Kaip Pasidaryti Elektrinį Automobilį ar Motorolerį

Šiandieniniame pasaulyje, kai vis daugiau dėmesio skiriama aplinkos apsaugai ir tvariam mobilumui, elektrinės transporto priemonės tampa ne tik alternatyva, bet ir būtinybe. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kaip galima pasigaminti elektrinį automobilį ar motorolerį, pradedant nuo komponentų ir technologijų, baigiant gamybos ir eksploatacijos iššūkiais.

Elektrinių transporto priemonių populiarumas ir perspektyvos

Ekologišku ir ekonomišku dizainu elektrinės transporto priemonės, tokios kaip elektrinės rikšos, sukelia revoliuciją miesto transporte. Augant miestams ir didėjant ekologiško transporto paklausai, jos atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį užtikrinant tvarų mobilumą mieste. Jų ateitis atrodo šviesi, nes tobulėja technologijos ir plečiasi infrastruktūra.

Kodėl elektrinės transporto priemonės populiarėja miestuose?

Miestuose tampant vis daugiau žmonių, didėja ekologiško transporto poreikis. Elektrinės rikšos ir kiti elektriniai automobiliai yra puikus sprendimas išmetamųjų teršalų kiekiui ir eismo spūstims sumažinti. Jos idealiai tinka trumpo nuotolio kelionėms, siūlydamos ekonomišką ir efektyvią alternatyvą tradicinėms transporto priemonėms. Dėl to jos yra populiarus pasirinkimas keliaujant į darbą judriuose miestuose.

Pagrindiniai veiksniai, skatinantys elektrinių transporto priemonių pritaikymą pasaulyje

Pasaulinį elektrinių transporto priemonių pritaikymą skatina keli veiksniai:

• Vyriausybės politika ir paskatos: Vyriausybės remia elektra varomas transporto priemones paskatomis, subsidijomis ir palankia politika, tokiomis kaip mokesčių lengvatos. Šios priemonės padeda sumažinti pradines išlaidas, todėl asmenims ir įmonėms lengviau pereiti prie elektrinių transporto priemonių.
• Rinkos paklausa: Didėjanti ekologiško transporto paklausa, ypač miestų centruose, kur siekiama sumažinti taršą ir triukšmą.
• Technologijų pažanga: Dėl baterijų ir elektros variklių technologinių patobulinimų elektrinės transporto priemonės tapo efektyvesnės ir įperkamos.
• Saugos taisyklės: Galiojančios saugos taisyklės užtikrina, kad šios transporto priemonės atitiktų reikiamus standartus, apsaugodamos tiek vairuotojus, tiek keleivius.

Elektrinio motorolerio gamyba

Pagaminti elektrinį motorolerį pačiam yra įmanoma. Šiaulių valstybinės kolegijos studentas Paulius Filipavičius, padedamas dėstytojo Tomo Kalinauskio, jau sukūrė elektrinį motorolerį, kurio kaina su brangiomis ir kokybiškomis detalėmis (neskaitant paties motorolerio) siekia apie 1200 eurų. Pats motoroleris buvo pirktas naujas ir su akcija kainavo 499 eurus, tad bendra kaina sudarė apie 1700 eurų be įdėto triūso.

Motorolerio gamybos procesas ir komponentai

Gamybos procesas gali užtrukti vos dvi dienas, jei turimos visos reikalingos detalės.

Pagrindiniai komponentai:

• Elektrinis variklis: maksimalūs sūkiai - 660 aps./min. (Šiaulių kolegijos atveju, 48 voltų ir 50 amperų variklis galiniame rate).
• Baterija: aštuonios sekcijos po 12 voltų, kiekviena po 20 amperų, sujungtos taip, kad būtų 48 voltų ir 40 amperų. Rekomenduojama naudoti ličio jonų baterijas, kurios yra lengvesnės (motoroleris su jomis būtų 40-50 kg lengvesnis) ir pasižymi ilgesniu tarnavimo laiku.
• Programuojamas kontroleris: pvz., KLS7230S, leidžiantis programuoti transporto priemonę ir turėti kelis važiavimo režimus.
• Konverteris: paverčiantis 48 voltus į 12 voltų motorolerio elektronikai ir apšvietimui.

Svarbūs patarimai:

• Baterijos priežiūra: Ličio jonų baterijas geriausia eikvoti nuosaikiai - neiškrauti žemiau 10 procentų ir nepakrauti daugiau 90 procentų. Taip baterijos tarnavimą nuo gamyklos garantuojamų 1000 krovimų galima prailginti iki 3-4 tūkstančių.
• Rekuperacija: Elektriniai motoroleriai naudoja rekuperacijos sistemas, kurios stabdymo energiją paverčia į elektrą ir perduoda ją į akumuliatorių. Tai ne tik pailgina nuvažiuojamą atstumą, bet ir taupo stabdžius.
• Saugumas kelyje: Kadangi elektrinis motoroleris važiuoja be garso, patartina ypač ryškiai rengtis ir saugotis kitų eismo dalyvių.

Gerą motorolerį galima pasigaminti ir žymiai pigiau, prarandant programavimo galimybę ir kitus patogumus. Tokiu atveju visoms detalėms pakaktų ir 600 eurų, pridėjus dėvėto motorolerio kainą (apie 100-200 eurų), bendra suma siektų 700-800 eurų.

Elektrinio automobilio konvertavimas iš vidaus degimo variklio

Tradicinio automobilio perdarymas į elektromobilį yra patikimas ir pasiteisinęs sprendimas. Elektrinio automobilio konstrukcija yra ženkliai paprastesnė už vidaus degimo variklio sistemas, todėl nereikalingi dideli mėgiamo automobilio koregavimai, o pati sistema tampa gerokai patikimesnė.

Konvertavimo procesas

Procesas apsiriboja tik vidaus degimo variklio ir jo sistemų išmontavimu bei elektromobilio elektrinės sistemos sumontavimu vietoje jos.

Pagrindiniai komponentai konvertavimui:

• Maitinimo akumuliatoriai: Ličio geležies fosfato baterijos (pigiau) arba trinarės baterijos (brangiau, geresnis atstumas ir saugumas). Contemporary Amperex Technology Co. Limited yra vienas geriausių gamintojų Kinijoje.
• Transmisijos varikliai: Efektyvūs nuolatinės srovės varikliai be šepetėlių (BLDC) yra idealūs.
• Elektros valdymo įranga: Valdiklis reguliuoja energijos srautą iš akumuliatoriaus į variklį, užtikrindamas sklandų veikimą ir greičio kontrolę.

Pavyzdys: "Elintos" perdaryta "Mazda RX8"

"Elintos" specialistai Lietuvoje tapo elektrinių automobilių pionieriais, perdarydami automobilius, tokius kaip "Mazda RX8", į elektrinius. Jie teikia technologijas ir detales Kauno technikos kolegijai, ruošdami studentus. "Mazda RX8" pasirinkimas paaiškinamas tuo, kad jų rotoriniai varikliai dažniausiai genda po 100 tūkst. km, todėl tokį automobilį galima pigiai nupirkti.

Kaina ir iššūkiai

• Kaina: Persidarymo biudžetas labai priklauso nuo automobilio. "Smart" atveju tai gali būti 3-4 tūkst. eurų, o "Mazdos RX8" su 200 kW varikliu ir 950 Nm sukimo momentu perdarymas atsieina apie 20 tūkst. eurų.
• Svoris: Didžiausia problema perdarant automobilį yra svoris. Nors išmontuojamos pavarų dėžės, varikliai, kuro sistemos, negalima pridėti per daug baterijų, nes automobilis bus per sunkus stabdžiams, važiuoklei ir kitoms sistemoms.
• Variklių pasirinkimas: Nors užsieniečiai dažnai renkasi paprastus nuolatinės srovės variklius, "Elinta" naudoja brangius, sunkvežimiams pritaikytus variklius, pasižyminčius didesniu ilgaamžiškumu ir parametrais.

Lietuvoje kol kas vienetai ryžtasi perdaryti savo automobilius į elektrinius. Tačiau JAV populiaru perdaryti senovinius automobilius, dažnai naudojant dėvėtas dalis iš kitų elektromobilių.

Elektrinių transporto priemonių gamybos procesas (e-rikšos pavyzdžiu)

Nors tema apima plačiau, e-rikšos gamybos procesas yra puikus pavyzdys, kaip konstruojamos elektrinės transporto priemonės.

1. Projektavimas ir prototipų kūrimas

• Procesas prasideda nuo tikslių 3D modelių kūrimo naudojant AutoCAD. Tai padeda vizualizuoti struktūrą ir užtikrinti tikslumą.
• Prototipų kūrimas yra labai svarbus norint išbandyti dizaino idėjas, įvertinti modelį ir atlikti reikiamus pakeitimus.
• Tyrimai ir plėtra (T&P) yra skirti užtikrinti, kad transporto priemonė būtų saugi, efektyvi ir patikima. Inžinieriai tiria akumuliatoriaus veikimą, variklio galią ir transporto priemonės konstrukciją, siekdami padidinti akumuliatoriaus efektyvumą ir užtikrinti sklandų variklio veikimą.

2. Medžiagų tiekimas ir kokybės kontrolė

• Medžiagos, reikalingos elektrinei transporto priemonei, tiekiamos iš patikimų tiekėjų.
• Šios medžiagos laikomos sandėlyje, kur prieš naudojimą kruopščiai patikrinama jų kokybė. Kokybės patikra saugojimo metu padeda išvengti defektų ir užtikrina, kad į galutinį produktą bus naudojamos tik aukščiausios kokybės medžiagos.

3. Gamyba ir surinkimas

• Važiuoklės ir rėmo gamyba: Apima medžiagų pjovimą ir suvirinimą. Naudojami specializuoti įrankiai, užtikrinantys rėmo tvirtumą ir stabilumą. Medžiagos: švelnus plienas (stiprumui), aliuminis (lengvumui), stiklo pluoštas (balansui tarp ilgaamžiškumo ir svorio).
• Paviršiaus apdorojimas: Po pagaminimo rėmas apdorojamas smėliasrove, kad būtų pašalinti nešvarumai ir rūdys. Tada rėmas padengiamas milteliniu dažymu, apsaugančiu nuo korozijos.
• Elektrinių komponentų surinkimas: Baterija, variklis ir laidai surenkami į rėmą. Variklis prijungiamas prie ratų, o elektros sistema - kad būtų užtikrintas sklandus energijos srautas. Dauguma elektrinių rikšų naudoja nuolatinės srovės variklį be šepetėlių (BLDC), kuris yra efektyvus ir reikalauja minimalios priežiūros.
• Diferencialo mechanizmas: Elektrinio rikšos galiniuose ratuose sumontuotas diferencialo mechanizmas leidžia ratams suktis skirtingu greičiu, palengvinant sukimąsi ir manevravimą.
• Ratai ir pakaba: Atlieka pagrindinį vaidmenį užtikrinant sklandų ir stabilų važiavimą. Pakaba sugeria smūgius nuo nelygaus reljefo, o ratai užtikrina sukibimą.
• Korpusas: Elektrinio rikšos korpusas sukurtas taip, kad būtų patvarus ir lengvas. Naudojamos medžiagos, pvz., plona geležis, aliuminis ir stiklo pluoštas.

4. Bandymai ir kokybės kontrolė

• Surinkta transporto priemonė kruopščiai išbandoma. Įvairūs bandymai tikrina veikimą, saugos funkcijas ir akumuliatoriaus veikimo laiką.
• Kokybės patikra yra būtina siekiant užtikrinti, kad transporto priemonė atitiktų saugos standartus ir veiktų taip, kaip tikėtasi.

5. Galutinis surinkimas, pakavimas ir pristatymas

• Po sėkmingo bandymo transporto priemonė yra paruošta galutiniam surinkimui, apdailos detalėms ir paruošimui pristatymui.
• Pakavimo ir siuntimo logistika kruopščiai suplanuojama, kad transporto priemonė klientus pasiektų saugiai ir laiku.

Elektrinės varomosios sistemos veikimas

Elektrinės transporto priemonės naudoja elektros variklį, kad elektros energiją iš akumuliatoriaus paverstų mechanine energija. Variklis energiją paverčia judesiu, varydamas ratus, kad transporto priemonė judėtų į priekį.

• Valdiklis: Atlieka lemiamą vaidmenį reguliuojant energijos srautą, siunčiamą į variklį. Jis valdo greitį ir užtikrina sklandų variklio veikimą pagal vairuotojo įvestį.
• Įkrovimas: Elektrinės transporto priemonės gali būti įkraunamos įvairiais būdais: tiesioginiu įkrovimu prijungiant prie maitinimo šaltinio arba netiesioginiu įkrovimu naudojant saulės energiją (saulės baterijas).
• Įkrovimo laikas: Skiriasi priklausomai nuo akumuliatoriaus ir naudojamo įkroviklio. Labai svarbu laikytis geriausios baterijos priežiūros praktikos, pvz., vengti perkrovimo. Reguliarus įkrovimas taip pat prailgina akumuliatoriaus tarnavimo laiką ir užtikrina geresnį veikimą.

Elektrinių transporto priemonių eksploatacijos ir priežiūros aspektai

Kad elektrinė transporto priemonė veiktų sklandžiai, reikalinga reguliari priežiūra. Tai apima akumuliatoriaus, variklio ir rėmo patikrinimą, ar nėra susidėvėjimo ar pažeidimų.

Dažni iššūkiai gamybos procese

• Akumuliatoriaus veikimo laikas: Baterijas dažnai reikia keisti po kelerių metų, o tai gali brangiai kainuoti.
• Medžiagų sąnaudos: Gali svyruoti, o tai turi įtakos gamybos biudžetui.
• Tiekimo grandinės valdymas: Veiksmingas tiekimo grandinės valdymas yra labai svarbus siekiant užtikrinti, kad visos reikalingos dalys būtų prieinamos laiku, taip sumažinant gamybos vėlavimą.

Eksploatacijos iššūkiai savininkams

• Ribotas nuotolis: Turėdami mažesnę baterijos talpą, elektriniai automobiliai gali nepajėgti nukeliauti didelių atstumų neįkrovę. Nors naujausi modeliai pasiekia ir kelis šimtus kilometrų, senesni gali nuvažiuoti tik apie 100 km.
• Įkrovimo infrastruktūra: Daugelyje regionų nėra pakankamai įkrovimo stotelių, todėl savininkams sunkiau įkrauti savo transporto priemones.
• Baterijos priežiūra: Norint prižiūrėti akumuliatorių ir užtikrinti, kad jis veiktų ilgiau, reikia reguliariai skirti dėmesio.
• Klimato sąlygos: Žema temperatūra gali paveikti baterijų chemines reakcijas, sulėtindama jas ir sumažindama jų gebėjimą tiekti reikiamą elektros energiją, o tai sumažina nuvažiuojamą atstumą.

Palyginimas: Hibridinis automobilis vs. Elektromobilis

Ekologiški automobiliai nebėra nišinis pasirinkimas, o kasdienybė, reikalaujanti protingo pasirinkimo tarp hibridinių ir elektrinių transporto priemonių.

Hibridinis automobilis

Kas yra hibridinis automobilis? Tai automobiliai, kurie gali nuvažiuoti nemažą atstumą naudodami tiek elektrinį, tiek benzininį variklį. Dažniausiai hibridinis automobilis gali įkrauti savo akumuliatorių naudodamas benzininį variklį. Kai kuriuose hibridiniuose automobiliuose ratus tiesiogiai suka benzininis variklis, kuriam nėra patikėta užduotis maitinti elektros variklį, o elektrinę pavarą papildo papildomas akumuliatoriaus variklio derinys.

Kaip hibridinė transporto priemonė įgyja elektros įkrovą? Hibridinės transporto priemonės įgyja akumuliatoriaus įkrovą pradiniame stabdymo etape arba deakceleracijos proceso metu.

Elektromobilis

Kas yra elektromobilis? Tai transporto priemonė, kuri priklauso tik nuo akumuliatoriuje sukauptos elektros energijos įkrovos. Pagrindinis elektromobilio privalumas, palyginti su hibridine transporto priemone, yra tas, kad jame tiesiog nėra degalų variklio, taigi nėra taršos.

Privalumai:

• Ekologiškumas: Gryniausia prisidėjimo prie aplinkosaugos forma, nes nėra išmetamųjų teršalų.
• Ekonomija: Sutaupomos visos išlaidos, kurias tektų skirti degalams. Elektrinio variklio naudingumo koeficientas yra 3-5 kartus didesnis, lyginant su vidaus degimo varikliu.
• Įkrovimas: Elektromobiliai gali būti įkraunami prijungus prie elektros tinklo, kas leidžia ilgesnį elektrinį nuotolį.
• Sparta: Elektromobilių įsibėgėjimas dažniausiai yra 4-5 sekundės iki 100 kilometrų, o tai yra daug geriau nei degalais varomų automobilių.

Trūkumai:

• Nuvažiuojamas atstumas: Didžiausias trūkumas yra nuvažiuojamas atstumas. Nors naujesni modeliai nuvažiuoja apie 200-300 km, kai kurie senesni elektromobiliai nuvažiuoja apie 100 km. Vairuotojams, kuriems tenka ilgai važinėti į darbą ir atgal arba be sustojimų nuvažiuoti daugiau kaip 150-200 km, vertėtų apsvarstyti galimybę rinktis iš tinklo įkraunamą hibridinį automobilį.

Elektrinių transporto priemonių šildymo sistemos

Šaltais žiemos mėnesiais ne tik tradiciniai, bet ir elektriniai automobiliai susiduria su problemomis.

Šaltojo paleidimo problemos tradiciniuose automobiliuose

Tradiciškai kuro variklis kenčia nuo šalto metalinių dalių susitraukimo ir tepalinės alyvos kietėjimo. Šaltas užvedimas padidina variklio susidėvėjimą. Variklio blokų šildytuvai išsprendžia šias problemas, šildydami aušinimo skystį, kuris padeda šildyti variklį.

Šildymo iššūkiai elektromobiliuose

Esminė bet kurio elektromobilio dalis yra jo maitinimo baterija. Žema temperatūra paveikia chemines reakcijas akumuliatorių viduje, sulėtina jas ir sumažina jų gebėjimą tiekti reikiamą elektros energiją. Tai žymiai sumažina transporto priemonės atstumą.

Vvkb techninė komanda, turinti 24 metų patirtį kuriant variklių šildytuvus ir penkerius metus koncentruodamasi į elektromobilių akumuliatorių šildymo sistemų kūrimą, sukūrė specializuotus sprendimus.

Vvkb elektrinių automobilių akumuliatorių šildymo sistemos

Vvkb sukūrė elektrinį PTC aušinimo skysčio šildytuvą modelį Titan-E3, kuris gali pateikti įvairių tipų įtampą (48V, 72V, 90V, 110V, nuo 24V DC iki 600V DC) ir pasiekti iki 6000 vatų galią.

PTC keramikos lusto, kaip šildymo elemento, privalumai:

• Geras šiluminis efektyvumas.
• Automatinė pastovios temperatūros funkcija, nereikia temperatūros valdymo sistemos.
• Apsauga nuo pažeidimų, jei aušinimo sistemoje trūksta aušinimo skysčio.
• Ilgas tarnavimo laikas (daugiau nei 10 metų).
• Patikimas veikimas, valdomas vidinėmis PTC charakteristikomis.
• Darbinės įtampos pokytis turi palyginti nedidelę įtaką paviršiaus temperatūrai.

Elektrinio automobilio salono šildymas

Žemoje temperatūroje svarbu palaikyti šilumą salone ne tik dėl komforto, bet ir dėl saugumo, nes sumažėja reakcijos laikas.

Tradicinis kuro variklis išskiria daug šilumos, kuri gali būti panaudota salono šildymui. Tačiau elektromobiliuose, neturinčiuose vidaus degimo variklio, tai yra iššūkis, nes šildymui reikia daug elektros, kuri reikalinga ir nuvažiuojamam atstumui.

Vvkb sprendimai elektromobilių salonų šildymui:

Vvkb paprasti nešiojamieji automobilių šildytuvai ir dyzeliniai šildytuvai (pvz., Apollo-V1) yra idealus sprendimas, sunaudojantys mažai energijos (apie 25 W) ir neiškraunantys elektromobilio akumuliatoriaus.

Vvkb Apollo-V1 dyzelinio šildytuvo privalumai:

• Mažas suvartojimas (12V, 25W).
• Kokybiškos žaliavos, be toksinių medžiagų.
• Tylus veikimas.
• Lengva remontuoti.
• Puikus priedų pasirinkimas.
• Pritaikoma individualiems sprendimams.
• Mažas dydis, leidžiantis montuoti bagažinėje.

Taip pat kuriamos šilumos siurblių kabinų šildymo sistemos.

Pasaulinė elektromobilių rinkos apžvalga

Elektra varomos transporto priemonės jau keičia degalus, o Kinija bus sparčiausiai auganti elektromobilių rinka pasaulyje.

Elektromobilių gamyba ir pardavimas

• Šiaurės Amerika: Pagrindinis automobilių gamybos ir vartojimo regionas. Tesla yra lyderė, užimanti daugiau nei 40% JAV elektromobilių rinkos. Tradicinėms automobilių kompanijoms (GM, Ford) sunku pereiti prie elektromobilių gamybos dėl didelės įmonės struktūros.
• Europa: Taip pat tradicinis degalų gamybos ir vartojimo regionas. VW, Mercedes-Benz, BMW, Peugeot ir kitos automobilių kompanijos aktyviai pereina, tačiau tai užtrunka.
• Azijos Ramiojo vandenyno regionas: Sparčiausiai augantis regionas pagal elektromobilių paklausą. Kinija yra dominuojanti rinka, kurioje 2021 m. elektromobilių pardavimas sudarė 13.4% visų lengvųjų automobilių pardavimų, o prognozuojama, kad 2025-2026 m. sieks 50% ar daugiau. Tarp lyderių - Nio, XPeng Motors ir Li Auto Inc.

Galimos elektromobilių ateities tendencijos

• Baterijų technologijos tobulinimas: Iki maždaug 2025 m. tikimasi patobulinti baterijų technologijas, leidžiančias pasiekti 1000 kilometrų atstumą.
• Konkurencija: Iš nuotolio mūšio persikels į autonominio vairavimo kovą.
• LIDAR technologija: Nors Tesla renkasi vaizdo kamerą su milimetrinių bangų radaru, daugelis Kinijos įmonių renkasi LIDAR technologiją, kuri, atsižvelgiant į rinkos plėtrą, bus ateities plėtros tendencija. Dabar didžiausias iššūkis LIDAR technologijai yra kaina, tačiau jai išpopuliarėjus kaina turėtų kristi.
• Elektromobilių gamyklos investicijos: Į elektromobilių gamyklą reikėtų investuoti mažiausiai 6 mlrd. Jūsų įmonė gali suprojektuoti elektromobilio brėžinius ir perduoti juos Kinijos liejykloms, tai labai sumažins jūsų investicijas į elektromobilių gamybą.

tags: #kaip #pasidaryti #elektrini #automobili