Электро газель своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Очень часто вы спрашиваете меня: какой лучше взять новый готовый комплект из Китая для переоборудования автомобиля на электротягу, чтобы он был подешевле. Цена комплекта должна быть ниже стоимости самого дешёвого Ниссана Лиф. Интересуются в основном владельцы переднеприводных иномарок эконом-класса, а также владельцы переднеприводных ВАЗов. Также просят, чтобы напряжение было как можно ниже, и чтобы всё при подключении уже работало само, чтобы не нужно было что-то взламывать, перепрошивать и настраивать.
Для таких взыскательных клиентов, которые больше не хотят платить за бензин, и которым есть где заряжать электромобиль, хотелось бы посоветовать уже готовый комплект в сборе, который стоит $1528 (111 тыс. руб.). Он состоит из асинхронного электромотора непрерывной мощностью 20 кВт (27 л.с.) и максимальной мощностью 40 кВт (54 л.с.) В комплекте с мотором идёт редуктор-дифференциал, который позволяет просто установить этот электроагрегат в сборе вместо штатного ДВС с КПП. Достаточно соединить ШРУСы, и всё будет вращаться.
Также в этом комплекте есть контроллер для электродвигателя. Он рассчитан на напряжение до 144 вольт, а максимальный ток, который он может переварить, доходит до 400 А. При этом потребляемая мощность составит около 54 кВт, а механическая мощность на валу электромотора примерно 40 кВт. Вес всего этого комплекта в сборе составляет 65 кг. Удобен комплект тем, что здесь есть уже вся кабельная обвязка и переключатели. Достаточно связать через Блютуз контроллер с любым смартфоном, и можно будет вывести на него электронный щиток приборов.
Что касается крутящего момента, то он на валу электромотора доходит до 230 Нм в пике. После понижения скорости вращения в редуктор, колёсный крутящий момент будет чуть меньше 2000 Нм. Этого вполне достаточно для переднеприводного небольшого электромобиля. Максимальная скорость здесь ограничена частотой инвертора. В итоге электромотор разгоняется до 6800 об/мин, а вот максимальная скорость электромобиля будет зависеть от диаметра колёс. В среднем это около 120 - 130 км/ч.
Теперь переходим к тяговой аккумуляторной батареи. Учитывая климатические особенности нашей страны, лучше сделать выбор на литий-железо-фосфатных аккумуляторных ячейках в батарее. Они тяжелее, дороже, но зато им не нужна терморегуляция. Так уже готовая тяговая батарея напряжением 144 вольта и ёмкостью 105 Ач стоит $2750 (200 тыс. руб.). Её энергоёмкость 15 кВт-ч, и она позволит проехать небольшому электромобилю массой до 1 тонны на одном заряде расстояние в 80 - 100 км.
Весит такая батарея в сборе в стальном корпусе с кронштейнами крепления около 150 кг. В корпусе уже есть все платы управления. Её стальной корпус позволяет полностью вырезать часть днища автомобиля и взять на себя несущие нагрузки. И таким образом не придётся пихать аккумуляторы под капот, или же под заднее сиденье или под пол багажника. Именно её прочный корпус позволяет интегрировать батарею а днище без ущерба для жесткости всего кузова.
Такой батарее требуется зарядное устройство. Так зарядник мощностью 3,3 кВт с выходным напряжением для батарей 144 вольта стоит $450 (33 тыс. руб.).
И таким образом один из самых дешёвых комплектов для электромобиля своими руками стоит около 350 тыс. рублей. За такие деньги невозможно купить живой Ниссан Лиф, потому что в России они стартуют от 450 тыс. рублей.
Многие уже знают, что отечественные коммерческие грузовики и микроавтобусы ГАЗель уже несколько лет как выпускаются в полностью электрическом исполнении. Они производятся под конкретные заказы на определённые нужды, широкого распространения не получили и стоят очень дорого. Не каждый может взять и позволить себе купить фабричную электро ГАЗель. Но есть разумная и бюджетная альтернатива - просто взять обычную ГАЗель, удалить из неё всё лишнее и перевести на электротягу своими руками.
Именно так поступил отечественный видеоблогер Николай с Ютуб-канала " Будущее тут ". Обычная грузовая ГАЗель стала полностью электрической. Для конверсии пришлось удалить безвозвратно родной ДВС, но МКПП осталась на своём месте. И таким образом стоимость одного км пути, пройденного на электротяге, обходится в 10 - 12 раз дешевле, чем когда ГАЗель ездила на бензине. И это довольно непопулярный у нас способ экономии.
Потому что подавляющее большинство ГАЗелей переводят на газомоторное топливо, которое позволяет экономить в 2 - 3 раза, и на этом останавливаются. Как можно видеть, тяговый электродвигатель взят от электропогрузчика. Он коллекторный постоянного тка с последовательным возбуждением. Ранее Николай уже реализовывал успешно проекты самодельной электрической аккумуляторной газонокосилки и электрического картинга на батарейках. Видимо теперь пришла очередь для конверсии посерьёзнее.
Эта электро ГАЗель нужа ему для грузоперевозок, для вполне конкретных задач, а не ради роликов на Ютубе. Такие электродвигатели от советских погрузчиков стоят на вторичном рынке в районе 15 тыс. руб. Для повышения производительности и экономичности электромотор был прикручен к штатной коробке передач через переходную плиту. Переключение самих передач осуществляется через двойной выжим сцепления. И таким образом от электромотора на колёсах можно получать как высокие тяговые характеристики, так и скоростные, когда ГАЗель пустая.
Что касается тяговой батареи, то она собрана из LiFePO4-аккумуляторных ячеек, который размещены в раме под кузовом. Те 4 ячейки, которые видны на фото, это 12-вольтовая АКБ для питания бортовой электросистемы. Для получения необходимых 96 вольт напряжения, пришлось соединить последовательно 30 литий-железо-фосфатных ячеек ёмкостью 100 Ач. И таким образом энергоёмкость всей батареи составила 9,6 кВт-ч. Однако это тестовая батарея, энергоёмкость которой со временем будет увеличена в соответствии с требуемыми задачами и нужным уровнем дальнобойности.
Некоторые злопыхатели в комментариях к его видеороликам писали, что такая самодельная электро ГАЗель сможет перевозить только сама себе, а груз в своём кузове она возить не сможет.
Чтобы это опровергнуть, Николай снял отдельный ролик, в котором эта газель, загруженная камнями массой 2,5 тонны, уверенно трогается с места и разгоняется до скорости 50 км/ч.
При этом он демонстрирует показания приборов. Так на скорости 50 км/ч эта гружённая на 2,5 тонны электро ГАЗель потребляет ток в 252,8 А при напряжении 84 вольта. Здесь под нагрузкой напряжение просаживается, и поэтому меньше номинального. Так вот потребляемая мощность в таком режиме составляет всего лишь 21,2 кВт.
И это на самом деле выдающийся показатель экономичности. Потому что даже на таком относительно слабом контроллере электро ГАЗель с одной стороны тащит 2,5 тонны камней, а с другой стороны потребляет очень мало электроэнергии. Если сравнить любой китайский фабричный электрогрузовик схожей грузоподъёмности, то на скорости 50 км/ч они меньше 30 кВт не потребляют. А ведь там стоят электромоторы с неодимовыми магнитами.
Все подробности есть в этом видео:
Кузов
Двигатель
Трансмиссия
Третью передачу используем для езды по городу, четвертую – по загородной трассе, вторую – по буеракам. Первая вообще никогда не используется, момент на колесах такой, что их просто прокручивает при легком касании акселератора!
Плита легко делается своими руками из толстолистовой стали или алюминия – достаточно наличия слесарных навыков среднего уровня, болгарки и дрели.
Переходную втулку, соединяющую валы электромотора и КПП, также сделать несложно с помощью дяди Васи-токаря и сварки – с одной стороны втулка должна совмещаться с валом электродвигателя, а с другой к ней приваривается шлицевая часть, вырезанная из диска сцепления той коробки, с которой мы соединяем электромотор.
Батарея
В свое время через свинец многие проходили – и я в том числе. Сейчас такие ошибки повторять никакого смысла нет. Стартерные батареи у меня начали помирать через пару месяцев, еле успел распродать за полцены, пока не потеряли емкость. Потом одно время использовал герметичные батареи от питания телекоммуникационных систем (источники бесперебойного питания сотовых вышек) – хватало на сезон, начинало расти внутреннее сопротивление… Поэтому, как только появился широкодоступный литий-феррум, все перешли на него. Лучшая удельная плотность энергии, умение отдавать и принимать большие токи, долговечность, морозостойкость. Но цены пока высоки, и батарея является самым дорогим узлом электромобиля – это нужно учитывать самодельщику…
Считаем:
30 ампер-часов х $1,5 = $45 за одну банку $45 х 30 банок = $1350 $ за всю батарею
В общем, батарея небюджетна, и это лишь емкость, пригодная для первых экспериментов – по-хорошему, её нужно увеличивать хотя бы вдвое.
Прочие узлы
Собственно, помимо мотора, трансмиссии и батареи в простейшем электромобиле имеется еще ряд узлов – как необходимых, так и устанавливаемых по желанию. Категорически необходимым является, конечно же, контроллер управления двигателем. В простейшем варианте он может быть изготовлен самостоятельно на относительно недорогих и широко распространенных деталях, а датчиком педали газа послужит датчик угла поворота дроссельной заслонки от инжекторного ВАЗа. Можно купить контроллер у отечественных самодельщиков, выписать фабричный из Китая или заказать с eBay бэушный брендовый блок от Curtis – обойдется модуль в 250–300$.
Дополнительных узлов, которые не являются обязательными для пробной (а то и вообще!) поездки – немало. Например, печка, из которой выкидывается жидкостный радиатор и устанавливается вместо него электрический ТЭН. Или, скажем, вакуумный насос для усилителя тормозов. Поскольку двигатель внутреннего сгорания на машине отсутствует, исчезает и разрежение впускного коллектора, необходимое для работы вакуумного усилителя тормозов. Поэтому многие самодельщики ставят электрические вспомогательные насосы ВУТ, заимствованные от машин типа Volvo XC90, Ford Kuga и т. п.
Цены и деньги
Ну или, скажем, следующая планка — Hyundai Solaris. Новым он стоит от 600 000 рублей, что составляет около 9 200 $. Подобную же сумму придется затратить, если строить электромобиль на базе более-менее свежего кузова иномарки, который прилично выглядит снаружи и имеет не убитый салон, купив к этому кузову хороший американский электромотор, надежный фирменный контроллер Curtis и набрав емкую батарею. Однако на выходе – в общем-то, почти то же самое, что и в первом случае… У Соляриса в козырях максимальная скорость и динамика, возможность пополнять запас топлива повсеместно, а не только в личном гараже, где есть розетка, все преимущества новой и надежной машины с массой функциональных удобств, гарантии и прочее. Самоделка же, пусть и более приличная внутри и снаружи, остается самоделкой – машиной с существенными ограничениями по дальности пробега и возможности заправки, вечным конструктором, тренажером для рук и ума.
Выводы
С точки зрения приложения рук и ума для человека, любящего автомобили и технологии, постройка электромашины, безусловно, оправдана! Хобби это, конечно, затратное, но все познается в сравнении — причем, в сравнении не с олигархическими крайностями вроде коллекционирования яичек Фаберже, а со вполне распространенными и массовыми техническими прикладными увлечениями. Скажем, любителю рыбалки средненькая надувная лодчонка с подвесным двигателем известной марки сил эдак в десять выльется как минимум в две трети простейшего электромобиля.
Хороший квадрокоптер с камерой стоит не меньше. На этом фоне постройка электромобиля ничуть не выделяется – нормальная такая мужская забава…
Однако, пока не подешевели эффективные батареи и не распространились недорогие комплекты тяговых моторов и контроллеров, как это произошло с китами для электровелосипедов, электромобиль гаражной постройки в отношении стоимости эксплуатации вряд ли будет серьезным конкурентом бюджетным бензиновым авто и тем более – газифицированным машинам… В случае стремления к экономии вложиться в установку пропанового газового оборудования – проще и выгоднее…
Фото любезно предоставил американский самодельщик Брюс, тщательно документировавший все этапы постройки в домашних условиях своего электромобиля на базе пикапа-хэтчбека Suzuki Mighty Boy 1985 года.
Петр Грибачев
Вот это темп взяла Группа ГАЗ: одновременно с электробусом ЛиАЗ появилась электро-Газель! И мы ее испытали на Дмитровском автополигоне. Результаты получились интересными, но вполне ожидаемыми.
Первая настоящая электро-Газель, созданная семь лет назад, была рассчитана на пробег 110 км. Мы тогда ехидничали: мол, проехал круг по МКАДу (а длина Московской кольцевой как раз 109 км) и все, села батарейка! Кстати, та машина была оснащена электромотором уже обанкротившейся фирмы Azure Dynamics (она в свое время создала электрический Ford Transit Connect), а между рамой и кузовом располагалась тонна китайских аккумуляторов.
Ну а теперь перед нами — электро-Газель №2. Ее построили на ГАЗе, но — по заказу компании СпецАвтоИнжиниринг и из предоставленных ею компонентов. А базой послужил серийный фургон-комби Next, причем из первых серий (о чем свидетельствует заглушка в полу на месте рычага КПП: сейчас у всех цельнометаллических Газелей Next — джойстик на панели).
В кабине электро-Газели две педали вместо трех: коробки передач и сцепления здесь нет!
Прочие отличия от базовой модели в кабине таковы: педалей две, вместо тахометра — амперметр, на панели — кнопки переключения режимов хода, а вместо водительского подстаканника — аварийная кнопка выключения электросистемы.
Тяговый мотор (на этот раз немецкий Siemens мощностью 98 кВт) расположен под кузовом и приводит задние колеса через понижающий редуктор и короткий карданный вал. Корейские батареи суммарной емкостью 49 кВт·ч — тоже под днищем. Кстати, все электрокомпоненты снизу кузова грамотно скомпонованы и добротно защищены от влаги и грязи.
Под капотом — зарядное устройство, позволяющее подключать машину к сети либо 380 В, либо 220 В. А еще здесь остался родной топливный бак для солярки: ею питаются сразу две печки Webasto суммарной мощностью 7 кВт для обогрева кабины и салона.
Топливный бак нужен электро-Газели для питания дизельных печек-автономок
При съезде с эвакуатора Электро-Газель едва не чиркала по земле задним свесом
За это время счетчик, включенный в цепь, насчитал 22 кВт·ч: если бы я заряжался в пиковое время, это бы обошлось в 122 рубля 50 копеек (при московской цене 5,57 руб/кВт), а вот если бы мы заряжались ночью, когда электроэнергия намного дешевле (1,43 руб/кВт·ч), — всего в 31 рубль 50 копеек. Кстати, зарядка идет практически линейно.
С такими калибровками рулевого управления ездить опасно. Даже сами конструкторы этой проблемы не отрицают.
По поводу специфичной настройки ГУРа Олег Кононенко, один из создателей этой машины, с извинительной интонацией сказал:
Хоссподи, это же вопрос про претензии к пуговицам!
ГАЗель NEXT Electro появилась как идея в начале 2014 года. Потом полтора года ушло на переговоры с ГАЗом на предмет того, чтобы делать опытный образец прямо на заводе, как потенциально газовскую продукцию.
ГАЗель NEXT Electro построена на базе 7-местного цельнометаллического фургона с двухрядной кабиной. Конвертация осуществлялась по понятному и проверенному рецепту: минимум переделок в шасси (иначе каждое изменение в системах, влияющих на безопасность, нужно испытывать и сертифицировать), только замена ДВС на электромотор Siemens с жидкостным охлаждением. Этот двигатель развивает 85 л.с. долговременной мощности (63 кВт) и 133 л.с. в пике (98 кВт). Сопоставимо с бензиновым двигателем УМЗ-А274 Evotech (106 л.с.), но крутящий момент у электропривода заметно выше — 300 Нм против 220 Нм. Это для грузовика важнее, равно как и возможность получить весь момент почти сразу, с минимальных оборотов.
Коробку передач частично сохранили, чтобы не городить новый привод заднего моста. КП сейчас работает как одноступенчатый понижающий редуктор с передаточным отношением 2,3 к 1. То есть где-то в параметрах второй передачи. Сама газовская коробка после недавней модернизации держит 330 Нм входного момента, так что проблем с надежностью быть не должно.
Инвертор взяли американский, но уже начали разрабатывать оригинальный, отечественный. Он будет дешевле. А вот блок управления двигателем — штатный газелевский МИКАС, только перепрограммированный под новые задачи.
На этой же машине батареи расположены более разумно с точки зрения компоновки — под кузовом, в раме, с некоторым выступом вниз из-за лонжеронов. Раму пришлось переделать, изменив расположение поперечин. Как это сказалось (и сказалось ли) на жесткости всей конструкции — не понятно, ударных испытаний машина не проходила.
Тяговая АКБ разделена на четыре блока, три расположены под грузовым отсеком, четвертый — под двигателем.
Тяговая АКБ продувается теплым воздухом от бортового жидкостного отопителя Webasto.
Штатная 12-вольтовая батарея тоже сохранилась, она используется для питания вспомогательных элементов — освещения, стеклоочистителей и т.п.
Разъем для зарядки находится здесь же, под крышкой капота.
Что не очень удобно, мягко говоря. Хотя для сетевого кабеля и сделали специальную ложбинку из пластмассы, чтобы его крышка не перебила.
Сама ГАЗель — автомобиль довольно просторный и комфортабельный. Да, в отделке кабины нет люксовых материалов, тут везде жесткий пластик, а сиденья обшиты простой тканью. Но по дружелюбности, по ощущению уюта и продуманности рабочее место водителя вряд ли сильно уступит корифеям жанра типа Iveco Daily или Mercedes Sprinter Classic. Разве что в новом Ford Transit интерьер выглядит много интереснее.
Отличий от машины с ДВС — минимум, в глаза бросается только огромная красная кнопка аварийного отключения питания, притулившаяся в левой части передней панели.
Под правой рукой, в нише одного из подбутылочников — селектор хода (вперед, назад и парковка).
Кузов — обычный, только запаске места не нашлось, и она просто стоит на колесной арке. Если на этом не акцентироваться, то весь полезный объем фургона удалось сохранить. А это, на минуточку, 9,5 куб. м! И высота королевская, 1927 мм.
Машина, имеющаяся в наличии, стоит 6,5 млн руб., что вчетверо дороже базового газовского фургона. Даже без калькулятора можно посчитать, что без государственной субсидиарной программы сотнями такие машины никто покупать не будет. Но программа пишется, скоро Минпромторг ее обнародует. Там будет целый пласт инициатив, связанных с субсидированием закупок электромобилей, например, компенсации части лизинговых платежей.
Читайте также: