Обучение ЭлектроТранспорт

• как работает

• как ремонтировать

• как создать

Содержание

🟢 Главная 🛠 Инструменты → Инфо ←

⚙️ Навигация, настройки
👨‍🎓 Электро Школа

1. Термины
2. Етранспорт быстро растет
3. Электро и бензин. Сравнение

Э.самокат или э.велосипед?
Основные электроузлы
Аккумулятор

Тесла

ВНИМАНИЕ!
Электротранспорт рассматривается только с практичной стороны для перемещения человека или людей с комфортом. Дрифтовая техника с разгоном в космос здесь не упоминается.

↑ к содержанию

• Электротранспорт (ЭТ) - в нашем обучении, весь электротранспорт, работающий от аккумуляторов или аккумуляторной батареи (АКБ). Самокаты, вело, моноколеса, мото, автомобили и др.
• Малый электротранспорт (мЭТ) - часть электротранспорта, где масса самоката, вело, скутера и т.д. без водителя составляет до 100 кг.
• ДВС - двигатель внутреннего сгорания
• СИМ  По ПДД с 01.03.2024 пункт 1.2:
"Средство индивидуальной мобильности - транспортное средство, имеющее одно или несколько колес (роликов), предназначенное для индивидуального передвижения человека посредством использования двигателя (двигателей) (электросамокаты, электроскейтборды, гироскутеры, сигвеи, моноколеса и иные аналогичные средства)."
• Мощность ЭТ - в ваттах (w) или киловаттах (Kw). Реальная мощность это не надпись на э.моторе, а умножение напряжения аккумулятора на ток, указанный на контроллере. Значение мощности на ЭT с аккумуляторами не постоянна и зависит от заряженности АКБ. Может быть средней и пиковой. Подробнее в разделе "Аккумулятор" • Ëмкость аккумулятора (АКБ) - величина пробега ЭТ на одной зарядке
• PAS. Pedaling Assisted System - система помощи при педалировании. Отличное решение для экономии энергии аккумулятора на электровелосипеде. Запускает мотор только после начала движения при помощи педалей электровелосипеда, тем самым переводя основную энергию разгона на человека. Тонко настраивается на контроллерах модели KT (KunTeng). В зависимости от режима, запускает и регулирует обороты (скорость) или мощность мотора при кручении педалей. В 2024 набирает популярность система PAS II, где не мотор помогает человеку, а человек мотору только на контроллерах KT. Нажимается кнопка на нужной скорости и мотор работает, а на горках человек помогает педалями.
В некоторых продвинутых моделях электровелосипеда (например Alpine Bikе) PAS может срабатывать от силы разгона.
• Дроссель. Ручка газа, курок. Устройство, предназначенное для выработки сигнала к контроллеру для дальнейшего воздействия на электромотор - остановить, запустить или регулировать скорость мотора.

↑ к содержанию

Современный электротранспорт уже не является полностью механическим продуктом, большая часть его экономической ценности является программное обеспечение и аккумуляторы.

1. Моторы. Технологии, позволяющие массовое производство недорогих и с высоким КПД электромоторколес для самокатов, велосипедов, скутеров (мопедов)
2. Аккумуляторы. Развитие технологий производства ёмких и недорогих аккумуляторов. 90-е годы прошлого века с дорогого элемента 18650 снимается 1Ah. 2024 - с недорогого 18650 элемента снимается 3,5Ah с более высоким ресурсом и токоотдачей
3. Велодорожки. Расширение велосипедно-самокатной безбарьерной инфраструктуры во всем цивилизованном мире + ж/д веловагоны и автобусы с площадками для перевозки мЭТ.
4. Цена километра пробега. Для бензинового авто (в крупном городе) с расходами - страховка, налог, топливо, ТО, амортизация, штрафы, парковки, платные дороги, потеря времени в пробках. может доходить до 300р. км (2024). На электровелосипеде с системой Pas с домашней ночной зарядкой и расходными материалами + расходы на веловагоны (там где далеко, например другой конец крупного города и пригорода) до 1 р. км.
   В 300! раз . Не в 2, не в 5 и не в 10. На три порядка
5. Надежность. Авто, вело или самокат от хорошего бренда может работать годами, если правильно эксплуатировать и хранить аккумулятор.
   Tesla дает 8 лет или в среднем 200 тысяч километров гарантии на свои батареи, в зависимости от модели. Они могут ее заменить, если теряется более 30% емкости на время гарантии.
6. Авто в городе зло: пробки, негде парковать. Предпочтение электровелосипедам и электросамокатам, например, в Москве быстрее и комфортнее на электровелосипеде или самокате используя вездесущие МЦД c комфортными веловагонами.
7. На веле не устанешь. Не нужна физическая подготовка для долгой езды

↑ к содержанию

Размер и вес при одинаковой мощности

Коммент:
некрасиво, тяжелый, громко тарахтит, пахнет бензином, нужно постоянное обслуживание, много запчастей, 2 цепи, ненадежность.
Видео пример. Полное видео сравнения

Конструкция электромотора и ДВС. Пример авто

Простота конструкции электромотора. Пример авто

- нет цилиндропоршневой группы и системы ГРМ

- нет системы подачи топлива и системы охлаждения ДВС

- нет системы выхлопа

- нет коробки передач, генератора и стартера

ДВС вместе с коробкой передач состоит их несколько тысяч деталей. Электромотор не более 100 деталей.

Коммент:
чудовищная разница в конструкции. Причем поломка хоть одной детали ДВС может привести к остановке мотора.

3. Надежность
4. Бесшумность
5. Не нужен прогрев

6. Не нужно ТО, частая замена тормозных колодок (торможение двигателем с рекуперацией)

2023г. В мире продано 18% (14 млн.) электромобилей от всего легкового и коммерческого парка. В России 0,07% (15.000).
Но! 2024 год. Все автомобильные бренды начали снижать производство электромобилей по причине снижения покупательского интереса к электрокарам. Рост есть, но он снижается.

Главные общемировые причины:
1. Дальность хода. Емкие аккумуляторы стоят дорого, если они вообще есть в ассортименте бренда. Запас хода существенно уступает бензиновым машинам, особенно в холодном климате.
2. Не развитая инфраструктура. Мощные зарядные терминалы (до 45 мин. до 80%) не везде есть. А если есть, то могут быть заняты и приходится заряжать доступными "медленными" терминалами на 3-4 часа или за час, но с небольшим пробегом. Бензиновую машину можно полностью заправить не более 5 мин. и заправки есть везде.

3. Ну и главное, это дискомфорт в дальней (по меркам электромобиля) поездке. Боязнь остаться без зарядки очень раздражает. Даже если вы встали на "бензинке" вы можете решить вопрос с доставкой топлива. Электро только на эвакуаторе.

4. Для России дорого. Самый доступный электромобиль с гарантией, запчастями и тех. поддержкой Москвич-3е от 3.025.000р с гос. субсидией (2024). Заявлено 400 км пробега, реальный делите на 1,5, зимой на 2-3.

Что с малым электротранспортом?
Растет огромными темпами. Все больше и больше людей входят в группу быстрого передвижения на малом электротранспорте (до 100 кг э.транспорт). Если молодежь это быстро освоила, то люди в возрасте от 40 лет медленно воспринимают эту замечательную возможность легкого передвижения. Но все больше и больше людей в почтенном возрасте уже гоняют (по их меркам) на самокатах и электровелосипедах. Продажи только в Еропе десятки миллионов в год с постоянным ростом.

Е-вел, Е-самокат или E-мопед?

↑ к содержанию

сравнение по ПДД
где можно ездить по ПДД

Легкие электросамокаты (тип Xiaomi 360 или Ninebot) эффективны в городе на небольшие расстояния 5-10 км за поездку. Дольше будет уже некомфортно долго ехать в стоячем положении. Легкие (тип Xiaomi 360 или Ninebot) надежные, с хорошим механизмом складывания.

Мощные и скоростные тяжелые самокаты теряют свои преимущества - легкость и компактность и, главное, безопасность. Скорее это развлечение для молодежи. Кроме того, такие быстрые и тяжелые самокаты, практически, всегда нарушают ПДД.

Электровелосипед

Преимущества пере самокатом:

1. Комфортная эргономика в сидячем положении (с прямой посадкой). Можно ехать десятки километров без устали
2. Лояльные правила дорожного движения. Например только велосипеду можно ездить по выделенной полосе "А" для общественного транспорта и такси и передвигаться справа по проезжей части - самокату запрещен выезд на проезжую часть, если есть тротуар. Но даже на проезжей части запрещен объезд припаркованных машин справа вдоль дороги. Кроме того у самоката ограничена скорость 25. Велосипеду можно разгоняться (например вниз) на педалях по ПДД как для авто.

Основные электроузлы

↑ к содержанию

Почти весь электротранспорт от детского электросамоката до электробуса работает по одной схеме “Пять основных электроузлов”

1. Аккумулятор. Источник энергии
Аккумулятор передает необходимую энергию контролеру.

2. Контроллер управления электромотором
Является главным компонентом в системе электроузлов. Задает все главные мощностные и скоростные характеристики электротранспорта. От данных контроллера зависит подбор характеристик аккумулятора, электродвигателя и силовой проводки. Контроллер распределяет энергию для мотора, на освещение, питание датчиков, вывод информации на дисплей и др.

3. Электромотор
Преобразует электрическую энергию от контроллера в механическую.
Может генерировать механическую энергию в электрическую при соответствующем контроллере, обеспечивая электротранспорт дополнительным тормозом (торможение двигателем) и электроэнергией для заряда аккумулятора.

3. Система управления мощностью электромотора
В систему входят:
- датчики влияющие на работу мотора, такие как акселератор на руле (ручка или курок газа), датчик PAS, регистрирующий начало движения педалей на электровелосипеде;
- кнопки возле дисплея или на руле, влияющие на программу контроллера, тем самым изменяя мощность электромотора.

4. Дроссель управлением мощностью мотора

Х-ки электротранспорта

1. Мощность мотора в ваттах (W) или киловаттах (kW)
Эта хар-ка позволяет понять примерно с какой скоростью или грузоподъемностью будет передвигаться электротранспорт.
Например:
самокат c мотором 300w может тянуть взрослого человека (около 80 кг) по ровной дороге с скоростью около 25-30 км/ч;
тяжелый мотоцикл с мотором 10.000w (10kW) может разогнаться до 150 км/ч;
Внедорожный электромотоцикл BSE с мотором 4kw может подниматься в любую горку с ускорением.

2. Время работы на аккумуляторе. Емкость АКБ
можно сравнить с ездой на баке бензина. Экономная езда - дольше проедешь. Большой бак - еще дальше. Так же в аккумулятором.

Х-ки электротранспорта

1. Мощность в ваттах (W) или киловаттах (kW)
Эта х-ка позволяет понять примерно с какой скоростью или грузоподъемностью будет передвигаться электротранспорт.

Аккумулятор

↑ к содержанию ↑

Аккумулятор является наиважнейшей частью электротранспорта и мы на нем остановимся подробнее. Нужно хорошо знать х-ки аккумулятора и некоторые особенности, что бы разбираться в работе всей силовой электросистемы.

1. Электрическая Аккумуляторная Батарея (АКБ) - электротехническая группа однотипных электрических аккумуляторов (элементов или ячеек) соединенных электрически и конструктивно для получения необходимых значений тока и напряжения.

Три самые важные характеристики аккумулятора

1. Напряжение в вольтах "V"
2. Емкость в Ампер часах (Ah) или ватт часах (Wh)
3. Максимальная длительная сила тока или токоотдача (nominal) в Амперах (A) при которой аккумулятор не будет перегреваться или быстро деградировать

1. Напряжение на аккумуляторе

Более подробно о аккумуляторе

Напряжение это разность потенциалов между выводами “+” и “-“ на аккумуляторе обозначается латинской буквой V - Вольты.
Чем выше напряжение аккумулятора, тем больше мощности передается на электромотор, при соответствующе токе.

Принято указывать номинальное напряжение аккумулятора в виде стандартного обозначения. Это приближенное среднее значение между максимальным зарядом и минимальным разрядом. Расчетное фактическое номинальное напряжение на каждой АКБ может отличается от стандартного обозначения.

Например:
аккумулятор собран под полный заряд 42v. Полный разряд 28v;
42-28=14v диапазон рабочего напряжения;
14:2=7v половина диапазона рабочего напряжения;
42-7=35v среднее приближенное значение рабочего диапазона;
36v общепризнанный стандарт аккумуляторов с таким рабочего диапазоном напряжения

Напряжение при разряде АКБ 10Ah за 1 час.
Движение по ровной дороге 15 км/ч

Напряжение при разряде АКБ 10Ah за 20 мин.
Движение в горку 15 км/ч или с ускорением с 0км/ч

АКБ выше 72v используются в мощных и быстрых электромотоциклах, электромашин и другом транспорте, где требуется большая мощность и скорость.

Более подробно о аккумуляторе

Что дает более высокое напряжение аккумулятора?

Представьте, вы можете сесть на выбор в 2 одинаковых автомобиля, но с разными моторами. Один мотор 70 лошадиных сил (лс, мощность лучше по старинке), другой 100 лс

В бак залито 10 литров у каждой.

В общих чертах.
Авто с мотором 70 лс проедет дальше, с меньшей скоростью, так как существует ограничение в мощности и “давить на медальку газа” до упора ничего не даст в ускорении и скорости (вопрос о безопасности обгонов здесь опустим). Расход бензина умеренный при неспешной езде. Отлично подойдет спокойным людям. Сам авто в покупке и эксплуатации стоит существенно дешевле в сравнении с более мощным мотором.

Авто с мотором 100 лс будет давать возможность ехать быстрее с большим ускорением, но и расходовать бензин будет больше. Повышенный расход бензина, выше стоимость авто и больше трат на расходные материалы (шины, колодки и др.). Следовательно бензина нужно брать больше.

Все тоже самое касается электротранспорта.

48v требует больше стоимости составляющих деталей (контроллеры, Bms, провода с разъёмами, зарядное устройство). Так же больше требуется ёмкости аккумулятора на 30-50 процентов.

То есть, за высокое напряжение придется платить больше.

Кроме того, при буксировании прицепа (больше масса и нагрузки на мотор) требуется больше мощности мотора и емкости аккумулятора.

При весе человека с вместе с транспортом от 100 кг, требуется повышенное напряжение от 48v и минимум 20AH для пробега около 20 км.

Закон экономии энергии точно такой же как для автомобилей - меньше скорость, меньше остановок, плавнее ускорение - больше пробег.

РАЗРАБОТКА

2. Емкость

Сколько нужно ватт для движения одного человека на двухколесном транспорте со скоростью до 20 км/ч c медленным разгоном и медленным движением в среднюю горку (1-1,5 град.). Вес человека с электротранспортом:до 50кг (детский) 50-75w
до 100кг 75-100w
до 150кг 100-150w

Скорость 30-40 км/ч, быстрым разгоном и комфортным движением в горку.
Вес человека с электротранспортом:
до 50кг (детский) 250w
до 100кг 500w-1000w
до 150кг 1500w-2000w

Средняя ёмкость аккумуляторов, устанавливаемых в электротранспорт:
● 5Аh - 8Ah для детских самокатов, 4-х колёсных машинок и экономичных велосипедов с системой PAS

● 8Ah - 15Ah для среднемощных взрослых самокатов и велосипедов

● 15Ah - 30Ah для мощных взрослых самокатов, велосипедов и другого электротранспорта с высокой скоростью передвижения (более 50 км/ч) или с высоким крутящим моментом

Немного статистики обычных взрослых пользователей электротранспорта

• Факторы, влияющие на быстрый расход энергии аккумулятора:
  - быстрый разгон;
  - высокая скорость;
  - частые остановки с разгонами;
  - длительное движение на высокой скорости, постоянные быстрые разгоны.

Факторы влияющие на минимальный расход энергии аккумулятора:
- постепенный разгон;
- низкая скорость;

Вывод

Немного статистики обычных взрослых пользователей электротранспорта

Скорость спокойно идущего пешехода 4 км/ч.
Средняя скорость автобуса и трамвая в крупном городе 18 км/ч.
Поездка на велосипеде, должна приносить удовольствие и приятную усталость, проехать как можно быстрее и как можно дальше удел спортсменов.
Следовательно базовая оправданная безопасная минимальная скорость популярного электровелосипеда или самоката для передвижения по тротуарам, дворовым территориям и велодорожкам с частичным заездом на проезжую часть, не нарушая ПДД составляет 15-20 км/ч.
Пробег в день, по опросам всех наших клиентов составляет в основном не более 10 км в день.
Следовательно средний аккумулятор должен давать пробег минимум 20 км.
Пробег в день профессиональных курьеров со своим транспортом (настоящие курьеры используют только свой транспорт) 40-50 км.

Самая экономичная оправданная скорость (в 4-5 раз быстрее пешехода):
на самокате - 15 км/ч не выше
на велосипеде 20 км/ч не выше

Примерные расчеты сопротивления качению + лобовое сопротивление воздуха показывают что со скорости 15 км/ч расход энергии взрослого велосипедиста будет увеличиваться в 2 раза через каждые 4-5 км/ч.
Например:
на скорости 15 км/ч расход энергии составляет 100w.
на скорости 20 км/ч расход энергии составляет 200w.
на скорости 25 км/ч расход энергии составляет 400w.

Чем быстере едет электротранспорт

3. Сила тока

🔹 A - Ток на аккумуляторе и контроллере. Характеристика, показывающая какую силу тока в Амперах может выдавать аккумулятор и контроллер. Чем выше ток, тем быстрее едет ЭТ.

🔹 Wh или Ah. Емкость аккумулятора. Энергия, которую может отдать аккумулятор при разряде. Чем больше нагрузки на мотор ЭТ, тем больше потребление энергии, тем меньше по времени и расстоянию проедет ЭТ. Следовательно тише едешь - дальше будешь.
🔹 Контроллер. Главное предназначение - обеспечить работу мотора распределяя силу тока от аккумулятора к обмоткам электродвигателя через фазные провода. Может задействовать различные датчики для воздействия на работу электромотора. Обеспечивает нужным напряжением некоторые датчики и принимает сигналы от всех датчиков. Например, датчик ручки тормоза и датчик педалей выдают сигнал для остановки или запуска двигателя, регулируемый датчик скорости меняет обороты мотора, датчик оборотов колеса формирует сигнал для определенияг скорости ЭТ. Выдает нужное напряжение для освещения ЭТ и обеспечивает другие полезные функции. Работает по заложенной программе, которую в некоторых контроллерах можно изменить. Например, ограничить скорость или мощность ЭТ

🔹 Дроссель (Throttle). Обычно называют Ручка газа, (поворачивается ладонью с обхватом, как на мотоциклах), курок (поворачивается большим пальцем руки) - линейный (постепенный) датчик регулировки оборотов мотора, сделанный на основе подвижного магнита и неподвижного датчика холла. Датчик холла регистрирует изменение напряжения в вольтах, в зависимости от поворота ручки и передает сигнал контроллеру

↑ к содержанию