Двс-генератор-эд-редуктор-колёса (легковой авто)

[SAO]

 Приветствую форумчан. Специалистов и любителей.
  Предлагаю обсудить идею проекта.
  Заднеприводный легковой автомобиль массой 1000кг. Двс остаётся родной, стыкуется с генератором(один или несколько). Далее электродвигатель стыкуется с редуктором 3,9. колёса 25".
Цель: максимальная скорость 140км/ч. Тепловая энергия преобразуется в электрическую, затем в  механическую.
Генератор должен выдавать мощность необходимую для ЭД при скорости 80-90км/ч. При спусках, торможениях, остановках, накапливать энергию в аккумуляторы для обгонов и ускорений. 
От ДВС не отказываюсь по следующим причинам: стоимость и массогабариты аккумуляторов; ПЕЧКА;  тормоза;  гидроусилитель, кондиционер, фары, музыка,..
Самое важное бюджет   на первых этапах 150-200руб. Далее свинцовые аккумы менять на литиевые, увеличивая постепенно ёмкость.
  ДВС у меня очень хороший + современное гбо. Можно дополнительно использовать МКПП, переключать диапозоны  м/у городом и трассой.
  Вообщем жду ваших советов. Какой ЭД подобрать. Частотник, генератор, и прочее.
   Первоначально автомобиль для души и небольших семейной хозяйственных задач. Если понравится, то в дальнейшем можно доработать и для активной эксплуатации.
 

[aleks17121960]

Проект так себе-свой ДВС у вас при такой схеме избыточен,достаточно иметь 14-16кВт для подзарядки.То есть,места ваш для всего остального практически не оставляет.Вы не учли,что в отличии от ДВС ЭД не нуждается в запасе мощности,тем более с КПП.Пиковая мощность ЭД в два раза примерно больше номинальной.То есть,ЭД можно расчитывать исходя из максимальной скорости авто плюс 20% на встречный ветер.Расчет показал,вам достаточно 40-45кВт ЭД-ля при движении на 140км/ч при нагрузке 300кг.При движении на скорости 90км/ч достаточно 15-16кВт с учетом КПД.Это и есть мощность генератораТо есть,до 90км/ч вы едете на генераторе,выше-на АКБ.При этом пробег даже на максималке будет выше чисто на АКБ-в моменты снижения скорости будет идти подзарядка.И огорчу вас-про свинец забудьте сразу,на нем не поедет вообще.Разве что на десяток км.

[SAO]

Спасибо за ответ!  Про эд так и думал что минимум 40квт. А какя динамика с такой мощностью будет?
  Про двс подумаю, подберу какой нить маленький. Просто этот уже есть, не надо тратить деньги и время на инсталляцию другого.
   А какой двигатель подходит чтобы без сцепления использовать? И какой диапозон оборотов?
И какие подходящие типы аккумуляторов самые дешёвые?

[on4ip]

ДВС оставляйте конечно, можно вообще без батареек на первое время сделать электро трансмиссию.
Двигатель асинхронный на 40 квт легко найти, правда вес под 100 кг=), генератор тоже самое.
С батарейным блоком генератор поменьше будет, как писали в районе 20 квт.
ДВС какого типа? Хотя не важно, все равно управление газом тросиком, но можно сделать плавное управление мощностью и режимом работы ДВС+ старт стоп.
А ну еще 2 инвертора нужно+ управление.
В 100 к нереально будет вложиться, и да машина будет для езды по городу и пробкам, в таком режиме плюсы будут, за городом КПД общее хуже чем у обычного авто.

[SAO]

     А, почему за городом КПД снижается?
  Двс бензиновый, полностью адаптированный под пропан. Высокая степень сжатия, электронный контроль состава смеси (для газа следует 17-19/1 в отличие от бензина 13-15/1). Управление дроселем можно и электронное сообразить. Сделать аатоматику.
    Масса ЭД в 100кг не пугает.
А каких массагабаритов генераторы на 20кВт? И какие на них примерно цены?

[aleks17121960]

Про управление-несомненно,оно будет электронной педалью на контроллер ЭД.То есть,к ДВС-гене нужен автомат поддержания оборотов.Динамику можете считать,исходя из расчета Рнх2.То есть,на старте ЭД выдаст 80кВт при 40 номинала.Плюс КПП.Не Феррари,но близко.Скорее всего,чаще будете на 2-й,3-й передаче трогаться.Механическая связь движка с трансмиссией исключена-на коленке не отладите,лучше чистая *тепловозная* схема.Прибамбасы типа наворотов ДВС в генераторном режиме тоже не так важны,ибо подобрав генератор под оптимальные обороты ДВС,вы средний КПД также поднимете прилично.И главное-только литий,только с дорогой БМС либо хороший липо с хорошими контрольными приборами.Даже боюсь предсказать,во сколько это встанет.На все про все тыщ от 700.Для начала.

[SAO]

Нынешний курс валюты судя по всему вынуждает откладывать наших людей постройку электрокаров.
  Буду постепенно собирать элементы. Может что-то б/у недорого подвернётся.
   У кого есть соображения по комплекту. Пишите состав и аргументируйте. Полезно будет думаю многим. Возможно такая схема кого-то ещё заинтересует, и он может быть построит вперёд меня.
  А пока читаю форум, подбираю агрегаты, коплю средства. По мере изучения буду задавать вопросы. Главное что от идеи не отгавариваете...

[Андрей174]

По ДВС : на мой взгляд, мотор матиза- самое то. 37.5 квт. и небольшой. адаптируется на газ. можно купить за 10 -30 тыр.
По генератору : стандартные дороги, да и габариты велики. По-моему лучше собрать стартер-генератор прямо на маховике.
По батареям: на этом форуме представлен *маленький китай* . посмотри их *чебурашки* либо *супермонстры*.
По ЭД: для себя я бы остановился на 4 мотор-колёсах.

[aleks17121960]

МК хороши для великов,ну мото легкий еще,это все.На *Матизе* подвеска убьется с МК моментом,не считая проблем с тяговооруженностью.Для авто нужна КПП 2-3 передачи.Лучше 3.

[iurij.dedov]

А зачем это все !
Нефть дешевеет , а значит скоро и бензин подешевеет.
Смысла нет переделывать.

[on4ip]

[user]iurij.dedov[/user], Ага только не для Российского рынка=) Да и делают не из за бензина.

[Андрей174]

МК хороши для великов,ну мото легкий еще,это все.На *Матизе* подвеска убьется с МК моментом,не считая проблем с тяговооруженностью.Для авто нужна КПП 2-3 передачи.Лучше 3.

не аргументированно.
1. МК хороши не только для великов. или "БелАЗ" стал велосипедом?
2. речь не о "матизе", а об авто с массой 1000 кг. двиг "матиза" подходит .
3. для бензинки - 100% надо кпп. здесь речь о гибриде. Даже китайские МК для авто дают момент до 220нм.  это 6 кВт. а есть и 10 кВт. на четырёх колёсах суммарно- 880 нм. для чего коробка? кстати, максимальная частота вращения у "китайцев"- 1000-1400об/мин. т.е. для 14 дюймовых колёс скорость авто будет более 160 км/час.

[NUBITO]

По делу:
Мощность ДВС-генератора должна быть в 3-4 раза меньше максимальной ЭД. Остальное компенсируют накопители. Генаратор при норм охлаждении(как и ЭД) может быть небольшой. Двигатели на такую мощность могут быть и меньшей массы. Например тот же асинхронник со славянкой, но там контроллер дорогой. ДВС будет работать(если нужна экономия топлива) на средних оборотах(около 3000 об/мин), т.е. на половине от максимальной мощности. Берём ДВС от матиза(52л.с.) делим на два и умножаем на КПД генератора(например 75%) получим ~14кВт. Т.е. ЭД будет 40-50кВт. Далее для экономичности на трассе нужен кузов с хорошей аэродинамикой(коэффициент менее 0.3). МК не советую. По нашим дорогам пару ям и прощай подшипник. Свинец тоже лучше не брать. Зарядку "на ходу" он не поддерживает. Как только сядет, стартовать будете только на гене.

Оффтоп:
[user]Андрей174[/user], у Белаза МК стоят по другой причине.
Двигатель от мото подходит, а не от матиза тогда уж))

Для чего коробка? ЭД даст, скажем, 200нм. 1я передача плюс главная и того редукция 12-16 т.е. 2400-3200нм на колёсах. Плюс меньше контроллеров(т.е. дешевле и проще), выше надёжность(нет не подрессоренных масс), и по идее выше КПД в некоторых режимах работы, ну и конечно все те же 150км/ч.

[aleks17121960]

МК хороши для великов,ну мото легкий еще,это все.На *Матизе* подвеска убьется с МК моментом,не считая проблем с тяговооруженностью.Для авто нужна КПП 2-3 передачи.Лучше 3.

не аргументированно.
1. МК хороши не только для великов. или "БелАЗ" стал велосипедом?
2. речь не о "матизе", а об авто с массой 1000 кг. двиг "матиза" подходит .
3. для бензинки - 100% надо кпп. здесь речь о гибриде. Даже китайские МК для авто дают момент до 220нм.  это 6 кВт. а есть и 10 кВт. на четырёх колёсах суммарно- 880 нм. для чего коробка? кстати, максимальная частота вращения у "китайцев"- 1000-1400об/мин. т.е. для 14 дюймовых колёс скорость авто будет более 160 км/час.

Повторю:подвеска полетит с МК моментом.Влагозащита китайцев-никакая,а нормальных заводов имеют невменяемую цену.Момента МК НЕ ХВАТИТ ни на какие 160км/ч,в природе НЕТ моторов,способных нормально работать в таком диапазоне.Учите матчасть...

[on4ip]

[user]aleks17121960[/user], Не нужно быть столь критичным, МК есть и со встроенным 2х ступенчатым редуктором, также можно использовать центральный привод, например на автобусе ЛИАЗ 5292 коробки нет, характеристики аналогичны серийному. Делали проект трактора с мотор колесом, там редуктор 2 ступени был в колесе 4 мотор колеса, за место коробки передач на 46 скоростей=)

[Андрей174]

[user]aleks17121960[/user],
по поводу герметичности. ещё на первых станках плазменной резки мы решали  эту проблему наоборот. т.е. не делали абсолютной герметичности. просто подавали небольшое избыточное давление воздуха. что мешает вдувать внутрь МК воздух? на вело- масса и габарит, а в авто?
по неподрессоренным массам: много - это сколько? а задний мост+ кардан в заднеприводном авто считаем? это тоже масса, и по-большей части неподрессоренная.
Учите матчасть...

Кстати, оксид железа тот ещё абразив, а за смену даже с вытяжкой на " плазме" выпадает в осадок до 1 мм по всему цеху. и тем не менее, линейные (и не только) подшипники служат уже 5 лет.

я это к тому, что не стоит тупо отвергать, можно подойти творчески (возможно, с другой стороны) и решить на первый взгляд, "нерешаемые проблемы". попробуйте - вам понравится.

[Андрей174]

[user]NUBITO[/user], 2400-3200нм на колёсах. По вертикали ехать? мне не надо. по городу 880 нм  мне хватит. кому мало, я не возражаю против ЭД.

[Андрей174]

[user]on4ip[/user], ЛИАЗ 5292 имеет таки коробку. автомат. а вот ЛиАЗ-677 имел гидродинамическую трансмиссию, что тоже автомат. неубиваемая была трансмиссия. что туда только не лили, вплоть до веретёнки, а он ехал.
Но это не наша тема.

[on4ip]

ЛИАЗ 5292 таки стандартный а я говорю про гибрид на базе этого автобуса.

[NUBITO]

[user]Андрей174[/user], ваз-2108, на колёсах 1300нм(94нм даёт двигатель) на первой передаче. Как думаете, динамика у него хорошая?
Неподрессоренная масса в авто это фактически только колёса. А вы хотите 15-20 кило на них нацепить.

[Андрей174]

[user]NUBITO[/user],  не стоит забывать, на каких оборотах этот крутящий момент. Вы стартуете на оборотах ДВС 3600- 5900 ? Я - нет . И не собираюсь, потому как резину надо тогда менять 1-2 раза в месяц ( по мере износа). на оборотах  около 2000 момент гораздо ниже (около 45 нм). Т.е. 630 нм на колёсах. и динамика в норме, по моему мнению. Но я не гонщик. И, кстати , именно поэтому 15 кг на колесе для меня не составят проблемы. По пробкам всё равно не  погоняешь(а по бездорожью - и подавно).
Я не навязываю , но отстаиваю своё мнение. понятно, что для любителей погонять этот вариант неприемлем. А тема отнюдь не "электро спорткар".
кстати, топикстартер явно указал заднеприводый авто, коим 2108 не является.

[NUBITO]

Ох, что ж у вас так мозги на одном зациклины? На эд вы тоже сразу все 200нм будете использовать? Да и 200нм не особо выдающиеся параметры. И вообще всё это говорите не мне. Есть тут люди которые любят втопить на светофоре, им будет интересно с вами поговорить об этом)

[iurij.dedov]

Мне например 50 нМ - очень мало.

[SAO]

 Ооо, как приятно читать такое общение.  кто знает... может лет 10-15 ещё, и это будут "привычные вещи" А сейчас попахивает революцией, запрещённостью, недосягаемым, ...
  В мире механики всё просто. все типы изучены, "закаталожены и шаблонированы" грубо говоря выбрать из таблицы.
А в электрики всё впереди...

  Теперь по теме.
1. генератор на маховике это интересно. на какую мощность можно рассчитывать? и уровень самодеятельности?
2. МК выдержут агрессивной езды? а трассы в провинции именно такие. И насколько я понимаю дороговато...
3. масса автомобиля до 1.5 и даже до 1.8т не пугает а наооборот привлекает. тяжёлые машины по трассе уверенно идут. правда свыше 1.5т усиливается инерционность (в повороте прямо может уйти) меньше тонны, еле за дорогу цепляется, 2108 на льду даёт об этом представление.
4. есть ещё мысль для начала слабенький недорогой ЭД поставить, желательно чтоб  и контролер к нему подешевле. а в перспективе либо посерьёзнее поменять. либо второй такой же поставить.
   механизм межколёстного дифференцала меня тоже не впечатляет. Между прочим он всегда первым в редукторе ломается, неважно что за марка авто. редко когда пара рвётся раньше. Конечно вместо сателлитов можно использовать всякие самоблоки, но начав общение с современной электротехникой, как то не хочется.   Считаю применение раздельных ЭД особо актуальным для переднеприводных.
5. По поводу стоимости горючего и аэродинамики.
равномерно при 100км/ч данный прототип потребляет около 8 литров газа или 7 литров бензина. Если после гибридизации эти показатели упадут в два раза, то я буду считать это одной из побед.  (10 лет назад помню работал на жигуле по городу торговым представителем, выпал первый снег и я на летней резине катался весь день, максимум 40 разгонялся, на педаль еле жал, так вот расход оказался 5/100 вместо 10. примерно в таком же режиме будет работать двс с геной)
аэродинамика важна для разгона, набрав скорость, экономить помогает инерция.

Сейчас эксплуатирую шевиниву. масса 1500кг.  По ощущениям совсем не тяжело, когда загружу даже больше нравится. Зимой на ней очень круто!    Но там две кпп, три кардана, и двс пыжится всё это крутит,..а ещё переключать передачи, делая перегазовки,чтоб метал меньше нагружать и рывки сглаживать,.. Мама Мия!    Я на работе постоянно рацуху толкаю, а тут подо мной такое бесовство происходит. Жить зная, что можно сделать всё иначе очень тяжело 
Планирую в ближайшие полгода ниву поменять на минивэн с автоматом. Но в корне это ничего не поменяет. Поэтому для души потихоньку буду строить электротяговый гибрид... 

[iurij.dedov]

Все идет к тому что скоро будет выработан единный коэффициент стоимости ( универсальный) энергоресурсов.
И экономить на этом не сможет никто.

[NUBITO]

[user]SAO[/user],
1) смотря какой ЭД будет стоять, но скорее всего это BLDC(а они дорогие).
"...они оснащаются электродвигателем (10–15 кВт), который помогает двигателю внутреннего сгорания при разгоне, а при торможении запасает рекуперативную энергию..."

Спойлер

2) совсем агрессивную - нет. плюс они в основном(да что там, все!) являются BLDCшками, что увеличивает их стоймость. Ну и конечно для каждого нужен контроллер и их синхронная работа иначе косяки.
3) лишний вес катать - меньше экономичность. а для устойчивости увеличить прижимную силу(спойлер и т.п.) и готово.
4) ищите коллекторники от погрузчиков(не ниже 48в, лучше 96в и т.п. если будут) контроллер можно и самому для них спаять, схемы тут есть. 1-2 штуки вам хватит
5) для движения по трассе экономичность достигается аэродинамикой. по городу - гибридная система
7 литров бензина и 2 раза... у приуса 4л заявлено, в реале - больше. печка, аудиосистема, стиль езды и т.п.

аэродинамика важна для разгона, набрав скорость, экономить помогает инерция.

в корне не верно. аэродинамика проявляется на скоростях больше 40-50 км/ч. До этих скоростей она незначительна, а чем выше скорость тем больше она важна.
Инерция не помогает экономить, я бы сказал даже наоборот.

[SAO]

  Вспомнил. На одном заводе, где я работал. Есть два мотора от электротелег советских. Одна машина большая 5тонная на больших колёс а вторая маленькая, до 1т груз.под.
  Кто навскидку помнит что это за моторы? Можно из них что-нибудь полезное взять, перемотать?
Габаритные диаметры примерно 300 и 500

[Андрей174]

[user]SAO[/user], мощность генератора на маховике ограничена мощностью двс ( минус потери). Весь вопрос в том, какая мощность нужна. Потому как делать " с запасом" - накладно. Именно для последовательного гибрида я и хотел бы использовать стартер-генератор. Просто последовательный гибрид мне более интересен.
Что вы понимаете под "агрессивной ездой"? если езда с частыми, близкими к максимальным ускорениями и замедлением, для МК это не проблема, но выбирать МК придётся с запасом. Либо брать МК с жидкостным охлаждением.
Цены на такие девайсы- заоблачные.
[user]NUBITO[/user], фотка отличная. И ДВС трёхцилиндровый.

[SAO]

Агрессивная езда это когда подвеска в обе стороны с бешеной частотой отрабатывает 
  Трасса димитровград-тольятти 120км иногда в таком состоянии что на легковой машине 1,5 часа ехать. Если разогнатся, то не успеешь затормозить и можно услышать как заканчивается подвеска, покрышки и хруст кузова.
А к примеру на ниве на колёсах 225/70r15 у меня рекорд 52 минуты. 140 всю дорогу, никто не обгоняет, только я.
Причём я не псих избалованный. Просто реально подвеска от этого не ломается. Особенность машины. Но при условии Что колёса более 28"

Генератор обсуждали выше. Должен обеспечивать крейсерский режим. Ускорения за счёт накопленной энергии. А благодаря генератору экономим на дорогущих аккумуляторах и увеличиваем пробег

[NUBITO]

[user]SAO[/user], генератор-маховик не есть основной двигатель. Он лишь помогает ДВС. Отдельно от ДВС он практиченски не работает и аккумуляторы тоже нежны побольше.
Крейсерский режим это по вашему какой?

[SAO]

 В начале темы писали. Крейсерская 90км/ч максимальная 140км/ч
Генератор нужен 15-20 кВт
ЭД от 15 до 45 кВт в зависимости от бюджета. Можно для начала 15, потом или поменять на больший или второй такой же добавить.
Чем больше бюджетных решений соберем, тем быстрее осуществится.
  Последовательный гибрид исключается. Т.к. хочу ехать именно на электротяге. Без сцеплений, переключений, гидротрансформаций, и волнообразной работы силовой установки.  В дальнейшем даже от дифференциала межколёстного планирую отказаться.   

[ElectricBus]

Генератор...Должен обеспечивать крейсерский режим. Ускорения за счёт накопленной энергии. А благодаря генератору экономим на дорогущих аккумуляторах и увеличиваем пробег...

Крейсерская 90км/ч максимальная 140км/ч

Генератор нужен 15-20 кВт ЭД от 15 до 45 кВт в зависимости от бюджета. Можно для начала 15, потом или поменять на больший или второй такой же добавить.
Последовательный гибрид исключается. Т.к. хочу ехать именно на электротяге...

SAO, уж извините меня, но похоже что к этому посту Вы «далеко забрались в облака». А вообще-то, Вы идете по тем же «граблям», что и многие ранее.
То, о чем Вы мечтаете и есть производное последовательного гибрида. И тогда, сразу же возникают определенные сомнения:
1) все тяговое оборудование, указанных параметров: ГУ 15-20 кВт, ТЭД 15-45 кВт и буферная АКБ, вряд ли смогут безпроблемно разместиться в «легковом автомобиле массой до 1000 кг»... Скорее всего, такой автомобиль будет "напичкан по самое не хочу", переутяжелен и по нашим дорогам проездит недолго;
2) и тогда (из вышесказанного) связка ГУ 15/ТЭД-15 кВт вряд ли способна будет такой автомобиль "крейсировать" со скоростью 90 км/ч, ну разве по "аэродромным поверхностям". А уж скорость до 140 км/ч и/или любой мало-мальский протяженный подъем скорее всего, мягко говоря, вызовут определенные трудности...

Может быть Вам стоит обратиться к опыту "родственного" Вашему проекту Ё-мобиля (обсуждение которого можно найти в спецмальном подразделе нашего форума)?

[NUBITO]

1) для крейсерской 90 и макс 140 нужна хорошая аэродинамика(это очень важно, особенно на последовательном гибриде). Тогда и расход будет небольшой.
2) эд 15-45кВт подойдёт только с КПП. На последовательном гибриде(когда ДВС крутит только генератор. Паралельный это тот что я на фото показывал) ставить и КПП и генератор вряд ли так просто получится (см. конструкцию ё-авто)

[on4ip]

[user]NUBITO[/user], Если и ставиться КПП то на сам тяговый двигатель, в тех применениях с которыми работал КПП вырождалась в 2х диапазонный редуктор.

[NUBITO]

[user]on4ip[/user], а я его куда-то ещё запихивал?)

[on4ip]

Ну так я в общем. КПП в хорошо спроектированной системе должно отсутствовать.

[ElectricBus]

КПП в хорошо спроектированной системе должно отсутствовать.

Собственно говоря да, для тягового электропривода, какие-либо промежуточные механические агрегаты нежелательны. Но на сегодня, к сожалению, это маловозможно (не учитывая непосредственный ТЭП имеющий те же недостатки, что и мотор-колеса)

КПП вырождалась в 2х диапазонный редуктор.

Если на ЭТС установлен один тяговый электродвигатель, то применение переключаемого редуктора является достаточно полезным устройством. В случае нескольких ТЭД или индивидуального привода, можно ограничиться соответсовующей электросхемой соединения (применимо для электропривода постоянного тока)

[NUBITO]

[user]v_nikolay[/user], почему нежелательны? Всё зависит от задания. Ну и в некоторых случаях это может быть не рентабельно, во всяком случае на данный момент.

[ElectricBus]

[user]v_nikolay[/user], почему нежелательны? Всё зависит от задания. Ну и в некоторых случаях это может быть не рентабельно, во всяком случае на данный момент.

Ну потому,что тяговый электропривод (в принципе, являющийся самодостаточной системой), вполне мог бы обойтись без промежуточных передающих механизмов. К сожалению, как я уже отмечал ранее, НТЭП имеет практически те же недостатки, что и мотор-колесный ТЭП. И вот здесь уже как раз таки возникает вопрос рентабельности (о че  Вы правильно заметили)