Белорусский никола тесла. минчанин сделал электромобиль в гараже и ездит на нем каждый день

Как самостоятельно собрать электромобиль?

Когда всё необходимое оборудование приобретено, можно приступать к реорганизации бензиновой системы питания. Инструкция следующая:

• Поднимите подъёмником машину и демонтируйте силовую установку.
• Снимите все детали, которые обеспечивали бензиновому двигателю работоспособность. Оставьте только необходимые для стабильной работы электродвигателя детали и механизмы.
• Избавьтесь от гидроусилителя руля.
• Видоизмените имеющиеся крепления двигателя под габариты электромотора. Также эту работу можно поручить автомеханикам СТО.
• Вал электродвигателя с трансмиссией соединяется посредством переделанного маховика.
• Установите в подкапотное пространство электромотор и контроллер питания.
• Закрепите батарею при помощи кронштейнов, используя провод с сечением М50 для соединения блока с контроллером.

При выборе комплектующего и во время проведения работы советуйтесь с профессионалами. Сегодня на автомобильном рынке постоянно появляются новые механизмы и устройства для электромобилей, а также готовые наборы, рассчитанные для переоборудования определенных моделей авто. Если таких комплектов вы не нашли, то всегда можно обратиться за помощью в профессиональную мастерскую, где непременно помогут стать владельцем экологически чистого автомобиля. Однако надо понимать, что в последнее время делать электромобиль из обычного авто слишком трудозатратно и экономически нецелесообразно, когда в пределах 400 тысч рублей можно купить подержанный заводской Nissan Leaf I.

Электродвигатель

В терминологии автомобилестроения дается четкое понятие, что такое электромобиль: «Транспортное средство, основным движителем которого является электропривод».

Одним из основных преимуществ электродвигателя по сравнению с ДВС является высокий коэффициент полезного действия – до 95%. Считается, что электромобиль абсолютно экологичен. Это не совсем так. Производство электроэнергии в большинстве стран базируется на теплоэлектростанциях, которые сжигают топливо, нанося вред окружающей среде. Не менее опасны АЭС. Развитие рынка электромобилей рационально рассматривать с увеличением доли «зеленой» электроэнергии: солнечные батареи, энергия ветра и другие.

В системах авто с ДВС применяются в основном электродвигатели постоянного тока: стартеры, приводы щеток, вентиляторов, бензонасоса, различных регуляторов. Эти электродвигатели для передачи тока к вращающемуся ротору используют систему «щетки-коллектор», поэтому называются коллекторные. В электромобилях для обеспечения высокого вращающего момента необходимо протекание больших токов. Искрение щеток во время движения по ламелям коллектора приводят к преждевременному износу этой зоны. Поэтому в электромобилях обычно применяют бесколлекторные двигатели.

Для того чтобы уменьшить величину тока, протекающего через обмотки электродвигателя, согласно закону Ома, необходимо увеличивать питающее напряжение. В этом смысле наиболее эффективны трехфазные электродвигатели переменного тока: синхронные (например, на Mitsubishi i-MiEV) или асинхронные (на Chevrolet Volt).

Сейчас ведутся разработки высокоэффективных электродвигателей с минимальными размерами и массой. Привод от производителя Yasa Motors имеет массу 25 кг, достигая крутящего момента 650 Нм. Самый мощный электромобиль Venturi VBB-3 имеет электродвигатель 3 тыс. л. с.

Что такое детский электромобиль?

Понять, что такой детский электромобиль, можно просто зайдя в любой парк развлечений или крупный детский магазин. Такая игрушка точно не останется незамеченной. Ее обожают как совсем малыши, так и дошколята и даже младшие школьники. По сути это уменьшенная копия настоящего автомобиля с электрическим двигателем и аккумулятором. Управлять девайсом может как сам ребенок, так и взрослый с помощью специального пульта.

Электромобиль для ребенка может иметь самый разный внешний вид, как и прототипы. Производители выпускают широкий выбор моделей на любой вкус: седан, кабриолет, внедорожник, мотоцикл или даже танк, ведь малышам так нравится быть похожими на своих родителей. А уж ездить на своей машине, точно такой же как у папы или мамы, только меньше, это настоящий предел мечтаний!

Устройство детского электромобиля

Качественная детская машина с электродвигателем имеет схожие с реальными аналогами характеристики и строение:

1. Пластиковый или металлический корпус машины.
2. Открывающиеся капот и багажник.
3. Под капотом располагается электрический двигатель и аккумулятор.
4. Салон девайса снабжен удобными сидениями для юного водителя и педалями управления. Дополнительно в комплекте идет специальный пульт для взрослого, присматривающего за малышом.
5. Обязательно присутствуют пятиточечные ремни безопасности.
6. Руль и приборная панель с подсветкой.
7. Электромобиль детский с пультом управления может быть дополнительно укомплектован встроенным магнитофоном с возможностью выбора мелодий.
8. Колеса могут быть выполнены из пластика или резины.
9. В некоторых моделях есть светодиодные фары, для освещения дороги спереди и сзади.
10. Зарядное устройство для подзарядки аккумулятора.

Устройство и особенности гибридных систем

Применение гибридных автомобилей не только имеет свои преимущества, например, экологические, но и преследует определенные цели действующих игроков автомобильного рынка. Компании намерены сохранить налаженное конвейерное производство двигателей внутреннего сгорания. А постоянное ужесточение норм выброса вредных веществ – лишнее тому подтверждение.

По сути, гибридные системы подразумевают использование электродвигателя как дополнительного элемента, который способствует повышению мощности и экономии топлива. Ведь все подобные машины начинают движение именно благодаря ДВС.

Гибридные системы условно можно разделить на подвиды:

• Интегрированное содействие мотору.
• Интегрированный генератор стартера. Система, как и предыдущая, позволяет начинать движение машине, только в этом случае используется меньший электродвигатель.
• Система остановки/старта двигателя. Происходит отключение мотора, когда его мощность не используется, а затем он запускается моментально, как только это необходимо.

Различают также три вида «гибридов»:

• Параллельный. В этом случае батареи передают энергию электродвигателю, а бак – топливо для ДВС. Оба агрегата способны создать условия для перемещения транспортного средства.
• Последовательный. ДВС поворачивает генератор, который может или завести электродвигатель, или зарядить аккумуляторы.
• Последовательно-параллельная. ДВС, электродвигатель и генератор соединены с колёсами через планетарный редуктор.

Большинство существующих сейчас гибридных автомобилей относятся к параллельным. Хорошим решением является транспортное средство с подзарядкой. Оно открывает новые эксплуатационные возможности, нивелируя недостаток ограниченности пробега. При исчерпании заряда аккумулятора в работу вступает ДВС малой мощности.

Гибридная система существенно снижает уровень выводимых газов и увеличивает продуктивность расхода топлива, что особо актуально в условиях крупного населенного пункта. А рекуперативная система аккумулирует энергию.

Управление гибридным транспортным средством похоже на управление обычным автомобилем с автоматической коробкой передач. Только в этом случае обеспечивается низкий уровень шума, лучшая управляемость и повышенная мощность. При этом не нужно специально подзаряжать аккумуляторную батарею, это происходит при работе автомобиля.

Тип разъёма.

В настоящий момент не существует какого-либо одного международного стандарта коннекторов для заряда электромобилей. В США в качестве базового принят TYPE-1, Tesla использует свой собственный тип разъёмов, в Европе разъёмы типа TYPE-2, японские электромобили оснащаются разъёмами CHAdeMO, а в Китае используют собственный тип — GB/T. Поэтому, первым показателем, который надо занести в список характеристик станции будет тип коннектора на вашем электромобиле или тех электромобилях, которые будут заряжаться на станции. К слову сказать, это актуально для тех станций, которые оснащены встроенным кабелем с разъёмом для заряда. Если же вы устанавливаете станцию не с интегрированным кабелем, а с розеткой, то заряжаться на ней теоретически сможет любой электромобиль при использовании зарядного кабеля с подходящими коннекторами на разных концах. Такие кабели, как правило владельцы электромобилей возят с собой.

Устройство и преимущества мотор-колеса

1. Первое, что сразу начинает понимать более-менее разбирающийся в технике человек — мотор-колесу не требуется большое количество дополнительного оборудования. Отсутствует множество элементов, передающих тягу на ведущие колёса! Какие рядовой обладатель электрокара с мотор-колесом может получить выгоды от такой упрощённой и более совершенной конструкции?

Пониженная за счёт отсутствия ряда компонентов масса электрокара, позволит преодолевать на одном заряде больше километров. Не стоит забывать и о том, что в таком автомобиле будет и меньшее количество трущихся деталей, что также благоприятным образом отразится на пробеге. Подобная техника обойдётся при покупке дешевле и кроме того, её обслуживание и ремонт, также не отберут у хозяина много денег. Ещё чем может порадовать МК, так это надёжностью, ведь устройство электрокара в таком случае отличается простотой и всем давно известно, что чем проще механизм, тем он надёжнее. Отсутствие «лишних» агрегатов, позволило инженерам предоставить больше полезного места для пассажиров и перевозимой поклажи. Кроме того, это даёт возможность дизайнерам и конструкторам применять самые смелые решения.

2. Следующее, что нельзя не заметить — превосходная динамика электромобиля оборудованного мотор-колёсами. Компактные и легковесные электромоторы интегрированные в колёса, выдают максимальное значение крутящего момента с первых же оборотов. Показатель тяги может доходить до цифры 700 Нм.

3. Управляемые мотор-колёса делают транспортное средство ими оборудованное очень манёвренным. Причина данного обстоятельства проста: каждое МК может крутиться с разной частотой и в разных направлениях. Авто благодаря такой специфике может развернуться на 360 градусов, припарковаться в стеснённых условиях и практически мгновенно адаптироваться к состоянию дороги.

4

Значительно упрощается устройство очень важной для любого электрокара системы рекуперации

5. Под МК практически идеально можно подстроить любую систему активной безопасности, которая сможет влиять на колёса индивидуально.

Аккумуляторная батарея электрокара и способы её подзарядки

На современных электромобилях широко используются высокоэффективные литий-ионные аккумуляторы, которые предлагают своим обладателям срок службы до десятка лет. В то же время, у этих изделий имеются и существенные недостатки: тяговая Li-ion батарея является самым капризным и дорогостоящим компонентом любого электрокара.

Однако литий-ионные АКБ не единственная разновидность электронакопителей наилучшим образом подходящих для электрокара: в настоящее время ведутся работы по внедрению литий-полимерных аккумуляторов и суперконденсаторов. Многие лидеры мирового автопрома грозятся в ближайшее время поставить такую продукцию на поток и тогда, электрокары ещё больше приблизятся к техническому совершенству.

В зависимости от ёмкости батареи установленной на машине, на её полную подзарядку может потребоваться 8-12 часов, но процесс можно ускорить в значительной степени, правда с ущербом для накопителя. Есть специальные зарядные комплексы, позволяющие «заправить» агрегат на 80% всего за 30 минут. В некоторых странах можно воспользоваться специальными «обменными пунктами», на которых севший аккумулятор можно легко поменять на заряженный такого же типа.

Разработчики идут на разные ухищрения, чтобы увеличить пробег машины на одном заряде и одним из таких фокусов, является использование солнечных панелей, позволяющих хоть и немного, но подзаряжать электромобиль во время движения.

АККУМУЛЯТОР

Электромобили уже имели триумф сто лет назад, в первые десятилетия 20 века, но в тех электромобилях использовались намного более тяжелые и менее мощные аккумуляторы и им не доставало сегодняшних компьютерных систем управления и современных технологий безопасности.

Отличительной чертой новых электромобилей являются их «Системы аккумулирования энергии»( “Energy Storage Systems” ESS)- литий-ионные аккумуляторы.

Tesla Motors представила концепт модели Roadster 2008 за 100 000$, который доказывал правильность выбора в пользу литий-ионных батарей. В нем использовалось почти 7000 частиц, собранных в модули.

Другие автопроизводители, подстраивают литий-ионные аккумуляторы под себя, но сейчас, в общей сложности, все они используют энергию литий-ионных аккумуляторов.

Скорость зарядки таких батарей зависит от того, сколько накопленной энергии киловатт-часов имеет блок, насколько мощное бортовое зарядное устройство и от того, какое количество энергии поступает из сети, к которой подключен автомобиль.
Кроме того, у всех электромобилей есть рекуперативное торможение, которое захватывает энергию при торможении и направляет ее назад в аккумулятор. К сожалению, энергии, которая вернулась, недостаточно для того, чтобы привести автомобиль в движение, а значит ( несмотря на некоторые слухи), нет такого электромобиля, который бы работал по принципу «вечного двигателя».

Поэтому для подзарядки электромобиль можно подключить к стандартной американской 120-вольтной сети или же любой другой электросети в мире, но это самый медленный способ. Даже подзарядка среднеразмерной 16 кВт-ной батареи Mitsubishi i-MiEV может занимать до 20 часов. Полностью разряженная батарея Model S мощностью 85 кВт будет заряжаться несколько дней, если подключить ее к обычной электросети.

Таким образом, пока некоторые довольствуются 120 вольтами, есть простое приспособление с причудливым названием «Electric Vehicle Supply Equipment» на 240 вольт. Такие блоки варьируются в цене от нескольких сотен долларов до нескольких тысяч, отличаются они силой тока, тем самым меняя фактическую мощность и скорость зарядки.

И все же зарядка от домашней электросети переменного тока не так проста, как кажется, даже если вы нашли самый мощный EVSE который только есть в продаже.

Производители установили максимальный порог мощности, которую может принимать электромобиль, и этим препятствием является бортовое зарядное устройство, через которое, как через соломинку, электромобиль пытается «всасывать» энергию.

Помимо этого, в случае необходимости, есть общественные быстрые зарядные станции DC, мощностью обычно 480 вольт, хотя специальная зарядная станция Tesla Supercharger более эффективна- она может восполнить 80% заряда всего за 20 минут. Некоторые электромобили могут принимать DC (Direct Current-«постоянный ток») и обойти переход от 120 вольт на 240, которые также известны как уровень 1 и уровень 2.

В батарею также встроено программное обеспечение Battery Management System (BMS), которое контролирует расход энергии и зарядку. Литий-ионные аккумуляторы нуждаются в такой программе, и именно она не позволила еще ни одной батарее быстро израсходовать весь свой потенциал.

С одной стороны, система предотвращает полный разряд частиц, с другой стороны переизбыток энергии. Цель состоит в том, чтобы создать максимальный срок годности (намного больше, чем у батареи в ноутбуке и не меньше, чем продолжительность жизни двигателя внутреннего сгорания, хотя некоторый процент сохранения энергии со временем будет утрачиваться).

Инженеры консервативных взглядов могут утверждать, что аккумулятор имеет определенное количество энергии, которое может поступать до тех пор, пока батарея не разрядится полностью. На самом деле, если заряд электромобиля уже на нуле, то у него все еще достаточно энергии, чтобы управлять автомобилем, но это обязательно скажется не его долговечности.

Для лучшей работы аккумуляторам, также как и людям нужно поддержание постоянной оптимальной температуры. Конечно, они смогут работать как жарким летом, так и холодной зимой, но запас хода от этого немного ухудшится. Кроме того, производители могут охладить или подогреть устройства для регулировки температуры. Считается, что лучше, или по крайней мере, дешевле, использовать жидкое охлаждение, но некоторые транспортные средства обходятся и без него.

Мотор-колесо Michelin

Данный французский бренд стал популярен во всём мире не только благодаря разработкам высококачественной резины, он ещё прославился тем, что его специалисты занимаются исследовательской деятельностью в области создания экономичного и экологически чистого транспорта. А самое главное, что касается нашей темы, Мишлен уже 15 лет занимается разработкой инновационных мотор-колёс предназначенных для электрокаров. Изделия «Michelin active wheel» в составе своей конструкции имеют тяговый электромотор, компоненты управления, элементы подвески, а также тормозной системы. Такие высокотехнологичные приспособления можно устанавливать как на передней оси электромобиля, так и на задней.

Общая масса такой конструкции не более 35 кг, что является вполне приемлемым результатом. Основной упор инженеры делали на миниатюрный электродвижок собственной разработки, который является сегодня на рынке самым компактным агрегатом подобного типа. Небывалое соотношение его мощностного потенциала к его весу, предоставляет конструкторам уникальную возможность снизить неподрессоренную массу ходовой части средства передвижения. В принципе, подобной затеей задавались и другие производители с мировым именем, к примеру Mitsubishi и Siemens, однако их проекты так и не дотянули до массового производства.

Особенность блоков управления электромобилей

Электрическая схема электромобиля имеет свои особенности в схемотехнике узлов контроля и управления. Большинство электрических систем в электромобилях строятся по традиционным схемам, рассчитанным на напряжение бортовой сети 12 В. Поэтому необходима установка в электромобиль дополнительной схемы инверторного преобразователя напряжения высокого напряжение аккумулятора в напряжение бортовой сети 12 В. В большинство моделей устанавливается дополнительная 12-вольтная аккумуляторная батарея небольшой емкости. Принцип работы основных систем электромобиля (ABS, ESP, кондиционера и других) не меняется.

Для обеспечения максимальной эффективности использования емкости аккумуляторной батареи климат-контроль автомобиля в холодное время года использует предподогрев от стационарных источников перед поездкой, затем энергия батареи расходуется только на поддержание температуры в салоне машины

Поэтому особое внимание конструкторы уделяют применению современных теплоизоляционных материалов в отделке салона. Актуально в этом смысле использование нанотехнологичных материалов

Системы световых излучателей машины (повороты, ближний/дальний, габариты, салонные и другие) используются, в основном, светодиодного энергосберегающего типа. Принцип работы электрооборудования автомобиля основан на бесконтактных электронных системах управления.

Блок управления электродвигателем (двигателями) представляет, по сравнению с аналогичными блоками для ДВС, высокопроизводительный вычислительный комплекс, который контролирует работу большинства энергозначимых узлов с точки зрения достижения максимальной эффективности использования емкости аккумуляторной батареи. Он производит:

• распределение энергии между электроприводами;
• регулирование тяги;
• мониторинг узлов и систем электромобиля;
• управление динамикой авто;
• контроль напряжений питания бортовых систем;
• использование дистанционного мониторинга.

«Стоимость проекта получилась около 4500 долларов»

«Идея зарождалась давно, — начинает рассказ создатель этого электро-Subaru. — Лазал по форумам, вникал, что к чему. Решил сделать собственный электромобиль. Стало интересно, как он едет, как эксплуатируется. Покупать готовый получалось дорого и не так интересно, поэтому решил делать свой. На «субариках» я давно езжу, у меня были все модели. В итоге решился убрать оппозитный двигатель и полный привод и сделать Libero переднеприводным электромобилем.

Сам Subaru Libero был куплен за 600 долларов, причем с пробегом что-то около миллиона километров. Повезло с электромотором 6,3 киловатта от погрузчика Balkancar, который удалось найти новым всего за 250 долларов. Самодельный контроллер из Украины обошелся в 500 долларов, а батарея на 24 киловатта от электрокара Nissan Leaf из Хабаровска — в 2500. Общая стоимость проекта получилась около 4500 долларов».

Алексей живет не в частном доме, а в обычной квартире. Работает, как ни странно, электриком. Во дворе никакой «зарядки» у него нет. Как же он заряжается?

«Заряжаюсь в основном в гараже, когда там ковыряюсь. Медленно, но для езды хватает. Есть зарядные станции «Белоруснефти», они пока бесплатные. Ими можно за три часа полностью зарядить мой электромобиль. Летом на полном заряде можно проехать 150 километров, зимой — 100. Почему выбрал Libero? Потому что это очень практичный автомобиль. При небольших внешних размерах он очень просторный и удобный внутри».

Subaru Libero выпускался в 1986-1998 годах. Вмещает машина, однако, аж семь человек вместе с водителем. Здесь три ряда сидений, прозрачная крыша с огромным люком или даже несколькими люками, широчайшие возможности трансформации салона.

Подключаемый из салона полный привод (постоянно ведущая задняя ось), полноценная рама, две боковые сдвижные двери, поворотные передние кресла. Средний ряд раскладывается и образует столик. То есть вчетвером можно очень комфортно остановиться на пикник. Есть возможность раскладывания среднего и заднего рядов в ровную двуспальную кровать.

В общем, в идеале можно заехать куда-нибудь в дебри, разложить салон в ровное спальное место, лежать и смотреть на звезды. Есть такое исполнение люка, есть с двумя люками и прозрачными стеклами, где передний люк поднимается, а задний сдвигается.

Единственный нюанс — не самый мощный и надежный 1,2-литровый моторчик. Но теперь стоит надежный и тяговитый электромотор, причем он работает на 60% своей мощности. На 100% он просто беспомощно буксует. Пока что скорость авто ограничена на 70 км/ч. На месте бензинового мотора теперь располагается батарея.

Рекуперативное торможение

В автомобиле Тесла всего две педали и подножка для левой ноги, чтобы было куда ее девать при вождении)

педали в автомобиле Тесла

На самом же деле управлять автомобилем можно всего с помощью одной педали: педали газа. На английский манер такой способ вождения электрокаров называется one pedal driving. Почему это возможно на электрокарах?

Давайте для начала разберемся, как вообще происходит торможение в простом автомобиле на ДВС?

Когда мы нажимаем педаль тормоза, у нас тормозные колодки прижимаются к тормозным дискам, и автомобиль начинает тормозить. Куда уходит вся кинетическая энергия движущегося автомобиля? Она превращается в тепло и рассеивается в окружающем пространстве. Можете потрогать тормозные диски после длительного торможения. Они будут очень горячие.

Но вот в автомобилях Тесла торможение происходит совсем по другому принципу. Да, там тоже имеются тормозные колодки и диски, но они используются намного реже, чем у авто с ДВС. Как происходит торможение в Тесла? Как только вы отпускаете педаль газа, автомобиль начинает останавливаться, то есть активируется система рекуперативного торможения. В этом случае двигатель превращается в генератор электрической энергии. Куда уходит энергия от торможения? Если в простых автомобилях она уходила в тепло, то здесь двигатель в роли генератора начинает подзаряжать аккумуляторы. То есть можно сказать, что вся кинетическая энергия автомобиля превращается в электричество и запасается в аккумуляторах. Но почему же происходит процесс торможения? Дело в том, образующееся магнитное в обмотках статора будет тормозить ротор, поэтому и происходит торможение вала двигателя.

Для полной остановки электромобиля потребуется педаль тормоза, которую нажимают в самом конце остановки. Отсюда следует, что тормозные колодки на Тесле надо менять в разы реже, чем на автомобиле с ДВС.