Электрогибрид

[schotki]

В свете того, что г-н Дуюнов Дмитрий Александрович раскрыл свой секрет совмещённой обмотки типа «Славянка, решила я составить приблизительную блок-схему гибридного транспортного средства с таким двигателем.
Хотелось бы, чтобы участники форума внесли свои предложения, замечания, исправления.
В расчетах буду исходить из того, что оборудование будет установлено на легковой автомобиль, например ВАЗ 2109.
Начну с самого двигателя. Поиск в Интернете показал, что для перемотки можно использовать 4-x киловаттный двигатель, однако для достижения больших мощностей и скоростей стоит взять немного более мощный двигатель, например 5kW. После перемотки на «Славянку» номинальная мощность двигателя должна составить более 15kW, а пиковая (при разгоне) 55…65kW.
Изначально предполагала, что двигатель лучше мотать на пониженное напряжение, для уменьшения количества банок аккумуляторов, однако, ознакомившись с ассортиментом и ценами на низковольтные частотные преобразователи решила, что дешевле получится использовать стандартный промышленный преобразователь частоты, рассчитанный на питание от однофазной сети ~220V или от 3-х фазной 200V.
Примером первого может быть «Овен» ПЧВ3-11К-Б - 11kW.
- второго VARISPEED CIMR-F7Z-2018 – 18kW.
Впрочем, какой мощности должен быть частотник стоит подумать дополнительно, поскольку в пике он должен выдавать до 65kW.
Предполагается не использовать диодный мост на входе частотника, а подавать напряжение питания с аккумуляторов непосредственно на конденсатор фильтра. При этом разброс питания полностью заряженных и полностью разряженных аккумуляторов весьма велик. Например, для LiIon АКБ, составленной из 74 банок разброс составляет 210.8…307.2V. Поэтому необходимо будет изменить схему защиты от пониженного напряжения внутри ПЧ, чтобы он мог работать при таком разбросе. Возможно, следует увеличить количество банок в АКБ, например до 83-х, тогда разброс напряжений будет в диапазоне 236…348.6V, однако, тогда придётся изготавливать нестандартный генератор, с переменным напряжением на выходе не ~220V, а ~250V.
Если использовать ПЧ с векторным управлением, то можно отказаться от коробки передач – КПП.
Аккумуляторы можно использовать разные, у каждого типа есть свои достоинства и недостатки. Свинцово - кислотные самые дешевые, но и самые тяжелые, зато не требуют балансировочных устройств на каждой банке. Однако, самый неприятный их недостаток – малое количество циклов заряда – разряда. Именно поэтому не стоит с ними связываться. В итоге дороже окажется. Никель – марганцевые, не знаю, можно подумать, но почему то в промышленных гибридах сейчас от них отказываются в пользу LiFePO4.
Это хороший вариант, цена за 1Ah около 70…80р, требуются балансировочные устройства на 3.65V. Ещё их плюс в том, что в процессе цикла разряда напряжение на них остаётся более-менее стабильным в пределах 3.3…3V. Хотя, рабочим считается диапазон 2.8…3.65V. LiIon и LiPo имеют меньший вес при той же мощности, но цена у них более 100р. За 1ah. Требуются балансировочные устройства на каждой банке на 4.2V.
В общем целесообразно использовать один из последних типов аккумуляторов: LiIon или LiFePO4, у последних цена получится пониже, вес побольше, разброс напряжений немного ниже.
Стоить заметить, что особо большая ёмкость аккумуляторов не нужна. Основная их функция – буфер между генератором и частотником. При разгоне энергия берётся из АКБ, при ровной езде – от генератора, в это же время происходит подзарядка АКБ для следующих разгонов. Вторичная функция АКБ – забирать энергию в себя при торможении двигателем.
В качестве генератора можно использовать массу различных устройств. Это и стандартные генераторы, работающие на бензине, солярке или газу. Лучшие результаты должны дать линейные (вибрационные) генераторы, в которых отсутствует кривошипно-шатунный механизм, в результате чего, теоретически, поднимается их КПД. Можно использовать двигатель внешнего сгорания Стирлинга, совмещённый с линейным генератором и топить гибрид дровами)))
Какая должна быть мощность генератора – не знаю, думаю можно попробовать, начать с 6kW.

[mike-y-k]

А для начала не заморачиваться всеми расчётами по питанию, а таки сделать сам двигатель и получить все его характеристики для реального образца. По ним уже можно будет судить о перспективах дальнейших мысле/телодвижений.

[schotki]

А для начала не заморачиваться всеми расчётами по питанию, а таки сделать сам двигатель и получить все его характеристики для реального образца. По ним уже можно будет судить о перспективах дальнейших мысле/телодвижений.

Да. Но хотелось бы определиться на какое напряжение мотать двигатель. Вдруг кто то предложит не дорогой векторный низковольтный частотник. Или вариант переделки обычного ~220V - в низковольтный. Например схема скалярного - на AtMega48 на просторах инета имеется.
Быть может есть ПЧ для однофазной сети 110 V?

[mike-y-k]

Так не стоит сразу на 6kW мотать, мелкий подходящий и на эксперимент.
Пока на просторах много слов и нет никакого результата для пощупать.
А частотник уже вторым этапом.
Эффект и при питании от обычного ЛАТР вполне (по заявлениям) наблюдается (должен).
Вот и получить его в реальном устройстве. А напряжение выбирать любое доступное.
В частотнике и генераторе его потом выбрать на большом варианте можно отдельно.
Таки тренировку стоит проводить на кошках .

[индюк]

чото я сомневаюсь что переделать частотник можно прям так в лоб. там же много друг на друга завязано. система измеряет напругу ток их их фазы, смещения. придется круто программу переделывать. а это нереально для тех кто мотор не может прикинуть)))

[schotki]

Мне приходилось ремонтировать частотник от флюорографа ФЦС Рентех, выдавал ошибку - Низкое напряжение питания на входе.
Вышли из строя резисторы в делителе, видимо от длительного нагрева, с них сигнал поступал на ADC процессора. Можно было немного изменить их номинал, тогда частотник смог бы работать при более низком напряжении.
Вопрос: на сколько можно занижать напряжение питания?
Например, на выходе стоят IGBT модуль, Ik=20A, Uk=450V. Если занизить напряжение питания допустимый ток коллекторов IGBT останется прежним =20А, а ток перемотанного на более низкое напряжение двигателя увеличится. IGBT перегреются и сгорят.

[индюк]

Вопрос: на сколько можно занижать напряжение питания?

ни на сколько. частотник скорее всего измеряет напругу и на выходах. ну и ток естественно.
мля ты глупая чтоль совсем я не пойму???
трудно почитать как устроены частотники??? там полный контроль всего и вся!!!

стоит току превысить значение на 10% он в ошибку вывалится сразу и надолго.
выходную амплитуду лн тоже будет стараться держать. и тоже будет ошибка.

это тебе не выключатель лампочек

[mike-y-k]

Испытать мотор до перемотки от обычной сети, перемотать, испытать мотор после перемотки. Полученные результаты обработать и сопоставить с исходными. Полученное выложить здесь и сделать выводы.
И уже при наличии заметной/достаточной разницы приступать к другим телодвижениям.

Одновременно стоит почитать техрегламент по допуску транспортных средств, там много интересного . Проблемы с перемоткой могут оказаться семечками…

[Wugluscr]

Не проще ли потусоваться на СТО, где обслуживают гибриды, подружиться с любознательным мастером и получить ответы на вопросы хотя бы при помощи осциллографа и токовых клещей? Мастеру тоже будет полезно расширить свой кругозор.
Телемастера старшего поколения помнят сервисные книги автора Ельяшкевича. Он их написал не из головы. Он месяцами ходил по телемастерским, сидел рядом со спецами-практиками и обобщал в книгах их опыт.

[Easyrider83]

Wugluscr, ничего не получится. Гибриды почти никто не разбирал и не ремонтировал. Тусоваться придется долго. Да и провода там все закрыты от любопытных глаз и в целях безопасности.
Тут сам подход не верный - в медном тазу океан не переплыть. Речь идет о серьезной разработке, а не о гаражном рукоделии. Инвертер гибрида - это произведение искусства. Мотор тоже не простой. 65кВт с 3кВт не снять, хоть ты умри там. Так что пусть вас троллит Индюк, хотя бы весело время проведем.