Hírlevélre


Tervezés


Ha végre megszületett az elhatározás, hogy elektromos autót építünk, kezdődhet a tervezési (tervezgetési) fázis. Nagyon fontos, hogy realisták legyünk. Pontosan meg kell tudni fogalmazni igényeinket és felmérni lehetőségeinket, mert nincs szomorúbb látvány egy félbehagyott álomnál.

Gépkocsi választás

Kiindulásként érdemes szétnézni a nagyvilágban: Mások próbálkozásai hogyan sikerültek? Ehhez nagyon jó kiindulópont az Interneten például a www.austinev.org/evalbum oldal. Ezen az oldalon jelenleg több mint 1200 átépítésről számolnak be a hozzánk hasonló kreatív emberek. Néhány vastagabb pénztárcával rendelkező álmodozó alkotását pedig a www.metricmind.com/photo.htm oldalon találhatjuk meg.

Ha kellőképpen kicsodálkoztuk magunkat azon, hogy más emberek mire képesek, ideje kiválasztanunk saját elektromos autónk kiindulási alapját. Tulajdonképpen bármilyen autó átépíthető elektromos meghajtásúvá. Választáskor azonban néhány szempontot érdemes figyelembe venni:

Nézzük meg, hogy a hatalmas választékból milyen típusok jöhetnek leginkább szóba. Három kategória lehet különösen érdekes:


L6e járműosztály:

 
Axiam   Axiam
     
 
Ligier   Ligier
     

Ezek a személyautónak látszó járművek valójában segédmotoros kerékpárok, vagy más néven könnyű négykerekű triciklik. Ahhoz, hogy egy jármű ebbe a kategóriába tartozzon, három feltételnek kell megfelelnie:

  1. Saját tömege (akkumulátorok nélkül) nem lehet több 350 kg-nál.
  2. A meghajtómotor teljesítménye nem lehet nagyobb, mint 4 kW.
  3. A tervezett végsebessége nem lehet több, mint 45 km/h.

Az ilyen járművek üzembentartására és vezethetőségére országonként eltérő szabályok vonatkoznak. Általánosságban elmondható, hogy fenntartásuk lényegesen olcsóbb, mint egy normál személygépkocsié. Magyarországon a mopedautók minősítése és vezethetősége jelenleg jogilag tisztázatlan.


Kultikus autók:

 
Citroen kacsa   Renault4
     
 
VW bogár   Mini
     

Sportautók a 60-as, 70-es, 80-as évekből:

 
850 Spider   Alfa Romeo Spider
     
 
FIAT 850   FIAT x1/9
     
 
MG Midget   Triumph TR7
     
 
Porsche 914   Porsche 924
     

MOTORVÁLASZTÁS

A motorválasztást alapvetően az elérni kívánt végsebesség határozza meg. Ez ügyben legyünk visszafogottak. Bár a motorok ára nem emelkedik túl gyorsan a teljesítmény növekedésével, de a hozzávalók: vezérlés, töltő és nem utolsósorban a szükséges akkumulátor kapacitás ára és tömege már komoly korlátozást jelent.

A kívánt végsebességhez tartozó motorteljesítmény számítására az alábbi képlet használható:



motor = (P gördülési + P légellenállás ) / η = ( m ö * g * f * v + γ * c w * A * v³ / 2 ) / η


ahol:

motor = Elektromos motor névleges teljesítménye (kW)
gördülési = A gördülési ellenállás leküzdéséhez szükséges teljesítmény (kW)
légellenállás = A légellenállás leküzdéséhez szükséges teljesítmény (kW)
η = A hajtáslánc hatásfoka (jellemzően 0.9 - 0.95)
ö = Megengedett legnagyobb tömeg (kg)
g = Nehézségi gyorsulás (9,81 m/s²)
f = Gördülési ellenállási tényező (jellemzően 0.01 - 0.02)
γ = A levegő sűrűsége (1,2 kg/m³)
w = Légellenállási tényező
A = Homlokfelület mérete (m²)


Tapasztalati tények alapján sík úton az alábbi végsebességek elérésére lehet számítani:


4kW - 50-60 km/h
7.5kW - 70-80 km/h
11kW - 90-110 km/h
21kW - 120-140 km/h

Megtévesztő lehet a viszonylag alacsony végsebesség. Mivel az alkalmazott motorok rövid ideig névleges teljesítményük 2-3-szorosát is le tudják adni, gyorsításkor a vártnál élénkebben mozognak.

A 4 kW-os motort elsősorban az L6e kategóriájú moped-autókba, esetleg a kultikus autókba célszerű beépíteni. A 7.5kW-os motor a kultikus autók számára ideális. A kis sportkocsikba viszont már legalább 11kW-os motort illik telepíteni.


AKKUMULÁTOR CSOMAG

Az akkumulátor az elektromos autók leggyengébb láncszeme. Itt kell tennünk a legnagyobb kompromisszumokat és ez a legdrágább, ráadásul a leghamarabb elhasználódó alkatrész.

Méretének meghatározásához az elvárt hatótávból kell kiindulnunk. Egy elektromos autó fogyasztása vezetési stílustól, útviszonyoktól függően 100 Wh/km - 200 Wh/km között alakul. A 100 Wh/km-es értékkel általában az elektromos gépkocsik gyártói - forgalmazói számolnak, hogy kedvezőbb színben tüntessék fel a hatótávolság adataikat.

Ha gyakorlati értékekkel akarunk dolgozni, akkor a 150 Wh/km jó közelítésnek tűnik. Nézzük meg, hogy mennyi energiát tudunk magunkkal vinni! Egy 12V/150Ah akkumulátorban névleg 12*150 = 1800Wh-nyi energia található. Ezt azonban nem célszerű az utolsó cseppig elhasználni, mert az erőteljesen csökkenti az akkumulátor várható élettartamát. Szintén jó gyakorlati közelítés, ha a ténylegesen felhasználható energia mennyiségét 1500Wh-nak vesszük, vagyis 12V-os akkumulátornál Ah-ként 10Wh energiával kalkulálhatunk.

A fenti számokból következik, hogy egy 12V/150Ah akkumulátorban tárolt energia biztonsággal elegendő egy 10km-es út megtételére.

Nézzünk egy gyakorlati példát: Van egy 7.5kW-os 72V-os motorral szerelt gépkocsink, 6 db 12V/150Ah savzselés ólomakkumulátorral. Az ebben tárolt energia mennyisége 9kWh. A becsült biztonsággal megtehető hatótávolság 60 km (9000/150). Ha az akkumulátorok viszonylag újak, jó kondícióban vannak, kíméletesen vezetünk és még az idő is elég meleg (hidegben ugyanis jelentősen lecsökken az ólomakkumulátorok teljesítménye), nem elképzelhetetlen, hogy akár 100 km-t is megtehetünk egy töltéssel.

A LiFePO4 akkumulátorok esetében az alacsonyabb tömeg mellett, a jobb dinamikus viselkedés, kisebb hőmérsékletfüggés és a négyszeres élettartam jelent nem elhanyagolható előnyt. A savzselés akkumulátorokhoz hasonló számítást végigvezetve egy 3.2V/90Ah lítium akkumulátorban tárolt energia 2 km-nyi út megtételéhez elegendő biztonsággal.

VARIÁCIÓK

Nézzünk meg táblázatos formában néhány lehetséges összeállítást:


Motor típusa Akkumulátor csomag Végsebesség Hatótáv Beépítendő tömeg
4 kW/48V 4 db 12V/150Ah Pb 50-60 km/h 40 km 224 kg
4 kW/48V 8 db 12V/120Ah Pb 50-60 km/h 64 km 310 kg
7.5 kW/72V 6 db 12V/150Ah Pb 70-80 km/h 60 km 310 kg
7.5 kW/108V 9 db 12V/120Ah Pb 70-80 km/h 72 km 360 kg
11 kW/144V 12 db 12V/120Ah Pb 90-110 km/h 96 km 455 kg
11 kW/144V 48 db 3.2V/90Ah LiFePO4 100-120 km/h 96 km 224 kg
11 kW/144V 48 db 3.2V/160Ah LiFePO4 100-120 km/h 170 km 349 kg

A lítium akkumulátorok esetében látható, hogy a várható végsebesség is valamelyest megnövekedett. Ez két dolognak tudható be: az alacsonyabb tömeg és a magasabb (48*3.2V= 153.6V) névleges feszültség. A feszültség növelése az egyik legegyszerűbb módja az elektromos autók "tuning"-jának.

Ólom, vagy lítium, ez itt a kérdés? Ha a hosszútávú költségeket nézzük nincs különbség: A lítium akkumulátorok ötszörös árukat, ötszörös élettartammal hálálják meg. Egyéb rendkívül előnyös tulajdonságaik, ha hosszabb távra és nagyobb futásteljesítményre tervezünk verhetetlenek: Harmad akkora súly, gyors energia leadás, gyors tölthetőség, hidegtűrés.

Mik az ólomakkumulátor előnyei? Pusztán az ár maradt. Ha jelenlegi költségvetésünk nem engedi, hogy lítium akkumulátorokba komoly összeget fektessünk, vagy nem napi használatra készítjük az átépítést, akkor marad az ólomakkumulátor. Napi használat esetén kb. 2 év múlva, vasárnapi autó esetén 5-6 év múlva kell feltennünk magunknak újra a kérdést: Milyen akkumulátort válasszak? A technika folyamatosan fejlődik. Reményeink szerint a jövőben erre a kérdésre már kedvezőbb válaszokat fogunk kapni.


KÖLTSÉGVETÉS

(amit minden valószínűség szerint túl fogunk lépni)

Egy komoly tervezés nem nélkülözheti a költségek előzetes felmérését. Bár el kell mondanom, hogy nagyon sok hobbiról lemondanának az emberek, ha ezt valóban megtennék. Például ki méri fel előre a költségeket, amikor belevág egy modellvasút terepasztal elkészítésébe? Mi most mégis ezt tesszük, de szigorúan csak a magunk számára.

Figyelem ! Ha komolyan elszántuk magunkat az átépítésre, szigorúan tilos ezt az oldalt megmutatni a párunknak, mert pillanatok alatt ki fog derülni mennyi minden más, értelmesebb dologra szórhatnánk el a pénzünket!

Nézzük tehát milyen kiadásokkal kell számolnunk. Abból kell kiindulnunk, hogy az átépítésre kiszemelt járművünk minden megmaradó alkatrésze hibátlan. A kiszerelendő robbanómotor és tartozékainak minősége számunkra lényegtelen. Elég optimista feltételezésnek tűnik, hogy egy nagykorú járgány szétbontásakor ne találnánk néhány "apróbb" hibát, amit célszerű orvosolni. Ezt azonban ne írjuk az átépítés számlájára!

Felsorolásszerűen:

A két véglet:


  1. Legkisebb motor, minimális ólomakkumulátor, L6e, vagy kultikus autó 50-60 km/h végsebesség, 30-40km hatótáv, akkumulátorcsere 20.000 km-enként. (Minimum ev)
  2. Kis sportkocsi, legnagyobb motor, lítium akkumulátor, 100-120 km/h végsebesség, 100 km körüli hatótáv, akkumulátorcsere 200.000 km-enként. (Maximum ev)

Minimum ev Maximum ev
Motor + vezérlő DC/T4-48+MC48-350 263.880,- DC/T11-144+MC144-300 479.880,-
Akkumulátor 4*6FM120EVX 173.280,- 48*LFP90AHA 2.304.000,-
Akkutöltő 2*BC24/10 54.000,- 3*LIBC67.2/20 270.000,-
Kábelek, stb.   40.000,-   60.000,-
Munkadíj   150.000,-   250.000,-
Terv+engedély   59.800,-   59.800,-
Opciók   - Szervofék 100.000,-
    -------------------   --------------------
Összesen:   740.960,-   3.523.680,-

A kiadásokkal szemben érdemes átnézni a megtakarításokat is: