Как сделать электромобиль самому: Электромобиль своими руками: как, зачем и сколько это стоит

Как сделать электромобиль своими руками

Апологеты электротранспорта получили новый стимул к творчеству: в интернете появились комплекты привода для самостоятельной постройки электромобиля или переоборудования в него классических транспортных средств. Итак, как сделать своими руками электромобиль?

Как известно, принципиальных отличий электромобиля от машины с ДВС два: наличие тяговой батареи и иной силовой агрегат. Для самодеятельного конструктора вопрос батареи обычно более-менее ясен: сколько денег есть – такую и батарею покупаешь. Маленькую или большую, свинцово-кислотную или литий-железную, а то и, не дай Бог, хватит денег на литий-ионную. А вот с приводом вопросов больше: где взять двигатель и какого типа, где размещать его, как сопрягать с ведущими колесами, оставлять ли коробку передач.

В комплекте для постройки электромобиля кроме трансмиссии и двигателя – контроллер, акселератор, рычаг двухступенчатой МКП, проводка и заготовки для крепления моста к раме.

Отдельная наука – система управления электромотором, для которой нужен и специальный контроллер, и некий аналог акселератора. А еще почти всегда нужен преобразователь тока – модуль, который преобразует постоянный ток аккумулятора в переменный ток, на котором работают большинство доступных ныне тяговых электродвигателей.

Читайте также: “Киев-1103”: как погиб первый украинский электромобиль

На все готовое

И вот на нескольких китайских сайтах мы видим в продаже набор, который решает проблему привода комплексно. Некая тамошняя компания выпускает ведущий задний мост с пристроенным к нему электромотором. В трансмиссию встроен двухступенчатый редуктор для повышения крутящего момента на подъемах или тяжелых дорогах. Прилагается также контроллер – блок управления двигателем, необходимые кабели, соединители и даже педаль газа – акселератор. Мост укомплектован ступицами для крепления колес, причем с тормозными механизмами. Цена комплекта – порядка 480 долларов без доставки.

Прилагающаяся инструкция умалчивает о подробностях, но судя по всему, это асинхронный двигатель переменного тока с управлением по частоте тока.

Предлагается два варианта привода, оба мощностью 1,5 кВт, но базовый рассчитан на питание от батареи напряжением 60 вольт, а более сильный – на 72 вольта. Передаточное отношение первой передачи – 1:20, второй – 1:10. Производитель приводит данные, согласно которых оснащенное этими узлами транспортное средство будет на высшей передаче разгоняться до 30 – 41 км/ч. Правда, никаких отсылов к допустимой нагрузке на ось и нам найти не удалось.

Интересно, что предлагается на выбор семь вариантов ширины моста, колея составляет от 890 мм до 1210 мм. То есть геометрически такой привод можно установить даже на легковушку (колея «Москвича-412» – 1270 мм, «Таврии» — 1280 мм).

Читайте также: Главный враг электромобиля: двигатель, который от нас скрывают

Несколько “но”

Нужно сказать, что китайцы вопрос электрификации транспорта понимают по-своему. Во-первых, в КНР налажено серийное производство доступных электромобилей, во-вторых существует весомая субсидия от государства каждому покупателю электромобиля. Поэтому пассажирские электромобили в гаражах там вряд ли кто-то мастерит.

Данные комплекты предназначаются в первую очередь для самостоятельного переоборудования на электропривод подобных грузовых трициклов.

А вот множество электрифицированных – явно кустарным образом – велорикш и грузовых мотороллеров журналистам Авто24 там доводилось видеть не раз. В том числе и на улицах крупных богатых городов в процветающих южных провинциях. Для них и предназначаются данные комплекты привода.

Поэтому мы и видим на них такой существенный недостаток, как отсутствие гидравлических тормозов на ведущих колесах. Поэтому, если кому-то из наших соотечественников придет в голову поставить этот ведущий мост на автомобиль, механический привод тормозов придется переделывать на гидравлический самостоятельно.

Передача крутящего момента от электродвигателя к колесам организована через небольшую двухступенчатую коробку передач. Рычаг переключения прилагается.

То же самое и с подвеской моста к несущей системе транспортного средства – площадки для крепления амортизаторов, рессор или пружин прилагаются, но приваривать их “по месту” придется самостоятельно.

И еще одно замечание. В доступных через интернет инструкциях мы не нашли ничего о наличии или отсутствии в приводе режима рекуперации – то есть неясно, сможет ли будущий электромобиль пополнять тяговую батарею энергией при движении накатом – на спусках, приближении к перекрестку. На самом деле это важная возможность продлить пробег между подзарядками, которая есть на любом серийном электромобиле.

Читайте также: Каким был первый переднеприводный автомобиль Украини

Справедливости ради нужно сказать, что комплекты для постройки электромобиля существовали в природе и ранее. Например, некоторые украинские электросамодельщики еще десять лет назад выписывали из-за океана американские комплекты. Состоящие из специального электродвигателя, блока управления и бортового зарядного устройства, они стоили намного дороже – около 3,5 тыс. долларов.

Электродвигатель крепится прямо на ведущий мост, и это плохо: высокой плавности хода с такими неподрессоренными массами не достигнуть.

Какие выбрать аккумуляторы для электромобиля

Отметим, что напряжение питание приведенных тут электродвигателей – 60 вольт и 72 вольта – наталкивают на мысль использовать последовательно соединенные стандартные автомобильные аккумуляторы на 12 вольт. Категорически не рекомендуется это делать, поскольку эти стартерные батареи не прослужат нормально даже один сезон – они не предназначены для работы в качестве тяговых источников тока.

Рекомендуется использовать оптимальный вариант для недорогого электромобиля – литий-железо-фосфатные (они же литий-феррум). Они относительно дешевы, обладают достаточно высокой плотностью энергии, к тому же почти не боятся морозов. Именно такие используют вполне успешные производители серийного электротранспорта, например, известная даже в развитой части Европы китайская компания BYD.

Рекомендация Авто 24

Признаться, внешний вид электроприводов, появившихся в продаже на китайских торговых площадках, отличается от тех, что журналисты Авто24 видели в цехах и исследовательских лабораториях известных мировых автопроизводителей. Скорее всего, и эксплуатационные параметры данных узлов с востока не будут идеальными. Но если вы собрались «поставить на электроход» не суперкар, а какой-то сугубо утилитарный транспорт, это не должно вас особо смущать.

Читайте также: Расходы на электромобиль и бензиновый: какой выгоднее

Как сделать литиевый аккумулятор для электромобиля

Сейчас вы увидите как сделать аккумулятор для электромобилей (похожий на этот, но больше по напряжению). Многие опасаются делать сборку из элементов Li-Ion 18650 самостоятельно, но как выяснилось, подобный аккумулятор можно сделать самому, тем самым сэкономив несколько сотен долларов. И прежде чем приступим к сборке, необходимо рассмотреть несколько аспектов:

1. Какой пакет АКБ нужен. В данном случае речь идет о питании двигателя номинальным напряжением 48 В, это напряжение даст 13 ячеек соединенных последовательно, то есть 13S (13 х 3,7 = 48,1 В). К сожалению, такая сборка прослужит недолго, потому что двигатель имеет мощность 500 Вт, что дает примерно 10,5 А потребляемого тока, а самые большие элементы представленные в настоящее время на рынке имеют емкость 3,6 Ач, то есть для запуска двигателя и движения в течение некоторого времени пришлось бы подключить 3 пакета 13S параллельно (39 ячеек) это дало бы 48V 10.8Ah, чего, вероятно, хватило бы примерно на 30 минут. Но при более высоких нагрузках на двигатель, например при движении в гору, потребление тока увеличивается, в электромобиле оно может увеличиваться даже до трех раз. Следовательно, необходим гораздо больший запас энергии. Выбираем 13S / 10P (130 банок 18650).
2. Сколько места для батареи и какой формы она должна быть. В каждом электромобиле может быть разное расположение аккумулятора, в одном он будет установлен под рамой, в другом – в багажнике. Вот почему важно проверить сколько места и поместится ли сборка, которую захотим использовать, в запланированном месте установки, прежде чем собирать аккумулятор.

Далее берем необходимые материалы для сборки аккумулятора: изоляционные прокладки, держатели, никелевую ленту для соединения ячеек и BMS (система управления батареями), необходимые для правильной работы. И конечно же, сами элементы 18650.

Перед началом сборки АКБ стоит зарядить каждую банку до 3,7 В. Для зарядки отдельных ячеек достаточно обычного зарядного устройства от телефона и модуля для зарядки литий-ионных элементов – но это займет много времени, поэтому стоит договориться с продавцом о доставке элементов полностью заряженными.

Когда элементы уже заряжены, подготовьте их должным образом. Для защиты ячеек от короткого замыкания на каждую из них следует нанести шайбу из изоляционного материала. Конечно можете сделать такие шайбы своими руками, но лучше купить комплект, тем более его стоимость небольшая.

Когда все ячейки будут готовы, их следует поместить в держатели, специальные пластиковые корзинки для расстановки ячеек. Кто-то подумает: для чего нужны держатели, можно же склеить двусторонним скотчем или термоклеем и тоже будет хорошо. Вот только такой метод не следует использовать для сборки пакетов из-за того, что интенсивно используемые аккумуляторы сильно нагреваются, а использование держателей позволяет им охлаждаться более эффективно.

В данном случае форма аккумулятора имеет кубовидный корпус. Изначально автомобиль питался от четырех гелевых батарей, поэтому пришлось сконструировать новую батарею таким образом, чтобы ее размеры соответствовали этим гелевым батареям вместе взятым. Батарея состоит из 130 ячеек, и разделить ее пополам невозможно, поэтому сделана одна сборка 10 х 7 ячеек.

С другой стороны вторые 10 х 6 ячеек, но для того чтобы сохранить правильную форму, заполнили последний ряд соответствующим образом вырезанными кусками установочной трубки RL-18, создав таким образом место для установки модуля балансира BMS.

Подготовив таким образом пакеты, надо их сварить. Вы можете спросить: почему бы просто не припаять? Такое соединение намного надежнее паяного, и следует помнить, что аккумулятор во время работы будет часто подвергаться сильным ударам.

Конечно, для выполнения сварных швов необходим даже самый простой сварочный аппарат. Можете сделать похожее из старой микроволновки, а точнее ее трансформатора. Описывать конструкцию здесь не будем, так как описание имеется тут.

Использовалась специальная никелевая лента для соединения ячеек между собой, обычно это лента шириной 8 мм. При покупке ленты стоит обратить внимание, действительно ли они никелевые. На рынке появились и стальные ленты с никелевым покрытием, они имеют гораздо худшие токопроводящие свойства и их немного сложнее сваривать.

Чтобы не ошибиться при сварке и не вызвать короткое замыкание, во время работы соединили оба пакета малярным скотчем. Процесс сварки занимает довольно много времени и требует терпения.

Сделав сварные швы и проверив их правильность, сложили обе упаковки, вставив между ними 3-х миллиметровую прокладку из поликарбоната.

К подготовленной таким образом батарее припаяли необходимые кабели для подключения BMS, а также кабели для зарядки и питания электромобиля. Эти кабели должны иметь соответствующее поперечное сечение, потому что они будут пропускать довольно большие токи. Тут использовались провода с сечением 2,5 мм2, а их концы заканчивались разъемом XT60.

После подключения BMS закрыли все это соответствующим образом вырезанными кусками оргстекла и обмотали широкой лентой из ПВХ. В одной из стен вырезано смотровое отверстие, чтобы облегчить доступ к модулю BMS и диагностировать состояние аккумулятора. После отсоединения вилки от модуля можно проводить измерения отдельных ячеек.

И вот готовый автомобильный литиевый АКБ из 13 последовательно соединенных банок, каждая состоит из 10 штук 18650, соединенных параллельно – выходит 13S10P, весь пакет управляется одним BMS.

Центр данных по альтернативным видам топлива: переоборудование электромобилей

Дополнительная информация

• Основы преобразования
• Нормативные документы

Обычное транспортное средство может быть преобразовано в полностью электрический автомобиль, подключаемый гибридный электромобиль (PHEV) или гибридный электромобиль (HEV). И HEV можно преобразовать в PHEV или EV. Такие преобразования предоставляют возможности, выходящие за рамки того, что доступно производителям оригинального оборудования (OEM). Сертифицированные установщики могут экономично переоборудовать большегрузные транспортные средства для работы только на электричестве или повысить эффективность обычных транспортных средств.

Системы, используемые для преобразования транспортных средств в PHEV и HEV, требуют сертификации Агентства по охране окружающей среды США (EPA). См. страницу «Переоборудование» для получения информации о правилах и стандартах, которые применяются ко всем альтернативным видам топлива и усовершенствованным преобразованиям транспортных средств.

Транспортные средства с полной массой менее 10 000 фунтов, потребляющие более 48 вольт электроэнергии и развивающие максимальную скорость более 25 миль в час, должны соответствовать Федеральному стандарту безопасности транспортных средств 305, Транспортные средства с электроприводом: утечка электролита и предотвращение поражения электрическим током.

Преобразование полностью электрического транспортного средства

Хотя это редкость, транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания может быть преобразовано в полностью электрическое путем полного удаления двигателя и добавления аккумуляторной батареи, одного или нескольких электродвигателей, высоковольтных кабелей, и приборостроение. Особое внимание следует уделить пространству, доступному для установки дополнительных батарей и электродвигателей, а также способности оригинального шасси выдерживать дополнительный вес и размещение этих компонентов, при этом все еще отвечая требованиям по выбросам и ударопрочности.

Ни Агентство по охране окружающей среды, ни Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) не требуют сертификации переоборудования электромобилей, если при переоборудовании не добавляется устройство, производящее выбросы при сжигании топлива.

Преобразование подключаемых гибридных электромобилей

HEV могут быть преобразованы в PHEV путем добавления аккумуляторной батареи дополнительной емкости и бортового зарядного оборудования. Некоторые переоборудованные автомобили могут развивать скорость до 100 миль на галлон бензинового эквивалента (MPGe) до тех пор, пока вспомогательная батарея не разрядится, и в этот момент автомобиль действует как HEV.

В некоторых случаях переоборудование может повлиять на заводскую гарантию автомобиля. Преобразования PHEV требуют сертификации от EPA или CARB.

Преобразование гибридных электромобилей

Преобразование обычного автомобиля в HEV может быть привлекательным вариантом для автопарков, стремящихся повысить эффективность использования топлива и снизить выбросы.

Некоторые компании проводят переоборудование находящихся в эксплуатации транспортных средств. Если гибридная система будет установлена ​​на транспортном средстве, находящемся в эксплуатации, это транспортное средство должно иметь достаточную грузоподъемность, чтобы учесть дополнительный вес и требования к пространству для компонентов гибридной системы. В некоторых случаях переоборудование может повлиять на заводскую гарантию автомобиля. Для преобразования HEV требуется сертификация от EPA или CARB.

XL Fleet является основным поставщиком, предлагающим переоборудование электромобилей, в то время как Motiv Power Systems и Lightning eMotors предоставляют заводские продукты OEM, шасси для электромобилей и варианты модернизации транспортных средств.

Проект мини-автомобиля на аккумуляторной батарее «Сделай сам»

Время проекта: 30–45 минут

Используя бытовые и переработанные материалы, вы можете создать этот автомобиль на аккумуляторе.

Узнайте, как создать простую цепь, используя двигатель постоянного тока, батарейки АА и переключатель.

Вы можете использовать практически любой контейнер для кузова этого автомобиля. От коробок до бутылок — этот проект превращает переработку в удовольствие.

Для сборки этой машины вам потребуются следующие материалы:

• Крышки от бутылок
• Деревянные шпажки/дюбеля
• Соломинки
• Держатель батарейки АА
• Двигатель постоянного тока
• Переключатель
• Пластиковые шкивы (показаны белым цветом)
• Резинка

Вам не нужно много инструментов для этого проекта, но вам понадобится несколько предметов первой необходимости.

• Ножницы по металлу
• Лезвие бритвы или канцелярский нож
• Инструмент для зачистки проводов
• Ножницы
• Пистолет для горячего клея или суперклей

Рекомендуется использовать пистолет для горячего клея, но при желании вы также можете использовать суперклей.

Переверните коробку и приклейте ко дну две соломинки. Убедитесь, что они максимально прямые.

Далее вам нужно вставить в соломинку деревянные шпажки или дюбель-стержни. Оставьте около дюйма торчать со всех сторон.

Как и в случае с кузовом автомобиля, для колес можно использовать самые разные предметы. Если он круглый, то, вероятно, будет работать нормально. Для этого проекта мы используем бутылку для спортивного напитка и отрезаем дно. Крышки от бутылок тоже подойдут.

Когда колеса будут готовы, вам нужно будет просверлить отверстие в центре. Определите диаметр ваших шпажек или дюбелей и просверлите отверстие такого же размера.

Прикрепите (3) колеса к осям и закрепите их горячим клеем. Убедитесь, что вы держите колеса прямо и вертикально, пока горячий клей остывает. Оставьте последнее колесо снятым до шага 6.

Обрежьте лишнюю ось ножницами по металлу или другим резаком. Не забудьте надеть защитные очки, так как эти маленькие кусочки имеют тенденцию разлетаться, когда их разрезают.

Вам понадобятся 2 пластиковых шкива и резинка, чтобы машина двигалась. Размер шкивов особого значения не имеет. Мы использовали 1/2-дюймовый шкив для двигателя и 2-дюймовый шкив для оси.

Попробуйте поэкспериментировать и посмотреть, что получится, если использовать шкивы разного размера.

Определите диаметр оси (деревянная шпажка) и просверлите отверстие такого же размера в середине большого шкива.

Наденьте большой шкив на ось, где будет находиться четвертое колесо.

С помощью горячего клея прикрепите шкив к оси, убедившись, что во время высыхания он остается прямым и вертикальным.

Как и в случае со шкивом и тремя другими колесами, наденьте последнее колесо на ось и закрепите горячим клеем.

Переверните машину и убедитесь, что она катится без проблем. Приклейте держатель батареи к той стороне коробки, где нет шкива на оси.

Установите малый шкив на вал двигателя.

Подсоедините резиновую ленту к оси и шкиву двигателя. Убедитесь, что шкив двигателя выровнен прямо над шкивом оси, а затем приклейте двигатель на место.

Убедитесь, что клеммы двигателя обращены вверх.

Подсоедините черный провод от держателя батареи к одной из клемм на двигателе.

Подсоедините красный провод от держателя батареи к другой клемме на двигателе. Скрутите проволоку, чтобы закрепить ее.

Разрежьте красный провод пополам и зачистите оба конца.

Подсоедините красный провод от держателя батареи к среднему отверстию на переключателе.

Подсоедините красный провод от двигателя к отверстию на конце переключателя.

Приклейте выключатель и все свободные провода к коробке. Если вы хотите более прочное соединение, вы можете припаять провода на месте.

Все, что осталось сделать, это добавить батареи, щелкнуть выключателем и участвовать в гонках с друзьями. Веселиться !

Попробуйте поэкспериментировать с дизайном новых автомобилей, используя различные материалы. Посмотрите, что вы можете сделать, чтобы машина ехала быстрее и прямее.

Напишите нам в Твиттере на @Makerspaces_com и покажите, какой стала ваша машина.