллекторный ЕТ15 что мы и увидели при испытаних. ПОтом контролер PMSM настроили в широкий диапазон ослабляя поле индуктора и как результат вырос расход. PMSM и его контролер имеют жидкостное охлаждение потому что быстро напгреваются а ЕТ 15 и его контролер воздушное у них КПД выше. А если охлаждать ЕТ15 сухой водой то в него можно и 150-160 квт навалить

[apeks]

         Видео где была красная жуткая электрожига и электрогрузовик это как раз об этом. Грузовик был  тем автомобилем с PMSM с которым сравнивался ЕТ15 с МКПП от жиги которую сожрал шредер. Так что оказалось что МКПП от жигулей с мотором ЕТ15 весело выдавали на вал до 75 лс и уверено возили грузовик с хорошей эффективностью в 250-350 ватт час на километр тогда как грузовик на PMSM  потреблял от 1000 ватт час на км и выше

[apeks]

По поводу сравнения et15 и pmsm - смею предположить, тут дело в физике, et15 весит поболее и скорее всего ему проще работать под большой нагрузкой, чем более компактному pmsm (уже потом прочитал, что вес у них одинаковый и дело в устройстве аппаратов).  Думаю, что буду ориентироваться на et15 для проекта,спасибо за ценную практическую информацию.

Честно скажу - 500 вольт постоянного тока - я их боюсь, уж лучше в пределах 150 вольт и менее,несмотря на большие токи.

Правильно боитесь 500 вольт. Постоянный ток убивает сразу. Просто при 500 вольтах ток сперва прожигает в коже дырочку а потом туда наваливает всё что  может и сжимает мышцы и не отпускает. Поэтому для самоделок лучше такое напряжение которое не убивает на утечках то есть 130-150 в. Ну щипанет конечно ,но вы сможете оторваться от контакта и выйти и поражения током.

[potato]

Учитывая,что вся изоляция общепромышленных кабелей рассчитана максимум на 660 вольт переменного тока, и проверяется сопротивление изоляции мегаомметром,работающим примерно на 500 вольтах, плюс учитывая порой брак при производстве общепромышленных кабелей (редко,но мне встречалось пару случаев) - высокого напряжения постоянного тока я боюсь не просто так.

Пока у меня план действий такой - тестирую мозги автомобиля, приживется ли электродвигатель в принципе к тому что есть или менять акпп на другой конструкции
Ищу ET15, изготавливаю ложемент и переходную плиту и монтирую в авто
Ищу контроллер, педаль
Монтирую проводку
Монтирую электровакуумник для тормозов, насос гур
Собираю батарею
Пусконаладка,тестирование,внесение изменений при необходимости

По реостатному управлению - там тепла выделяется тьма, имею представление (сварочные реостаты нихром докрасна),поэтому кпд низкий,но это чисто резерв если вдруг контроллер накроется, может,по другому резерв реализую

[apeks]

      Перематывать ЕТ15 не надо. Просто  для снижения противоЭДС и  увеличения мощности  надо перекомутировать ОВ в смешаный режим, в стоковом все ОВ соединены последовательно и использовать специализированные щетки которые дают более токопроводящую политуру на зеркале коллектора и этим в том числе улучшают комутацию при повышеных мощностях. И тогда обычный ЕТ 15 смело принимает 500-600-500 ампер и больше. В нем достаточно  ламелей между щетками чтобы держать комутацию без перенапряжения в щелях колектора думаю до 180 вольт.Ну мы давали 160 и  проблем не было.Тем более что  вы будете использовать Kelly KDZ 12400 который допускает до 136 в и снизить противоЭДС важно . Сможете управлять оборотами мотора задавая холостой ход  . KDZ 400  выдает ток 400 ампер что при 130 вольтах  составит 65 лс .Этого достаточно чтобы 2200 кг разогнать до 80 в час может и не с самой лучшей динамикой. Если хотите больше мощности  можно брать более мощные контролеры но главное поднимать напряжение до 160 вольт
            План у вас разумный. В добрый путь.

[edw123]

Поэтому самодельные электромобили на колекторых моторах имеют более высокий КПД чем заводские на бесколекторных.

А это не беда контроллера?

[P.Mikhail]

Давно вынашиваю план управления коллекторником  ШИМ инвертором приус 20, можно же запараллелить все его каналы.