Поскольку сердцем любого электромобиля является его легкость, которая напрямую зависит от размера и материала, из которого он изготовлен, рекомендуется выбирать небольшие транспортные средства.
Как самостоятельно сделать электромобиль: чертежи, агрегаты, расчет затрат
В настоящее время электромобили все чаще встречаются на дорогах. Многие из крупнейших мировых производителей уже начали массовое производство электромобилей, а в городах активно строятся сети зарядных станций для электромобилей. Однако опыт показывает, что электромобили — не самый дешевый и доступный вариант, поэтому многие энтузиасты и любители задумываются о том, как построить электромобиль своими руками.
- Что такое электромобиль
- Почему люди пытаются сделать электромобиль самостоятельно
- Стоит ли делать электрокар самостоятельно
- Как сделать электрокар своими руками
- Необходимые чертежи
- Выбираем кузов
- Выбор электропривода
- Трансмиссия
- Салон
- Поиск и покупка необходимых запчастей
- Подбор аккумулятора и зарядки
- Дополнительные комплектующие
- Сборка электрокара с асинхронным двигателем
- Самодельная электротележка
- Как рассчитать количество денег и времени для сборки
- Подведем итоги
- Собираю Электро Оку за 1 видео. Электромобиль своими руками: Видео
Что такое электромобиль
Прежде чем приступить к созданию электромобиля, необходимо понять, о чем идет речь. Электромобиль — это тот же автомобиль, но приводимый в движение электродвигателем. Вместо бака с жидкостью в электромобилях установлены аккумуляторы, которые питают электродвигатель.
Однако это лишь поверхностное представление. Для электропривода нужны правильные контроллеры и драйверы. Контроллеры также используются для регулирования зарядки/разрядки батареи. Изменения также затрагивают сам кузов, шасси и многие другие части автомобиля.
Почему люди пытаются сделать электромобиль самостоятельно
Существует множество ответов на вопрос, почему кто-то решает построить электромобиль своими руками. В конце концов, у каждого могут быть свои мотивы. Кто-то просто хочет сделать что-то сам, кто-то хочет сэкономить, кто-то не доверяет производителям и так далее. Поэтому вопрос о том, стоит ли самому строить электромобиль, является сугубо личным делом каждого.
Однако есть один важный фактор, который необходимо учитывать: Современные электромобили обычно стоят примерно на 30 % дороже альтернативной модели с двигателем внутреннего сгорания.
Чрезмерная стоимость обусловлена тем, что электромобили оснащены дорогостоящими батареями и дорогим электрооборудованием (электростанция с блоками управления). Поэтому, когда в гараже стоит довольно старый автомобиль, который, по сути, уже ничем не огорчить, многие решают переделать его в дешевый электромобиль, сэкономив значительную сумму денег на кузове и большинстве кузовных деталей, а также на шасси.
Стоит ли делать электрокар самостоятельно
Ответ на вопрос, стоит ли строить электромобиль самостоятельно, зависит от того, есть ли у вас время, деньги и достаточная мотивация.
Как бы вы ни старались сэкономить, даже имея подходящий для переоборудования автомобиль, вам придется потратить много денег на покупку запчастей (особенно для системы электропривода).
И если есть интерес и деньги на это мероприятие, то вполне возможно разработать автомобиль с электроприводом и хорошим запасом мощности и ходовых качеств. А ходовые качества напрямую зависят от выбранного «донора» (автомобиля для переоборудования).
Кузов
Из чего состоит электромобиль начального уровня, который можно легко собрать в гараже? Кузов автомобиля-донора с рулевым управлением, подвеской, коробкой передач и тормозами, электрический двигатель постоянного тока в сборе со стандартной механической коробкой передач, аккумулятор с блоком управления, педаль акселератора, с которой блок управления получает сигнал, и ряд дополнительных узлов, которые нельзя добавить в конструкцию сразу, а только потом — после первых тест-драйвов, которых с нетерпением ждет душа механика…
Обычно кузов-донор — это переднеприводный автомобиль, поэтому энергия не тратится на трение в крестовинах трансмиссии и гипоидном редукторе заднего моста. Они пытаются найти более легкий автомобиль, в идеале до 600-700 кг, хотя это не всегда возможно — большинство автомобилей слишком тяжелые, чтобы делать электромобили. Tavria была очень популярна среди владельцев электромобилей в мастерской — легкий кузов и отличная «управляемость» — вы могли буквально толкать ее пальцем на ровной дороге! Однако, к сожалению, почти все «Таврии» уже сгнили. Популярностью пользуются Golf первого и второго поколения, Daihatsu Mira и подобные небольшие автомобили. Они пытаются увеличить «накатистость» с помощью специальных шин — так называемых «зеленых» шин: узких и с давлением 2,7 или более атмосфер, чтобы избежать потерь из-за деформации шин.
 |
 |
 |
Двигатель
Я видел, как сильную отвертку подключают к первичному валу механической коробки передач в автомобиле с отсоединенным двигателем, управление кнопкой активации переносят в кабину водителя, и через полчаса у вас действительно был электромобиль! Да, странно, да, не быстрее пяти километров в час, но действительно, неплохая демонстрация простоты и функциональности конструкции «разновидности 1.0»! Все это, конечно, из области «шуточных технологий», но принцип остается в целом тем же.
Наиболее распространенными двигателями для начинающих были и остаются тяговые двигатели DC-3.6 болгарских погрузчиков, таких как Балканкар EB-687. Это двигатели с последовательным возбуждением, которые работают с постоянным напряжением 80 вольт и мощностью 3,6 киловатт. Такой двигатель выглядит как цилиндрический барабан и весит 66 кг. Это не самый лучший двигатель с точки зрения веса и мощности, но он легко доступен и популярен среди новичков в электромобилестроении. Купить такой «мотор» можно в зависимости от того, как повезет — кому-то он достается бесплатно, кто-то находит его за 5-10 тысяч рублей. В принципе, эта цена оправдана — двигатель не очень быстрый, но обладает высоким крутящим моментом, взбирается на любой холм даже на третьей передаче, прост в установке и неприхотлив.
 |
 |
 |
Трансмиссия
В Variant 1.0 вы не найдете моторов и других передовых «нанотехнологий» электромобилей. Она сделана максимально простой, и самый простой способ — это подключение электродвигателя к существующей коробке передач автомобиля-донора — механической коробке передач с главной передачей и дифференциалом, через переднеприводные шарниры со ступицей и передними колесами. — Фактически, корзина и диск сцепления, привод (гидравлический или тросовый) и сама левая педаль снимаются — они представляют собой ненужный вес и больше не нужны; — передачи меняются, но очень редко и без разделения валов двигателя и коробки передач — просто путем соединения шестерен с кривошипом коробки передач. Переключать передачи без сцепления очень просто — как перед началом движения, так и во время движения: вы нажимаете на газ, передвигаете рукоятку переключения передач ближе, синхронизаторы срабатывают — и все продолжается.
В городе мы ездим на третьей передаче, на проселочной дороге — на четвертой, а в каньонах — на второй. Первая передача никогда не используется — импульс колес настолько велик, что они просто катятся при легком нажатии на акселератор!
Для установки электромотора под капотом требуется два основных компонента «ручной работы»: переходная пластина и переходная втулка, которые соединяют электромотор с «оригинальной» механической коробкой передач автомобиля. Пластина соединяет двигатель с коробкой передач, а втулка соединяет вал двигателя с входным валом коробки передач.
Пластину можно легко изготовить своими руками из толстого стального листа или алюминия — для этого необходимы лишь навыки слесаря средней квалификации, болторез и дрель.
 |
 |
 |
 |
Переходное кольцо, соединяющее валы электродвигателя и редуктора, также легко изготовить с помощью токарной серы и сварки — с одной стороны кольцо нужно совместить с валом электродвигателя, а с другой стороны приваривается рифленый участок, вырезанный из диска сцепления редуктора, к которому мы подключаем электродвигатель.
 |
 |
 |
Электродвигатель
Электродвигатель выбирается в зависимости от размера транспортного средства и возможности его подключения к автомобилю.
При подключении к коробке передач электродвигатель, даже небольшой мощности (5-7 К Вт), может привести автомобиль в движение.
Если он подключен через приводной вал, необходим более мощный электродвигатель. И чем больше общий вес автомобиля, тем мощнее должен быть будущий двигатель.
Электромотор минимальной мощности, который устанавливается в компактных автомобилях, имеет максимальную скорость 75-80 км/ч (если мотор напрямую соединен с коробкой передач).
Если вы покупаете электродвигатель с большей мощностью, вам не нужно беспокоиться о дополнительных расходах на электроэнергию. Эти расходы не зависят от пробега и мощности электродвигателя.
Аккумулятор
При выборе аккумулятора лучше всего отдать предпочтение литиевым источникам энергии.
Их можно использовать без подзарядки до максимальной скорости 80 км/ч и до 5 часов непрерывного движения.
Общий срок службы этих батарей составляет в среднем 5 лет. Литиевые батареи не являются дешевой альтернативой.
Более дешевой альтернативой являются свинцово-кислотные батареи. Эти источники энергии имеют более короткий срок службы (в среднем 1-2 года) и разряжаются уже после одного часа интенсивной езды.
Чтобы батарейки не изнашивались так быстро, важно выбрать правильный размер.
Маленькие батареи повреждаются быстрее, так как они сильно изнашиваются и полностью разряжаются во время езды. По этой причине лучше приобрести большой аккумулятор с более длительным сроком службы.
Система отопления
Если владелец электромобиля рассчитывает использовать его в холодное время года, ему следует подумать о системе отопления.
Отопление автомобиля за счет мощности двигателя является очень дорогостоящим делом. В этом случае заряда аккумулятора не хватит даже на одну поездку.
Поэтому лучше установить бензиновый подогреватель или подогрев сидений. Для всех других электрических устройств в салоне лучше всего приобрести отдельный источник питания.
Механическая трансмиссия электромобиля
Вариантов не так много: с коробкой передач или без коробки передач. При первом варианте управление автомобилем сопряжено с трудностями. Однако преимуществом является то, что коробка передач облегчает запуск, особенно в нетипичных условиях — на подъеме, бездорожье, в снегу. Более того, электромобилям с коробкой передач достаточно привода от маломощного двигателя.
Проблемы, возникающие при установке мощного электропривода в безредукторное транспортное средство, связаны с необходимостью контроля крутящего момента. Его не следует путать со скоростью.
Процедура контроля описывается:
- безколлекторные двигатели (частично);
- асинхронные с векторным управлением (полностью).
Другие типы электродвигателей могут быть рассмотрены, если транспортное средство не является тяжелым.
Выбор аккумулятора
Электромобили оснащены основной и резервной батареей. Необходим источник питания гелиевого элемента. Это регулируемые свинцово-кислотные батареи, содержащие вязкий электролит. Аккумуляторы проще в обслуживании, так как их не нужно постоянно доливать дистиллированной водой.
Можно также использовать литий-ионные батареи, но они намного дороже. Преимуществом является то, что для электромобиля достаточно одной батареи, а не нескольких маленьких батарей, которые необходимо объединять. Автолюбители, создающие собственный электромобиль, в первую очередь выбирают литий-ионные элементы.
Порядок переоборудования электромобиля
Перед установкой электродвигателя с автомобиля снимается двигатель и все связанные с ним компоненты: бензобак, радиатор, выхлопная труба и мелкие детали, которые идут вместе с ними. Тормоза, трансмиссия, шасси и электрические системы взяты от старых автомобилей. Коробка передач должна быть переделана. Если рулевое управление было оснащено гидравлическим сервомотором, его можно снять, так как сервомотор не имеет значения с одним приводным валом.
Помимо электродвигателя, аккумуляторов и коробки передач, в электромобиле, собранном своими руками, есть ряд узлов, которые являются обязательными или желательными.
В список необходимых компонентов входит контроллер питания, который управляет двигателем. Устройство широко доступно, его можно купить на рынке у самодельщиков или на китайском заводе. Можно приобрести фирменный силовой агрегат, снятый с иностранного автомобиля на разборке.
Регулятор мощности
Очень важной деталью в электромобиле является регулятор мощности, который необходим для регулирования тяги электродвигателя.
Самые надежные регуляторы — это регуляторы, произведенные в США. Из-за ограниченных финансовых ресурсов вы можете купить эквивалентный китайский продукт.
Регуляторы следует выбирать в соответствии с их выходной мощностью. Типичный регулятор на 150 вольт подходит для ежедневной работы.
Электромобиль также должен быть оснащен инвертором вместо снятого генератора, который выполняет те же функции.
Порядок переоборудования электромобиля
Перед установкой электродвигателя с автомобиля снимается двигатель и все связанные с ним компоненты: бензобак, радиатор, выхлопная труба и мелкие детали, которые идут вместе с ними. Тормоза, трансмиссия, шасси и электрические системы взяты от старых автомобилей. Коробка передач должна быть переделана. Если рулевое управление было оснащено гидравлическим сервомотором, его можно снять, так как сервомотор не имеет значения с одним приводным валом.
Помимо электродвигателя, аккумуляторов и коробки передач, в электромобиле, собранном своими руками, есть ряд узлов, которые являются обязательными или желательными.
В список необходимых компонентов входит контроллер питания, который управляет двигателем. Устройство широко доступно, его можно купить на рынке у самодельщиков или на китайском заводе. Можно приобрести фирменный силовой агрегат, снятый с иностранного автомобиля на разборке.
Что имеем
На сегодняшний день самым популярным из существующих электродвигателей для электромобилей является асинхронный двигатель, который был разработан в XIX веке. Его конструкция была чрезвычайно проста и настолько удачна, что все дальнейшие изменения касались не принципа действия, а лишь технологии изготовления отдельных компонентов. Например, можно было изменить подшипники, на которых крепился вал двигателя, или форму обмоток ротора и статора, но принцип работы асинхронного двигателя оставался прежним.
Читайте также: Превращение ветрогенератора в асинхронный двигатель своими руками
К преимуществам этого типа двигателя относятся простота обслуживания и отсутствие подвижных контактов. В нем нет щеток или контактных втулок, а питание осуществляется только от неподвижной трехфазной обмотки статора, что делает этот двигатель очень подходящим для широкого спектра применений, практически универсальным. Двигатель прост по конструкции и относительно недорог, эксплуатационные расходы минимальны, а надежность высока.
Асинхронные двигатели с короткозамкнутой клеткой имеют несколько недостатков. Когда двигатель подключен к розетке, пусковой ток довольно высок, а пусковой момент намного ниже номинального. В принципе, этот недостаток, как и проблема регулирования скорости, преодолевается с помощью частотного преобразователя, который позволяет плавно увеличивать скорость и тем самым обеспечивает достаточно высокий пусковой момент. Это достигается тем, что скорость такого электродвигателя зависит от частоты переменного тока, т.е. изменяя частоту тока, можно изменять скорость вращения ведущих колес, что позволяет легко управлять скоростью электромобиля.
Еще одним недостатком короткозамкнутых асинхронных двигателей является их низкий коэффициент мощности, особенно при низкой нагрузке и на холостом ходу, что снижает общую эффективность данной электрической системы.
Сам по себе электродвигатель является довольно продвинутым устройством, но в связи с бурным развитием индустрии эко-автомобилей, находящейся в зачаточном состоянии, в ближайшем будущем можно ожидать радикальных изменений в принципе его работы, повышении производительности (удельной мощности и эффективности) и дизайне.
Традиционно электродвигатели для автомобилей должны отвечать следующим требованиям:
- иметь безопасное и удобное для эксплуатации устройство;
- обладать высокой удельной мощностью и экономичностью;
- обладать высокой надежностью и безопасностью при длительной эксплуатации;
- иметь компактные габариты;
- работать в широком диапазоне частот вращения с высокими показателями, что позволит электромобилю обходиться без коробки передач.
