Основные электроузлы
Содержание
⇧ MENU | 🔎 УСТРОЙСТВО ⇧
Электрическая схема электротранспорта
Почти весь современный электротранспорт c бесщеточным электромотором (тип BLDC) от детского самоката до электробусов и теслы, работает по одинаковой схеме. Различается мощностью электроузлов и небольшими нюансами. Состоит из 6-ти основных компонентов:
1. Аккумулятор.
2. Контроллер.
3. Электромотор.
4. Система управления электромотором через контроллер. Ручка газа или курок на руле (Throttle), датчик педалей (PAS) на валу каретки велосипеда, дисплей с кнопками управления и др.
5. Провода и разъемы между электрокомпонентами
6. Зарядное устройство
1. Аккумулятор. Источник энергии
Аккумулятор передает необходимую энергию электромотору через контролер.
2. Контроллер. Управляет электромотором
Является главным компонентом в электротранспорте. Задает все главные мощностные и скоростные характеристики электротранспорта. Для электромотора преобразует силовой постоянный ток в переменный. 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. В автомобилях чаще называют инвертор.
3. Электромотор
Преобразует электрическую энергию от контроллера в механическую.
Может генерировать механическую энергию в электрическую при соответствующем программном и аппаратном обеспечении в контроллере, обеспечивая электротранспорт дополнительным тормозом (торможение двигателем) и электроэнергией для заряда аккумулятора.
4. 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.
5. Провода и разъемы
Для связи электроузлов. Должны быть высокого качества и с хорошей защитой от внешней среды. 20-30% неисправностей из-за контактов от влаги и в местах постоянного сгибания провода (возле руля).
6. Зарядное устройство (ЗУ) Качественное и тщательно подобранное ЗУ продляет срок службы аккумулятора
Характеристики 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
- Напряжение в вольтах "V"
- Емкость в Ампер часах (Ah) или ватт часах (Wh)
- Максимальная длительная сила тока или токоотдача (nominal) в Амперах (A) при которой аккумулятор не будет перегреваться или быстро деградировать
1. Напряжение на 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.
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.
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;
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.