電子發(fā)燒友網(wǎng)訊:在這個(gè)建造電動(dòng)車(chē)系列的第一部分里,我們了解了家里建造電動(dòng)汽車(chē)所需要的核心技術(shù)和設(shè)計(jì)方面的選擇。在第二部分,我們將會(huì)討論一些機(jī)械和構(gòu)造方面的挑戰(zhàn)及其解決方案,規(guī)格、路測(cè)以及在未來(lái)的混合動(dòng)力車(chē)?yán)锩嫘枰龅囊恍└倪M(jìn)。
TDI Power的工程副總裁John Santini在打造這個(gè)組裝電動(dòng)車(chē)的三年間碰到各種各樣的挑戰(zhàn),這就像大部分的科學(xué)研究一樣,通過(guò)創(chuàng)新帶來(lái)了很多知識(shí)。現(xiàn)在就讓我們看看這些困難和問(wèn)題是怎么發(fā)展成為一輛功能齊全的汽車(chē)。
這個(gè)項(xiàng)目的目的是去打造一輛盡可能輕便的多功能車(chē)。其整體規(guī)格盡可能減到最小,電動(dòng)機(jī)尤其是電池的重量將是其關(guān)鍵所在。最初的目標(biāo)是將車(chē)的重量限制在1800磅,但最后出來(lái)的產(chǎn)品是2037磅。如果用到更小的電動(dòng)機(jī)和電池,這個(gè)車(chē)最終的花費(fèi)將會(huì)更加低。
以下是這輛車(chē)當(dāng)前的一些主要規(guī)格參數(shù):
汽車(chē):1988年的Pontiac Fiero,這是一個(gè)最先發(fā)展的電動(dòng)車(chē)項(xiàng)目,這個(gè)車(chē)最終也會(huì)發(fā)展成為插入式混合動(dòng)力車(chē),這是一個(gè)混合動(dòng)力車(chē)系列。然而Santini認(rèn)為必須要用到鋰電池。他同時(shí)注重降低其重量和提高其效率,旨在降低電池的尺寸。
結(jié)構(gòu):這是一輛三輪車(chē)(它是一輛帶有串聯(lián)后輪胎的單后輪汽車(chē))。傳統(tǒng)帶有齒條和齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的前置A型擺臂。其氣囊在前面,而彈簧則早后面。
底盤(pán):用厚0.06英寸的一英寸方鋼管專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的空間架構(gòu)。
整體:傳統(tǒng)的泡沫纖維建造。
發(fā)動(dòng)機(jī):ABM的三相交流電動(dòng)機(jī)。
動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng):齒輪皮帶比率為6:1的傳統(tǒng)單速直接驅(qū)動(dòng)。這個(gè)汽車(chē)是后輪驅(qū)動(dòng),在其縱臂上面有一個(gè)帶有并聯(lián)車(chē)輪固體后軸。
電池:由Thunder SKY 制造的鋰電池組,當(dāng)中是由三十個(gè)電池組成。規(guī)格是100V,200A,型號(hào)是LYP-200。
系統(tǒng)電壓:100V
充電器: 由TDI制造的雙模MER43-N54D01充電器,其中有電信/工業(yè)充電供選擇。其優(yōu)點(diǎn)是總體比較輕,效率比較高,可以允許110V或者220V的輸入,54V/80A輸出,其中用到了兩個(gè),電池組分成兩部分,每部分用一個(gè)。
加熱系統(tǒng):用到兩個(gè)電吹風(fēng),通過(guò)串并聯(lián)的切換來(lái)選擇高低檔功率。
儀表:電壓和電流用數(shù)字面板儀表顯示,其他的待定。
最高速度:68英里時(shí)速,即是109公里時(shí)速,最高也就是這個(gè)速度。
加速:從0加速到60時(shí)速只需要12秒。
行程:純電動(dòng)可以行駛90英里,這車(chē)會(huì)攜帶一個(gè)小型內(nèi)燃機(jī)和兩個(gè)改進(jìn)的汽車(chē)交流發(fā)電機(jī)去產(chǎn)生持續(xù)的15KW功率。
能量損耗:使用280W小時(shí)/英里,這是基于仿真和天然的路況測(cè)試得到的結(jié)果。Santini在過(guò)去的項(xiàng)目里有一個(gè)驗(yàn)證測(cè)試。他計(jì)劃找一個(gè)適合的地點(diǎn)進(jìn)行路測(cè)以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
里程表:截至2011年7月4130英里
載客人數(shù):2人
整車(chē)重量:2037磅。
尺寸:106英寸長(zhǎng),70英寸寬,48.5英寸高。
輪胎:普通的 Altimax 185/65R14
轉(zhuǎn)換時(shí)間:三年(期間受到很多干擾)
附帶功能:發(fā)動(dòng)機(jī)控制器有反饋制動(dòng),這樣就使其工作得非常好。這個(gè)反饋制動(dòng)設(shè)置的適度靈敏,因此Santini在駕駛該車(chē)的時(shí)候不需要用到腳剎。下一步去減輕發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的重量。
重量:
由于重量是這個(gè)項(xiàng)目里面一個(gè)主要部分,Santini用一個(gè)電子表格去跟蹤記錄不同情況下所產(chǎn)生的影響。如果重量不是那么關(guān)鍵,他可能早已改裝了很多小型車(chē),那就可以節(jié)省兩年時(shí)間和大部分的花費(fèi)。然而,重量接近3000磅,性能受到了很大損害。
構(gòu)型嘗試:
首先,F(xiàn)iero的捐贈(zèng)車(chē)把其整體的前部拆除。整個(gè)前懸掛和轉(zhuǎn)向裝置看起來(lái)像一個(gè)組裝件。因此我們開(kāi)始構(gòu)型嘗試。
鑒于Santini在一開(kāi)始用鉛酸電池,而之后改用鋰電池這種情況,這樣的話電池的重量就多樣化,因此行駛高度必須是可調(diào)整,所以線圈彈簧就用氣囊懸掛代替。
圖一:俯視僅重200磅的Fiero捐贈(zèng)車(chē)的前懸掛
圖二:懸掛部分?jǐn)[放在地下室
接下來(lái)我們意識(shí)到在這個(gè)舒服的,光線明亮的地下室裝配會(huì)碰到一個(gè)問(wèn)題,那就是當(dāng)我們裝好汽車(chē),我們?cè)鯓硬拍軐⑵漶偝龃蠼帧3隹谠谀睦铮縎antini研究了一個(gè)月去找出去的辦法。
圖三:Santini從其地下室商店開(kāi)了一個(gè)門(mén)口同時(shí)裝上一個(gè)車(chē)庫(kù)門(mén)來(lái)吧汽車(chē)弄出去
底盤(pán):
任何好的底盤(pán)都必須做到以下幾點(diǎn):
底盤(pán)的壽命相當(dāng)于汽車(chē)的預(yù)期壽命或者要比其長(zhǎng)。這意味著在正常情況下,不會(huì)發(fā)生任何斷裂。
維護(hù)懸式座架以確保處理任何事情的安全性以及在轉(zhuǎn)彎和凹凸不平的路上車(chē)況的始終如一性。
支撐起整個(gè)主體和其他部件,讓所有的東西都能用得更久。
保護(hù)購(gòu)買(mǎi)者免受外部的騷擾。
Santini設(shè)計(jì)滿足所有的標(biāo)準(zhǔn)。他一開(kāi)始的時(shí)候計(jì)劃用一種輕質(zhì)木材的架構(gòu)模式。(如圖四所示),粉色是一英寸的管,黑色的是??英寸的管,(0.06英寸厚),你還需要加上斜梁。你會(huì)明顯感覺(jué)到整個(gè)框架是很穩(wěn)固的。Santini說(shuō)這是機(jī)械工程101,但感覺(jué)并不能如機(jī)械模型一樣從幾何學(xué)上來(lái)證明其穩(wěn)固性。因此他實(shí)施一個(gè)已經(jīng)被證明過(guò)的底盤(pán)構(gòu)造技術(shù)。
圖四:輕質(zhì)木材模式的架構(gòu)去驗(yàn)證其幾何設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。
這些空心金屬管是由Santini焊接的,這些管都是他從eBay購(gòu)買(mǎi)的。第一個(gè)側(cè)梁如圖五裝配。共有四個(gè)垂直的管子,但沒(méi)有斜管,在其中間加一個(gè)250磅的負(fù)重,會(huì)使其產(chǎn)生0.7英寸的偏差。如果裝上斜梁,誤差則會(huì)降到0.02英寸,如圖六所示。當(dāng)全部焊接好之后,偏差就只有0.005英寸。
圖五:第一次裝配帶有四根垂直鐵管的側(cè)梁不夠穩(wěn)固
圖六:帶有對(duì)角鐵管的斜梁穩(wěn)固性大大提高
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與否是你坐在座位上的第一感覺(jué),它決定了車(chē)的完整性和整輛車(chē)的體驗(yàn)。底盤(pán)的穩(wěn)定與否是區(qū)分好車(chē)和一般車(chē)的關(guān)鍵,每一個(gè)底盤(pán)都是重量,部件尺寸,復(fù)雜性和預(yù)算的平衡結(jié)合。Santini緊緊地記住這些。當(dāng)我駕駛這輛車(chē)的時(shí)候,那種感覺(jué)就像行駛在凹凸不平的路上。
當(dāng)框架、懸架、轉(zhuǎn)向盤(pán)等完成之后,Santini把整輛車(chē)拖上山頂去進(jìn)行滾動(dòng)測(cè)試。下坡速度可以達(dá)到25英里每小時(shí)。這個(gè)過(guò)程中底盤(pán)表現(xiàn)很好。過(guò)程中后輪沒(méi)有任何噪音。后輪間隔是一個(gè)綜合考慮的結(jié)果。只有前剎是連接上的,但透過(guò)穩(wěn)健的踏板壓力,底盤(pán)的剎停非常好。他接下來(lái)會(huì)把腳踏板換成更柔軟的材料減少踏板力, 這樣的話動(dòng)力輔助就不再需要了。
圖七:滾動(dòng)測(cè)試之后的Santini一臉愉悅的表情。
在車(chē)身構(gòu)造的過(guò)程中,為了把后部弄得圓滑點(diǎn),同時(shí)為了減少重量,后底盤(pán)經(jīng)過(guò)了幾次修改(切割和焊接)。遲些時(shí)候會(huì)裝上加速踏板。同時(shí)會(huì)把一個(gè)電位器與電動(dòng)轉(zhuǎn)速控制連接起來(lái)。
圖八:組裝好的加速腳踏板
熔絲盒和導(dǎo)線會(huì)在遲些時(shí)候添加。Santini 用了Painless Wiring的一個(gè)熔絲盒,該公司的汽車(chē)線和電子產(chǎn)品在在全球處于領(lǐng)先的低位。這些東西使用都很方便。其中還包括了閃爍其和喇叭。
圖九:熔絲盒、縱線。閃爍器、喇叭
儀表板的裝配是很有意趣的,大部分的模擬儀表是顯示電壓檢測(cè)控制,同樣也有里程表。
最初的構(gòu)想是在板上裝一個(gè)前進(jìn)/倒車(chē)的開(kāi)關(guān)的,但開(kāi)了一段時(shí)間這車(chē)之后,Santini決定在中控臺(tái)換回傳統(tǒng)的“波棍”。我可以告訴你利用“波棍”來(lái)倒車(chē)的感覺(jué)比那個(gè)按鍵式的好多了。
圖十:帶有各種儀表和開(kāi)關(guān)的前面板
車(chē)速表的設(shè)計(jì)要多加考慮,VDO車(chē)速表需要一個(gè)來(lái)自車(chē)輪的脈沖序列。經(jīng)討論證明電機(jī)軸是最方便的放置地點(diǎn)。Santini造了一個(gè)嵌有磁鐵的鋁盤(pán),每英里它可以提供21640個(gè)脈沖。
利用霍爾效應(yīng)傳感器接受脈沖,從而產(chǎn)生一個(gè)方波。
圖十一:裝在電機(jī)軸上面的霍爾效應(yīng)傳感器
最大的挑戰(zhàn)應(yīng)該就是打造鷗翼門(mén)。涵滑動(dòng)?xùn)|玻璃“RV”窗,每個(gè)的重量只有12磅,側(cè)面碰撞保護(hù)包含在側(cè)梁里,這在離地面18英寸的位置有一有一個(gè)5英寸寬的構(gòu)架。
最初的計(jì)劃是用一個(gè)汽油車(chē)框架,然后在地步安裝一個(gè)承重插銷(xiāo)。因?yàn)殚T(mén)在開(kāi)關(guān)的時(shí)候會(huì)承受一個(gè)恒定支撐壓力,所以盡管這樣行得通,Santini對(duì)繞在鉸鏈上的車(chē)門(mén)的問(wèn)題仍然沒(méi)辦法。很不幸,液壓支持車(chē)門(mén)和鉸鏈添加壓力,甚至在車(chē)門(mén)關(guān)閉的情況下也有這種情況發(fā)生。這個(gè)問(wèn)題在專(zhuān)用機(jī)械框架開(kāi)關(guān)門(mén)的時(shí)候可以解決,同時(shí)這樣可以減少額外的彈簧壓力和插銷(xiāo)。這些經(jīng)過(guò)調(diào)整之后,使關(guān)門(mén)變得很熟悉。Santini做了一個(gè)門(mén)控制器,每次收到一個(gè)脈沖信號(hào),則驅(qū)使馬達(dá)上下交替。這個(gè)脈沖信號(hào)來(lái)自遙控鑰匙,但你在車(chē)?yán)锏臅r(shí)候,可以按面板上的開(kāi)關(guān)產(chǎn)生同樣的脈沖。
圖十二:用機(jī)械架構(gòu)去解決鷗翼車(chē)門(mén)扭曲的問(wèn)題
性能和未來(lái)設(shè)計(jì)
在汽車(chē)設(shè)計(jì)的過(guò)程中有很多功夫要做,同時(shí)也沒(méi)有很多已建好的測(cè)試公路 。這輛車(chē)最近裝上了一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器去記錄電壓、電路和速度。然而,即使在任何方面都取平均數(shù)值,但在新澤西的丘陵道路想取得一個(gè)準(zhǔn)確測(cè)量是很有難度的。圖十三展示了預(yù)計(jì)的錄負(fù)載。Santini認(rèn)為低速的數(shù)據(jù)應(yīng)該不被考慮,但60、60英里的時(shí)速值也相對(duì)比較低。整個(gè)表格展示了路載情況,因此發(fā)動(dòng)機(jī)和控制器產(chǎn)生的損耗是額外的。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,在60英里時(shí)速時(shí),電池負(fù)載大約是280W小時(shí)/英里。
圖十三:功耗的計(jì)算(不包括發(fā)動(dòng)起和控制器損耗的路載)
數(shù)據(jù)記錄器主要是用來(lái)檢測(cè)充電時(shí)的每個(gè)單獨(dú)單元。當(dāng)然,這個(gè)記錄器對(duì)行駛過(guò)程中的每個(gè)電池電壓檢測(cè)也是非常有用的。圖14展示車(chē)行駛在相對(duì)平穩(wěn)的路上每隔十秒得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
圖十四:十秒間隔內(nèi)單獨(dú)一個(gè)電池單元的電壓
Santini將會(huì)在未來(lái)做一些改進(jìn)。其中的一個(gè)改變就是把一個(gè)傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)和電池平衡和檢測(cè)系統(tǒng)合并。目前是每個(gè)電池單元通過(guò)一根線連接到數(shù)據(jù)記錄器,以保證每個(gè)電池在充放電過(guò)程中都可以被檢測(cè)。這些電池單元在新或者是未過(guò)度放電的時(shí)候會(huì)保持相對(duì)平衡的。然而另外一些關(guān)于鋰電池的經(jīng)驗(yàn)表明了綜合管理系統(tǒng)的重要性。
圖十五:充放電過(guò)程中高舉愛(ài)內(nèi)測(cè)電池單元的數(shù)據(jù)記錄器
在這個(gè)課題里面的最后一章去添加一個(gè)輕便的電動(dòng)發(fā)電機(jī),使汽車(chē)可以再運(yùn)行一段比較遠(yuǎn)的距離。Santini給我們展示了這個(gè)放置在后部的25 英寸的備用電動(dòng)發(fā)電機(jī)。這個(gè)引擎只需要提供大約20匹馬力使汽車(chē)前進(jìn)。帶有永磁體轉(zhuǎn)子的自動(dòng)模式交流發(fā)電機(jī)也是允許的。一個(gè)交流發(fā)電機(jī)只有9磅重,但可以在800轉(zhuǎn)速的時(shí)候提供100V和100A的電壓電流。
這個(gè)電壓電流調(diào)整計(jì)劃通過(guò)一個(gè)回路很容易地控制“油門(mén)”。Santini現(xiàn)在在尋找一個(gè)更輕便的引擎。一個(gè)明智的選擇就是V-twin園藝拖拉機(jī)引擎。百力通提供了一個(gè)24匹馬力的引擎,重量大概有50磅。許多兩沖程引擎會(huì)輕于30磅,但他更樂(lè)意用一個(gè)四沖程引擎,這樣的話它就可以燃燒普通汽油了。摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是高轉(zhuǎn)速,低重量引擎,但它們一般用集成傳動(dòng)裝置,這樣的話額外重量就不會(huì)有了。因此研究還可以繼續(xù)。
第二部分
編者按:在這個(gè)系列文章的第一部分,我們將會(huì)了解電動(dòng)汽車(chē)背后的核心技術(shù)和設(shè)計(jì)選擇。在第二部分,我們將會(huì)討論有關(guān)機(jī)械和架構(gòu)所面臨的挑戰(zhàn)及其解決方案、規(guī)格參數(shù)、道路測(cè)試結(jié)果以及接下來(lái)在混合動(dòng)力車(chē)方面將有的重大改進(jìn)。
電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)迅猛發(fā)展。我們所了解到的一系列的解決方案包括了豐田PIRUS(全球銷(xiāo)量最大的混合動(dòng)力車(chē)),在城市路程里行駛41英里只需要1加侖油的福特 FUSION,充一次電可行駛35英里的雪佛蘭VOLT和頭一輛能夠承受五個(gè)乘客的主流全電動(dòng)汽車(chē)的尼桑Leaf。
現(xiàn)在讓我給你介紹另一輛電動(dòng)車(chē),那就是1988年的Pontiac Fiero捐贈(zèng)車(chē)。實(shí)際上這輛車(chē)只有其前輪懸架和轉(zhuǎn)向齒輪被借鑒,為 John J Santini的最初設(shè)計(jì)所應(yīng)用。
Santini是TDI POWER公司的工程副總裁,該公司在電源轉(zhuǎn)換這個(gè)行業(yè)有著五十多年的經(jīng)驗(yàn),它們從25年前就開(kāi)始提供應(yīng)用在移動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)和電動(dòng)車(chē)的電源設(shè)備。
受困于目前高速增長(zhǎng)的汽油價(jià)格,Santini決定將其創(chuàng)造和解決問(wèn)題的技術(shù)集中起來(lái)發(fā)展期自家的電動(dòng)汽車(chē)。
目標(biāo):
Santini最初的目標(biāo)是打造一款插入式混合電動(dòng)車(chē),而LI-ion電池價(jià)格的大幅下降促使其決定在項(xiàng)目的最后推遲電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)發(fā)布,同時(shí)在電池里面添加LI。最終結(jié)果就是,盡管還有足夠的空間再添加一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī),但現(xiàn)在的車(chē)已經(jīng)是全電動(dòng)化了。這樣做可以增加汽車(chē)的出行距離,超過(guò)目前系統(tǒng)的90英里的范圍。目前帶有電池的整車(chē)重量為2050磅。
計(jì)劃:
該公司計(jì)劃打造一輛雙人座的,質(zhì)量比較輕的上班族車(chē)。該車(chē)的架構(gòu)是SPACE-FRAME設(shè)計(jì),這是從LOCOST汽車(chē)項(xiàng)目及其想死的汽車(chē)構(gòu)造中得到的靈感。其中的一些背景:LOCOST是一個(gè)經(jīng)濟(jì)型、家用“CLUBMAN”類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)車(chē),這款設(shè)計(jì)是基于最初的LOTUS 7的構(gòu)思。你可以根據(jù)Ron Champion的《Build Your Own Sports Car》去打造一輛LOCOST,或者可以根據(jù)Keith Tanner的《How to Build a Cheap Car》來(lái)裝配。
其中的一部分靈感來(lái)自康乃爾大學(xué)在1975年建造的一輛電動(dòng)車(chē)。
車(chē)的主體是一個(gè)傳統(tǒng)設(shè)計(jì),安裝框架的周?chē)灰挥⒋绾竦呐菽郾揭蚁└采w,同樣還有一到三層0.009英寸厚的玻璃纖維布和環(huán)氧基樹(shù)脂。嚴(yán)格意義上說(shuō)來(lái)這是一輛三輪車(chē)。其后輪固定裝配有兩條輪胎,其驅(qū)動(dòng)皮帶輪位于中心位置。皮帶傳動(dòng)的效率超過(guò)99%,然而即使一個(gè)簡(jiǎn)單的雙倍速傳動(dòng)裝置會(huì)引起10%的效率損失。
充電器
充電器由一對(duì)規(guī)格為54V,80A的TDI水銀充電器組成,一個(gè)是為低于48V的電池包充電,另一個(gè)則是為48V以上的充電,其輸入時(shí)120/240V的交流輸入,兩個(gè)和電池串聯(lián)一起放置在中心位置維持電池的平衡,如圖一所示。
圖一:TDI的水銀電池充電轉(zhuǎn)換器,兩個(gè)和電池并聯(lián)擺在中間位置。
因此在4.3KW的時(shí)候,TDI的水銀充電器執(zhí)行一個(gè)典型容積充電,充電時(shí)間不足一個(gè)小時(shí)。在白天有足夠的時(shí)候去充滿天,原始的充電器只有1.2KW的水銀單元,其在30A的狀態(tài)下充電。過(guò)去充電需要花去一整天都額時(shí)候,而現(xiàn)在只需要四小時(shí)就可以充滿了。
Santini同時(shí)增加一個(gè)新的檢測(cè)電路,當(dāng)電流大于60A的時(shí)候,會(huì)點(diǎn)亮剎車(chē)燈。這個(gè)反饋制動(dòng)出現(xiàn)相當(dāng)高,因此當(dāng)你松開(kāi)油門(mén)的時(shí)候,剎車(chē)是很穩(wěn)當(dāng)?shù)摹antini極少用到液壓制動(dòng)系統(tǒng),因此他提醒那些有好奇心的司機(jī)身體盡量靠后。
現(xiàn)在他們計(jì)劃去把這個(gè)電流降到30A,這樣的話這對(duì)后剎車(chē)器和后窗剎車(chē)燈將繼續(xù)保持在大部分的反饋制動(dòng)的情況之下。這僅僅是對(duì)板上比較器閾值的一個(gè)修正。他同樣將其尾燈轉(zhuǎn)為LED燈,這樣的話它們反應(yīng)就會(huì)很快,同時(shí)會(huì)很亮,能量耗費(fèi)又比較小。如圖二所示
圖二:反應(yīng)迅速的LED剎車(chē)燈更亮,更低耗
該車(chē)的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)可以持續(xù)工作150000英里,因?yàn)樗麄冎饕谟龅酵\?chē)訊號(hào)和交通燈轉(zhuǎn)燈的時(shí)候才用來(lái)停止動(dòng)搖,而這一般都是發(fā)生在反饋制動(dòng)生效之后。
交流電動(dòng)機(jī)
ABM的交流電動(dòng)估計(jì)工作在18.7KW,大約等于用在Santini于1975年設(shè)計(jì)的電動(dòng)Corvette上的老款GE電動(dòng)機(jī)的功率。它重量只有165磅,同時(shí)有84V的輸入,其運(yùn)行的恒定轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到3000rpm,而其恒定馬力則可以達(dá)到6000rpm。這個(gè)電機(jī)用單獨(dú)一個(gè)62mm寬的齒輪帶。
圖三:給車(chē)輪進(jìn)行齒輪驅(qū)動(dòng)的ABM交流電動(dòng)機(jī)
交流電動(dòng)機(jī)控制器
Curtis的交流電動(dòng)機(jī)控制器是一個(gè)新型號(hào),在96V的電池組的狀態(tài)下工作良好,它擁有包括反饋制動(dòng)在內(nèi)的全車(chē)控制所需要任何功能。其電池/發(fā)動(dòng)機(jī)組合估計(jì)有60KW。在這個(gè)全氣冷汽車(chē)?yán)锩妫崾缴崞ㄟ^(guò)管道把空氣從側(cè)邊入氣口從其內(nèi)部輸送以實(shí)現(xiàn)降溫。如圖四所示。
圖四:Curtis交流電動(dòng)機(jī)控制器,其電池/電動(dòng)機(jī)組合可以達(dá)到80馬力。
鉛酸電池VS鋰電池
最初的電池是鉛酸電池,重量有800磅。然而,這個(gè)計(jì)劃發(fā)展三年之后,鋰電池的價(jià)格降了一半,而壽命則提高了一杯。最新的350磅鋰電池來(lái)自Thunder Sky。30個(gè)200AH小電池組成了一個(gè)100V,200AH的電池組,功率有20KWH,可以使汽車(chē)運(yùn)行90英里。
Santini目前還沒(méi)有一個(gè)電源平衡電路,但這些電池在新的時(shí)候會(huì)保持相當(dāng)穩(wěn)定,在未來(lái)要進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。如圖五
圖五:最新的20kwh鋰電池,每個(gè)小電池有一根線連到數(shù)據(jù)記錄器,因此所有的電池在充放電的時(shí)候都可以檢測(cè)。
鉛酸電池的正反面
這時(shí)目前存在的高重量,低容量的電池之一,要達(dá)到需要的功率,則會(huì)使他們變得非常笨重。
具有很高的浪涌比率,這意味著它會(huì)一次性帶來(lái)很大的電流波動(dòng)。這個(gè)對(duì)那些需要瞬間大浪涌電源的應(yīng)用是大有裨益的,其生產(chǎn)也不貴。
在整個(gè)過(guò)程中,并不是每一個(gè)“好角色”都需要穩(wěn)定的、低或者中度的電路供給。
其充電時(shí)間很長(zhǎng)。
鋰電池的正反面
高功率和高容量,相對(duì)于鉛酸電池更輕小,其特別型號(hào)有很高的浪涌能力。但這些電池都很貴。電動(dòng)汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)不像汽油車(chē)那樣需要一個(gè)啟動(dòng)動(dòng)力,交流電動(dòng)機(jī)在加速過(guò)程中只是提供搞電路。
并不需要像鉛酸電池那樣時(shí)常保養(yǎng)。
圖六是鋰電池優(yōu)點(diǎn)總結(jié)
圖六:鋰電池的優(yōu)點(diǎn):更輕,更小,更高能率,
圖七、圖八分別是是鉛酸電池和鋰電池的放電曲線
圖七:6V的鉛酸電池的放電曲線,X軸表示充電狀態(tài),Y軸代表電池電壓
圖八:鋰電池有一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的放電曲線,但有一個(gè)急跌,X軸代表充電狀態(tài),Y軸代表電池電壓。
怎樣駕駛
Santini允許我駕駛這部汽車(chē),因此我可以給EDN的讀者傳遞這個(gè)電動(dòng)車(chē)的駕駛感覺(jué)以及描述其與一般汽油車(chē)的不同之處。
當(dāng)我用鑰匙啟動(dòng)這個(gè)車(chē)的時(shí)候,我以為可以聽(tīng)到如汽油車(chē)那樣的引擎發(fā)動(dòng)的聲音。但事實(shí)是什么都沒(méi)有,儀表板亮起來(lái),面板式儀表也開(kāi)始工作。
最后當(dāng)我想倒車(chē)離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)時(shí),就如我所意料那樣在中控臺(tái)找到了波棍,Santini解析道這是為了更方便駕駛者。他說(shuō)他最初設(shè)計(jì)的時(shí)候是打算把一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)或者相似的設(shè)備裝在儀表板上面,因?yàn)樗械慕涣麟妱?dòng)機(jī)控制器需要倒轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的方向,原因是車(chē)上沒(méi)有任何的變速器。
因?yàn)檫@車(chē)是通過(guò)交流電動(dòng)機(jī)皮帶傳動(dòng)的,在行駛過(guò)程中聽(tīng)到的唯一聲音則是傳送帶的聲音,在高速度的時(shí)候,連這個(gè)聲音也會(huì)消失。最高速度可以達(dá)到70英里每小時(shí)。
在Santini的見(jiàn)一下,我在40英里時(shí)速的時(shí)候轉(zhuǎn)了一個(gè)彎,轉(zhuǎn)的時(shí)候沒(méi)有任何剎車(chē)輔助,那時(shí)整輛車(chē)的抓路情況非常好,前面電池所增加的重量提供了很好的牽引力。
對(duì)于剎車(chē)系統(tǒng),你需要多次嘗試才能舒適的停車(chē),我是試了三四次之后才熟練。
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