Контроллеры для электромобилей своими руками

Видео: сбор электромобиля своими руками

Преобразовав бензиновый автомобиль в электромобиль, вы потратите много сил и денежных средств. Но не стоит по этому поводу переживать — усилия и затраты не будут напрасны. За короткий период времени все вложения оправдают себя.

Источник

Отечественный контроллер для асинхронных тяговых моторов

Проект, о котором я говорил, прошел первое испытание. Пока все без корпуса и силовая часть с другого проекта, но главное — заработали «мозги» контроллера с адаптивным векторным контролем. Контроллер умеет сам подстраиваться под конкретный мотор. Силовая часть может быть любая — от относительно слабой на полевиках, до 300-400кВт на IGBT модулях!
По мере поступления информации, буду публиковать в этой теме.
Моторчик на видео — «Славянка» 2П=4 80й габарит на 36В фазных.

Вчера разговаривал с разработчиком по поводу лайт версии — самого дешевого варианта начального уровня. А именно — это будет типа ополовиненного варианта на 65В 300-400А. Получим 9-10кВт в номинале и до 25кВт в разгоне. Вместе с мотором «Славянка» 100го габарита 2П=4 цена комплекта будет менее 2000$ и возможно ближе к 1000$.
основу цены контроллера составляет силовой блок. в нем в настоящий момент 72 ключа по 100 руб (мел.опт) и комплект конденсаторов (с ними как раз пока определенности нет) можно поставить электролиты от epcos они нами проверены, очень надежны, но при токах в 600 а цена на сборку получается от 12 тыс руб… плюс снаберы. короче только «сила» более 20 т.р. плюс шины, радиатор… Себестоимость мозга менее 200 у.е включая энкодер. В настоящий момент ищу вариант бюджетной замены epcos у . Есть идеи, но они требуют проверки, будет печально если в машине под нагрузкой кондюки начнут стрелять… Схемы мозгов в общем доступе не будет (прошу извинить и понять) .

Режим обучения- это первоначальная функция, необходимая при «встрече» контроллера и мотора. Нужна каждый раз при смене типа двигателя. ( в этом режиме контроллер определяет все необходимые параметры для работы с данным двигателем, необходим внешний девайс)

обсуждение

добрый день! как успехи с контроллером, будут ли варианты для продажи

Последнее сообщение от разработчиков было ещё в 2015г:
Ответ от разработчика:
Надеялись, что забыли! 😀 С контроллером ситуация неоднозначная! С одной стороны он подготовлен к мелкосерийному выпуску, с другой принято решение пока его попридержать. Причин этому решению несколько, но главная — экономика! Имеет смысл стартовать если есть заказчик на мало мальскую партию, причем поднадзорную! Что бы можно было вычищать эксплуатационные баги и при этом в трубу не вылететь. С другой стороны навалилась куча коммерческих заказов. Все вдруг вспомнили про необходимость импортозамещения. Под этим соусом сделали версию контроллера на мопах. Может она теперь перегонит своего старшего брата… 🙂 Но пока все для внутреннего использования. Просьба особо не пинать за обрушенные ожидания… К сожалению мы все сильно зависим от окружающих обстоятельств.

Любая электрохрень в сравнении даже с откровенно китаяйцуевыми двухтактниками проигрывает во всем. Масса,удельная мощность,эксплуатационные характеристики,и конечно же-ЦЕНА.
Если даже брать промышленно серийное тесло,то при ее стоимости от $70000,
все $45000 приходятся именно на акб. Остаются $25000,за которые можно взять более чем приличный двс автомобиль. При этом же,на $45000 можно накупить до 45000/0,6=75000. литров топлива. при среднем расходе в 7,5л/100км,это же (75000/7,5)*100=1000000 км…МИЛЛИОН километров пробега.
Этого хватит в среднем,не менее, чем на 50,а то и на все 100 лет беззаботной езды с ветерком.

За 25тыс. приличный бензиновый автомобиль, класса Теслы не купишь. Ближайший аналог стоит 45тыс. Человек, ездящий на электромобиле не заморачивается на количестве пройденных километров. Ведь они идут практически даром. Я, например, в год выезжаю по 50тыс.км. Мне Тесла окупится за 10 лет. Это её гарантийный период. ГАРАНТИЙНЫЙ, господа. За такую гарантию Ройл-ройз берёт по 100тыс. зелёными!

И вообще, Мазертти и Порш покупают не для экономии! 😀 Возьмите машины, которые берут именно для экономии. Например, Ниссан Лиф за 12тыс.$. Каждый 100км на нём стоят 1$. Это и электроэнергия и амортизация аккумуляторов. На бензине 100км. стоят не менее 7$. 6$ чистой экономии каждые 100км, господа. ЧИСТОЙ ЭКОНОМИИ, во всех смыслах этой фразы! Итого Лиф окупается за 3-4 года.

здравствуйте как обстоит дела с контроллером на ассинхроник ,он есть в продаже ,спасибо за ответ.

Источник

Самодельный электромобиль — всё не так, как думаешь

Всем привет. Учась в университете я собрал маленький электромобильчик, ну или карт. Его фишкой было то, что всё управление электроприводом, включая тормоза было отдано самодельному контроллеру. И именно о том, как я делал этот маленький автомобильчик, и с какими подводными камнями столкнулся при постройке — хотелось бы рассказать в данном материале. Материал не претендует на уникальность, но для меня это был большой и интересный опыт.

Тема рассказа стоит на стыке аппаратного и программного аспектов. И в прошивке для контроллера я имел дело не с какими-то абстрактными понятиями или данными, а со вполне реальными «физическими» устройствами: реле, электродвигателем, транзисторами итп. Так что приведу кратенькую характеристику технической части, тот состав который был на момент всех танцев с бубном.

Основные узлы

Тяговый двигатель — коллекторный универсальный. Может работать как от постоянного, так и от переменного тока. Рабочее напряжение 220 вольт.

Аккумуляторная батарея — 25 свинцово-кислотных ячеек по 6 вольт фирмы Casil, соединённых последовательно, по итогу получаем батарею 150-160 вольт. Она установлена сзади и перемотана синей изолентой, всё как положено 🙂

Двигатель приводил колёса в движение через червячный редуктор с передаточным числом i=10. На фото видно, что двигатель сочленен с редуктором с помощью небольшого валика, он был выточен специально.

Системы торможения, то есть тормозного диска с суппортом не было в принципе. Поставить физический тормоз на тот момент не получалось. Поэтому торможение двигателем оставалось единственным реальным вариантом, так что управление торможением машины тоже пришлось брать на себя контроллеру.

Контроллер для блока управления

В принципе простой контроллер для электромобиля можно собрать и на «рассыпухе». Но хотелось бы, чтоб была возможность всё красиво настраивать с помощью программы, 21 век всё-таки. Путём долгих высоконаучных рассуждений за ужином я решил, что за основу контроллера стоит взять чип фирмы Microchip — pic16f877a, вот его краткие характеристики:

На тот момент я не очень шарил в электронике, и изначально хотел делать схему до безобразия тупой — двигатель включён или двигатель отключен, но вместо реле поставить транзисторный ключ, дабы ничего не щёлкало и не горело. Но решил, что риск оправдан, я ничего не терял да и просто хотелось сделать что-то стоящее. Так что остановился на связке микроконтроллер + силовой полевой транзистор в качестве ключа. Ручку газа и кнопку реверса вывел на руль.

Особенности схемы

При выборе транзистора я не скупился и выбрал IRFP4227PBF — N-канальный полевой транзистор (открывается положительным импульсом) на напряжение 200 вольт и максимальный ток 130 ампер. Корпус TO-247AC. Но, забегая вперед скажу — я смог сжечь и его.

PWM — что это такое и с чем её едят

Раз я использовал микроконтроллер в связке с полевым транзистором, то грех было не попробовать использование pwm/шим в схеме. Что такое шим? Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью методом пульсирующего включения и выключения прибора. — спасибо Википедии.

Достоинство такого способа управления транзистором: он во время работы находится в двух состояниях — либо полностью закрыт, тока нет и ничего не греется, либо он полностью открыт и сопротивление его составляет несколько милиом, соответственно в тепло на самом транзисторе рассеиваются какие-то доли ватта тепла, ну или единицы ватт, схема едва тёплая при таком режиме работы. И такой процесс — отрыть/закрыть происходит тысячи раз в секунду. Это называется частотой шим. Так же есть такая вещь, которая называется «скважность». Переводя на человеческий язык — эта цифра показывает какую долю времени открыт транзистор. Если чуть углубиться — допустим у нас частота ШИМ-синала 1000 герц. Значит транзистор открывается и закрывается 1000 раз за секунду, и процесс переключения между включено и выключено 1/1000 доля секунды. Величина 1/1000 — это период частоты. А с помощью скважности мы показываем какую часть времени от периода транзистор открыт и через него течет ток. Для примера: в программе скважность 255 — это максимальная мощность, 127 — 50%, 0 — транзистор закрыт.

Для генерации такой частоты применялся встроенный в чип «физический» контроллер, хотя есть возможность программной реализации, но в этом случае контроллер только и будет делать, что генерировать на выводе частоту с заданным периодом и скважностью. А с использованием контрллера из переферии МК можно было и генерировать сигнал, и чтоб программа делала что-то ещё.

Чем дальше в лес, тем злее волки — от частоты ШИМ зависит и то, насколько будет эффективно работать электропривод. Я пробовал разные частоты, от 2 до 15 килогерц, каждый раз это менялось программно. Честно говоря особой разницы не успел заметить, но уверен что она есть. К сожалению данных по этому вопросу не удалось получить в достаточном количестве. Единственное, что заметил — с разной частотой пищала машина во время работы. Кстати, если кто-то замечал в метро, электробусах и поездах, что во время старта слышно гул, писк, завывание — это как-раз таки пищат обмотки двигателя из-за работы на частотах контроллера. Очень это заметно на поезде «Ласточка», который по МЦК ходит, во время старта.

Подводные камни в алгоритме работы

Следующая проблема была с реверсом двигателя. Двигатель коллекторный, у него две обмотки — неподвижная — статор, на корпусе, и вращающаяся — ротор. Для изменения направления вращения необходимо развернуть направление тока в одной из обмоток, не меня направления в другой. Для этого использовались два реле, срабатывали они одновременно, «перекидывая» схему на реверс при подаче на них питания. Но в первом варианте прошивки была ошибка — реле переключились под нагрузкой. Как итог теста под нагрузкой — два сгоревших реле, так как двигатель — индуктивная нагрузка и на контактах реле была нехилая такая дуга, контакты просто расплавились и сгорели во время переключения.

Выход из ситуации — вводим в программу условие, что перед переключением снимаем нагрузку выкручивая скважность PWM-сигнала на 0, перекидываем реле, и опять включаем мощность на заданный уровень. Именно так и работали тормоза на машине — реверсом. Только хардкор — никаких датчиков и энкодеров, ничего. А вот и фото релюшки, это вроде как реле стартера от жигулей. Если переключать их не под нагрузкой, то вполне работают и с высокими напряжениями, 160 вольт при 15 амперах держали, но допускаю, что контакты грелись ввиду малого сечения.

После я допилил прошивку и мощность поднималась плавно до заданного уровня. А это уже исключает удары в трансмиссии и нагрузку на узлы. Вот так одна строчка в программе может увеличить срок службы агрегата.

Соединяем контроллер с транзистором правильно

Оставалось только правильно сочленить транзистор с контроллером. Сделал я это несколько не правильно, через оптическую пару, напрямую. Но эта схема прокатывает при работе с низкими напряжениями, при высоких рабочих напряжениях постоянно сгорал затвор транзистора, да и для управления нужен двухтактный драйвер. Нормальная схема приведена ниже. Но тем не менее на один раз схемы с оптической парой хватило, каким-то чудом на тест драйве она работала, а выгорать начала сразу после него. Вот схема «правильного» драйвера, только в моём варианте ещё была развязка оптикой от контроллера. Картинка взята с Drive2:

Несколько интересных моментов

В конце концов получилось то, что на видео

Вообще мои опыты с электроприводом начались ещё в школе и я испробовал много разных конструкций, но это самая удачная схема на тот момент. Если материал понравится, то напишу отдельный пост про всю эпопею.

UPD: Изменил ошибки в статье, спасибо всем, кто откликнулся

Источник