Проект детского электромобиля багги

[Павел.З]

Здравствуйте!

Я проектирую и собираю электро-багги для детей. Мотор-колеса, силовую и управляющую электронику буду использовать от гироскутеров. Сейчас занимаюсь проектированием, сборкой и тестированием системы рекуперативных тормозов. Идея следующая:

С помощью выпрямительных диодных мостов направляю энергию в ионисторы, далее через повышающий преобразователь в батареи и расход. С помощью реле я организовал схему включения ионисторов в момент торможения - параллельная, при разгоне - последовательная. Планирую 3 режима, 1 - все последовательно - притормаживание и перенос энергии в батареи и расход на разгон, 2 - последовательно параллельное 5S2P - плавное торможение, 3 - все параллельно - полное торможение.

Мне нужна помощь в подборе компонентов, а именно диодов, мостов и транзисторов. Диоды D?K в схеме нужен для того чтобы во время разрядки ионисторов они не перезаряжались обратным током. Какую модель диода мне нужно здесь использовать? Мосты планировал трехфазные, коммутировать планирую через полевые транзисторы, но какие именно использовать - не знаю.

Гироскутеры китайские самые распространенные. Модель точно не знаю, похоже Smart balance 10,5. 

Схему набросал наскоро, там только часть компонентов.

Ионистроы и реле уже в наличии, собрал временную схему 3 и 1 режима. Собрал проводами от БП ПК - в третьем режиме держат 15 ампер от автомобильного ЗУ.

Всех заинтересовавшихся прошу написать свои вопросы, идеи, рекомендации.

SCH_Buggy_2024-01-02.json Schematic_Buggy_2024-01-02.pdf

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Piotr__1]

Вопросы

А как это чудо планирует уживаться с контроллером мотор-колеса? 

Как реализованна синхронизация вращения мотор-колес?

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Павел.З]

@Piotr__1 

Цитата

А как это чудо планирует уживаться с контроллером мотор-колеса? 

Не понимаю про какое чудо вы говорите, но контроллер мотор-колеса управляет разгоном, а в торможении не участвует. Либо сам управляет тормозными ключами, то есть включает и переключает реле и транзисторы.

Цитата

Как реализованна синхронизация вращения мотор-колес?

Пока никак, точнее не знаю, зачем что-то синхронизировать? В контроллеры гироскутеров будет вшита прошивка, которая позволит управлять мотор-колесами так, как мне нужно, от педалей, но это в будущем. В мотор-колесах установлены датчики холла и от природы контроллеры умеют контролировать положение колеса. Задайте более конкретный вопрос если я на ваш не ответил.

Изменено 2 января пользователем Павел.З

[Реклама]

Особенности хранения литиевых аккумуляторов и батареек

Потеря емкости аккумулятора напрямую зависит от условий хранения и эксплуатации. При неправильном хранении даже самый лучший литиевый источник тока с превосходными характеристиками может не оправдать ожиданий. Технология, основанная на рекомендациях таких известных производителей литиевых источников тока, как компании FANSO и EVE Energy, поможет организовать правильный процесс хранения батареек и аккумуляторов. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Павел.З]

По мимо вопроса про компоненты, у меня еще один. Возможно ли собрать такой повышающий преобразователь, который будет высаживать ионисторы до нуля. Например если подвести внешнее питание для управления, а силовые цепи использовать от ионисторов.

Текущий преобразователь умирает при входном напряжении ниже трех вольт.

Изменено 5 января пользователем Павел.З
дополнил последнюю строку

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[dolmatovva]

В 02.01.2024 в 16:12, Павел.З сказал:

Я проектирую и собираю электро-багги для детей

наверное надо написать, что хотите это делать. просто по виду ваших скруток, это ближе к реальности.

[СЕРСАР]

А часто ли дети в этих машинках на тормоз нажимают? И как далеко они катаются на них, Идея Ваша как Окупаемый проЭкт бесперспективна. А ведь много уже потрачено, а стоит ли игра свеч?

 

Никак до меня не дойдёт, зачем столько реле?

Моему другу нужен схемотехник платы рисовать, Вы в Альтиуме рисуете? Может лучше туда Ваши усилия приложите, там хоть денег заработаете... 

[Павел.З]

4 минуты назад, СЕРСАР сказал:

А часто ли дети в этих машинках на тормоз нажимают? И как далеко они катаются на них, Идея Ваша как Окупаемый проЭкт бесперспективна. А ведь много уже потрачено, а стоит ли игра свеч?

Идея рекуперативного торможения зародилась давно, хотел ее применить на электровелосипеде, но в жизни появились дети, по этому решил применить это в детском авто. Тут мне важна практика использования.

По проекту скорость автомобиля будет достигать 30 км/ч, возможно и больше. Дети будут расти и возможно вырастут вместе с этим электрокаром до гоночного трека, картинговый клуб есть в нашем городе.

Окупаемость меня мало волнует, денег потрачено не много: 3 тысячи ионисторы, 1,5 тыс реле и преобразователь, 2 тысячи гироскутеры.

21 минуту назад, dolmatovva сказал:

наверное надо написать, что хотите это делать. просто по виду ваших скруток, это ближе к реальности.

К сожалению я ваш пост не понял.

[СЕРСАР]

1 минуту назад, Павел.З сказал:

хотел ее применить на электровелосипеде, но в жизни появились дети, по этому решил применить это в детском авто. Тут мне важна практика использования.

Вот вот, не хотел писать неприятное, что хотите себе на Электровелик, но попросить нужно для детей, чтобы с большей охотой кинулись помогать благому делу, короче обкатать на детях хотите?, А мотор такой же будет?

всё таки я не понял зачем там куча реле? По мне так никакие прокладки ионисторы с Реле не нужны, нужен неДозаряженный АКБ

То есть я бы начал с самосборного АКБ, а как Вы до Ионисторов дошли, где то Видели их использование в рекуперации?..

[Павел.З]

13 минут назад, СЕРСАР сказал:

Вот вот, не хотел писать неприятное, что хотите себе на Электровелик, но попросить нужно для детей, чтобы с большей охотой кинулись помогать благому делу

Ваша фантазия мешает делу. Я никогда не обманываю людей.

14 минут назад, СЕРСАР сказал:

А мотор такой же будет?

Я в первом посте написал.

14 минут назад, СЕРСАР сказал:

всё таки я не понял зачем там куча реле?

Вы схему смотрели? Суть использования реле в том, что для повышения эффективности торможения нужно увеличить ток, замкнуть на коротко - самое эффективное, но энергия в тепло по ветру. Надеюсь понятно. Для эффективной разрядки ионисторов подключаем их последовательно и получаем высокое напряжение. Ну тут всем должно быть понятно зачем.

22 минуты назад, СЕРСАР сказал:

неДозаряженный АКБ

не возьмет большой ток, на эту тему изучал теорию и по мнению многих: рекуперация в электровелосипеде неэффективна по вышеуказанной причине.

23 минуты назад, СЕРСАР сказал:

где то Видели их использование в рекуперации?

Не давно узнал (гораздо позже идеи с электровелосипедом), что ионисторы используются в рекуперации на формуле 1. 

54 минуты назад, СЕРСАР сказал:

Моему другу нужен схемотехник платы рисовать, Вы в Альтиуме рисуете? Может лучше туда Ваши усилия приложите, там хоть денег заработаете...

Я смогу там заработать 150 тыс рублей в месяц? Чувствую что вряд-ли. А детям моим никто автомобиль не построит. Я занимаюсь этим проектом в свободное от работы время. Что такое Альтиум я еще не знаю, но я любую программу освою, надо только захотеть.

 

57 минут назад, СЕРСАР сказал:

Никак до меня не дойдёт, зачем столько реле?

подскажите способ принимать большой ток и отдавать высокое напряжение без кучи реле.

Теоретически и наглядно, если можно.

[dolmatovva]

7 минут назад, Павел.З сказал:

ионисторы используются в рекуперации на формуле 1.

формулу 1 клонируем стало быть..

какой вес машинки и ребенка, по каким трассам будет ездить, какие колеса и торомоза на них? не проще велосипедные дисковые тормоза прикрутить ?

и кримпером и паяльником обзаведитесь, о том было предыдущее сообщение.

[Павел.З]

28 минут назад, dolmatovva сказал:

формулу 1 клонируем стало быть.

Нет, идея родилась раньше.

28 минут назад, dolmatovva сказал:

какой вес машинки и ребенка

еще не взвешивал, думаю в районе 100 кг в сумме. По крайней мере рассчитываю на такой вес.

30 минут назад, dolmatovva сказал:

по каким трассам будет ездить

По дорогам общего пользования со знаком 5.21 Жилая зона. Возможно и на других.

 

33 минуты назад, dolmatovva сказал:

какие колеса и торомоза на них

на ком? На гироскутерных колесах тормоза электрические.

 

33 минуты назад, dolmatovva сказал:

не проще велосипедные дисковые тормоза прикрутить ?

возможно будут как дополнительные.

34 минуты назад, dolmatovva сказал:

и кримпером и паяльником обзаведитесь, о том было предыдущее сообщение.

Такие пойдут:

Возможно не самые лучшие, но со своей задачей справляются. А скрутки для тестовой сборки лучше чем пайка, тем более что на реле планируются колодки или наконечники а не пайка.

[СЕРСАР]

20 часов назад, Павел.З сказал:

Ваша фантазия мешает делу. Я никогда не обманываю людей.

Ладно не обижайтесь, я такой же - не обманываю, Первый пост просто Ваш не допонял, Идея вроде правильная на Детской игрушке обкатать, а потом на Взрослую внедрить, но мне кажется так не получится.

А про Реле и Ионисторы я про придуманную Вами схему, вообще не понял как она сможет нормально работать... Где там у Вас компаратор?

Самая простая схема,  но это ИМХО, не претендую на последнюю Истину, это отдельный, причём блочный, всегда не дозаряженный АКБ, который сам возьмёт столько тока, сколько ему нужно, а напряжение может плавать в достаточно широких пределах, ну и нужен прибор типа Контроллера, включенный наоборот.

[dolmatovva]

а что будет, если АКБ будет заряженная, и ионисторы тоже, как торможение они отработают по третьему варианту ? можете стенд собрать и покрутить мотор-колесо и сымитировать процесс торможения ?

[СЕРСАР]

Вот вот, для каждого колеса свои условия, детям эта игрушка бесполезна, давайте уж изобретём полезную вещь... И сразу начнём крутить колесо Электровелосипеда для Экспериментов. А кстати на форуме Электровелосипедистов наверняка уже готовые Решения есть.

[dolmatovva]

6 минут назад, СЕРСАР сказал:

наверняка уже готовые

есть контроллеры для велосипедов с рекуперацией, готовые. и не надо изобретать велосипед по подобию формулы 1. это всего лишь игрушка для детей.

[СЕРСАР]

Вот видите как всё просто оказывается, но рекуперация с таким контроллером будет эффективна только на достаточно сильно разряженном АКБ, а вот если применить Доп АКБ и Включать и отключать его компараторами, но тогда сильно сложная аналоговая схема получается, вот если на контроллере всё это замутить, да включать через реле, вот это нужная функция по моему мнению Электровелосипедиста.

21 час назад, Павел.З сказал:

подскажите способ принимать большой ток и отдавать высокое напряжение без кучи реле.

А что, Простыми проводами принять большой ток нельзя?! Реле вообще придумали изначально не для Включения(коммутации), а для переключения, именно для этого его удобно в современной электронике применять, а для коммутации Постоянного тока Щас Куча Полевиков есть.

[dolmatovva]

47 минут назад, СЕРСАР сказал:

И сразу начнём крутить колесо Электровелосипеда для Экспериментов

а Ионисторы вроде бы не любят Повышенное Напряжение, и взрываются, вот я к чему веду.

Изменено 6 января пользователем dolmatovva

[СЕРСАР]

И я о том же, те же вопросы автору задал

[Павел.З]

В 06.01.2024 в 19:17, СЕРСАР сказал:

А про Реле и Ионисторы я про придуманную Вами схему, вообще не понял как она сможет нормально работать... Где там у Вас компаратор?

Объясняю зачем реле: Если заряжать АКБ (это как правило сборка последовательно соединенных ячеек)  - то мы получаем малоэффективное торможение, так как разность потенциалов не большая, и ток соответственно так же не большой. Допустим АКБ (2P10S) разряжен до 37 вольт (полностью заряженный 42 вольта), а выработанное напряжение например у нас 50 вольт, и по мере снижения скорости оно будет падать, ток трудно рассчитать (если прикинуть что сопротивление полной цепи 1 Ом - 13 ампер), много факторов, нужны натурные испытания, но он точно будет ограничен максимально допустимым током зарядки АКБ 3 - 5 Ампер. А если мы соединим все наши банки параллельно, то у нас батарея сможет принять ток в 10 раз больший. 30 ампер это серьёзно.

Суть использования реле в том, что в данной схеме я могу 10-кратно увеличивать ток или напряжение. Надеюсь понятно. Все банки параллельно - большой ток, все последовательно - напряжение в 10 раз больше одной банки.

Я решил использовать реле, так как оно гальванически разрывает и меняет цепь, схема получается простая и надежность ограничивается только надежностью контактных пар реле. Можно было-бы наверное использовать и полевые транзисторы, но это сложно и долго, я не придумал надежную схему. Нужно подбирать компоненты, изготавливать платы (или как-то фиксировать) и паять это все, на реле все просто, на скрутках собрал за час.

Ионисторы я решил использовать по причине ограничения в АКБ тока зарядки, разряженный ионистор = 0 вольт при тех же данных я могу на старте получить 50 ампер. Но внутреннее сопротивление ионисторов меньше чем у литиевых аккумуляторов, и тока хватит за глаза, все упрется в коммутацию и толщину проводов, включая обмотки.

Что за компаратор и для чего он я не знаю, если вы о контроле перезаряда, то эту схему я еще не разработал. Идея такова: при превышении допустимого напряжения (2.7 вольт для ионистора) выводы замыкаются на мощный резистор, или обмотки мотора накоротко, я думаю внедрить для этого контроллер.

К сожалению у меня нет велосипедного мотор-колеса и покрутить мне нечего, для сборки стенда из имеющихся у меня компонентов мне необходимы диодные мосты и диоды для защиты ионисторов от заряда обратным током. При разрядке ионисторы соединены последовательно, и из за разницы внутреннего сопротивления возможно, что один или несколько ионисторов начнут заряжаться обратной полярностью. Хотя режим, когда все банки параллельно соединены, способствует правильной балансировке ячеек, все же надежнее будет с диодами, как вы считаете?

Прежде чем это собирать в натуре я испытал схему в симуляторе электросхем, и все о чем я пишу я уже проверил и в теории (симулятор) и на практике. Помогите выбрать диоды и будем крутить колесо!

 

Изменено 7 января пользователем Павел.З
исправил орфографию

[dolmatovva]

@Павел.З для начала соберите тележку с механическими тормозами, пусть она у вас поедет. а потом добавляйте в схему ионисторы и рекуперацию через них.

[100482]

Ионисторы далеко не аналоги аккумуляторов и просто заряжать и разряжать в режиме кз просто недопустимо.

Почитайте даташит на ионисторы.

Да и превышение напряжения 2,7 вольт резко приближает время их жизни к нулю.

[Павел.З]

1 минуту назад, dolmatovva сказал:

@Павел.З для начала соберите тележку с механическими тормозами, пусть она у вас поедет. а потом добавляйте в схему ионисторы и рекуперацию через них.

На дворе зима. Тележка поедет не раньше лета. Механическая часть еще даже не в чертежах. Возможно я начал не с того края, но все же я планирую сначала собрать электрическую часть, и попутно изготовить и собрать раму и подвеску. Раму планирую изготовить из полипропиленовых труб большого диаметра (40 или 63), с подвеской пока не определился, скорее всего что-то алюминиевое и велосипедное.

3 минуты назад, 100482 сказал:

превышение напряжения 2,7 вольт резко приближает время их жизни к нулю.

Естественно я не собираюсь превышать это напряжение. Ограничим 2,65 в например.

Ионисторы - это почти конденсаторы, только супер.

[dolmatovva]

27 минут назад, Павел.З сказал:

Возможно я начал не с того края, но все же я планирую сначала собрать электрическую часть, и попутно изготовить и собрать раму и подвеску.

да, не с того. пока вы не соберете раму с подвеской, не сможете определиться с ТЗ по двигателям и электрической частью. Ну и поиграйтесь с этим вашим пропиленом )

[ChePay]

Неужели и правда серьёзно?

2 часа назад, Павел.З сказал:

Допустим АКБ (2P10S) разряжен до 37 вольт (полностью заряженный 42 вольта), а выработанное напряжение например у нас 50 вольт, и по мере снижения скорости оно будет падать, ток трудно рассчитать (если прикинуть что сопротивление полной цепи 1 Ом - 13 ампер), много факторов, нужны натурные испытания, но он точно будет ограничен максимально допустимым током зарядки АКБ 3 - 5 Ампер. А если мы соединим все наши банки параллельно, то у нас батарея сможет принять ток в 10 раз больший. 30 ампер это серьёзно.

37 В × 3 А = 3,7 В × 30 A.

Мощность, отбираемая с генератора (мотора) в режиме торможения получается одинаковая. Откуда будет улучшение торможения?

Нужно регулировать отбираемую от генератора мощность. Можно посмотреть в сторону схемотехники MMPT контроллеров солнечных батарей. Для начала даже здесь есть: https://cxem.net/greentech/greentech30.php

[Павел.З]

Уважаемый @ChePay  спасибо за ссылку, возможно будет регулятор, но пока я тестировать собрался так, как описал в первых постах.

Смею с Вами поспорить, что 

18 часов назад, ChePay сказал:

37 В × 3 А = 3,7 В × 30 A.

вы не правы! Вы описали мощность отбираемую у батареи, а не у мотора (генератора).

Как я писал выше, максимальный тормозящий момент будет при замкнутых обмотках на коротко, согласны? Выше он будет если только подать на обмотки напряжение, для разных моторов разное, но я предполагаю для BLDC - статичное на одну из. Но это не рекуперация. А что если замкнуть не на коротко, а на резистор? На резисторе тормозить будет хуже чем на короткую, согласны? То есть чем ниже сопротивление полной цепи тем торможение лучше, так? А когда у нас сопротивление ниже? Ответ: При параллельном соединении нагрузки. Еще раз нужно объяснять?

Я зашел на этот форум за советом в подборе компонентов, а не для того чтобы "первоклашкам" закон ома объяснять, вы уж простите.

Повторю вопросы:

Какой использовать диодный мост? 26MT80 подойдет?

Какие использовать диоды для защиты ионисторов от заряда обратным током?

Какие транзисторы использовать для коммутации? IRFZ44NPBF подойдут?

Еще вопрос, как сделать с помощью транзисторов схему при которой в нормальном состоянии ток с диодного моста проходил в ионисторы, а при подаче напряжения - отключался?