ROWERY I INNE POJAZDY ELEKTRYCZNE - FORUM ARBITER Strona Główna

ROWERY I INNE POJAZDY ELEKTRYCZNE - FORUM ARBITER

Rowery, trójkołowce, ryksze, skutery, hulajnogi i inne lekkie pojazdy elektryczne
Porady, zdjęcia, filmy, konstrukcje, opinie


FAQFAQ  SzukajSzukaj  Szukaj z GoogleSzukaj z google  UżytkownicyUżytkownicy  GrupyGrupy
RejestracjaRejestracja  ZalogujZaloguj  AlbumAlbum
Batteryguru baterie do rowerów elektrycznych

Poprzedni temat «» Następny temat
Przesunięty przez: tas
Sob 07 Gru, 2013
Jak zmniejszyć straty energii w naszych pojazdach?
Autor Wiadomość
NocnyPtak
brygadzista
konstruktor-amator



Wiek: 57
Dołączył: 12 Mar 2006
Posty: 229
Skąd: Kraków
Wysłany: Sob 01 Kwi, 2006   Jak zmniejszyć straty energii w naszych pojazdach?

Aktualnie dostępne akumulatory stanowią (w większości przypadków) "Achillesową piętę" naszych konstrukcji. Wszyscy z utęsknieniem wypatrujemy informacji o nowych odkryciach (wynalazkach, wdrożeniach i dostępności na rynku) w tej dziedzinie. Ciągle jest nam mało amperogodzin, ciągle za duży ciężar, zbyt krótka żywotność i zbyt niskie natężenia prądów (zarówno ładowania jak i rozładowania). O cenach już nie wspominając! My (a przynajmniej JA) zachowujemy się tutaj trochę jak ludzie ogarnięci "gorączką złota" :twisted:
W najbliższym czasie nie należy się jednak spodziewać przełomu w tej dziedzinie i musimy sobie jakoś radzić z tym co mamy do dyspozycji.
Pytanie więc, w jaki sposób możemy zmniejszyć straty energii elektrycznej w naszych pojazdach? Ten problem był już poruszany przez niektórych kolegów niejako "przy okazji" innych tematów. Myślę jednak, że warto tym problemem zająć się bliżej i dokładniej. Poniżej przedstawiam moje rozmyślania na ten temat i zapraszam jednocześnie do dyskusji :D

1) Mechanika
a. Zmniejszenie wagi pojazdu
b. Zmniejszenie oporów toczenia
c. Odpowiedni dobór przekładni
d. Przeniesienie napędu

2) Elektryka
a. Zwiększenie napięcia
b. Zmniejszenie strat na kablach
c. Zmniejszenie strat na oświetleniu

Teraz dokładniejsze omówienie powyższych problemów:

1a. Jasnym jest, że im większa waga pojazdu, tym dla nas gorzej. To jak z otyłością. Łatwiej szupłemu wyjść po schodach na piąte piętro i tłuścioch zasapie się bardziej :D
Jeżeli ktoś wykorzystuje w swojej konstrukcji ramę typową (fabryczną) np. od roweru, to wiele się tu nie wymyśli. Inna sprawa, gdy ramę robimy sami. Ja osobiście zrezygnowałem ze stali na rzecz aluminium. Prawdopodobnie, gdybym mój pojazd wykonał z rurek stalowych, to ważyłby o kilkanaście kilogramów więcej. Warto oczywiście wiedzieć, że rurka o tej samej wytrzymałości mechanicznej wykonana ze stali waży mniej od rurki aluminiowej! Dotyczy to jednak optymalnie dobranej rurki (wysoka jakość stali, cienkościenna, a optymalnym profilu itp). Zazwyczaj jednak używamy rurek typowych, dostępnych na rynku i wówczas lepiej chyba użyć aluminium.
Najlepiej ramę byłoby wykonać z kompozytów węglowych lub duraluminium, ale jedno i drugie jest drogie, trudno dostępne, a w dodatku bardzo trudna jest obróbka i łączenie elementów (nawet w Krakowie nikt nie spawa duraluminium).
Rama z aluminium ma jeszcze tę zaletę, że nie rdzewieje, choć z malowaniem jest więcej kłopotu (trzeba malować proszkowo).

1b. Zmniejszenie oporów toczenia, to najczęściej mocne napompowanie dętek. Ze swojego doświadczenia wiem, że mocno napompowane dętki zmniejszają prędkość maksymalną o blisko 20%!!! Mocno napompowane dętki sprawiają jednak, że jazda staje się bardzo twarda. Dlatego warto mieć w pojeździe amortyzatory.
Warto też użyć porządnych łożysk i pamiętać o regularnym, dobrym smarowaniu wszystkich ruchomych elementów.
Trzeba też wiedzieć, że im szersza i wyżej profilowa opona, tym opory toczenia większe.
Nie wiem natomiast, jak to jest ze średnicą koła. W jaki sposób dobrać optymalną wielkość?

1c. Przekładnia jest - moim zdaniem konieczna. Ja wiem, że silnik elektryczny jest elastyczny itd., ale i tak uważam, że warto zainwestować w skrzynię biegów (albo coś, co pełni jej rolę).
W moim pojeździe użyłem przerzutki bębnowej Shimano-Nexus Inter 3, i jest to wprawdzie rozwiązanie niezłe, ale na pewno nie idealne.
Dla osób niezorientowanych wyjaśnię przy okazji, że zarówno 3-biegowa jak i 7-mio biegowa przerzutka Shimano-Nexus, mają taką samą różnicę przełożeń między I-szym a ostatnim biegiem i wynosi ona 184%. Przerzutka 7-mio biegowa ma tylko biegi rozłożone "gęściej"!
Różnica przełożeń 184%, jest zdecydowanie za mała w pojeździe wyposażonym w silnik elektryczny. Sądzę, że ta różnica powinna wynosić 400-800% dla 3-4 biegowej przekładni.
Wiem, że niektórzy koledzy używają typowych przerzutek rowerowych (zewnętrznych), jednak moim zdaniem to nie najlepszy pomysł. Głównie z tego powodu, że taka przerzutka nie daje możliwości "zrzucenia biegu" na postoju (np. po zatrzymaniu się na światłach).
Jeżeli macie pomysł na inną "skrzynię biegów", to proszę o informację.

1d. Najczęstszym sposobem przeniesienia napędu z silnika jest u nas łańcuch. Kolega Dawid R. (o ile dobrze pamiętam) zwracał już uwagę na to, jak istotne jest jego prawidłowe naciągnięcie. To prawda. Źle naciągnięty (za luźny oraz za mocno napięty) łańcuch, to ogromna strata energii. W niektórych pojazdach łańcuchy są bardzo długie i bez automatycznego napinacza, prawidłowe naciągnięcie jest niemożliwe. Nawet w moim pojeździe (a ja mam łańcuch niewiele dłuższy niż w rowerze), to napięcie wyraźnie zmienia się wraz z różnicą temperatury otoczenia i podczas pracy (jazdy). Łańcuch jest poza tym głośny i wymaga regularnego smarowania.
Innym sposobem przeniesienia napędu jest przeniesienie cierne, bezpośrednio na oponę. To ma swoje zalety (prostota konstrukcji, niewielka waga, bezawaryjność), jednak opory - a więc i straty energii - są spore. Nie mówiąc już o szybkim niszczeniu opony.
Może więc wał kardana? Myślałem o tym, przyznaję, jednak z braku dostępnych "gotowych rozwiązań" nie zdecydowałem się na budowę tego systemu "od zera".
Są oczywiście silniki bezpośrednio wbudowane w koło, ale te nie dają (chyba) możliwości zmiany przekładni.

2a. Choć ilość zużytej energii nie zależy bezpośrednio od napięcia, jednak przy wyższym napięciu mamy pewne zalety;
-silnik jest mniejszy
-kable są cieńsze
-mniejsze są straty na ciepło
Jeżeli więc mamy dokonać wyboru, czy w naszym pojeździe zastosować 4 silniki 100W/12V, dwa silniki 200W/24V czy jeden silnik 400W/48V, to to ostatnie rozwiązanie będzie prawdopodobnie najkorzystniejsze.

2b. Ten problem był już tu sygnalizowany, przypomnę więc jedynie, że przy naszych natężeniach prądu przekraczających (zazwyczaj sporo) 10A, im krótsze kable, tym lepiej. Być może któryś z kolegów mógłby policzyć (zmierzyć) ile zyskamy na skróceniu kabla prowadzącego do silnika z 40 do 20 cm jeżeli płynie nim prąd 10A o napięciu 36V? Chętnie bym się dowiedział :lol:

2c. Chociaż oświetlenie nie pobiera zazwyczaj wiele prądu (w porównaniu do silnika), jednak i tu możemy nieco zaoszczędzić.
Problemu nie mają zazwyczaj ci, którzy mają instalację na 12 i 24V. Takie żarówki są dostępne.
Ja jednak mam instalację na 36V i z oświetleniem mam problem, gdyż o tym napięciu żarówek w Polsce po prostu nie ma :evil:
Lampa przednia i tylna to lampy pracujące długotrwale (o ile ktoś-tak jak ja- jeździ stale na światłach) i mam w nich żarówki 24V z dodatkowymi (odpowiednio dobranymi) opornikami. Choć jest to tylko 15W (10W przód, i 5W tył), to dodatkowe oporniki powodują, że jest to znacznie więcej - prawdopodobnie 30W. To już sporo, bo aż 11.5% zużywanej energii. Lepszym więc rozwiązaniem byłoby połączenie lampy przedniej i tylnej szeregowo i zastosowanie trochę mocniejszych żarówek. Np. 15W przód i 10w tył. Te 30W pracowałoby na napięciu 18V, zamiast na napięciu 24V, co oznacza, że zużywałoby tylko 22.5W. Zysk więc istotny, a w dodatku znaczne zwiększenie żywotności żarówek. W przypadku lamp używanych chwilowo (a więc stopu oraz kierunkowskazów), nie ma to już większego znaczenia, a warto żarówki łączyć parami [migacz przedni i tylny oraz dwie żarówki w lampie stopu] tylko dlatego, że żarówki o wiele dłużej wytrzymują a konstrukcja jest łatwiejsza do wykonania niż z opornikami.
_________________
Pozdrawiam
Jakub Waltoś
____________________________
http://nocnyptak.pl
 
 
Natanoj 
kierownik



Pomógł: 3 razy
Dołączył: 31 Mar 2006
Posty: 314
Skąd: Małopolskie
Wysłany: Sob 01 Kwi, 2006   Re: Jak zmniejszyć straty energii w naszych pojazdach?

NocnyPtak napisał/a:

1d.
(...)Są oczywiście silniki bezpośrednio wbudowane w koło, ale te nie dają (chyba) możliwości zmiany przekładni.(...)

Może się myle (jeżeli tak to mnie poprawcie) ale miksery mają możliwość zmieniania szybkości obrotów silnika tak jak na obrazku poniżej pokazane, wystarczy tylko przesunąć dźwigienką:)
 
 
Dawid M
[Usunięty]

Wysłany: Sob 01 Kwi, 2006   

po pierwsze nalezy schudnąć(ja już nie miał bym z czego)
po drugie środek ciężkości ma znaczenie na docisk opony która ostatecznie napędza pojazd
po trzecie silnik i kontroler o dobrej sprawności i małych stratach
 
 
Wojtek
[Usunięty]

Wysłany: Sob 01 Kwi, 2006   

moje posty połączone niżej
Ostatnio zmieniony przez Wojtek Sob 01 Kwi, 2006, w całości zmieniany 1 raz  
 
 
Wojtek
[Usunięty]

Wysłany: Sob 01 Kwi, 2006   Re: Jak zmniejszyć straty energii w naszych pojazdach?

Straty mocy na 1 przewodzie wynoszą:

∆P= I*I γ l/S
gdzie
I – prąd w A,
γ – przewodność miedzi,
l – długość przewodu,
S – przekrój przewodu

czyli dwukrotne skrócenie przewodu zmniejsza dwukrotnie straty mocy na tym przewodzie.

W Polsce można kupić zarówki na 36V, używam np. zarówki 36V/6W/E8 oraz 36V/3W/SV8,5.

NocnyPtak napisał/a:
Lepszym więc rozwiązaniem byłoby połączenie lampy przedniej i tylnej szeregowo i zastosowanie trochę mocniejszych żarówek. Np. 15W przód i 10w tył. Te 30W pracowałoby na napięciu 18V, zamiast na napięciu 24V, co oznacza, że zużywałoby tylko 22.5W. Zysk więc istotny, a w dodatku znaczne zwiększenie żywotności żarówek.


......szeregowo można łączyc tylko żarówki o tej samej mocy - łącząc dwie żarówki 24V/15W szeregowo, przy zasilaniu 36V, każda z nich będzie pracować mocą ok. 8,5W (razem 17W), z tyłu może być, ale z przodu jasność świecenia będzie kiepska (włókno nie osiągnie odpowiedniej temperatury). Jeżeli połączysz żarówki o różnych mocach, to napięcie nie rozłoży się równomiernie i ta słabsza się przepali.
Ostatnio zmieniony przez Wojtek Sob 01 Kwi, 2006, w całości zmieniany 1 raz  
 
 
placekjw
Gość
Wysłany: Sob 01 Kwi, 2006   

Co do oswietlenia to mozna by uzyc lamp na diodach LED dostepne w sklepach rowerowych
 
 
NocnyPtak
brygadzista
konstruktor-amator



Wiek: 57
Dołączył: 12 Mar 2006
Posty: 229
Skąd: Kraków
Wysłany: Sob 01 Kwi, 2006   Re: Jak zmniejszyć straty energii w naszych pojazdach?

Wojtek napisał/a:
...czyli dwukrotne skrócenie przewodu zmniejsza dwukrotnie straty mocy na tym przewodzie...

No dobrze, znalazłem nawet wartość tego przewodnictwa miedzi, ale w dalszym ciągu nie wiem, czy skrócenie kabli z 40 do 20cm ma jakikolwiek sens :shock:
Wojtek napisał/a:
W Polsce można kupić zarówki na 36V, używam np. zarówki 36V/6W/E8 oraz 36V/3W/SV8,5.

A czy możesz coś bliżej o tych żarówkach? Szukałem w necie, ale znalazłem tylko, że ta druga to rurkowa. Miejsca, gdzie by je można kupić nie znalazłem. Ta informacja może się tu przydać też innym kolegom mającym instalacje 36V
Wojtek napisał/a:
szeregowo można łączyc tylko żarówki o tej samej mocy - łącząc dwie żarówki 24V/15W szeregowo, przy zasilaniu 36V, każda z nich będzie pracować mocą ok. 8,5W (razem 17W), z tyłu może być, ale z przodu jasność świecenia będzie kiepska (włókno nie osiągnie odpowiedniej temperatury). Jeżeli połączysz żarówki o różnych mocach, to napięcie nie rozłoży się równomiernie i ta słabsza się przepali.

No cóż, nie próbowałem łączyć szeregowo żarówek różnej mocy. Możliwe, że faktycznie słabsza się przepali (choć na mój nos, nie powinna). Mam trochę różnych żarówek, będę to musiał sprawdzić doświadczalnie :lol:
placekjw napisał/a:
...mozna by uzyc lamp na diodach LED dostepne w sklepach rowerowych

Tak, diody LED są oszczędne, ale też jest kłopot z napięciem 36V
_________________
Pozdrawiam
Jakub Waltoś
____________________________
http://nocnyptak.pl
 
 
rudzik6
[Usunięty]

Wysłany: Nie 02 Kwi, 2006   Re: Jak zmniejszyć straty energii w naszych pojazdach?

1) Mechanika
a. Zmniejszenie wagi pojazdu
b. Zmniejszenie oporów toczenia
c. Odpowiedni dobór przekładni
d. Przeniesienie napędu

2) Elektryka
a. Zwiększenie napięcia
b. Zmniejszenie strat na kablach
c. Zmniejszenie strat na oświetleniu

Zapomniałeś o jeszcze jednym istotnym czynniku, na który mamy wpływ...aerodynamika :)

pozdr

wiesiek
 
 
placekjw
Gość
Wysłany: Nie 02 Kwi, 2006   

Jesli chodzi o oswietlenie to myslalem o lampach rowerowych typu LED zasilane wlasnymi akumulatorkami sa takie w sprzedazy.
Co do aerodynamiki to mysle ze przy tych predkosciach nie ma wielkiego znaczenia.
 
 
Dawid M
[Usunięty]

Wysłany: Nie 02 Kwi, 2006   

robiąc oświetlenie to polecam kupić kilka postojówek flux lub diody 1,2 lub 3w
 
 
eAndre
[Usunięty]

Wysłany: Pon 03 Kwi, 2006   Re: Jak zmniejszyć straty energii w naszych pojazdach?

NocnyPtak napisał/a:

Tak, diody LED są oszczędne, ale też jest kłopot z napięciem 36V


Witam, to masz mniejszy problem niż np. napięcie 1,2V. Do rozwiązania tego zasilania LED w najprostszy sposób, proponuję zastosowanie źródła prądowego na LM317. Link z opisem jak to zrobić jest na stronie: http://www.lighting.pl/va...silanie_LED.htm
 
 
eAndre
[Usunięty]

Wysłany: Pon 03 Kwi, 2006   Re: Jak zmniejszyć straty energii w naszych pojazdach?

rudzik6 napisał/a:
1) Mechanika
a. Zmniejszenie wagi pojazdu
b. Zmniejszenie oporów toczenia
c. Odpowiedni dobór przekładni
d. Przeniesienie napędu

2) Elektryka
a. Zwiększenie napięcia
b. Zmniejszenie strat na kablach
c. Zmniejszenie strat na oświetleniu

Zapomniałeś o jeszcze jednym istotnym czynniku, na który mamy wpływ...aerodynamika :)

pozdr

wiesiek
Wiesiek ma rację, to jeden z najważniejszych czynników sprawności pojazdu w odniesieniu do otoczenia. Na starym forum wklepalem moc wiatru na/m2 w zależności od prędkości. Faktycznie pośrednio mamy wpływ, na ilość energii "straconej" na pokonywanie oporu wiatru. Pośrednio dlatego, że tylko w zakresie prędkości pojazdu i oporu aerodynamicznego nas samych. Muszę się na CX zmierzyć :) Na warunki atmosferyczne nie mamy wpływu. Nie bez przyczyny prędkość pojazdów elektrycznych to około 25k/h. Później, opór już tylko rośnie do kwadratu w zależności od prędkości.
Przykład:
5,4 km/h moc 0,002 KW
12 km/h moc 0,021 KW
20 km/h moc 0,093 KW
28 km/h moc 0,292 KW
38 km/h moc 0,726 KW
50 km/h moc 1,560 KW
61 km/h moc 2,960 KW
75 km/h moc 5,260 KW
88 km/h moc 8,600 KW
102 km/h moc 13,60 KW
120 km/h moc 20,50 KW
132 km/h moc 29,80 KW
Moc wiatru o prędkości (podanej powyżej) przepływającego przez pole o pow. 1m2
Jak widać przy małych prędkościach jest pomijalna. Przy znacznych prędkościach zasadnicza. Kolarze wiedzą o tym najlepiej :)
Ostatnio zmieniony przez eAndre Pon 22 Maj, 2006, w całości zmieniany 3 razy  
 
 
Użytkownik
[Usunięty]

Wysłany: Wto 04 Kwi, 2006   

TO mozej a cos teraz powiem mądrego.

Żarówki odpadaja serio mowie 15 W energii psu w tylek to jednak szkoda, dla roweru 15 W to sporo, tylko LED tzeba brac pod uwagę

eAndre: nie mozna dac LM317 bo to stabilizator liniowy roznice napiec zamienia na cieplo rownie dobrze mozesz dac opornik do diody zamiast tego stabilizatora, potrzebny jest stabilizator impulsowy ok 10 zl za sztuke sprawnosc ok 80% tu jest manual http://www.national.com/ds/LM/LM1575.pdf polecam LM2575HV sam mialem tak robic w De-Rowerze do zasilania ledowych swiatelek i tablicy rozdzielczej z woltomierzem LED i amperomierzem LED. Montarz ukladu to 10 minut i poradzi sobie z tym nawet laik.

Kolejna sprawa to aluminiowa rama w rowerze im rower jest lzejszy tym lepiej, silnik mniej sie meczy przy ruszaniu a energii hamowania i tak nie odzyskujemy wiec jednak lepiej bedziej ak bybyl lzejszy.

Łancuchy ponaciagane, oczywiscie wszelkie zebatki domowej produkcji bardzo sprawnie obnizaja sprawnosc ;)

Co do powyzszych obliczen eAndre odnosnie CX to niestety prawda :) dla tego moze pomyslec lepej nad kolarką na prąd :) Opony maja maly opór i jedzie sie aerodynamicznie.
 
 
Wojtek
[Usunięty]

Wysłany: Wto 04 Kwi, 2006   

Żarówki 36V można kupić na giełdzie Wolumen w Warszawie (u miłej pani, pierwsza alejka od ulicy).

Nie wiem, dlaczego nie chcesz zastosować do oświetlenia z tyłu 3-5 ledów połączonych szeregowo, należy ustalić tylko ich maksymalny prąd przez szeregowy rezystor (w zależności od typu diody 10-50 mA), będzie to rezystor 0,7...3 k/3W, straty mocy na tym rezystorze to tylko 0,3 ...1,5W (w zależności od użytych diod).
 
 
Dawid M
[Usunięty]

Wysłany: Wto 04 Kwi, 2006   

co do wagi pojazdu to chyba najlepiej samemu zrobić ramę bo ona zaraz przy produkcji jest szykowana po napęd elektryczny a rower sie przerabia przy czym zwiększa się ciążar
 
 
Wyświetl posty z ostatnich:   
Odpowiedz do tematu
Nie możesz pisać nowych tematów
Nie możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz głosować w ankietach
Nie możesz załączać plików na tym forum
Możesz ściągać załączniki na tym forum
Dodaj temat do Ulubionych
Wersja do druku

Skocz do:  
Batteryguru baterie do rowerów elektrycznych

Powered by phpBB modified by Przemo © 2003 phpBB Group