תחילת תכנון באגי חשמלית למרוצי רייד

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי elitkh

ZIVO

אני לא יודע כולם-אבל כשאמרתי שהפרוייקט יקום ויפול על מצברים התכוונתי בדיוק ליחס אנרגיה\משקל של המצברים. והניתוח של נמרוד מדוייק-הרכבים החשמליים שקיימים היום מגיעים לטווח של כ150 ק"מ ומשקל המצבר הוא משמעותי.
היכולת להגיע ל100 ק"מ עם רכב תחרותי היא גבולית.ניתן אולי לעשות אנליזה של הקלטות של מחשבי רכב כדי לבדוק הספקים ומומנטים בנסיעה ולהעריך את כמות המצברים שתידרש כדי לעבור מסלול דומה.
לגבי רכב היברידי-ההספק המינימלי לגנרטור כזה יהיה כ20 קילווואט-מדובר בגנרטור כבד למדיי.

---

OK
- אנחנו מתקדמים :-)
בא ונגיד 20KW ,עזוב הקלטות , עזוב מדידיות, אני אהיה אתך Large - ממוצע 50% כח ובא נניח שעה וחצי נסיעה, בשביל החישוב, שעה, :-)........
מי יכול להגיד לי את המשקל של מצבר שמסוגל לתת (אפקטיבי) 10KW/H? מה הנפח שזה תופס?
רק בשביל התרגיל המחשבתי - אם זה היה 12KW/H והמצבר הוא של 12V , אנחנו מדברים על מצבר של 1000A/H!!!

אז נכון שמדובר במצברים טובים יותר ממצברי העופרת של רכב רגיל, אבל בכמה טובים יותר? זו השאלה שלי?
עכשיו תוסיף שילדה, מנוע(ים) , מערכות נילוות, נהג....וכל זה על פחות מ 30 כ"ס:mad:

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי נמרוד

זיו, אין "קטגוריות כאלו". כל רכב חשמלי שיהיה גיבור מספיק כדי לסיים מרוץ שטח של 100 ק"מ, יחשב להצלחה!

יקיר - בהתחלה הבאת סרטון שבו מכונית דראג, שצריכה להאיץ מהר למרחק 400 מטר - עבור זה יש יתרון קטלני להנעה חשמלית. יחס ההספק/משקל של המנוע הוא אדיר, הרבה יותר ממנוע שריפה פנימית. הדלק לעומת זאת לא שוקל הרבה - מכונית Top Fuel בלתי מוגבלת עם אלפי כוחות סוס נוסעת עם מיכל דלק קטנצ'יק, כמה ליטרים, אולי עשרים, לא יותר. מצברים עבור מנוע חשמלי כזה, שיעבוד בשיא ההספק לא יותר מ10-12 שניות, אולי ישקלו מעט יותר מכמה ליטרים של דלק, אבל זה בכל מקרה לא הרבה. אבל מצברים שיספקו למאות קילומטרים של שטח - זה כבר סדר גודל של מאות רבות של ק"ג. קח את המכונית החשמלית המתקדמת ביותר היום, מה הטווח שלה? 150, 200 ק"מ? וזה במהירויות שיוט שבהם ההספק הנדרש לא יותר מ20-30 כ"ס. תכפיל את זה פי כמה למרוץ שטח (או כל מרוץ אחר לצורך העניין) ותגיע לקיר... זה החישובים הראשוניים שעליהם נשענת ההתכנות של הפרויקט, אתה יכול לחלוק אותם איתנו?

---

נמרוד, אילו בדיוק החישובים שחסרים לנו, לכן אנחנו עדיין בשלב הדיבורים והלמידה. יתכן והמסכנה תהיה שזה לא ראלי, ואפשר להגיע רק ל-40 ק"מ ... המשמעות תהיה שצריך לבחור את הטכנולוגיה החסכונית ביותר, אבל אז הכל יקר יותר.

כמה כ"ס צריך תומקטאר כדי ליסוע בקצב תחרות? הבאגי תהיה בערך במשקל של תומקאר, אבל השלדה תהיה קלה יותר, והמצברים ישקלו יותר.
אנחנו במצוקת זמו טיפה לכן נראה שנעלמנו, אבל העסק לא ירד מהפרק.

החישוב הקל והגס ביותר הוא השוואה של צפיפויות אנרגיה. תשווה בין צפיפות אנרגיה של בנזין לבין זו של מצברים מסוגים שונים, קח בחשבון יתרון נצילות של המערכת החשמלית (נגיד 70% לעומת 30%). תקבל יחס פשוט של כמה ק"ג מצברים מסוג נתון צריך כדי להחליף ק"ג בנזין. אז תשליך את זה על רכב יעד - מה שאתה צריך לדעת צריכת הדלק הממוצעת של הרכב במרוץ, זה הכל, ולפי זה תוכל להעריך בצורה גסה כמה ק"ג נוספים של מצברים הוא יצטרך לסחוב.

מצ"ב החלק של מצברים.
שווה גם לקרוא את הקישור שממנו לקחתי את הגרף הזה-
http://www.mitsubishi-motors.com/cor...003/15E_10.pdf

זה משנת 2003 אבל אפשר "לקזז" את הגיל של המאמר בנגישות לטכנולוגיה (כלומר - אני מאמין שלאנשי מיצובישי יש נגישות לטכנולוגיות מתקדמות יותר ממה שזמין בשוק).

לדעתי רכב שלא עושה רעש יהיה מלהיב כמו קלנועית פחות או יותר.
יהיה ערך הנדסי לפרוייקט כזה? אני לא בטוח.
יהיה לו יתרון טכנולוגי? כנראה שלא.
יזהם פחות את הסביבה? מצברים מזהמים לא פחות מדלק נוזלי וממילא רכב שטח נחשב כמזיק לסביבה.

אני עדיין מחפש את הסיבה שמניעה אותכם לבצע את הפרוייקט הזה ומקווה שזה לא בשביל התואר של הראשונים בארץ שבנו דבר מיותר כזה...

בועז, ליסוע מהר בשטח מלהיב, גם אם זה לא עושה רעש ...
אם תתעקש, אני אוסיף רמקולים עם קול של V8 גדול ...
אני ממש לא מסכים עם הקביעה שלך שמצברים לא פחות מזהמים מדלק נוזלי. האנרגיה לטעינה יכולה להגיע ממקורות מתחדשים, ובכל מקרה היעילות של יצור החשמל בתחנת הכח גדול משמעותית מיעילות של מנוע בערה פנימית.

אני חושב שלרכב תחרותי חשמלי עשויים להיות הרבה יתרונות.
לגבי היחס אנרגיה\משקל-ראה את הקישור הבא:
http://www.allaboutbatteries.com/electric_cars.html

נניח שההספק הממוצע שתצטרך מהמנוע הוא 20KW ותצטרך ליסוע שעה ע"מ לסיים את המסלול (הערכה אופטימית לטעמי) בהנחה של 70% נצילות מערכת הרי שאנחנו מדברים על מצברים במשקל של כ 180 ק"ג. זה אולי לא בלתי אפשרי אבל ידרוש תכנון מחדש של רכב כמו TOMCAR מכיון שמדובר בלמעלה מ20% ממשקל הרכב המקורי.

רק בשביל הסדר גודל :
בליטר בנזין יש 33.7 מגה גאול >30% נצילות> 10.11 מגה גאול מליטר בנזין
מצבר פריקה עמוקה > 6V 195AH > נותן 4.212 מגה גאול > יכול לעמוד בפריקה של 50% > ונצילות 70% >1.4742 מגה גאול

6.8 מצברים כאלה יתנו הספק של ליטר בנזין

אני לא חושב שמדובר על 20KW. רכב מרוץ, בתנאי מרוץ, עם נהג מרוץ ( ובדיון על הרכב, חייבים לצאת מנקודת הנחה שהנהג+נווט עושים את העבודה שלהם בצורה מושלמת, כמו שבדיון על נהיגה או עבודת צוות חייבים להניח שהרכב מושלם ותקין. אם לא מפרידים משתנים אז אין בכלל בסיס לדיון) ימצא כל הזמן כמעט בשיא ההספק של המנוע - או שהוא משייט במהירות סופית, או שהוא מאיץ עם הרגל על הפח כדי להגיע למהירות הסופית הזאת, או שהוא מאט עם הדוושה השנייה על הפח כדי להכנס לפנייה. ברכב עם מנוע מוזרק, למיטב ידיעתי, במצב של תאוטה, המנוע לא שורף דלק. ולכן על תעשו חישובים על כל מיני ממוצעים של הספק וכולי - הספק מירבי, נקודה.

אז הנה נקודת יחוס ריאלית מאד - RZR. הם נוסעים חזק מאד, אתה רואה אותם חלקים ארוכים מאד ממרוץ חוצה ישראל במהירות המירבית שלהם שזה 100 וקצת קמ"ש. לרייזר הסטנדרטי יש 55 כ"ס (נתונים טכניים של רייזר וטומקאר במבחן השוואתי כאן). אז 40 קילוואט, זה הספק היעד, וצאו מנקודת הנחה שצריך לספק אותו בצורה כמעט רציפה, כדי להניע רכב במשקל עצמי מוכן למרוץ הוא 550 ק"ג (חישבתי משקל עצמי רשמי של 454 ק"ג + עוד כמה עשרות ק"ג של נוזלים, דלק, כלוב התהפכות וציוד בטיחות, ונהג בודד רזה ואתלטי...).

עכשיו ניקח את אותו הרכב, נוריד ממנו 50 ק"ג של דלק ורכיבי הנעה שנחסוך אם נעבור למנוע חשמלי, ונגיע למשקל עגול של 500 ק"ג. בוא נגיד גם שהמהירות הממוצעת במרוץ, לצורך הפשטות, היא 60 ק"מ בשעה, ואנחנו רוצים טווח של 120 ק"מ. אז הדרישה שלנו בקרוב ראשון היא 40 KW במשך שעתיים רצופות - 80,000 וואט-שעה. על פי הטבלה המצ"ב מהקישור לעיל, שאני מניח שהיא די מדויקת, צפיפות האנרגיה וואט-שעה לק"ג היא בין 30 למצברי רכב רגילים ועד 200 למצברי ליתיום פולימר. אז משקל האנרגיה שנצטרך להוסיף לאותם 500 ק"ג של רכב+נהג מוכנים למרוץ, הוא בין 2.5 טון לא רלוונטיים עבור מצברי עופרת של רכב רגיל, ל400 ק"ג עבור מצברי ליתיום פולימר.

להוסיף 400 ק"ג ל500 ק"ג זה כבר לא אותו הרכב, ולא אותם הביצועים... אבל זה לא בלתי אפשרי (אין לי מושג כמה עולים אותם המצברים).

Lead-acid	30-40	60-75	180	4-10
NIckel-Zinc	60-70	170	900	2-3
Lithium-Ion	160	270	1800	3-5
Lithium-Polymer	130-200	300	to 2800	3-5

נמרוד, אתה קרוב למספרים שאני רואה ...
קובץ מצורף 45642
הבעיה העיקרית שפאק סוללות שיתן את הביצועים הרצויים יעלה באזור ה-40k$ לליפו וכפול מזה לליטיום איון, שישקול כמעט חצי.
חוץ מזה שכנראה ש-WARP 9 לא מספיק חזק ... נאלץ לעלות ל-WARP 11 ... וכמובן, בקר גדול יותר ...

אם משקיעים בבניית רכב חשמלי אפשר לתת את הדעת לכמה דברים שיכולים מאוד לעזור:

תכנון אירודינאמי, למרות כל מה שנאמר על המהירויות עדיין ניתן לחסוך הרבה מאוד. בייחוד כיוון שאין צורך ברדיאטורים גדולים.

ניצול בלימה כדי לטעון את המצברים.
העלתי הצעה להשתמש בשתי מערכות בלמים מקבילות, הראשונה תבלום באמצעות דינמו שיתחבר לגלגלים הלא מניעים, אם הבלימה לא תספיק אז יכנסו לפעולה בלמים מכאניים. הטעינה לא חייבת ללכת למצברים, היא יכולה לטעון קבלים גדולים שיתנו בוסט של כוח ליציאה מסיבוב, המקום בו כוח הוא הכי חשוב!

חלוקת משקל, כל המצברים הם משקל מוקפץ, אפשר למקם אותם על הרצפה ולהפוך את חלוקת המשקל ברכב למשהו שרכב מונע דלק יכול רק לחלום עליו.

בכל מקרה אם רק סוללות יעלו 80 אלף דולר, אז הפרוייקט בבעיה, אלא אם כן ימצא ספונסר מעניין. אולי אפשר למצוא פריוס מפרוק???

נדב

אני חושב שיש טעות בסיסית בהשוואת הספקים של מנועי שריפה פנימית ושל מנועי DC.
תסתכלו לדוגמה על הגרפים של המנוע שמדובר עליו כאן בדיון (לדעתי הוא מצוין אבל כבר כתבתי וגם אתם הגעתם למסקנה שיש מנוע 11 אינצ' מאותה סדרה שיתאים יותר).
אם מבינים את המשמעויות של ביצועי המנוע הזה, מבינים שמספיק בערך רבע מההספק של המנוע בנזין כדי להזיז רכב באותו משקל. המומנט עצום, בכל סל"ד, וזה אומר התייחסות שונה לחלוטין מאשר למנוע בנזין. העבודה עם מנוע חשמלי DC הוא סביב נקודת המקסימום נצילות, זה הסל"ד שאפשר לשמור עליו לאורך זמן. מצד שני בזמן האצה, ובניגוד למנועי בנזין, מעלים את הסל"ד מ0, שם המומנט מקסימלי, וצריכת הזרם מקסימלית, לנקודה בה המומנט נמוך לצריכת הזרם נמוכה. כיוון שהספק הוא מכפלה של מומנט כפול סל"ד, זה אומר שצריך מעט הספק יחסית למנוע בנזין שצריך לעלות לסל"ד גבוה כדי להזיז את הרכב.

http://www.evsource.com/tls_warp9.php
כדאי לפני זה להשקיע קצת זמן ולהבין איך לקרוא את הנתונים בגרף.

ועדיין, מנוע כזה צריך הרבה אנרגיה.
כמה? המחשבון הזה יעזור:
http://www.evsource.com/battery_calculator.php

לפי זה פחות מ400 אמפר-שעה (אני מניח מערכת של 72 וולט מכל מיני שיקולים פרקטיים) יידרשו כדי להשלים 100 מייל ברכב של 1000 ק"ג. אני חושב שבתנאי מירוץ יידרש יותר מזה, אבל עדיין זה הסדר גודל.

אנחנו מדברים על אלפי דולרים בודדים פחות או יותר אם לא פיספסתי כלום.

אסף.

אסף, תודה על המידע!

הבעיה עם המחשבון שהבאת היא שהוא לוקח רכב בשיוט על הכביש ... וגם אז זה ממוצע של רכבים עם מקדמי גרר שונים.
אנחנו מדברים על באגי בשטח תחת רגל של נהג מרוץ, הצריכה תהיה כמעט מקסימלית, כמעט כל הזמן.
אני חושב שהמספרים יהיה מאוד רחוקים ממה שהמחשבון מנבא.

לעניין הסל"ד, אולי כדאי לשקול תיבת הילוכים? לעזור למנוע להמצא בטווח הסל"ד היעיל (לא לצורך כח, אלא לצורך נצילות), אבל המחיר על זה הוא משקל.

בהסבות של רכבי IC לחשמלי מקובל להשאיר את תיבת הילוכים מהטעם שהזכרת וגם זה מאפשר להשתמש בקונטרולר ללא רוורס.
אני ממליץ על הספר Build Your Own Electric Vehicle, יש הרבה מה ללמוד מהסבות גם כשבונים רכב מאפס.

יקיר, אבל זה בדיוק ההבדל בין רכב חשמלי (ובמיוחד מונע DC ) לבין רכב ICE.
כדי לשמור על מהירות בשטח, אתה צריך הספק שיורד לגלגלים. ברכב ICE המשמעות היא ללחוץ על הגז, כדי שהמנוע יהיה בסל"ד גבוה, שם יש לו הספק גבוה.
ברכב חשמלי, המשמעות היא לשמור על סל"ד באמצע - מקום שיש בו יותר כוח מאשר במנוע ICE מצד אחד, אבל גם הנצילות מקסימלית (נצילות ליחידת מומנט). דווקא לשיוט חסכוני ברכב חשמלי לוקחים סל"ד גבוה - בו יש פחות כוח וגם צריכת הזרם נמוכה יותר (זה כשיש גיר).
תיבת הילוכים היא דבר שימושי, שני הילוכים או אולי שלושה מספיקים להכל.
יש לזה חלופה - מנוע AC שעובד בטווח סל"ד מאוד גדול וגם הגרפים שלו נראים אחרת - אלו מנועים שמיועדים להניע מכוניות בלי גיר.

אסף.

ועוד הערת אגב אחת - נסה לחשב יחס העברה כזה שייקח אותך מ0 סל"ד בזינוק עד ל 3500 במהירות 110 קמ"ש. אם הצלחת - אתה יכול להשתמש בכל הטווח היעיל של WARP9 או של WARP11 בלי לבזבז אמפר אחד מיותר.

אסף.

וריאטור לא יכול לפתור את בעיית סל"ד/מומנט/צריכת זרם הזו ?

לדעתי מאד.

טל

זה יהיה כמו להתקין מנואלה באוטו עם סטרטר. כל הקטע של מנוע חשמלי זה המומנט שלא מוגבל כמו במנוע שריפה.

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי nir.samo

זה יהיה כמו להתקין מנואלה באוטו עם סטרטר. כל הקטע של מנוע חשמלי זה המומנט שלא מוגבל כמו במנוע שריפה.

---

מדברים על נצילות בסל"ד מסויים ?

או שלא הבנתי נכון ?

טל, בעקרון אתה צודק, אבל ההפסדים בווריאטור יהיו גדולים הרבה יותר משיפור היעילות.
אסף, לפי הנע ישיר, גודל גלגל של 28" יתן מהירות של 468קמ"ש ב-3500 סל"ד ... כנראה שצריך יחס של 1:4 בערך ... 110 קמ"ש יספיק?
שיא היעילות של המנועים דוקא באזור ה-2000 סל"ד ... לא כדאי לכוון לשם?

עד כמה שאני יודע,הפסד על וריאטור הוא עד 10% מגיר רגיל.

ב 2000 סל"ד אתה שורף זרם יותר מפי 2 מאשר ב 3500 סל"ד.(זה כבר לא עניין של נצילות,זו שאלה אם אתה צריך את הכח הזה)
תעשה חישוב כמה אנרגיה נישרפת לך בהאצות הללו מ 0 סל"ד .

כמובן שכל הטענה שלי נכונה בהתחשב שיש לך מספיק כח ב 3500 סל"ד קבוע,ואתה רוצה לעשות כמה שיותר קילומטרים עם משקל מצברים נתון.

איפה אני טועה ?

טל

אם אתם שוקלים גיר אז לדעתי זה חסר טעם, במקום מנוע חשמלי שמחליף את כל מערכת ההנעה אתה מחליף רק את המנוע שיש מצב שמנוע חשמלי שוקל לא פחות וצריך יותר נפח בשביל מצברים.

עכשיו לשאלה אחרת :-P האם יש לקנות או להשיג -בארץ- מנוע חשמלי שיכול לתת בסביבות ה50-90 כ"ס ושיהיה במידות סבירות ושלא ישקול טונה? רצוי אחד שיכול לעבוד על מצברים, אבל אם אין אז אפילו אחד שיהיה מחובר לרשת החשמלית תלת פאזית. יש לי רעיון לרכב עבירות מבוסס חשמל למרוצי 50-100 מטר...

קצת על נצילויות של מנועי DC-
ההפסדים העיקריים של מנועי DC הם כתוצאה מהזרם שזורם בסלילים. כלומר ככל שהזרם גבוה יותר-ההפסדים גבוהים יותר.
הזרם במנוע תלוי במומנט באופן ליניארי (כמעט). כלומר ככל שהמומנט גבוה-הזרם גבוה והנצילות יורדת.
זו הסיבה שהנצילות במנועי DC גבוה יותר ככל שההספק מושג במהירות גבוהה יותר-זה הפוך ממנועי בעירה פנימית בה הנצילות עולה ככל שהמומנט גבוה.
וריאטור יהיה טוב במנוע DC בדיוק כמו במנוע בנזין, אותן בעיות של נצילות נמוכה ואמינות נמוכה.

יקיר אהלן, דובי העלה ידיעה על באגי חשמלית לדקאר בעמוד הראשי, והנה נתן לך תשובה מהמותן - כדי להניע באגי חד מושבית שגרסאת הבנזין שלה שקלה 600 קילו, משתמשים במצברים בהספק של 54KW/H. זה מספר מצויין כדי לעשות הערכת עלויות. את המנועים האלו אתה מכיר? יצרן הולנדי בשם AGV. נדמה לי שזה המנועים שיש בטסלה.

אם כבר מדברים על מנועים מה"טופ" אז יש גם את brusa. אבל מנועי AC מקוררי נוזל זה "טיפה" יותר יקר מהתוכנית המקורית ל WARP11 שעשיתי היום קצת מחקר ומצאתי קיטים שלו עם בקר איכותי ואביזרים בפחות מ 5000$.

אסף.

אתה יכול בבקשה להרחיב קצת יותר, בבחינת "מבוא למנועים חשמליים על המדף"? אני לא חושב שיש כאן רבים חוץ ממך ויקיר שמכירים את ההיצע בשוק וההבדלים העקרוניים.

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי נמרוד

יקיר אהלן, דובי העלה ידיעה על באגי חשמלית לדקאר בעמוד הראשי, והנה נתן לך תשובה מהמותן - כדי להניע באגי חד מושבית שגרסאת הבנזין שלה שקלה 600 קילו, משתמשים במצברים בהספק של 54KW/H. זה מספר מצויין כדי לעשות הערכת עלויות. את המנועים האלו אתה מכיר? יצרן הולנדי בשם AGV. נדמה לי שזה המנועים שיש בטסלה.

---

אותי הידיעה שמחה מאוד! כמו שכתבתי בהודעה הראשונה, אני מקווה לא לגלות למה אף אחד לא ניסה ...
מתברר שאפשר.
הבעיה היא שהם הלכו על באגי חד מושבית קלה ... ואנחנו חשבנו על דו מושבית.
קיבולת הסוללות נשמעת נמוכה לצורך טווח משמעותי, גם אם מדברים על מנוע ובקר יעילים מאוד.
הרעיון של בולמי זעזועים רגנטיבים מעולה! זה בדיוק מה שרכב שטח חשמלי צריך!

ידיעה מעניינת ...
http://www.trucksplanet.com/catalog/model.php?id=544

אפשר גם בגדול ...

ועוד רכב ראלי רייד חשמלי לדקאר, הפעם בגודל מלא: http://www.youtube.com/watch?v=-GmEB...el_video_title