Вспомним историю:

Конец XIX и начало XX веков - первые самодвижущиеся экипажи с паровыми двигателями внутреннего сгорания и (ну, ну же) электрическими! Кстати, первыми рубеж скорости в 100км/ч преодолел именно электромобиль. Однако, тогда автомоили развивались быстрее и к началу 30-х годов электромобили были забыты.

Посмотрим в день сегодняшний. С 1988 года фирма Тойота выпускает авто-электромобиль (модель Приус). Суть такова: Вы садитесь машину, поворачиваете ключ, переводите рычаг управления в положение "Drive" и сразу (!) начинаете движение. На чем вы едете - вы не знаете. Обычно небольшие поездки происходят на электротяге. Когда машина "понимает", что аккумуляторы сели, она сама заводит бензиновый двигатель и заряжает АКБ. Предусмотрен и аварийный случай - если аккумуляторы сели, бензина нет - вы дергаете красную ручку в багажнике и (о, чудо!) аккумуляторы заряжены, можно ехать.

Подобную ситуацию мне описали в НАМИ, где уже 4 года такой гибридный мобиль изучают. Попадалась данная модель и на вторичном рынке авто (ориентировочно 8,5 тыс $ за 98 ? 99г.в.). Подобные разработки есть у GM , да и Европа имеет массу мелких (1-2-х местных) электро- гибридо- мобилей, используемых в зеленых зонах или, просто, на полях для гольфа.

Вернемся все же к доминирующей черте личности автора сайта - желание съэкономить.

Платить 8,5 тыс $за праворукое японское чудо - рука не поднимается, да и кошелек не позволяет, а сколько времени, сил и денег обойдется собрать самостоятельно ТС на электротяге в самом простом варианте:

Смета: 1.Кузов (на мостах, пластиковый, самодельный, с документами) - 1000 $. - обратите внимание на вес конструкции. Моя без двигателя и АКБ весит 350кг. Это важно. - Самодельный пластиковый автомобиль не такая большая редкость, как может показаться в начале. Совсем недавно - в начале августа в газете "Из рук в руки" в разделе "другие", продавался. Кто ищет, тот всегда найдет! (В конце концов - склеит).

2.Салон. Два передних сидения от автомобиля Порше-924, подушка заднего сидения от Тойоты Супра, 4м2 ковролина из магазина и все это пропущено через мастерскую по пошиву чехлов (все сидения б.у.) - 400 $. - Ваша фантазия может быть безгранична: в стране масса ценных пород дерева, прекрасных кож и очень дорогих акустических тканей.

3.Силовой агрегат (б.у.). Двигатель от списанного и почти полностью разоренного болгарского погрузчика (3,6 кВт, 84 В, 1400 об/мин, 24 Н·м) - 200 $. - Предпочел бы использовать двигатель 10 кВт, 120 В - 650 $ - новый, на гарантии. (любая контора, поставляющая запчасти для погрузчиков).

4.АКБ. Семь штук (12 В? 200 Ач), стартерные, итальянские. В оптовой фирме - 2600 руб/шт, в магазине - 4000 руб/шт. - Не пытайтесь использовать отечественные АКБ - номинальную емкость вы получите только несколько первых раз (свинец для АКБ должен быть из свежей руды, а не иэ переплавленных старых АКБ, а в нашей стране свинцовых руд нет, во всяком случае для производителей АКБ). - В идеале нужно использовать тяговые АКБ для погрузчиков, но цена выше в 3 раза! Почему для автомобиля АКБ стоит 80 $, а для погрузчика (равной емкости) - 250$, догадайтесь сами (не сложно).

5.Разное. Колеса шириной поменьше (трение качения надо сводить к min) впрочем, на колесе указана его стандартная нагрузочная спосбность, посчитайте, выберете с небольшим запасом. Блок управления двигателем. Варианты: 1)От погрузчика новый, релейный, на 6 скоростей - 400$. 2)Тиристорный с плавным регулированием - 1100$. 3)Огромный реостат - у дедушек на Митинском радиорнке (вы будете единственный, кому он понадобится) - несколько бутылок универсальной валюты.

5)Лично я, при 110% содействии друзей электронщиков, пытаюсь построить электронный блок управления. Получится - расскажу.

Фланец, соедняющий двигатель и трансмиссию (в моем случае - КПП ВАЗ 2101). Изготовил в правильном месте - фирма "Кардан-Баланс" - 70$. Эту штуку лучше делать у профессионалов, знающих автомобильную специфику - подскажут, можно ли обойтись резиновой муфтой или вставить крестовину или еще как…

План-шайба - соединение двигателя и КПП. Мне удалось изготовить ее самостоятельно, но соостность должна быть не хуже 0,2 мм, или устанете менять подшипник первичного вала КПП и подшипники двигателя.

Итого: Приблизительно потрачено 3000$.

300 часов рабочего времени одного средней квалификации инженера. Он же сварщик, он же слесарь, он же электрик. За эти деньги и время я имею: Машина 850 кг весом (4х местная), АКБ 84 В x 200 А·ч, Пробег 200 км. Скорость: 60 - 75 км/ч по прямой, до 90 км/ч кратковременно (для обгона) или под горку. 35 км/ч трогается и разгоняется до этой скорости в гору 12%.

Технико - Экономическое обоснование. Количество циклов перезаряда до полной емкости при правильном использовании - 800 раз (у передовых итальянских, за разумные деньги). 800 раз x 200 км = 160 000 км. Стоимость одной зарядки, приведенная к 1 км пути.

(200 А x 84 В)/(1000 n) x С = 25 рублей n - КПД заряда = 60% (0,6) С - стоимость 1 кВт · ч (90 коп)

Итак: 12,5 коп/км. Стоимость АКБ, приведенная к 1 км пути. (2600 руб · 7 шт)/ 160 000 км = 11,4 коп/км. Всего 24 коп/км.

Прообраз ВАЗ 2101 с расходом 8 л/ 100 км, АИ 92 (10 руб/л) 80 руб/100 км = 80 коп/км.

Добавьте сюда регулярную замену масла, фильтров, регулировку карбюратора, зажигания клапанов, кап. ремонт двигателя, наконец … Сколько получилось? 1,2 руб/км и 24 коп/км.

В 5 (пять) раз дешевле, господа! В 5 раз!!!

Вопросы есть?

Один вопрос предвижу: "Куда девать съэкономленные деньги?"

Еще один прогмотический вопрос: что скажет ГАИ?

Ответ: Пока не знаю. Но в НАМИ электромобили есть, они ездили по дорогам. На АЗЛК электромобили также имеются (2 модели). ВАЗы как-то, лет 20 назад, катались по Москве аккумуляторные. УАЗы для военных госпиталей существовали с электромоторами. И даже был авто- (pardon) электропробег. Сейчас есть грузовик ЗИЛ электрический с очень неплохими параметрами. Были они, есть, ездят … Чем, собственно говоря, моя машина хуже?

Итак, Вы решились на постройку электромобиля. Можем поздравить Вас с таким наинанием.
Но прежде, чем подбирать агрегаты для будующего э-мобиля, необходимо четко определиться с "техническим замыслом" э-мобиля. Этот замысел формируется из следующих пунктов:

-Кузов э-мобиля . Варианты:
- стандартный кузов от легкового автомобиля заводского изготовления. Плюсы: минимальное количество или полное отсутствие переделок в "жестяном" направлении; стандартный вид э-мобиляи соответственно - минимальное внимание сотрудников ГИБДД к Вашему э-мобилю; возможность постройки э-мобиля "одним лицом" за небольшой промежуток времени. Минусы: большая вероятность неудачной компоновки агрегатов внутри; более тяжелый вес.
- самодельный кузов. Плюсы: бескрайнее поле для творчества внешнего вида и компоновки э-мобиля; меньшая масса; возможность применения композитных материалов и нестандартных узлов для улучшения конструкции и ходовых качеств; неординарный вид, отличающийся от основного потока транспортных средств. Минусы: расширенный инструментарий, в большинстве случаев не распространенный в даже в продвинутых домашних мастерских; повышенные трудоемкость и требования к квалификации мастера; повышенное внимание сотрудников ГИБДД к э-мобилю и соотвественно - меньшая вероятность регистрации Вашего э-мобиля с выдачей номерных знаков.

-Силовой агрегат , Состоит из источника электроэнергии с регулятором потребления, электродвигателя и механической трансмиссии.
- источник электроэнергии. Варианты:
-аккумуляторные батареи. Следует учитывать предназначенных для них режим работы, рабочие температуры, ёмкость, стоимость, размеры и вес.
- Суперконденсаторы (ионисторы). Те же самые требования, что и к аккумуляторным батареям.
- Генераторы. Существует несколько видов генераторов электроэнергии. Основным отличием генераторов от других источников является получение электроэнергии способом, включающим механические преобразования энергии. На данный момент существуют бензиновые-дизельные-газовые (топливные) генераторы, тепловые генераторы в совокупности с элементами Пельтье, молекулярные двигатели и много других видов.
- Регулирующие потребление электроэнергии устройства. Под такими можно понимать регуляторы и преобразователи напряжения, регуляторы тока. Основные требуемые характеристики зависят от параметров электродигателя и других потребителей электроэнергии.
- Электродвигатели. Требуемые характеристики для каждого случая крайне индивидуальны. Единственное, что можно посоветовать - выбирать двигатель мощнее, чем необходимо (в пределах разумного: для э-мобиля массой до одной тонны для уверенного разгона с использоанием КПП и движением со скоростью до 100кмч вполне достаточно электродвигателя последовательного возбуждения мощностью в районе 7-8 кВт; для уверенного разгона без КПП - более 12кВт) Для выбора электодвигателя необходимо учитывать: тип электродвигателя, рабочее напряжение, мощность, потребляемый ток, тип возбуждения, номинальные обороты, крутящий момент, вес и размеры.
Существуют следующие виды электродвигателей:
- c параллельным возбуждением.
- с последовательным возбуждением.
- со смешанным возбуждением
- бесщеточные безколлектроные электродвигатели
- асинхронные, в т.ч. с векторным управлением.

Механическая трансмиссия. В основном Вы можете выбирать между трансмиссией с КПП и трансмиссией без КПП. Наличие КПП, конечно, приводит к неудобствам в управлении э-мобилем и бОльшим механическим потерям, но тем не менее позволяет трогаться и уверенно двигаться в нестандартных условиях (трогание и движение на подъем, в глубоком снегу и грязи) использовать менее мощный электродвигатель. Про увеличение\уменьшение веса намеренно ничего не приводится, т.к. мощный двигатель с редуктором-дифференциалом может весить больше, чем менее мощный с КПП.
Также стоит принять на заметку, что использование мощного электродвигателя без КПП потребует от электродвигателя управлением крутящим моментом, а не оборотами (как это кажется на первый момент). Такое регулирование могут: частично безколлекторные двигатели и в полной мере - асинхронные с векторным управлением. Использование других типов электродвигателей без КПП можно посоветовать при очень легком э-мобиле.

"12 заповедей автомобилиста-самодельщика"

Эти 12 заповедей были опубликованы в 80-е годы в журнале "Моделист-Конструктор". Написал их автосамодельщик со стажем, в свое время своей нашумевший конструкцией автомобиля, как тогда говорили "вагонной компоновки" (сейчас они превратились в "минивэны") "Минимакс" - П.С. Зак.
Некоторые из советов относятся исключительно к постройке автомобиля "с нуля", некоторые несколько устарели, однако общий смысл этих "Заповедей" как нельзя лучше подходит для "первого взгляда" на строительство и 100%-й самоделки и киткара. Главное на первом этапе - это не внешний вид, мощность двигателя или проходимость, главное - оценить себя, способен ли ТЫ на это...

I. СВЕРХЗАДАЧА - ПРЕЖДЕ ВСЕГО!
Обычно начинают с ближайшей цели: хочу сделать "вот такую" машину! О своей сверхзадаче не задумываются. Но она рано или поздно выявится сама, чаще всего - на полпути, когда уже много сделано... Разобраться в себе поможет классификация "самодельщиков".
Упрощенец Обычно исходит из распространенного заблуждения, что сделать дешевле, чем купить. Чем раньше он осознает, что это действительно заблуждение, тем меньше средств и усилий затратит напрасно. Особая категория упрощенцев - чаще малоквалифицированных, - пытается сделать "настоящий" автомобиль (то есть неотличимый от промышленного); чем раньше они поймут, что ни по пригожести, ни по потребительским качествам машины автозавод не превзойдешь, тем дешевле обойдется им это заблуждение.
Максималист Так можно назвать тех, кто мечтает непременно поразить окружающих. Сделать такое, чтоб ни у кого... Престижную машину! Чтоб или по форме - суперспорт, или по содержанию - компьютерно-комплексно-автоматизированная. В крайнем случае хотя бы с убирающимися фарами, опускающимися стеклами, кондиционером и стереоцветомузыкальным центром!
Индивидуал Это тот, для кого выпускаемые промышленностью машины не подходят, кому нужна машина специального назначения: вездеход или амфибия, самоходная дача, городская мотоколяска или джип-трактор.
Творитель Это тот, кто не может не делать. Громадное удовлетворение получает он от самого процесса творчества. В пределе даже так: сделал, а ездить - ни к чему.

Так кто же ты? Не жалей себя в самоопределении. Это поможет тебе сэкономить свой труд и время.

II. ОЗАДАЧЬСЯ!
Наберись смелости и выплесни на бумагу основные характеристики своей мечты: назначение, вместимость и грузоподъемность, скорость, тип двигателя, компоновку, ходовую часть, габариты и вес. Проставь дату и отложи в недолгий ящик. Через недельку попробуй составить второй вариант. Третий... Седьмой...

При этом "выплескивать" рекомендуется, даже если поначалу нет ощущения, что готов к этому. Еще Д. И. Менделеев утверждал, что лучше любая гипотеза, чем никакая. Вместо ошибочной в конце концов появится другая, более правильная. Со временем проявится и ее ошибочность. Этот процесс бесконечный. Но каждая новая гипотеза, как правило, лучше предыдущей. И тут уж желаем разработчику здравого смысла, чтобы вовремя остановиться, ибо суть не в постоянном поиске, а в результате.

III. HE БЕРИ ТО, БЕЗ ЧЕГО МОЖНО ОБОЙТИСЬ
Что греха таить, чудеса всех увлекают. Но необыкновенными могут стать и такие основополагающие качества, как проходимость, вместимость или маневренность, либо второстепенные - например, автоматическое управление двигателем и коробкой передач, отоплением кузова или, скажем, дорожным просветом.

Не перегружай свой проект обилием "цацок", за ними может исчезнуть и основная концепция твоего автомобиля. Как только ощутишь признаки такой опасности, составь перечень того, что тебе хочется видеть в своем творении. А потом выпиши оттуда то, без чего никак не обойтись. Итогом этой работы должен стать проект транспортного средства, содержащего необходимый комплекс "чудес".

Остальное раздели на две части. Найди в себе силы забыть навсегда большую часть, оставив лишь то, что можно сделать потом, во вторую очередь, после того, как созданный тобой агрегат поедет. Движущаяся машина поставит новые, пока еще неведомые проблемы. Учитывая их, ты составишь в очередности теперь уже более определенный (по степени их важности) перечень доработок.

Вообще говоря, с сиденья завершенной машины все гораздо видней!

IV. ЕЩЕ РАЗ ПОДУМАЙ: ЕСЛИ МОЖЕШЬ НЕ ДЕЛАТЬ - НЕ ДЕЛАЙ!
Прежде чем браться за непосредственную работу над машиной, самое время еще раз прикинуть, стоит ли твое желание той гигантской работы, на которую ты себя обрекаешь. Да еще учти, сколько непредусмотренных огорчений ждет тебя на выбранном пути! А не лучше ли все же приобрести готовый автомобиль? Если тебе просто хочется повозиться с "железом", купи старенький "Москвич" или "Запорожец". Ну а если это не так, то от души желаем тебе успеха и мужества, ибо ты теперь вступаешь в вольное братство самодельщиков.

V. ЧЕРТИ НЕ МНОГО И НЕ МАЛО, А ПО НЕОБХОДИМОСТИ!
Одну крайность среди самодельщиков (прежде всего - инженеров различных специальностей) составляют "чертежники". Они рисуют общие виды, потом - варианты, разрабатывают конструкции чуть ли не всех узлов и деталей. Как правило, за этим - страх браться за ножовку и дрель, молоток и зубило.

Другую крайность (это обычно гуманитарии и шоферы) составляют "тяпальщики". Поставят мосты - передний и задний, положат на них профили-лонжероны и начинают варить поперечины. Потом обнаруживается, что двигатель туда не компонуется... Переделывать по нескольку раз "тяпальщики" не стесняются. Завершив половину работы, оказываются подчас перед неразрешимой проблемой - задуманная машина не получается. Еще хуже, когда приходится уже готовую ходовую часть "одевать" в "парадное верхнее одеяние" - кузов, сработанный не по "фигуре"... Вряд ли такая машина понравится ГАИ.

Приемлема, как обычно, разумная середина. Компоновка в масштабе 1:5, общий вид (в трех проекциях), плазовый чертеж (желательно в натуральную величину) и объемная модель в том же масштабе - вот первый исходный минимум. Причем модель необходима здесь в той же степени, что и чертеж. Ограничиваться лишь общим видом (и компоновкой) неосмотрительно.

При создании узлов все, что можно делать без чертежей, лучше делать по месту, при необходимости вырезая из картона шаблоны. Если без чертежей узлов не обойтись - выполняй их 1:1. Учти, что масштаб 1:2 - самый обманчивый, и привыкай обходиться лишь двумя - 1:5 и 1:1. Правда, общий вид можно рисовать и 1:10, и даже 1:20. Чертежи на детали есть смысл готовить, если только их придется где-то заказывать.

VI. И ДОМАШНЕМУ "АВТОЗАВОДУ" НУЖЕН ДИРЕКТОР!
Прежде всего "производству" необходимо подобрать помещение для работы над машиной: оно должно быть отдельным и... теплым - в холоде тоже не работа. Не жалей денег на инструменты. Главными станками "автозавода" должны стать верстак с большими тисками и электродрель. Неплохим подспорьем будет и электрический абразивный резак. Не бери пример с тех, кто со строительства машины переключается на коллекционирование всевозможных приспособлений, создавая своего рода музей инструмента... Как только обнаружится, что нужный ключ проще купить в магазине, чем найти в своих закромах, это будет означать, что инструментальное хозяйство превзошло "критическую массу", и его пора безжалостно сокращать. Но действующий инструмент держи в готовности: это не работа, когда нужно зубило, а оно тупое, берешь сверло, а оно щербатое.

Основные материалы - как профильные, так и листовые - надо заготовить заранее. Можно, конечно, и по ходу дела позволить себе прервать работу, чтобы раздобыть какой-то специальный материал или крепеж, но все же лучше рабочее время на это не тратить. Надо ценить трудовой ритм, не отвлекаться на "затыкание дыр" из-за организационных неурядиц. Если работаешь не один, а вдвоем-втроем, это еще важнее, ибо подготовка к работе идет чаще индивидуально, а коллективные простои обходятся много дороже.

VII. МОДЕЛИРУЙ! МАКЕТИРУЙ!
Внешний вид машины - великое дело. И по общему виду отработать его не слишком просто. А ведь твой автомобиль будет двигаться рядом со "Спутниками" и "Тавриями", над которыми работали не только конструкторы, но и дизайнеры. И делали при этом десятки моделей, в том числе в натуральную величину! Поэтому совсем неплохо было бы последовать их примеру. Закончив свою модель, посмотри на нее строгим посторонним взглядом. Покажи сведущим людям. Сделай второй вариант, может быть, и третий. Ведь внешний вид, по существу, можно отработать только на этой стадии. Потом, будет поздно.

Затем целесообразно взяться за макет в натуральную величину. В него можно вставлять готовые узлы, которые ты собираешься использовать: ходовую часть (подвески - переднюю и заднюю), двигатель с коробкой передач, рулевое управление, сиденье, переднее стекло и т. п. Кузов воспроизводится в дереве и картоне. Рейки имитируют профили, фанера и картон - облицовку.

Макет необходим для уточнения взаимного расположения узлов, размещения водителя и пассажиров, проверки удобства посадки и высадки через двери, подходов к обслуживанию двигателя и ходовой части. И вообще позволяет зримо ощутить свое будущее творение.

Макетирование служит могучим средством и в создании отдельных узлов. Их предварительно воспроизводят в виде профильных шаблонов, продольного и поперечного. Может хватить и одного, достаточно характерного, для примерки.

VIII. ЧЕТЫРЕ СТОЛПА АВТОКОНСТРУИРОВАНИЯ - КОНСТРУКЦИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ, ГОТОВЫЕ УЗЛЫ, МАТЕРИАЛЫ
При создании любого узла можно, конечно, исходить из чисто конструктивных соображений: сделать его функциональным и прочным, минимальной массы и габаритов. И под эту конструкцию подбирать соответствующие технологию и материалы. Однако самодельщику в еще большей степени, чем конструктору автозавода, нужно предусмотреть возможность реализации своей задумки. Ведь он же сам себе отдел снабжения, сам себе технолог, рабочий. Поэтому критерий оптимальности конструкции у самодельщика особый.

Сложные в изготовлении детали не грех заимствовать. Например, пружины или рессоры подвески. А они сразу определят конструкцию всего узла. Можно во главу оптимизации поставить материал, который по какой-либо причине доступен. Например, для рамы машины очень выигрышны прямоугольные трубы.

"Четырехстолповая" устойчивость самодельщика - в гибкости использования того "столпа", который облегчает создание данного узла, перенося центр тяжести своей работы на самую сильную (в решении данной задачи) опору.

IX. ХОТЕТЬ - НЕ ДЕЛО; УМЕТЬ - ЧЕТВЕРТЬ ДЕЛА; МОЧЬ - ПОЛДЕЛА... НО ГЛАВНОЕ - ОБЛАДАТЬ ТАЛАНТОМ "ЗАВЕРШАТЕЛЯ"
Даже самое могучее желание - не сильнее неумелости. Но если слесарных навыков нет? Здесь два пути: попроще - собрать компанию, в которой специалисты дополняли бы друг друга. И потяжелее, но дающий тебе независимость, - обрести квалификацию, что лучше делать тоже под чьим-нибудь руководством или в компании.

Существует еще один фактор, не менее важный. Это - последовательность, характер, воля, заставляющие сделать над собой усилие, когда усталость, физическая и моральная, одолевает тебя. Сколько слабых духом бросили свое дело на полдороге... Но и какое удовлетворение дает преодоление временной слабости! Достигнув цели, ты получишь не только свой прямой результат, но и ощутишь радость победы над собой, и это, может быть, станет самой главной наградой.

X. ПОМНИ О ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И В РАБОТЕ, И НА ДОРОГЕ
В работе над своим творением придется осуществлять самые различные технологические операции. Некоторые небезопасны. На производстве есть специальная служба техники безопасности, а на домашнем "автозаводе" - только ты сам. Дисковая пила или абразивный резак могут и палец отхватить. Заточный станок - оставить без глаза, тяжелые агрегаты - придавить. А пожароопасность? Все это очень серьезно.

Не менее серьезны и элементы безопасности, необходимые в конструкции самоделки на случай дорожно-транспортного происшествия. Размещение бензобака, защита водителя и пассажиров конструкцией кузова от удара или при переворачивании машины - это вопросы так называемой пассивной безопасности. Но и такие факторы, как обзорность, тормоза, рулевое управление - тоже к безопасности имеют самое непосредственное отношение.

Учитывая жизненную важность этих вопросов, недостаточно держать их в уме. Сформулируй свои слабые места на бумаге. Найди в себе силы вовремя остеречься, если какие-то требования не выполняются, либо даже отказаться от схемы, компоновки или конструктивного решения, не обеспечивающих должной безопасности. В таком деле "авось" может плохо кончиться.

XI. "ЭПОКСИДКУ" УВАЖАЙ ДО ОПАСЕНИЯ...
Не все знают, что производство, где изделия выклеиваются из стеклоткани на эпоксидных смолах, относится к разряду особо вредных, и там обычно ведется специальный надзор за соблюдением техники безопасности: производственные участки оборудуются принудительной вытяжной вентиляцией, и приборы-автоматы с самописцами следят за содержанием в воздухе вредных и ядовитых газов.

Таких условий дома не создашь, да многие даже не подозревают об опасности тяжелых легочных заболеваний, вплоть до рака легких.

В то же время механические свойства некоторых аналогичных материалов - например, полиэфирных смол, не намного уступают коварной "эпоксидке". Вполне пригоден, кстати, и лак для паркета.

Со стеклотканью тоже надо быть осторожным, ибо мельчайшие частицы ее волокон внедряются в кожу рук и в дыхательные пути. Приемлемые заменители - хлопчатобумажные ткани, например, перкаль, брезент или достаточно прочная синтетика.

XII. ХУДЕТЬ НАДО НЕ ТОЛЬКО МОДНИЦАМ!
Уже в принципе самодельный автомобиль тяжелее покупного. Это неминуемо проявляется за счет того, что несущий кузов чересчур сложен для расчета на прочность. В автопромышленности отработка оптимального варианта дилеммы "прочность-легкость" производится экспериментально. Самодельщику это не по силам. Ему приходится либо разделять функции кузова и рамы (что ведет чуть ли не к удвоению массы этого комплекса), либо заведомо перетяжелять корпус. Уже по этой причине самодельный автомобиль будет на 20-30 % тяжелее аналогичного промышленного образца. Однако практика показывает, что если специально не следить за весом каждой детали, то самоделка оказывается в полтора раза (а порой и более!) тяжелее машины заводского изготовления аналогичного класса. А в этом - и повышенный расход горючего, и худшая динамика, и меньшая грузоподъемность, и...

Электрическими машинами называют электромеханические преобразователи, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую или механическая - в электрическую энергию. В зависимости от рода отдаваемого или потребляемого тока электрические машины разделяются на машины переменного и постоянного тока, которые могут использоваться в качестве двигателей, генераторов или их комбинации.

По принципам создания вращающего момента электрические машины делятся на синхронные, асинхронные и постоянного тока.

В синхронных машинах частота вращения вала синхронизирована с частотой вращения электромагнитного поля, создающего вращающий момент. В синхронной машине поле возбуждения создается обмоткой, расположенной на роторе и питающейся постоянным током. Обмотка статора соединяется с сетью переменного тока. Обращенная схема, когда обмотка возбуждения расположена на статоре, встречается редко. В синхронной машине обмотка, в которой индуцируется ЭДС и протекает ток нагрузки, называется обмоткой якоря, а часть машины с этой обмоткой называется якорем. Часть машины, на которой расположена обмотка возбуждения, называется индуктором. Синхронные машины применяются в качестве генераторов и двигателей.

Условием работы асинхронной машины является неравенство частот вращения электромагнитного поля статора и ротора, что собственно и создает силы, приводящие в движение электрические машины. В асинхронной машине поле создается в обмотке статора и взаимодействует с током, наводимым в обмотке ротора. Среди асинхронных машин коллекторными являются однофазные двигатели малой мощности. Асинхронные машины применяются в основном в качестве двигателей.

Главной особенностью машины постоянного тока является наличие коллектора и скользящего контакта между обмоткой якоря и внешней электрической цепью. Машина постоянного тока по своему конструктивному выполнению сходна с обращенной синхронной машиной, у которой обмотка якоря расположена на роторе, а обмотка возбуждения - на статоре. Благодаря своим хорошим регулировочным свойствам двигатели постоянного тока нашли широкое распространение в промышленности. Они могут работать в качестве и генераторов и двигателей.

Классификация электрических машин

по мощности

Машины большой мощности:

коллекторные машины мощностью более 200 кВт;

синхронные генераторы мощностью более 100 кВт;

синхронные двигатели мощностью более 200 кВт;

асинхронные двигатели мощностью более 100 кВт при напряжении более 1000 В.

Машины средней мощности:

коллекторные машины мощностью 1… 200 кВт;

синхронные генераторы мощностью до 100 кВт, в том числе высокоскоростные мощностью до 200 кВт;

асинхронные двигатели мощностью 1… 200 кВт;

асинхронные машины мощностью 1… 400 кВт при напряжении до 1000 В, в том числе двигатели единых серий от 0,25 кВт.

К группе машин малой мощности относятся электрические машины, не входящие в первые две группы:

двигатели постоянного тока коллекторные и универсальные;

асинхронные двигатели, синхронные двигатели и др.

Основные понятия

Коэффициент полезного действия (КПД) - отношение полезной (отдаваемой) мощности и затраченной (подводимой):

для генераторов- отношение активной электрической мощности, отдаваемой в сеть, к затраченной механической мощности;

для электродвигателей- отношение полезной механической мощности на валу, кВт, к активной подводимой электрической мощности, кВт.

Коэффициент мощности (соs j) для машин переменного тока:

для генераторов- отношение отдаваемой активной электрической мощности, кВт, к полной отдаваемой электрической мощности, кВ×А;

для электродвигателей- отношение активной потребляемой электрической мощности, кВт, к полной потребляемой электрической мощности, кВ×A;

Пусковой ток (начальный пуск) - установившийся ток, потребляемый двигателем при неподвижном роторе и питании от сети с номинальными напряжением и частотой (Iп- пусковой ток).

Кратность начального пускового тока - отношение начального пускового тока к номинальному току.

Номинальный вращающий момент - вращающий момент на валу электродвигателя, соответствующий номинальной мощности и номинальной частоте вращения.

Начальный пусковой момент - вращающий момент, развиваемый двигателем при неподвижном роторе и начальном пусковом токе.

Минимальный вращающий момент - наименьшее значение вращающего момента, развиваемого двигателем при номинальных напряжении и частоте сети в диапазоне изменения частоты вращения от нуля до значения, соответствующего максимальному моменту.

Максимальный вращающий момент - наибольшее значение вращающего момента, развиваемого двигателем при номинальных напряжении и частоте сети.

Относительная продолжительность включения (ПВ) - отношение длительности работы двигателя при нагрузке, включая пуск, к длительности рабочего цикла, выраженное в процентах.

Конструктивное исполнение

Конструктивное исполнение - способ расположения составных частей машины относительно элементов крепления подшипников и конца вала.

Двигатель общего назначения - двигатель, удовлетворяющий техническим требованиям, общим для большинства случаев применения, и выполненный без учета специальных требований потребителя.

Основное исполнение двигателей - исполнение, соответствующее общетехническим требованиям по рабочим свойствам, условиям работы и применения. Основное исполнение является базой для разработки модификаций и специализированных исполнений.

Модификация - исполнение двигателя на базе основного исполнения, имеющее то же значение высот оси вращения, но отличающееся рабочими свойствами (механической характеристикой, диапазоном регулирования частот вращения и др.).

Специализированное исполнение - исполнение, удовлетворяющее повышенным требованиям потребителя в отношении условий применения. Различаются специализированные исполнения по условиям окружающей среды и по точности выполнения установочных и присоединительных размеров.

Узкоспециализированное исполнение - исполнение, предназначенное для работы в узкоспециализированной области.

(По материалам предоставленым автором)

Статья:   Токмаков Н.М.

Речь пойдет о деле жизни увлеченного экологическим транспортом человека, Советского офицера, Российского полковника Бозноскова Валерия Васильевича.
Валерий Васильевич, проведя всю свою военную часть жизни на полигонах и в горячих точках африки и ближнего востока, после выхода в отставку отдался любимому увлечению - экологическому транспорту. А именно электромобилям, наиболее перспективной альтернативе ближайшего будущего. Он активно участвует в интернет-форумах электромобильной тематики, создает собственный сайт и форум, прилагая массу усилий поддерживая его оживленную работу. Валерий Васильевич ставит целью показать, что не только концерны могут осуществить постройку электромобиля, но и простой человек способен изготовить себе электромобиль, зарегистрировать и пользоваться на общих основаниях. Для популяризации идеи было создано несколько образцов электротранспорта, создан Центр экологического транспорта, ведется работа в правительстве Москвы по созданию московского серийного электромобиля. За последние годы создано несколько экземпляров электротехники, а именно электрическая Монза, грузовичек Портер, электрический трайк, электрический мотоцикл Сузуки, электрический багги, в стадии трансформации находится автомобиль SMART.
А теперь непосредственно об изделиях:

1. Электрический автомобиль Opel Monza

Monza это один из первых трансформеров - конверсия Opel Monza 1981 года выпуска в электромобиль. Для электрификации автомобиля был использован опыт западных электромобилистов: комплект коллекторного электродвигателя производства Advanced DC Motors (США) с напряжением питания 120в и контроллера доставленных из США. Через переходную плиту электромотор подключен непосредственно к коробке переключения передач. Переделка автомобиля заняла времени около полгода. Вес электромобиля получился 1500 килограмм.

Первый результат получился удачным и вдохновил автора на продолжение работ. Электромобиль имеет хорошую динамику и управляемость. В интернете Вы можете найти ролики с показательными выездами электромобиля. Время разгона до 100 км/час 14 секунд, пробег на одной зарядке без остановок 60 км, дневной пробег (с остановками) 75 км, максимальная скорость 120 км/час.

Первая фотография дает представление как изменилась приборная панель (торпеда) бывшего автомобиля. На ней прибавился вольтметрэ на 120 вольт и амперметр. Далее можем видеть коммутационную аппаратуру, которая использована в электромобиле:контактор, шунт, реостат для регулирования оборотов двигателя,автомат на 1500 ампер для защиты от перегрузок и коротких замыканий.
На одной из последующих фотографий видим тяговый двигатель с пиковой мощностью 60 кВт, размером по классификации производителя 8" (восемь дюймов). И замыкает галерею снимков фотография зарядного устройства Зиван на 132 вольт с мощностью зарядного тока 3 кВт.
В связи со значительным интересом к электромобилю он был капитально отремонтирован, перекрашен кузов, перетянута обивка салона, заменены декоративные элементы кузова.
Электро-MONZA является одним из двух официально зарегистрированных в ГИБДД электромобилей, имеет номерной знак. Видеоролик можно получить с ресурса RUTUBE: http://rutube.ru/tracks/205904.html?v=4c673a528749dcdcb942c5382d975a1d

2. Электрический автомобиль Hyundai Porter

Переделка автомобиля заняла всего 3 месяца с учетом ожидания заказанных деталей и аккумуляторов. Работу выполняли два человека. Грузовик не подпадает под ограничения для грузовых автомобилей, кроме этого имеет льготы как электрофицированное транспортное средство.
Грузовик с электродвигателем имеет более лучшую динамику чем с родным турбодизелем. Время заряда аккумуляторов с накопительной мощностью 25 киловатт составляет 6-8 часов.
В августе сего года (2009) получены регистрацмонные документы и сейчас электрический грузовик на законных основаниях может быть участником дорожного движения.

В процессе регистрации обнаружилось некоторое изменение порядка сертификации в НАМИ. Сейчас надо представить аналоги транспортного средства. Дело в том что при регистрации "ГАЗЕЛИ-электро" компания "ГАЗ" сертифицировала некоторые агрегаты, например,моторы и контроллеры Azure Dynamics/Solectria, вакуумник GAST, батареи ThunderSky и некоторые другие. Претенденту на сертификацию проще пройти процедуру если использует эти агрегаты. С неизвестными китайскими регистрироваться будет сложней.

3. Электрический трайк

Трайк - мечта байкера. Как раз то, что надо для вальяжной поездки по родному городку, поселку. Подивить людей, себя показать.

4. Электрический мотоцикл Suzuki

Это бывший чоппер на 250 см3 Suzuki GZ250 Marauder. Впечатления автора от проекта "Спросите, жалко было? Разбирать, да. Монтировать захватывающе. Ехать - кайф"
Электромотоцикл собирался для прогулочных целей и вполне оправдал возложенные на него ожидания.

Полученные технические характеристики электромотоцикла:
Характеристики: Скорость - до 80 км/час, пробег - 50 км,
Время ускоренной зарядки - 1 час,
Масса - 160 кг, АКБ Леоч, 55 А*ч., - три штуки.
Рекуперация, задний ход.
Мотор Этек, трехфазный с питанием от постоянного тока, 4/9 кВт.
Контроллер - Миллипак, 300 А, 36 вольт.
Конвертер 36-72 В на 14 В.
Стоимость переделки - 60.000 рублей.

5. Электрический багги

Электрический багги - еще не завершенный проект. Но уже есть, что показать.

Технические характеристики:
Скорость 50 км/час, запас хода 40 км. Задний ход реализован электрическим реверсом.
Масса 280 кг.
Мотор последовательного возбуждения Раймонд, США, 13/35 кВт., контроллер Альтракс, 72 В, 450 А.
Шесть АКБ ЛЕОЧ, 75 А*ч.
Контакторы реверса, Англия. На оригинале стоял двигатель ИЖ. Привод осуществляeтся цепной передачей с ведущей звездочкой 15 зубчиков, ведомой 50 зубов и цепью с шагом 15.85 мм. Привод передается на колеса с крупным протектором от спортивных багги. Рулевое управление как и принято на багги, маятниковой конструкции. Электропроводка выполнена кабелем 70 кв.мм., реверс как уже упоминалось - на контакторах. Автомат защиты расположен вблизи водителя мезду 3-й и четвертой батареей. Общий вес батарей питания составляет 150 кг. Первые испытательные поездки показали необходимость применить дополнительное охлаждение двигателю. Планируется поставить около каждого из четырех окон электродвигателя кулеры от компьютеров. В творческой биографии Валерия Васильевича это не первый багги. Один из прошлых экземпляров представлен ниже на фото. Он имеет сумашедшую динамику и скорость для своего класса транспортных средств.

6. Электромобиль СВИФТ

В году 2010 заложен новый проект - конвертация автомобиля СВИФТ в электромобиль.

Технические характеристики:
Скорость 50 км/час, запас хода 60-80 км км. Задний ход реализован контроллером.
Масса 725 у оригинала, после удаления ненужных узлов 575 кг. Окончательный вес пока не определился.
Мотор последовательного возбуждения 48 вольт, 150 ампер, контроллер Альтракс, 48 В, 450 А.
Восемь шестивольтовых стационарных АКБ емкостью 180 А*ч массой по 30 кг из Франции. Конвертер из Тайваня. Зарядник европейский, умный, импульсный, 56 В, 45 А.
Номера с надписью "Электромобиль" уже имеются.
Контакторы реверса, Англия. Принято окончательное решение установить на машину гольфкаровский мотор на 5 кВт номинальной мощности. Напряжение на борту пока 48 вольт. Выточен и установлен на мотор торцевой фланец с подшипником под вал ротора. Изготовлены переходная эластичная муфта со шлицами на концах и переходная план-шайба. Сочленены мотор с коробкой. Установлены на машину.
Ввод 220 вольт сделали с места заправочной горловины. Через привычный разъем. Через предохранители вывели под капот, где располагается ЗУ на 25 А (слева). При использовании полноценной родной КПП и 5-киловаттного электродвигателя, динамика разгона примерно такая же, как и у донора с ДВС 1000 кубиков. Просадка напряжения не отмечается. На контроллере Альтракс калибровано ограничение 70% стартовых и мах токов.
Переключение передач легкое, без рывков и побочных звуков. Тормоза требуют некоторых усилий несмотря на снаряженную массу авто в 900 кг + 100 кг водителя. В целом, динамика и управляемость машины хорошие.
Перед установкой на авто заменил масло в КПП. Залил автоматное с коэффициентом вязкости по SAE равным 50 ед. Предполагается, что КПД легкой коробки передач Сузуки не ниже 94-95%. Потери незначительны. Куда меньшие, чем за счет работы электродвигателя вне номинальных оборотов в случае отказа от полной трансмиссии.
Сцепление не устанавливается на всех авто. Лишний узел. Только снижающий динамику разгона. Энергия вращающегося ротора электродвигателя ничтожна по сравнению с состоянием покоя авто.
После пятиминутного интенсивного заезда контроллер на радиаторе и электродвигатель только чуть потеплели. Как положительный итог умеренных нагрузок на электрическую часть. За счет использования КПП. Есть возможность еще увеличить динамику разгона, сняв все ограничения с контроллера. Электропроводка выполнена кабелем 70 кв.мм. Бродит мысль поставить 8 АКБ Минн-Кота, 100 А*ч, 12 В. Они по размерам близки к нынешним. Будут весить 185 кг вместо 240 кг. А энергоемкость обеспечат около 10 кВт*ч. Сейчас теоретически 9 кВт*ч, на практике - меньше. Они не новые.
При размещении на машине четырех 105 А*ч и четырех 120 А*ч АКБ "Дека" можно получить почти 11 кВт*ч энергии при массе батареек всего 205 кг. Что обеспечит пробег на одной зарядке как минимум 100 км на скорости 60 км/час. При цене батареи всего 50.000. И ресурсе до 700 циклов при 60% разряде.
По тормозам. Возможно будет установлен вакуумный усилитель. Смысл есть. Комплект имеется.
Обогрев салона будет. Планируется наклеить пару десятков керамических резисторов по 25 Вт на радиатор печки. Возможны иные варианты.
Подсчеты стоимости комплектующих:
1. Стоимость мотора составила 500 долларов, б/у контроллера - примерно столько же.
2. В случае отказа от КПП потребовался бы электродвигатель с Мкр как минимум в 4 раза большим. И соответствующим преобразователем к нему. По суммарной цене не менее 4500 долларов. Массой за 50 кг. Тут же возникла бы необходимость приобретать более мощные АКБ. Ставить иной контактор. И много чего еще.

В заключение не лишне сообщить, что дешевый электромобиль удовлетворяющий большинству требований к автомобилю возможен. Валерий Васильевич пришел к такому выводу из следующих соображений:
1. Электромобиль в бюджетном варианте может проехать до 100 км за день.
2. Основной путь большинства людей живущих и работающих в городе из дома до работы и обратно не превышает 50-60 километров, а это основной ежедневный маршрут. И действительно если подумать, то становится ясно, что этот основной маршрут съедает много денег на бензин, при том, что половину времени в пути люди стоят в пробке. При этом бензин продолжает потребляться, а электромобиль в этот момент стоит не потребляя ни одного ватта энергии. Помимо этого свойство аккумуляторов таково, что при простое они немного самоподзаряжаются. Так, что для электромобиля это выгодно в двойне.
3. Электромобиль может радовать владельца дешевизной эксплуатации, динамичностью, способностью передвигаться в тех местах, где нахождение коптилкам запрещено. Езда происходит в полной тишине.
4. В мире идет процесс электрофикации транспорта. Автопроизводители разрабатывают серийные электромобили. В ближайшие годы электромобили начнут сходить с конвейеров массовым потоком.

Примечание: Весной этого года (2009 г.) на заседании правительства мэр Москвы Юрий Лужков заявил, что необходимо переводить внутригородской транспорт на электротягу. По его мнению, электромобили благоприятно повлияет на экологию города, и эта работа является очень важной. Планируется открытие заправок для электромобилей с использованием льготных ночных тарифов на электроэнергию, предоставить преоритет электромобилям по доступу в центр города, льготы по парковке.
Нынешний мер пока умалчивает судьбу экологического транспорта.

«Электромобиль версии 1.0» – машина базового уровня, сделать которую может за полгода в гараже фактически любой рукастый мужик, умеющий ремонтировать автомобиль и обладающий начальными знаниями в электротехнике. Цель этой статьи, конечно же, не вручить читателю четкую инструкцию по применению, а дать, как сегодня модно говорить, «дорожную карту» понимания того, что электромобиль – это просто! Рассказал «Колесам» об этом один из самых авторитетных российских электромобилистов-самодельщиков Игорь Корхов, администратор крупнейшего тематического форума electrotransport.ru, успешно строивший законченные конструкции собственных электромобилей, а в данный момент ездящий на модернизированой Lada Ellada.

Кузов

Из чего состоит электромобиль начального уровня, который несложно построить на гаражном «стапеле»? Кузов от машины-донора с рулевым управлением, подвеской, трансмиссией и тормозами, электродвигатель постоянного тока, агрегатированный со штатной ручной КПП, пакет батарей с контроллером, педаль акселератора, от которой контроллер получает сигнал и ряд вспомогательных узлов, которые можно даже привносить в конструкцию не сразу, а позже – после первых пробных выездов, коих с таким нетерпением ждет душа гаражного инженера…

В качестве кузовного донора, как правило, берут переднеприводную машину, чтобы не терять энергию на трение в крестовинах кардана и гипоидной передаче заднего моста. Стараются найти машинку полегче, в идеале до 600–700 килограммов, хотя это не всегда удается – большинство авто избыточно тяжелы с точки зрения постройки электромобиля. В свое время весьма популярна среди гаражных электромобильщиков была Таврия – кузов легкий и отменная «катучесть» – на ровной дороге можно было буквально пальцем толкать! Но Таврии почти все, увы, сгнили уже... Популярны Golf-ы первого–второго поколения, Daihatsu Mira и тому подобные небольшие машинки. «Катучесть» стараются увеличивать за счет особых шин – так называемых «зеленых»: узких и допускающих давление 2,7 и более атмосфер для устранения потерь на деформацию резины.

Двигатель

Я видел, как на машине со снятым двигателем к первичному валу ручной КПП подключали мощный шуруповерт, выводили в салон управление его кнопкой включения и фактически получали за полчаса электромобиль! Да, курьезный, да, едущий не быстрее пяти километров в час, но, в сущности, неплохо демонстрирующий простоту и работоспособность конструкции «варианта 1.0»! Все это, разумеется, из области «механики шутят», но принцип, в общем, сохраняется.

Игорь Корхов

Самыми распространенными двигателями для самоделок начального уровня были и по-прежнему являются тяговые моторы ДС-3.6 от болгарских вилочных складских электропогрузчиков типа «Балканкар EB-687». Это двигатели последовательного возбуждения, питающиеся постоянным током с напряжением 80 вольт, мощностью 3,6 киловатта. Выглядит такой мотор, как цилиндрический бочонок, весит 66 килограммов. Это далеко не самый лучший по характеристикам массы и экономичности мотор, но он легкодоступен и популярен у начинающих конструкторов электромобилей. Приобрести такой «движок» можно в меру своего везения – кому-то он перепадет за спасибо, кто-то найдет за 5–10 тысяч рублей. В принципе, такая стоимость оправдана – мотор не скоростной, но имеет великолепный крутящий момент, вытягивает на любую горку даже на третьей передаче, прост в монтаже, неприхотлив.

Трансмиссия

В «Варианте 1.0» не встретишь мотор-колес и прочих прогрессивных электромобильных «нанотехнологий». Делается, как проще, а проще всего срастить электродвигатель с уже существующей на автомобиле-доноре трансмиссией – ручной КПП с главной передачей и дифференциалом, через ШРУСы переднего привода со ступицами и передними колесами. - Собственно, корзина и диск сцепления, его привод (гидравлический или тросовый), да и сама левая педаль удаляются – это лишний вес, и они нам больше не нужны. – рассказывает Игорь Юрьевич, - Переключать скорости мы, правда, все же будем – но редко и без разъединения валов мотора и КПП – просто втыкая передачи рукояткой коробки. Включается нужная передача без сцепления совершенно спокойно как перед началом движения, так и на ходу: бросаешь газ, подводишь рукоятку КПП, синхронизаторы срабатывают – и едем дальше.

Третью передачу используем для езды по городу, четвертую – по загородной трассе, вторую – по буеракам. Первая вообще никогда не используется, момент на колесах такой, что их просто прокручивает при легком касании акселератора!

Чтобы установить электромотор под капот, нужны две основные «хендмейд»-детали: переходная плита и переходная втулка, с помощью которых электродвигатель соединяется с «родной» ручной коробкой передач автомобиля. Плита соединяет электромотор и КПП, а втулка – вал мотора и первичный вал КПП.

Плита легко делается своими руками из толстолистовой стали или алюминия – достаточно наличия слесарных навыков среднего уровня, болгарки и дрели.

Батарея

Батарея для электроавто - только литий-железо-фосфат, иных вариантов нет! Про стартерные свинцовые батареи, кажущиеся привлекательными для начала, «на попробовать», забудьте сразу и навсегда – они категорически непригодны, просто деньги на ветер. Несколько зарядок-разрядок – и аккумуляторы отправятся в пункт приема цветмета! Тяговые свинцовые батареи тоже долго не живут, поскольку при их массе емкость всегда будет недостаточной, а это означает избыточно большой потребляемый ток в расчете на одну батарею. При таких токах не держится и тяговый свинец. Так что исключительно «лиферы», хотя это и недешево.

В свое время через свинец многие проходили – и я в том числе. Сейчас такие ошибки повторять никакого смысла нет. Стартерные батареи у меня начали помирать через пару месяцев, еле успел распродать за полцены, пока не потеряли емкость. Потом одно время использовал герметичные батареи от питания телекоммуникационных систем (источники бесперебойного питания сотовых вышек) – хватало на сезон, начинало расти внутреннее сопротивление… Поэтому, как только появился широкодоступный литий-феррум, все перешли на него. Лучшая удельная плотность энергии, умение отдавать и принимать большие токи, долговечность, морозостойкость. Но цены пока высоки, и батарея является самым дорогим узлом электромобиля – это нужно учитывать самодельщику…

Игорь Корхов

Упрощенный расчет параметров и стоимости батареи выглядит так: предположим, что нам надо набрать 100-вольтовую батарею – на такое напряжение рассчитано довольно много моторов. Напряжение одной «лифер-банки»–- 3,3 вольта: значит, нам нужно соединить последовательно 30 банок. Но второй важный параметр батареи – емкость. Поскольку «банки» одинаковые, емкость одной = емкость всей батареи. «Банка» хорошего качества стоит примерно 1,5 доллара за 1 ампер-час, а 30-амперчасовая батарейка начального уровня обеспечит машине весом до тонны 25–30 километров запаса хода.

Считаем:

30 ампер-часов х $1,5 = $45 за одну банку $45 х 30 банок = $1350 $ за всю батарею

В общем, батарея небюджетна, и это лишь емкость, пригодная для первых экспериментов – по-хорошему, её нужно увеличивать хотя бы вдвое...

Заряжают аккумуляторы электромобиля чаще всего полусамодельными зарядными устройствами, сделанными на основе дешевых списанных блоков питания, насыщавших резервные аккумуляторы на базовых станциях сотовой связи – там они работают совместно с 48-вольтовыми свинцовыми батареями. Таких блоков нужно две штуки – их соединяют последовательно, внутренняя регулировка позволяет поднять напряжение каждого до 64 вольт и зарядить батареи для большинства распространенных электромоторов, используемых EV-самодельщиками.

К слову, штатный 12-вольтовый аккумулятор, как правило, остается на своем месте – от него удобно питать разные штатные же потребители – звуковой сигнал, стеклоочистители, стеклоподъемники, «музыку», свет и т. п. Позже, в качестве одного из первых апгрейдов, его можно заменить на DC/DC конвертер ватт на триста, делающий 12 вольт из 100.

Прочие узлы

Собственно, помимо мотора, трансмиссии и батареи в простейшем электромобиле имеется еще ряд узлов – как необходимых, так и устанавливаемых по желанию. Категорически необходимым является, конечно же, контроллер управления двигателем. В простейшем варианте он может быть изготовлен самостоятельно на относительно недорогих и широко распространенных деталях, а датчиком педали газа послужит датчик угла поворота дроссельной заслонки от инжекторного ВАЗа. Можно купить контроллер у отечественных самодельщиков, выписать фабричный из Китая или заказать с eBay бэушный брендовый блок от Curtis – обойдется модуль в 250–300$.

Дополнительных узлов, которые не являются обязательными для пробной (а то и вообще!) поездки – немало. Например, печка, из которой выкидывается жидкостный радиатор и устанавливается вместо него электрический ТЭН. Или, скажем, вакуумный насос для усилителя тормозов. Поскольку двигатель внутреннего сгорания на машине отсутствует, исчезает и разрежение впускного коллектора, необходимое для работы вакуумного усилителя тормозов. Поэтому многие самодельщики ставят электрические вспомогательные насосы ВУТ, заимствованные от машин типа Volvo XC90, Ford Kuga и т. п.

Впрочем, все зависит от проекта – на легком электромобиле даже апгрейд тормозов делают далеко не все, поскольку роль «вакуумника» отчасти выполняет рекуперативное торможение двигателем, да и немало машин с завода не имели вакуумного усилителя в принципе, вполне неплохо тормозя. Без него, к примеру, производились не только небезызвестный ВАЗ-«копейка», но и Таврия, Ока в некоторые годы и так далее.

Цены и деньги

Машина-донор, электромотор, контроллер – все это гибко варьируется и здесь можно «кроить» в меру хитрости и желаний. Можно купить автомобиль-донор тысяч за 100–150 в приличном состоянии по кузову, можно тысяч за 50 – но с необходимостью жестянки, сварки, малярки... Можно купить электродвигатель от престарелого болгарского погрузчика, а можно подержанный или новый американский мотор, спроектированный специально для электромобилей. Можно приобрести промышленный контроллер управления тягой двигателя, а можно спаять и самому, если есть навыки. То же самое касается и всего остального, кроме батареи. Тут особенно «скроить» ничего не удастся: цены на новые литий-феррум банки везде приблизительно одинаковые, вопрос в емкости. Хорошая 80–100-вольтовая батарея на приблизительно сто километров пробега обойдется по сегодняшним деньгам в 4–5 тысяч долларов. Можно, конечно, начать с малоемкого аккумулятора с перспективой наращивания (ведь даже короткая первая поездка воодушевляет и дает понимание, что трудишься не зря!), но надо понимать, что маленькую емкость нужно как можно скорее увеличивать, поскольку её недостаток ведет к повышению тока отдачи от каждой отдельной банки вплоть до опасных ударных величин, укорачивающих им жизнь… Пока будешь рассусоливать с покупкой второй половины, умрет первая...

Так выгодно ли строить электромобиль? Даже опытный самодельщик и фактически гуру гаражного EV-строения Игорь Корхов считает, что на первом месте тут все же хобби, а «обмануть систему» можно лишь весьма условно - это будет граничить с самообманом... Дело в том, что конечный результат нельзя оценивать чисто по стоимости пройденного километра, как многим кажется – приходится брать в расчет и комфорт, и функциональность, и безопасность машины, и просто ощущение от того, чем владеешь. Вот, допустим, новая бензиновая Лада Гранта - стоит она от 360 тыс. рублей, что приблизительно равняется 5 500 $. Самый бюджетный электромобиль на базе какого-нибудь VW Golf ранних поколений обойдется в столько же по комплектующим – плюс время, просиженное на тематических форумах, и вложенный собственный труд. В результате на одной чаше весов – пусть и отечественный, но пахнущий новизной и беспроблемный автомобиль на гарантии, а на другой – немолодой и внешне потрепанный «электросамопал» в стадии бесконечной доделки, без возможности дозаправки топливом в пути, в первое время (а то и навсегда) без кондиционера, усилителя тормозов и тому подобного.

Ну или, скажем, следующая планка - Hyundai Solaris. Новым он стоит от 600 000 рублей, что составляет около 9 200 $. Подобную же сумму придется затратить, если строить электромобиль на базе более-менее свежего кузова иномарки, который прилично выглядит снаружи и имеет не убитый салон, купив к этому кузову хороший американский электромотор, надежный фирменный контроллер Curtis и набрав емкую батарею. Однако на выходе – в общем-то, почти то же самое, что и в первом случае… У Соляриса в козырях максимальная скорость и динамика, возможность пополнять запас топлива повсеместно, а не только в личном гараже, где есть розетка, все преимущества новой и надежной машины с массой функциональных удобств, гарантии и прочее. Самоделка же, пусть и более приличная внутри и снаружи, остается самоделкой – машиной с существенными ограничениями по дальности пробега и возможности заправки, вечным конструктором, тренажером для рук и ума...

Выводы

С точки зрения приложения рук и ума для человека, любящего автомобили и технологии, постройка электромашины, безусловно, оправдана! Хобби это, конечно, затратное, но все познается в сравнении - причем, в сравнении не с олигархическими крайностями вроде коллекционирования яичек Фаберже, а со вполне распространенными и массовыми техническими прикладными увлечениями. Скажем, любителю рыбалки средненькая надувная лодчонка с подвесным двигателем известной марки сил эдак в десять выльется как минимум в две трети простейшего электромобиля...

Хороший квадрокоптер с камерой стоит не меньше. На этом фоне постройка электромобиля ничуть не выделяется – нормальная такая мужская забава…

Не меньшая привлекательность постройки электромобиля «Версии 1.0» в том, что результат достижим для многих, а не только для избранных - не надо быть «инженером 80-го уровня», чтобы сочленить электродвигатель с КПП, проложить силовую и управляющую проводку и разместить в багажнике батареи. В простейшем варианте конструкции да с многочисленными советами отзывчивого электромобильного коммьюнити в интернете работа будет приятной и почти наверняка успешной.

Однако, пока не подешевели эффективные батареи и не распространились недорогие комплекты тяговых моторов и контроллеров, как это произошло с китами для электровелосипедов, электромобиль гаражной постройки в отношении стоимости эксплуатации вряд ли будет серьезным конкурентом бюджетным бензиновым авто и тем более – газифицированным машинам… В случае стремления к экономии вложиться в установку пропанового газового оборудования – проще и выгоднее…

Фото любезно предоставил американский самодельщик Брюс, тщательно документировавший все этапы постройки в домашних условиях своего электромобиля на базе пикапа-хэтчбека Suzuki Mighty Boy 1985 года .

Заинтересовались темой постройки электромобиля?

Исчерпание углеводородного топлива, ухудшение экологической обстановки и ряд других причин рано или поздно заставят производителей разработать модели электромобилей, которые станут доступны для широких слоев населения. А пока остается только ждать или собственноручно разрабатывать варианты экологически чистой техники.

Если же вы все-таки предпочитаете самостоятельно искать решения, а не дожидаться их со стороны, то вам понадобятся знания о том, какие двигатели для электромобиля уже изобрели, чем они отличаются и какой из них наиболее перспективный.

Тяговый двигатель

Если вы решите поставить обыкновенный электромотор под капот своего автомобиля, то, скорее всего, из этого ничего не выйдет. А все потому, что вам необходим тяговый электрический двигатель (ТЭД). От обычных электромоторов он отличается большей мощностью, способностью выдавать больший крутящий момент, небольшими габаритами и малой массой.

Для питания тягового электродвигателя используются батареи. Они могут подзаряжаться от внешних источников («от розетки»), от солнечных батарей, от генератора, установленного в авто, или в режиме рекуперации (самостоятельное восполнение заряда).

Двигатели для электромобилей чаще всего работают от литий-ионных батарей. ТЭД обычно функционирует в двух режимах - двигательном и генераторном. В последнем случае он восполняет потраченный запас электроэнергии при переходе на нейтральную скорость.

Принцип работы

Стандартный электродвигатель состоит из двух элементов - статора и ротора. Первый компонент является неподвижным, имеет несколько катушек, а второй совершает вращательные движения и передает усилие на вал. На катушки статора с определенной периодичностью подается переменный электрический ток, что вызывает появление магнитного поля, которое начинает вращать ротор.

Чем чаще катушки «включаются-выключаются», тем быстрее вращается вал. В двигатели для электромобилей могут устанавливать два вида ротора:

• короткозамкнутый, на котором возникает магнитное поле, противоположное полю статора, за счет чего и происходит вращение;
• фазный - используется для уменьшения тока запуска и контроля скорости вращения вала, является наиболее распространенным.

Кроме того, в зависимости от скорости вращения магнитного поля и ротора двигатели могут быть асинхронными и синхронными. Тот или иной тип необходимо выбирать из имеющихся средств и поставленных задач.

Синхронный двигатель

Синхронный двигатель - это ТЭД, у которого скорость вращения ротора совпадает со скоростью вращения магнитного поля. Такие двигатели для электромобилей целесообразно использовать только в тех случаях, когда имеется источник повышенной мощности - от 100 кВт.

Одной из разновидностей является Обмотка статора такой установки разбита на несколько секций. В определенный момент ток подается на определенную секцию, возникает магнитное поле, которое вращает ротор на определенный угол. Затем ток подается на следующую секцию, и процесс повторяется, вал начинает вращаться.

Асинхронный электромотор

В асинхронном двигателе скорость вращения магнитного поля не совпадает со скоростью вращения ротора. Плюсом таких устройств является ремонтопригодность - запчасти для электромобилей, оснащенных этими установками, найти очень просто. К другим преимуществам относятся:

1. Простая конструкция.
2. Простота обслуживания и эксплуатации.
3. Низкая стоимость.
4. Высокая надежность.

В зависимости от наличия двигатели могут быть коллекторными и безколлекторными. Коллектор - устройство, служащее для преобразования переменного тока в постоянный. Щетки служат для передачи электроэнергии на ротор.

Безколлекторные двигатели для электромобилей отличаются меньшей массой, компактными габаритами и более высоким КПД. Они реже перегреваются и потребляют меньше электричества. Единственный минус такого двигателя - высокая цена на электронный блок, который выполняет функции коллектора. Кроме того, найти запчасти для электромобилей, оснащенных безколлекторным двигателем, сложнее.

Производители электродвигателей

Большинство самодельных электромобилей сконструировано с применением коллекторного двигателя. Это объясняется доступностью, низкой ценой и простым обслуживанием.

Видным производителем линейки данных моторов является немецкая компания Perm-Motor. Ее продукция способна к рекуперативному торможению в генераторном режиме. Она активно используется для оснащения скутеров, моторных лодок, легковых автомобилей, электроподъёмных устройств. Если устанавливали в каждый электромобиль, цена их была бы значительно ниже. Сейчас они стоят в пределах 5-7 тыс. евро.

Популярным производителем является компания Etek, которая занимается производством безщеточных и щеточных коллекторных двигателей. Как правило, это трехфазные моторы, работающие на постоянных магнитах. Основные преимущества установок:

• точность управления;
• легкость организации рекуперации;
• высокая надежность за счет простой конструкции.

Завершает список производителей завод из США Advanced DC Motors, выпускающий коллекторные электромоторы. Некоторые модели обладают исключительной особенностью - они имеют второй шпиндель, что можно использовать для подключения на автомобиль-электромобиль дополнительного электрооборудования.

Какой двигатель выбрать

Чтобы покупка вас не разочаровала, надо сравнить характеристики приобретаемой модели с предъявляемыми требованиями к автомобилю. При выборе электродвигателя в первую очередь ориентируются на его тип:

• Синхронные установки имеют сложное устройство и дорогостоящи, но обладают перегрузочной способностью, ими легче управлять, им не страшны перепады напряжения, используются при высоких нагрузках. Они устанавливаются на электромобиль Mercedes.
• Асинхронные модели отличаются низкой стоимостью, простым устройством. Они просты в обслуживании и эксплуатации, однако выделяемая ими мощность намного меньше, чем тот же показатель синхронной установки.

На электромобиль цена будет значительно ниже, если электромотор будет работать в паре с двигателем внутреннего сгорания. На рынке такие комбинированные установки обладают большей популярностью, так как их стоимость составляет около 4-4,5 тыс. евро.