Как самостоятельно сделать электромобиль: чертежи, агрегаты, расчет затрат

В наше время на дорогах все чаще появляются электрические виды транспорта. Многие крупные производители с мировым именем уже наладили производство серийных электрокаров, а в городах активно развиваются сети электрозаправочных станций. Но, как показывает практика, электромобиль – это не самое дешевое и доступное удовольствие, поэтому многие энтузиасты и любители создавать что-либо своими руками задумываются о том, как сделать электромобиль своими руками.

Что такое электромобиль

Электромобиль своими рукамиПрежде чем переходить к вопросам построения электрокара, следует понять, что это вообще такое. Электромобиль – это тот же автомобиль, но в движение его приводит электрический привод, а вместо бака для жидкого топлива в электрокарах установлены батареи, которые питают электрический мотор.

Но это лишь поверхностное представление. Ведь для работы электропривода используются соответствующие контроллеры и драйверы. Для регулировки заряда/разряда батареи также используются контроллеры. Также изменения касаются и самой конструкции кузова, шасси и многих других частей автомобиля.

Почему люди пытаются сделать электромобиль самостоятельно

Вопрос, почему кто-то решил сделать электромобиль своими руками, имеет множество ответов. Ведь у каждого могут быть свои мотивы. Кому-то просто интересно сделать что-то самостоятельно, другие пытаются сэкономить, третьи не доверяют производителям и так далее. Поэтому вопрос изготовления электрокара самостоятельно является сугубо личным.

При этом важно отметить один довольно важный фактор: современные электромобили, как правило, имеют стоимость приблизительно на 30% выше, чем альтернативная модель с двигателем внутреннего сгорания.

Завышенная стоимость объясняется тем, что в электрокары устанавливаются дорогие батареи, а также недешевое электрооборудование (силовая установка с контроллерами). Поэтому когда в гараже стоит довольно старая машина, которую в принципе уже и не жалко, многие решаются сделать из нее дешевый электромобиль, сэкономив значительную сумму на кузове и большинстве кузовных деталей, а также на шасси.

Стоит ли делать электрокар самостоятельно

Ответ на вопрос, стоит ли создавать самодельный электромобиль, зависит от наличия у вас свободного времени, свободных финансов, а также достаточной мотивации.

Как бы вы ни старались сэкономить, даже при наличии подходящего для переделки автомобиля вам потребуется серьёзно потратиться на покупку комплектующих (по большей части для электрической силовой установки)

Сделать электромобильИ если есть заинтересованность и средства для данного мероприятия, то вполне возможно создать авто с электроприводом, с неплохим запасом хода и ходовыми характеристиками. Причем ходовые качества будут напрямую зависеть от выбранного «донора» (автомобиля для переделки).

Как сделать электрокар своими руками

Итак, прежде чем переходить к действиям, следует продумать их порядок. И в первую очередь, чтобы собрать электрокар в России своими руками, вам потребуется подготовить следующее:

  • найти подходящие чертежи;
  • подобрать подходящий кузов;
  • приобрести соответствующий электропривод;
  • определиться с трансмиссией (прямой привод от электромотора или установить редуктор);
  • продумать салон;
  • найти и подготовить запчасти;
  • выбрать аккумулятор;
  • приобрести узлы управления (контроллеры).

Кроме этого, следует определить, какие именно требования у вас будут к будущему электрокару, будет это авто для загородных поездок или мини-электромобиль, либо же вам нужна просто электрическая тележка для определенных целей.

Помимо всего прочего, для подобного мероприятия вам потребуются определенные навыки и знания об устройстве автомобиля и о его ремонте.

Итак, давайте рассмотрим все эти пункты подробнее. Ведь именно от этого будет зависеть и сам процесс, как сделать электромобиль самому.

Необходимые чертежи

Чертежи представляют собой схему подключения электрооборудования, контроллеров и прочих электронных частей к электроприводу, а также к элементам управления автомобилем. Придется произвести некоторые расчеты, которые будут учитывать вес выбранного кузова, максимальную скорость и подбор оптимальной мощности. Для этого существуют определенные формулы.

В наше время существуют готовые наборы, в комплект которых входит:

  • электропривод (мощность можно выбрать самостоятельно);
  • блок управления (контроллер) – они также бывают разными, и выбор будет зависеть от мощности привода и емкости батареи;
  • АКБ – собранная из отдельных ячеек, подключенных к плате БМС (плата управления заряда/разряда – по сути, контроллер АКБ);
  • элементы управления – педаль (или ручка) газа, тормозные рычаги (электронный тормоз), круиз-контроль, реверс (задний ход) и так далее. При этом обязательными являются только педаль газа и кнопка реверса. Все остальное – уже по желанию.

Чертежи по подключению таких наборов прилагаются в комплекте. Например:

Чертеж по подключению набора

Весь этот комплект можно подобрать и самостоятельно из отдельных комплектующих. Но важно понимать, что при покупке готового набора производитель предлагает оптимизированный комплект со схемой подключения, что избавляет вас от множества вычислений и возможных проблем.

Также потребуется переделать и сам кузов автомобиля, чтобы вместо двигателя внутреннего сгорания установить электрическую силовую установку, которая имеет другие размеры и способы крепления.

Выбираем кузов

При выборе кузова для переделки в электромобиль следует учитывать два важных параметра:

  • вес – чем меньше вес, тем лучше;
  • размеры – в этом вопросе важным является место для размещения батареи, которая будет питать электропривод. Батарея должна иметь довольно большую емкость и мощность, а это означает, что АКБ будет иметь серьезные габариты и вес.

Также не стоит забывать и об аэродинамических характеристиках. Чем лучше аэродинамика автомобиля, тем меньше сопротивляемость ветру, а следовательно, тем меньше автомобиль будет тратить мощности при езде.

Это, в свою очередь, влияет на запас хода. Как правило, в самодельных электромобилях батареи размещаются в багажнике, так как это наиболее оптимальный вариант, который не требует переделки салона. Но в этом случае меняется центр тяжести, а из-за большого веса батареи придется увеличить жесткость пружин подвески.

В остальном подойдет практически любой кузов, который придется немного доработать. И это будет зависеть от того, какой именно привод вы выберете, как именно он будет размещаться и так далее. Ведь есть разные варианты, вплоть до того, чтобы оставить ДВС на своем месте, а электропривод установить на задние колеса. К этому вопросу мы вернемся немного ниже.

Еще один немаловажный фактор заключается в том, чтобы подобрать машину с передним приводом в качестве «донора», чтобы не терять часть мощности на трущихся деталях в крестовине карданного вала.

В идеале вес «донора» должен быть в пределах 600-700 кг. Но такой вариант найти довольно сложно. И если даже автомобиль для переделки будет более тяжелым, стоит обратить внимание на модели с хорошим накатом.

Выбор электропривода

Выбор электроприводаНаверное, самый важный вопрос – какой электродвигатель для электромобиля выбрать. И здесь имеется масса вариантов:

  • прямой электропривод;
  • привод через редуктор;
  • мотор-колесо – двигателем являются сами колеса.

Также существует множество вариантов по мощности, от самых простых и слабых до весьма мощных, которые превосходят по мощности ДВС. И если у вас есть знания в этой области, вы вполне сможете сделать самодельный электродвигатель.

Но самостоятельно создать довольно мощный и при этом компактный двигатель довольно сложно, и для этого требуется наличие соответствующих комплектующих и знаний в электротехнике.

Если речь идет о мини-электромобиле, детском электрокаре или электрической тележке, то вполне может подойти двигатель от бытовой техники, например, от стиральной машинки.

Маленький и легкий мини-электромобиль вполне сможет передвигаться и с двигателем от стиральной машины. Конечно, важно понимать, что полноценный автомобиль с электротягой с таким приводом вы не сделаете, но для детской игрушки или для тележки для перевозки грузов этого будет вполне достаточно.

Еще одним довольно неплохим вариантов является мотор-колесо. В этом случае автомобиль будет подвержен минимальным переделкам. Более того, вы сможете даже оставить двигатель внутреннего сгорания, собрав настоящий гибрид. Причем здесь возможны два варианта:

  • оставить ДВС для движения автомобиля при разряженной батарее;
  • вместо ДВС установит электрогенератор, который будет питать электропривод и заряжать батарею.

В любом случае, какую бы компоновку вы ни выбрали, следует рассчитать оптимальную мощность двигателя. Для этого расчета имеется довольно сложная формула, которая учитывает:

  • коэффициент аэродинамического сопротивления;
  • площадь поперечного сечения;
  • массу автомобиля;
  • силу трения асфальта;
  • максимальную скорость;
  • угол наклона дорожного полотна и многое другое.

Это довольно сложно, да и не все показатели возможно найти. Ведь мы не сможем высчитать силу сопротивления аэродинамики, например, у советского автомобиля ВАЗ 2107.

Поэтому для упрощения вычислений вам нужно знать, что достаточной мощностью для каждой тонны веса автомобиля будет 7,5 кВт. Такая мощность позволит ездить со скоростью 60 км/ч.

Конечно же, лучше делать электрокар с запасом мощности, поэтому при полной массе авто (с учетом батареи, электрической силовой установки и так далее) в одну тонну стоит использовать электропривод минимум на 10 кВт. И это при условии подключения электромотора к КПП автомобиля через соответствующий переходник (ниже мы подробнее рассмотрим этот вопрос).

Если рассчитывать мощность электромотора по параметру лошадиных сил, то 0,75 кВт приравнивается к 1 л. с. Это означает, что для получения, например, 100 л. с. вам потребуется электромотор на 75 кВт.

При этом важно знать, что электропривод имеет более высокий крутящий момент, поэтому такая мощность не обязательна. Также стоит учитывать, что электрические двигатели бывают разных типов:

  • синхронный;
  • асинхронный.

Первый вариант работает от постоянного тока и имеет довольно высокую мощность. Но такие приводы устанавливаются через КПП, так как они имеют ограничения по количеству оборотов в минуту.

Асинхронные же приводы работают от переменного тока, и их скорость вращения значительно выше. Поэтому такие приводы можно использовать без КПП, посредством прямого привода.

В первом случае (синхронный мотор) должен иметь выходной вал со шлицами для присоединения к КПП. Кроме этого, любой электропривод должен иметь ребра для охлаждения, так как при высоких нагрузках они нагреваются.

Трансмиссия

Трансмиссия электрокараКак уже было сказано выше, электропривод можно подключать к уже имеющейся коробке переключения передач автомобиля-“донора”. В этом случае привод должен иметь вал со шлицами. Но даже при таком условии потребуется соответствующий переходник, посредством которого электромотор и будет соединяться с КПП.

Это один из наиболее простых и эффективных вариантов, так как потребуется минимум переделок. А задний ход будет включать сама коробка передач, управление которой остается неизменным (рычаг переключения передач в салоне).

Как правило, при использовании набора для переделки авто в электромобиль переходник для подключения электромотора к коробке передач прилагается в комплекте

Если же использовать прямой привод (без КПП), то придется предусмотреть кнопку реверса, при нажатии на которую двигатель будет крутиться в обратную сторону, тем самым обеспечивая задний ход.

Салон

Салон абсолютно не важен для переделки машины в электромобиль. Единственное, что потребуется переделать, – это место для вывода информации о состоянии батареи (напряжение, емкость и так далее).

Врезать информативные экраны можно как в приборную панель, так и отдельно в любом месте на торпеде. Также, если вы планируете расположить батарею в салоне, вам потребуется подходящее для этого место.

Поиск и покупка необходимых запчастей

Как уже говорилось выше, вы можете приобрести уже готовый набор для переделки. Найти такой довольно просто: в интернете достаточно магазинов, предлагающих подобные товары.

Если же вы решили самостоятельно собрать нужные детали, то потребуется найти оптимальный комплект, который состоит из:

  • электродвигателя:
  • блока управления.
  • рычагов управления (педаль акселерометра и так далее).

Также потребуется переходник для подключения мотора к коробке передач, АКБ и контроллер заряда/разряда. Подобрать все это самостоятельно довольно сложно, так как комплектующие должны быть оптимизированы между собой.

Намного проще, быстрее и зачастую дешевле купить готовый набор, в котором производитель уже подобрал подходящие компоненты. Цены на такие комплекты могут довольно сильно варьироваться и зависят от производителя, а также от максимальной мощности. Например, комплект МОТОР SOLECTRIA AC42 с контроллером SOLECTRIA UMOC 440 с максимальной мощностью 80 кВт обойдет приблизительно в 360 000 рублей.

Относительно недавно в продаже появился KIT-комплект для электромобиля от Tesla Motors. Стоимость такого набора следует уточнять у продавца.

Существуют и менее дорогие альтернативы, например, китайские. Обойдутся они значительно дешевле. Но и по качеству, а также по мощности они хуже.

Подбор аккумулятора и зарядки

Батарея на электромобильАккумулятор для самодельного электромобиля является одним из важнейших компонентов. Ведь именно от АКБ зависит запас хода, а также частично – мощность привода. В первую очередь батарея должна соответствовать двум параметрам:

  • напряжение должно соответствовать требованиям электромотора;
  • АКБ должен выдавать большую силу тока, около 400 ампер.

Эти требования обязательны для того, чтобы система вообще смогла работать. А вот запас хода уже зависит от емкости аккумулятора, которая измеряется в кВт/ч. Чем больше кВт/ч (больше емкость), тем больший запас хода мы получим. Но при этом важно понимать, что увеличение емкости влечет за собой увеличение массы АКБ. Поэтому здесь важно соблюсти оптимальный баланс.

Кроме этого, существуют различные типы АКБ:

  • Свинцово-щелочной – те АКБ, которые используются в обычных машинах. Они способны выдавать большую силу тока, но при этом довольно быстро расходуют свой заряд и имеют большую массу. Поэтому это не самый лучший выбор для электрокара.
  • Li-ion – самые распространенные батареи, которые используются практически во всех областях – от фонариков до электромобилей. Именно такие батареи используются в автомобилях Tesla. Обычно это небольшие элементы (стандарта 18650), которые объединяются в группы, создавая большие батареи с нужной емкостью и напряжением.
  • Гелиевые – относительно новый тип батарей. Они также подходят для электромобилей по своим техническим характеристикам, но стоят несколько дороже Литий-ионных. Поэтому применяются в данной области реже, и, как правило, только в детских электрокарах или в складской технике, где пробег не столь важен.

Li-ion батареяВ наше время в электромобилях преимущественно используются Li-ion батареи. Благодаря небольшим размерам элементов появляется возможность собирать батареи с любым напряжением и емкостью.

Из школьной программы физики мы помним, что при последовательном соединении суммируется напряжение, а при параллельном – емкость. Таким образом, можно даже самостоятельно собрать батарею с необходимыми параметрами. Важно: для создания больших батарей из элементов 18650 потребуется точечная сварка.

Как уже говорилось выше, существует вариант электромобиля без батареи. По сути, это гибрид с питанием от генератора.

Что касается зарядки для АКБ, то независимо от того, какие батареи вы будете использовать, зарядное устройство (ЗУ) должно также соответствовать двум параметрам:

  • напряжению;
  • силе тока.

Для зарядки АКБ используется соответствующий контроллер, который управляет зарядом/разрядом каждой ячейки, выравнивания показатели к общему знаменателю. Именно этот контроллер и будет задавать параметры ЗУ – напряжение и максимальную силу тока.

Для подключения зарядки к электромобилю используются соответствующие коннекторы, которые способны выдерживать высокое напряжение и силу тока.

В самодельном варианте вы можете использовать эти же стандарты либо использовать любой другой вид разъема. Главное, чтобы он смог выдерживать большие токи.

Дополнительные комплектующие

Блок управления (он же контроллер) в электромобиле выполняет чуть ли не главную роль. Именно он контролирует работу электромотора, оценивает емкость батареи и запас хода, позволяет вам управлять оборотами двигателя и так далее.

Контроллер для электромобиляСобрать контроллер своими руками в принципе возможно, имея соответствующие знания в радиоэлектронике. Но даже в этом случае сделать это крайне сложно. А так как от контроллера зависит ваша безопасность, то лучше приобрести уже готовый от производителя.

Блок управления должен быть совместим с выбранным электроприводом и отвечать всем техническим характеристикам (причем с запасом мощности).

Еще один важный элемент – контроллер заряда/разряда батареи. Без него существует высокий риск перегрева батареи и выхода ее из строя. Поэтому наличие такого контроллера обязательно.

Называется он BMS – плата защиты АКБ от перезаряда/переразряда) и стоит около 300 долларов США. При этом стоимость может варьироваться в зависимости от технических параметров, а также от того, какое количество ячеек вы будете использовать.

Сборка электрокара с асинхронным двигателем

Как уже говорилось выше, преимуществом асинхронных двигателей является высокое количество оборотов, благодаря чему можно избавиться от КПП полностью, сделав прямой привод на колеса. Кроме того, такие приводы имеют максимально простую конструкцию. Так как они работают от переменного тока, то используются в основном в гибридных транспортных средствах, где источником питания является бензиновый или дизельный генератор.

Однако все это сопровождается определенными трудностями. Так как батарея электромобиля выдает постоянный ток, при построении электромобиля с асинхронным двигателем вам придется дополнительно установить инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный. А это влечёт дополнительные затраты.

Такой вариант будет актуален только в некоторых случаях. Например, если вы хотите создать машину с гибридной силовой установкой. Несмотря на все особенности асинхронного двигателя, его можно использовать и в стандартной компоновке, через КПП. Но в любом случае придется предусмотреть устройство для преобразования постоянного тока в переменный для работы привода.

Самодельная электротележка

Электротележка самодельнаяЕсли вы хотите изготовить самодельную электрическую тележку для перевоза грузов, то задача значительно упрощается. Для этого достаточно сварить простую раму с платформой, на которую будет помещен груз, продумать крепеж колес и привод.

Мощный электромотор в этом случае не потребуется,  вполне достаточно двигателя на 1-5 кВт. Самодельная электротележка нуждается во все тех же компонентах:

  • электроприводе;
  • блоке управления с рычагами (ручками управления);
  • батарее;
  • контроллере заряда/разряда (БМС плата).

Но, в отличие от электромобиля, в данном случае высокая мощность не нужна. Главное – придумать расположение всех этих элементов и вывод для рычагов управления, а также подключить все по определенной схеме.

Как рассчитать количество денег и времени для сборки

Рассчитать, сколько времени потребуется для сборки электромобиля, довольно сложно, ведь все зависит от личных умений и знаний. Опытный автомеханик при наличии нужных инструментов и запчастей способен переделать машину в электрокар за одну неделю. В гаражных условиях это время значительно увеличивается.

Рассчитать стоимостьРассчитать количество средств, которое потребуется для данного мероприятия, проще: всё упирается в стоимость запчастей и комплектующих. Выше мы уже приводили приблизительную стоимость комплекта для переоборудования, который может стоить около 360 000 рублей. Если вы самостоятельно подбираете каждый компонент, то все будет зависеть от выбранных деталей.

Самые большие затраты идут на батарею. И здесь все зависит от того, какой тип АКБ вы выбрали. Li-ion батарею можно собрать приблизительно за 1000-5000 долларов США (в зависимости от емкости батареи). К этой стоимости нужно добавить цену на BMS-плату, которая обойдется приблизительно в 300 долларов

Указать точные суммы нет возможности, так как в этом деле слишком много переменных. Все зависит от выбранного донора, комплектующих, мощности привода и так далее. Например, чтобы построить мини-электромобиль, уйдет меньше финансов, чем при сборке полноценного авто, так как потребуется меньше мощности силовой установки, а также меньше емкости батареи.

Подведем итоги

Указать точно, что потребуется для переоборудования авто в электромобиль, а также сколько денег на это потребуется, крайне сложно. Но с полной уверенностью можно сказать, что сделать это вполне реально, а конечный результат (при правильном подходе) будет иметь меньшую стоимость по сравнению с новым электромобилем от производителя.

Конечно, для этого нужны соответствующие знания в электротехнике, радиоэлектронике и автомеханике, а также достаточно свободного времени и средств. Стоит ли этим заниматься, зависит только от вас.

Это весьма кропотливое занятие, которое, возможно, лучше доверить опытным специалистам. Более того, в наше время электромобили пользуются все большим распространением, цены на них постепенно снижаются, делая их доступными.

Собираю Электро Оку за 1 видео. Электромобиль своими руками: Видео

Рейтинг:
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий