Электропривод на MTB - пройдено 16 700 км. за 6 сезонов

[Breaker]

в подъем оторваться очень сложно от электробайка, железу незнакомо чувство усталости.
На равнине,и особенно на спусках шансы увеличиваются,особенно на расколбасе. За счет того,что байк более легкий и более маневренный в управлении.

[E-Velobike]

в подъем оторваться очень сложно от электробайка, железу незнакомо чувство усталости.
На равнине,и особенно на спусках шансы увеличиваются,особенно на расколбасе. За счет того,что байк более легкий и более маневренный в управлении.

Полностью подтверждаю ваши слова. Хардтейл с мотором идёт именно так.

[HUNTER]

Итак, пройдена очередная 1000 км. - пробег на 25.10.2011 составляет уже 2500 км.
Поломок электропривода за это время не случалось, всё работало в штатном режиме.
Маршрутов длиннее 80 км. тоже не было - аккумулятор до конца так не разу и не был разряжен.

В паре покатушек (на грунтовке в Сокольих горах и в окрестностях Новинок) пришлось столкнуться с лужами и грязью. Передний привод показал себя хорошо, несмотря на Швальбе Марафон, стоящую впереди и имеющую чисто дорожный рисунок. При попытке заднего колеса-полуслика сползти с гребня грязной колеи в лужу (педали я при этом крутит, но колесо проскальзывало и съезжало вбок) подача оборотов на переднее колесо вытягивало велосипед вперед. При проезде узких грязевых мостиков между луж в составе колонны на минимальной скорости - одновременное вращение педалей и мотор-колеса позволяло проезжать своим ходом. Некоторым участникам колонны приходилось ставить ногу либо обходить по траве.

В начале октября я наконец-то установил ваттметр с возможностью мониторинга пикового и текущего тока, напряжения, мощности, а также затраченной энергии.
Одновременно смонтировал аварийный выключатель, позволяющий отключить мотор-колесо, не обесточивая световое оборудование (типа, ехать всю ночь на педалях, но с полной иллюминацией).

Ниже привожу информацию по октябрьским покатушкам, рассчитанную по показаниям, снятым с ваттметра и велокомпьютера:

Вт*час Вт*час Пробег, Средняя
всего на 1 км км ск. км/ч

565.40 15.58 36.28 26.50
581.70 15.28 38.08 28.90
880.70 14.05 62.68 28.40
363.90 16.10 22.60 18.00
819.70 12.48 65.68 29.00
345.90 13.58 25.47 26.60
451.10 12.10 37.29 15.30

Во всех случаях на асфальте педали практически не использовались - пробеги целиком на моторе.
Интересные наблюдения:

1. Появилась возможность "ездить по приборам" - т.е. на достаточно длинных участках шоссе разгоняюсь до некоторой комфортной скорости, после чего подбираю положение клавиши газа, при котором энергопотребление минимально (250-350 Вт.), и скорость не изменяется (плюс-минус 1 км/час), после чего включаю круиз-контроль. Всё, до момента существенного изменения уклона дороги можно сосредоточиться на рулении (если ямок много), или просто любоваться пейзажем и фотографировать его на ходу при необходимости.

2. Убедился в правильности принципа "Тише едешь - дальше будешь". С определенного момента нажатие клавиши газа не ведет к пропорциональному росту скорости, зато возрастает до максимального потребляемый ток, и, соответственно, расход энергии. Для поддержания крейсерской скорости (30 км/час, ездить быстрее сейчас слишком холодно) на относительно ровной дороге достаточно нажатия клавиши газа где-то на треть хода, потребляемая мощность при этом составляет от 170 до 350 вт. (оптимальный участок для измерений - шоссе вдоль Тип-Тяфа от Красной Глинки до Сокского моста). Начал внимательнее смотреть на текущую мощность на экране прибора и стараться не пережимать гашетку.

3. Появилась возможность оценить влияние давления в шинах на накат и потребление энергии. Для сравнения: при давлении в заднем колесе около 3 атмосфер 38 км (Ипподром-Чайка-Ипподром) были пройдены со средней скоростью 28.9 км/час, при этом на 1 км. уходило 15.28 Вт*час. После подкачки колеса до 5 атм. был пройден маршрут (кольцо через Малую царевщину) длиной 65.68 км. с такой же средней скоростью (29 км/час), но расход на 1 км. составил - 12.48 Вт*часов. Экономия энергии получилась 18.3%, или 2,8 Вт*часа на каждый километр. Достаточное основание, чтобы следить за давлением в шинах и качать их по максимуму.

4. Появилась возможность измерить собственную мощность педалирования. На подъеме от кольца Сорокиных хуторов к Управленческому (мотор работает на предельном режиме, скорость стабильна - 26 км/ч.) подкрутка педалями (не на пределе сил, но достаточно интенсивная) снизила потребляемую мощность с 880 до 690 Вт. Те.собственная мощность оказалась в районе 200 Вт., как и следовало ожидать. Более лосистый байкер, возможно, выдаст больше.

5. Появилась возможность оценить энергопотребление светового оборудования. Номинальное потребление таково: диоды ближнего света - 5 Вт., диод противотуманного света - 5 Вт, ксенон основного света - 35 Вт (после прогрева). Фактически же ближний свет потребляет 10 Вт., противотуманный - 10 Вт. , ксенон - 70 Вт., задние габариты (2 диода) потребляют менее 0,1 Вт (не фиксируется прибором). Выводы - КПД преобразователя DC-DC с 48 до 12 Вольт - около 50%, остальное уходит в тепло. Действительно, об сумку в раме, где лежит преобразователь, можно реально греть руки!

6. Стали понятны реальные характеристики мотор-колеса. Текущая заводская настройка контроллера (я его не перепрограммировал пока) предполагает отключение двигателя при токе около 20 Ампер. Мощность в момент отключения составлет более 1000 Вт. При езде по ровной дороге потребляемая мощность колеблется от 150 до 300 Вт., скорость при этом около 30 км/час. На режиме максимальной мощности мотор потребляет 880-920 Вт., ток при этом составляет 18.8 А. После окончания зарядки напряжение аккумулятора - 60 Вольт, после прохождения 60 км. - 51 Вольт (номинальное напряжение "средней точки" - 48 Вольт, граница отключения батареи схемой защиты (BMS) - 42.6 Вольта).

[Женя63]

"Выводы - КПД преобразователя DC-DC с 48 до 12 Вольт - около 50%, остальное уходит в тепло."

Вероятно, такие потери обусловлены применением в схеме сильноточных ключей и, как следствие, усложнением схемы. В слаботочных линиях для того, чтобы уменьшить напряжение, было бы достаточно применить всего лишь один стабилитрон на 36 В. Возникает вопрос, а можно ли достигнуть результата, подключив в цепь вместо преобразователя несколько запараллеленных 36 В стабилитронов на суммарную мощность 50-60 Вт?

[vlad-k]

"Выводы - КПД преобразователя DC-DC с 48 до 12 Вольт - около 50%, остальное уходит в тепло."

Вероятно, такие потери обусловлены применением в схеме сильноточных ключей и, как следствие, усложнением схемы. В слаботочных линиях для того, чтобы уменьшить напряжение, было бы достаточно применить всего лишь один стабилитрон на 16 В. Возникает вопрос, а можно ли достигнуть результата, подключив в цепь вместо преобразователя несколько запараллеленных 16 В стабилитронов на суммарный ток 50-60 А?

Чего-чего?

[HUNTER]

Схемы преобразователя нет, к сожалению. Покупал вот здесь:

http://www.a-electronica.ru/dc-dc-galv.html

[vlad-k]

Тогда все верно- ни один из преобразователей с этого сайта не подходят (диапазоны входных напряжений- ПН4-24-12
20 - 30
- ПН4-75-12
60 - 90) если модель 75-12, то она в недогрузе на 48v, это примерно как включить компьютер/телевизор в 127-вольтовую сеть- работать может и будет (если защита в бп не отключит), но токи силовых эл-тов будут на пределе, либо транс в насыщение уйдет; результат обычно плачевный. Тебе нужен конвертер сo входным диапазоном, включающим 48в, что-то типа www.powerstream.com/dc48-12.htm

[sergdm]

а зачем нужны Вт*час на 1 км, только мозх сломаешь.
про давление в шинах интересно, если бы сравнивали на одном и том же маршруте - было бы ещё интереснее.

[HUNTER]

Тогда все верно- ни один из преобразователей с этого сайта не подходят (диапазоны входных напряжений- ПН4-24-12
20 - 30
- ПН4-75-12
60 - 90) если модель 75-12, то она в недогрузе на 48v, это примерно как включить компьютер/телевизор в 127-вольтовую сеть- работать может и будет (если защита в бп не отключит), но токи силовых эл-тов будут на пределе, либо транс в насыщение уйдет; результат обычно плачевный. Тебе нужен конвертер сo входным диапазоном, включающим 48в, что-то типа http://www.powerstream.com/dc48-12.htm

ПН4-110-12 у меня. Недогруз вроде бы небольшой - напряжение ниже 50 вольт редко падает, т.е в пределах допустимого как бы. А те, что про ссылке - дороговаты (в защищенном исполнении - за 1000 баксов цена).

а зачем нужны Вт*час на 1 км, только мозх сломаешь.
про давление в шинах интересно, если бы сравнивали на одном и том же маршруте - было бы ещё интереснее.

Ватт-часы на 1 км. (можно на 100 км. пересчитать, но это не суть) как раз самый интересный показатель - можно для полученного режима рассчитать, на сколько км. аккума хватит. А это всегда - главный вопрос.

[vlad-k]

ПН4-110-12 у меня. Недогруз вроде бы небольшой - напряжение ниже 50 вольт редко падает, т.е в пределах допустимого как бы. А те, что про ссылке - дороговаты (в защищенном исполнении - за 1000 баксов цена)

Очень похоже на опечатку в характеристиках- для 110-12 нижний порог более реален в 90в (при условии одинаковой их схемотехники)- думается, стоит связаться с изготовителем и выяснить доподлинно, также возможно смогут скорректировать параметры в нужную сторону, если описать проблему и намекнуть на новые рынки сбыта).
А на powerstriме где такие дорогие-то? Я вижу
PST-DC4812
48 to 12 Volt DC/DC Converter
(Input Voltage Range 36 VDC to 70 VDC
Continuous Output Power 150 Watts)
Quantity 1-10 $125
А, понял, имелись ввиду герметизированные.

[Женя63]

Чего-чего?

Хотя вопрос «Чего - чего?» вовсе не вызывает желания давать полноценный развернутый ответ, но тебе, все-же скажу.
На стабилитроне, установленном последовательно в разрыв цепи, происходит падение напряжения на величину его номинала. Другими словами, стабилитрон открывается только тогда, когда подаваемое напряжение станет превышать его номинал. Например, если на 36-вольтовый стабилитрон подается 48 В, то на выходе получим только 12 В. В предыдущем посте я ошибочно указал его номинал 16 В, а не 36. В виду того, что токи, проходящие по цепи питания световых приборов, исчисляются десятками ампер, было предложено включить в цепь вместо одного несколько соединенных параллельно стабилитронов. Это самый простой способ уменьшить напряжение без видимых потерь.
Возможно, по каким-либо причинам, это не сработает, но если ты разбираешься в радиоэлектронике, то поправь. Исправил в предыдущем посте 16 В на 36 В и 50-60 не ампер, а Ватт.

[vlad-k]

Да я в шоке был- теперь, после исправления, легче)

Вероятно, такие потери обусловлены применением в схеме сильноточных ключей и, как следствие, усложнением схемы. В слаботочных линиях для того, чтобы уменьшить напряжение, было бы достаточно применить всего лишь один стабилитрон на 36 В. Возникает вопрос, а можно ли достигнуть результата, подключив в цепь вместо преобразователя несколько запараллеленных 36 В стабилитронов на суммарную мощность 50-60 Вт?

Силовая электроника нынче вся на ключах, импульсная как правило- усложнение схем направлено как раз-таки на уменьшение потерь и повышение удобства использования.
Стабилитроны в слаботочке используются, но 5 ватт света это уже как бы не совсем слаботочка;)- по пути к нагрузке потеряется утроенная её мощность (ток в цепи один). Т.е. на 35вт ксенон через 'стабилитроны' придется рассеивать 105вт тепла, а это уже ощутимые потери

[Женя63]

Несомненно, что радиоинженеры, проектирующие преобразователи, ничуть не глупее нас с тобой. И если уж ими созданы преобразователи (пусть, даже с КПД 50%), то, скорее всего, лучше ничего не придумаешь.
Я просто хотел получить ответ на вопрос: Почему применение обычного стабилитрона (или лучше нескольких стабилитронов для увеличения мощности) здесь не катит? Если бы у меня был электробайк, я бы поэкспериментировал в этом направлении.
Кстати, не согласен с тобой в том, что на стабилитроне рассеивается большая мощность, этого не должно происходить, т.к. это не резистор, а обычный диод, который открывается только при определенном напряжении. Ну, а если установить стабилитрон в цепь управления мощным ключом, то это уже и будет прстейший преобразователь.

[vlad-k]

Не катит потому что в данном случае что со стабилитроном, что с резистором потерь много. Боюсь, в 2 словах я не объясню то, чему учат не один год в профильных заведениях

[HUNTER]

После прохождения очередных 500 км. пробег на 14.12.2011 составил 3000 км.
Информация по энергопотреблению в последних покатушках:

Вт*час Вт*час Пробег, Средняя
всего на 1 км км ск. км/ч

1 005.1 7.8 130.3 24.8
563.4 13.6 41.5 17.5
206.3 14.0 14.8 12.5
568.0 21.8 26.1 13.6
406.4 19.2 21.2 11.9
504.7 20.9 24.2 11.8
617.2 22.5 27.4 11.6

Выводы по результатам такие:

1. В конце октября первые за сезон был посажен "в ноль" аккумулятор. Общая потраченная емкость при этом совпала с паспортными данными и составила чуть более 1 000 Вт*час.
Аккумулятор разряжался на протяжении нескольких часов (покатушка была по асфальтовому "сосновому кругу" длиной в 130 км.) со средней мощностью 250-300 Вт. (на горках - 500-600 Вт.)
Остальное добавлялись педалями (ватт 100-150). Средняя скорость была в районе 25 км/час. Расход энергии при этом составил рекордно низкие 7.8 Вт*часов на километр, физическая нагрузка - средняя (субъективно - как проехать километров 40 на педалях со скоростью около 20 км/час). Поскольку иногда приходилось нерационально тратить энергию и дополнительно ускоряться, чтобы не отстать от участников покатушки на шоссейниках, практический запас хода по шоссе в 140-150 км. при средней скорости около 20 км/час можно считать реально подтверждённым.

2. С появлением льда и снега на мотор-колесо была установлена шиповка Nokian на 240 шипов шириной 1,9 дюйма, сзади - злая грязевая Tioga шириной 2,3 дюйма. Поведение велосипеда на асфальте не изменилось, за исключением снижения наката из-за "злобности" резины. Максималка упала до 36-38 км/час, но ехать даже с этой скоростью невозможно - замерзаешь. По снежной каше велосипед проявляет высокую склонность к рысканию, независимо от привода (мотор, мотор-педали, педали) - видимо, из-за приличной массы, - и требует активного подруливания. На льду поведение сопоставимо с асфальтом, однако при торможении заднее нешипованное колесо срывается и пытается обогнать переднее - зад заносит. Причина - отсутствие шипов. При езде по краю ледяных бугров или колеи заднее колесо соскальзывает - опять-таки, из-за отсутствия шипов. При аккуратном вождении и учете этих особенностей - ездить можно и так. Расход энергии в зимних покатушках (типичный маршрут этого месяца - 50% чистый асфальт, 25% - асфальт со снежной кашей, 25% - пешком по засыпанной снегом грунтовке) существенно возрос - до 20 Вт*час на километр в среднем. Средняя скорость при этом упала из-за заснеженных участков, преодолеваемых пешком, до 11-12 км/час.

3. В ноябре месяце была опробован софт, позволяющий перепрограммировать контроллер мотор-колеса через специальный USB-переходник. Пара покатушек были проведены с программным ограничением максимальной мощности мотора в 350 и 500 Вт. Существенных преимуществ, кроме большего удобства в управлении (увеличение оборотов по мере нажатия клавиши газа становится более плавным и растянутым, невозможно перегрузить мотор до отсечки и автоматического отключения), это не дало - экономия энергии за счет снижения пиковой мощности теряется из-за необходимости чаще и дольше держать полный газ. В результате - вернулся к заводским параметрам прошивки контроллера.

[xrcat]

Даже канчелара импользует такой.
http://www.youtube.com/watch?feature=en ... MM3G4&NR=1

[`Janne]

Ребят, вот все пишут что после скорости в 40 км, вел начинает тормозить сам себя за счёт внутреннего сопротивления обмоток, аккума и тд... Почему бы не сделать тупо дополнительную размыкающую цепь кнопку на руле и пользоваться ею на спусках?.

[Kot_v_palto]

Почему бы не сделать тупо дополнительную размыкающую цепь кнопку на руле и пользоваться ею на спусках?.

О какой цепи идет речь?
Если в двух словах - потому что ротор жестко связан с колесом. То есть когда он не вращается под действием тока, он вращается под действием самого колеса. Двигатель превращается в генератор. Закон сохранения энергии блюдется, и кинетическая энергия велосипеда переходит в электрическую на клеммах двигателя.

По идее, проблему можно решить, вращая не колесо, а систему или кассету. Но это уже другая конструкция.

[Kondor77]

А как ведет себя мото-колесо на пересечённой местности? Не возникнет ли проблем при преодолении
мелких речек в брод, то есть надёжноли оно герметизировано или что-то самому делать надо?

[HUNTER]

А как ведет себя мото-колесо на пересечённой местности? Не возникнет ли проблем при преодолении
мелких речек в брод, то есть надёжноли оно герметизировано или что-то самому делать надо?

Колесо переживет дождь или вылитое на него ведро воды (герметизация по стыкам боковых крышек, сальники).
Брод оно не переживет - внутри электроника, горячий металл при окунании в холодную воду сожмется, всосет воду внутрь, и кирдык. Заливать платы и обмотки герметиком нельзя - будет перегрев и датчик температуры остановит мотор.