Полагаю, чтобы был только один изнашивающийся элемент. Если все будет из железа, то равномерно будет изнашиваться всё, включая коронную и солнечную шестерню. А это будет означать бо́льшее число деталей к замене, пусть и через несколько бо́льший период.
Я верю в лучшее, поэтому до последнего ищу причины, объясняющие, что в данный образец техники не была внедрена "эффективная" бизнес-стратегия PLM (Product Life Management).
Огромная благодарность за то, что обратили внимание! Действительно, перерисовывая маркером схему - я не понимал, почему на плате преобразователя припаян конденсатор к выводу 16 м/сх TL494, а на схеме из интернета его нет.
Поэтому, на всякий случай, к выходу своей платы стабилизатора я добавил свой конденсатор на 680 пФ, который тоже шунтирует вывод 16 TL494 по ВЧ на землю.
Внесу правку в статью. Действительно, дальнейшее увеличение количества панелей наталкивается на слишком тяжёлый их вес. Сейчас: 160Вт - 2.7 кг, 100Вт - 2.2 кг.
К сожалению, 3 квадратных метра солнечных панелей в разложенном состоянии повесить на рюкзак или установить на багажник будет крайне проблематично :)
Если предположить, что сзади едет длинная тележка и все панели в разложенном виде лежат в ряд параллельно земле, то в полдень, в летний ясный день, без затенения будет вырабатываться около 150-190Вт. Этого хватит, чтобы поддерживать скорость около 18-20 км/ч по хорошей дороге, если запитывать мотор электровелосипеда от панелей напрямую.
Это следует воспринимать как игрушку для гиков, которые любят электронику, а не спорт.
P.S. Кстати, интересно посчитать, сколько необходимо сухпая по весу, чтобы его энергетическая ценность была эквивалентна выработке моего комплекта солнечных панелей за обычный световой день. Если взять за основу тот опыт, когда за день было накоплено около 1650Вт-ч энергии, то это эквивалентно 1200 ккал механической энергии на колесе (КПД мотора учтен), но при КПД мышц 25%, потребуется съесть 4800 ккал еды.
Среднестатистический сухой паек имеет энергетическую ценность 4474 ккал на массу 2100 г. 4800 ккал будут весить 2.25 кг.
Вес аккумулятора электровелосипеда: около 8 кг Вес мотора: 5.5 кг Вес панелей и преобразователя: около 5.1 кг Прочее электронное оборудование и ЗИП: 1.5 кг Итого: 20.1 кг
20.1/2.25 = 9 дней. Период, за который все электрооборудование окупится :)
Рад, что понравилось :) Я отвечу вопросом на вопрос: "Неужели интересно ехать, не используя электричество, тем более от Солнца?" Слово "электровелосипед" у определеной группы людей распахивается в сознании как "велосипед", а у меня как "электрическая езда". Получается такой оксюморон, имеющий в своей основе сугубо терминологическую природу.
Мне никогда не нравился спорт, но всегда нравилась электроника, солнечные батареи и аккумуляторы.
В нашем ограниченном физическом мире, с финансовой точки зрения, самый демократичный и доступный вариант получить электрическую каталку-ездилку, работающую от солнечных лучей - это взять за основу велосипед. Поэтому и велосипед оказался "в заложниках" :)
Да, на трайк можно поставить существенно бОльшую батарею. 1 час полета - не предел. Соосная схема интересно выглядит по ссылке. Приятно, что кто-то что-то делает созидательное.
Можно продолжить обсуждение через WhatsApp +79101032593
У Вас серьезное отношение к проекту. Мне очень приятно видеть людей увлеченных электрической авиацией.
а). Авито я недавнее время не мониторил, но полагаю, что да.
280 р - это среднерыночная цена для ячейки 21700 с такими характеристиками (4500 мАч, 12-14 мОм по AC, 20-21 мОм по DC)
б). Внесу поправку с итоговой массой АКБ из 300 ячеек. 0.07 х 300 = 21 кг Следует добавить вес соединений, изоляции, проводов, коннекторов, корпуса АКБ: +2-3 кг Система охлаждения - ? Если батарея имеет массу 24 кг, мотор+контроллер+винт 9 кг, рама-подвеска 6 кг, то суммарный вес установки 39 кг. Это очень много для ранцевого парамотора. Потребуется устанавливать все на трайк.
в). Следует внести поправку по пиковой мощности. При 25А и DCIR = 20 мОм просадка на ячейке составит 0.5В. Если взять начальный уровень напряжения на ячейке 3.9В (4.2В брать нельзя, там DCIR будет в два раза выше), то под такой нагрузкой рабочее напряжение просядет до уровня 3.4 В/яч. 300 ячеек Х 3.4В Х 25А = 25.5 кВт. Механическую мощность на винте посчитаем через сквозное КПД "АКБ - винт" = 0.87, получается около 22.1 кВт. Это около 82 кг на винте 130 см. Или около 90 кг на винте 150 см (трайк) - в принципе, хватит для взлета, если пассажир и пилот будут весить не более 70 кг.
90/(70+70+39+7+10) - TWR будет около 0.46 (для уверенного взлета желательно отношение тяги к весу более 0.4-0.5) (7 кг - параплан, 10 кг - прирост веса за счет перехода на раму трайка с колесами)
г). Расчет показывает, что для батареи из 300 ячеек с DCIR=20 мОм и снимаемой с нее электрической мощности 10 кВт темп прироста температуры будет около 1.9 С/мин (пока считаем без СО). Если стартовая температура 25 градусов, а предельную возьмем 60 градусов, то время работы до перегрева в таком режиме - 18 минут. С точки зрения энергозапаса время работы составит - (300 х 3.5 х 4.5)/10000 = 28 минут. Система охлаждения явно напрашивается.
Полагаю, что можно сделать и внешнюю BMS, интегрированную в контроллер. Или найти контроллер, у которого есть такая функция. С бюджетными китайскими BMS я бы так не стал делать - они чувствительны к малейшему "искрению" контактов и сразу уходят в защиту, после чего требуется их перезагрузка. Надежно работают только, если запаяны намертво к батарее, без всяких дополнительных промежуточных разьемов. И то, бывают фокусы...
------------
Нужно покупать и тестить. С этой моделью мотор/контроллер я не работал. В первую очередь надо убеждаться в надежности контроллера. После "Flier" доверия китайцам теперь нет.
В горизонте трайк с взлетным весом 196 кг с крылом с аэродинамическим качеством около 7 на скорости 40 км/ч будет потреблять около 8.5 кВт от батареи. Двухтактный ДВС в таких условиях будет потреблять около 6-7 л/ч. (Предположим, удельный расход топлива 0.6 кг/кВт-ч - средненький показатель для двухтактников, тогда выходит 6.8 л/ч)
Проводился расчет для сборки из 120 ячеек 21700, каждая из которых выделяет 25 Вт тепла в программном пакете Cosmos Flow Works. Даже при условии ограничения времени в 7 мин, общей охлаждаемой площади поверхности ячеек 0.5 кв.м и расходе воздуха 600 кг/ч температура некоторых ячеек достигала более 100С. (У нас не 25Вт/ячейка, а около 1.8Вт/ячейка, но я не знаю как это проэкстраполировать)
Еще данные: группа из последовательно соединенных 6 ячеек 21700 находилась в экспериментальном термоизолированном боксе с каналом для принудительной продувки воздухом с вентилятором мощностью 2Вт. Был предварительно произведен нагрев ячеек до температуры +60...+70 С. Было измерено время, за которое ячейки остынут до +30С - оно составило 30 минут.
Если линейно экстраполировать, то чтобы охлаждать сборку из 300 ячеек нужна активная воздушная СО мощностью около 100 Вт и площадь охлаждаемой поверхности около 1.25 м (суммарная площадь поверхности всех ячеек или радиаторов).
Лучше, конечно, если проектированием СО займутся соответствующие специалисты - теплотехники.
--------------
Стоимость ячеек для одной АКБ: 300 х 280 = 84 круб. Стоимость работ по сборке - ? Стоимость разработки, теоретического моделирования и изготовления системы охлаждения АКБ - ? Так как я не имею квалификации теплотехника, я бы взял ячейки с меньшим DCIR, такие как Samsung-40T и ушел от необходимости их охлаждать вообще. Думаю это будет и финансово выгоднее, и технологичнее/надежнее само изделие. У Samsung-40T DCIR = 11-12 мОм. (ACIR = 8 мОм, но оно нам не нужно). Это снизит скорость нагрева батареи почти в два раза. ДО 1 С/мин. За 30 мин теплоизолированная батарея из 300 ячеек при мощности 10 кВт наберет всего 30С температуры. Это около +55С в конце режима разряда при температуре уличного воздуха +25С.
"на каждый взлёт и 15 минутный полёт в тандеме, у вас будет уходить под 2.5-3 литра топлива"
Я летал маршрутные полеты на крыле с качеством 7 на скорости 37 км/ч. Мой вес - был около 87-90 кг. Расход 3.3 л/ч - это было нормально. С тандемом, на трайке, с суммарным весом 186 кг, полагаю, расход будет около 6-7 л/ч (Хотя, возможно, при таких нагрузках потребуется забогатить смесь на карбюраторе, чтобы снизить температуру цилиндра). Допустим, будет 8 л/ч. 15 мин - это 2 литра.
С выкладками по ресурсу - согласен.
Резюме: экономику проекта надо просчитывать более глубоко, учитывая стоимость труда соответствующих специалистов. Пока прошу ознакомиться с имеющимися моими соображениями.
Поправил схему.
Может и лучше, но при поломке в полях, такую микросхему будет найти труднее (в радиусе 50-100км может не быть крупного города, где такие продаются).
Хотя, разумеется, можно взять с собою запасные.
P.S. автономный микропаяльник для замены радиодеталей в условиях похода имеется)
Полагаю, Вам лучше всего подойдёт XT90. До 60А они держать должны уверенно.
У нас стояло что-то экзотическое, модели не помню, к сожалению.
Полагаю, чтобы был только один изнашивающийся элемент. Если все будет из железа, то равномерно будет изнашиваться всё, включая коронную и солнечную шестерню. А это будет означать бо́льшее число деталей к замене, пусть и через несколько бо́льший период.
Я верю в лучшее, поэтому до последнего ищу причины, объясняющие, что в данный образец техники не была внедрена "эффективная" бизнес-стратегия PLM (Product Life Management).
P.S. PLM - ПоЛоМка :)
Материал готовится. Не обещаю, что скоро, но постараюсь.
Рад, что понравилось! Благодарю за отзыв!
Огромная благодарность за то, что обратили внимание! Действительно, перерисовывая маркером схему - я не понимал, почему на плате преобразователя припаян конденсатор к выводу 16 м/сх TL494, а на схеме из интернета его нет.
Поэтому, на всякий случай, к выходу своей платы стабилизатора я добавил свой конденсатор на 680 пФ, который тоже шунтирует вывод 16 TL494 по ВЧ на землю.
Да, это так. Для лёгких складных солнечных панелей можно рассчитывать на 100Вт с 2.5кг массы. В наших северных условиях.
Благодарю за столь высокую оценку! Очень приятно!
Читайте о возможных режимах движения в первой части статьи.
В этом нет необходимости.
Конфигурация панелей и аккумуляторов задана и не пока не планируется к изменению.
Тем более, последовательное соединение панелей разной мощности приведет к тому, что одна будет "душить" по току другую.
Только параллельно.
Благодарю за информацию!
Буду изучать!
В использованном модуле DC-DC установлена микросхема TL494.
Можно подключать в любой последовательности: либо сначала нагрузку 48В, либо сначала источник 18В.
К сожалению, присоединиться к участникам пробега не получается.
Но я активно слежу за гонкой.
Внесу правку в статью. Действительно, дальнейшее увеличение количества панелей наталкивается на слишком тяжёлый их вес. Сейчас: 160Вт - 2.7 кг, 100Вт - 2.2 кг.
К сожалению, 3 квадратных метра солнечных панелей в разложенном состоянии повесить на рюкзак или установить на багажник будет крайне проблематично :)
Если предположить, что сзади едет длинная тележка и все панели в разложенном виде лежат в ряд параллельно земле, то в полдень, в летний ясный день, без затенения будет вырабатываться около 150-190Вт. Этого хватит, чтобы поддерживать скорость около 18-20 км/ч по хорошей дороге, если запитывать мотор электровелосипеда от панелей напрямую.
Это следует воспринимать как игрушку для гиков, которые любят электронику, а не спорт.
P.S. Кстати, интересно посчитать, сколько необходимо сухпая по весу, чтобы его энергетическая ценность была эквивалентна выработке моего комплекта солнечных панелей за обычный световой день.
Если взять за основу тот опыт, когда за день было накоплено около 1650Вт-ч энергии, то это эквивалентно 1200 ккал механической энергии на колесе (КПД мотора учтен), но при КПД мышц 25%, потребуется съесть 4800 ккал еды.
Среднестатистический сухой паек имеет энергетическую ценность 4474 ккал на массу 2100 г.
4800 ккал будут весить 2.25 кг.
Вес аккумулятора электровелосипеда: около 8 кг
Вес мотора: 5.5 кг
Вес панелей и преобразователя: около 5.1 кг
Прочее электронное оборудование и ЗИП: 1.5 кг
Итого: 20.1 кг
20.1/2.25 = 9 дней. Период, за который все электрооборудование окупится :)
Рад, что понравилось :)
Я отвечу вопросом на вопрос: "Неужели интересно ехать, не используя электричество, тем более от Солнца?"
Слово "электровелосипед" у определеной группы людей распахивается в сознании как "велосипед", а у меня как "электрическая езда". Получается такой оксюморон, имеющий в своей основе сугубо терминологическую природу.
Мне никогда не нравился спорт, но всегда нравилась электроника, солнечные батареи и аккумуляторы.
В нашем ограниченном физическом мире, с финансовой точки зрения, самый демократичный и доступный вариант получить электрическую каталку-ездилку, работающую от солнечных лучей - это взять за основу велосипед. Поэтому и велосипед оказался "в заложниках" :)
P.S. Маршруты я пока еще не выкладывал.
Да, на трайк можно поставить существенно бОльшую батарею. 1 час полета - не предел.
Соосная схема интересно выглядит по ссылке. Приятно, что кто-то что-то делает созидательное.
Можно продолжить обсуждение через WhatsApp +79101032593
У Вас серьезное отношение к проекту. Мне очень приятно видеть людей увлеченных электрической авиацией.
а). Авито я недавнее время не мониторил, но полагаю, что да.
280 р - это среднерыночная цена для ячейки 21700 с такими характеристиками (4500 мАч, 12-14 мОм по AC, 20-21 мОм по DC)
б). Внесу поправку с итоговой массой АКБ из 300 ячеек.
0.07 х 300 = 21 кг
Следует добавить вес соединений, изоляции, проводов, коннекторов, корпуса АКБ: +2-3 кг
Система охлаждения - ?
Если батарея имеет массу 24 кг, мотор+контроллер+винт 9 кг, рама-подвеска 6 кг, то суммарный вес установки 39 кг. Это очень много для ранцевого парамотора. Потребуется устанавливать все на трайк.
в). Следует внести поправку по пиковой мощности. При 25А и DCIR = 20 мОм просадка на ячейке составит 0.5В. Если взять начальный уровень напряжения на ячейке 3.9В (4.2В брать нельзя, там DCIR будет в два раза выше), то под такой нагрузкой рабочее напряжение просядет до уровня 3.4 В/яч.
300 ячеек Х 3.4В Х 25А = 25.5 кВт.
Механическую мощность на винте посчитаем через сквозное КПД "АКБ - винт" = 0.87, получается около 22.1 кВт.
Это около 82 кг на винте 130 см.
Или около 90 кг на винте 150 см (трайк) - в принципе, хватит для взлета, если пассажир и пилот будут весить не более 70 кг.
90/(70+70+39+7+10) - TWR будет около 0.46 (для уверенного взлета желательно отношение тяги к весу более 0.4-0.5)
(7 кг - параплан, 10 кг - прирост веса за счет перехода на раму трайка с колесами)
г). Расчет показывает, что для батареи из 300 ячеек с DCIR=20 мОм и снимаемой с нее электрической мощности 10 кВт темп прироста температуры будет около 1.9 С/мин (пока считаем без СО).
Если стартовая температура 25 градусов, а предельную возьмем 60 градусов, то время работы до перегрева в таком режиме - 18 минут.
С точки зрения энергозапаса время работы составит - (300 х 3.5 х 4.5)/10000 = 28 минут.
Система охлаждения явно напрашивается.
Полагаю, что можно сделать и внешнюю BMS, интегрированную в контроллер. Или найти контроллер, у которого есть такая функция. С бюджетными китайскими BMS я бы так не стал делать - они чувствительны к малейшему "искрению" контактов и сразу уходят в защиту, после чего требуется их перезагрузка. Надежно работают только, если запаяны намертво к батарее, без всяких дополнительных промежуточных разьемов. И то, бывают фокусы...
------------
Нужно покупать и тестить. С этой моделью мотор/контроллер я не работал.
В первую очередь надо убеждаться в надежности контроллера. После "Flier" доверия китайцам теперь нет.
В горизонте трайк с взлетным весом 196 кг с крылом с аэродинамическим качеством около 7 на скорости 40 км/ч будет потреблять около 8.5 кВт от батареи.
Двухтактный ДВС в таких условиях будет потреблять около 6-7 л/ч.
(Предположим, удельный расход топлива 0.6 кг/кВт-ч - средненький показатель для двухтактников, тогда выходит 6.8 л/ч)
Проводился расчет для сборки из 120 ячеек 21700, каждая из которых выделяет 25 Вт тепла в программном пакете Cosmos Flow Works.
Даже при условии ограничения времени в 7 мин, общей охлаждаемой площади поверхности ячеек 0.5 кв.м и расходе воздуха 600 кг/ч температура некоторых ячеек достигала более 100С.
(У нас не 25Вт/ячейка, а около 1.8Вт/ячейка, но я не знаю как это проэкстраполировать)
Еще данные: группа из последовательно соединенных 6 ячеек 21700 находилась в экспериментальном термоизолированном боксе с каналом для принудительной продувки воздухом с вентилятором мощностью 2Вт.
Был предварительно произведен нагрев ячеек до температуры +60...+70 С.
Было измерено время, за которое ячейки остынут до +30С - оно составило 30 минут.
Если линейно экстраполировать, то чтобы охлаждать сборку из 300 ячеек нужна активная воздушная СО мощностью около 100 Вт и площадь охлаждаемой поверхности около 1.25 м (суммарная площадь поверхности всех ячеек или радиаторов).
Лучше, конечно, если проектированием СО займутся соответствующие специалисты - теплотехники.
--------------
Стоимость ячеек для одной АКБ: 300 х 280 = 84 круб.
Стоимость работ по сборке - ?
Стоимость разработки, теоретического моделирования и изготовления системы охлаждения АКБ - ?
Так как я не имею квалификации теплотехника, я бы взял ячейки с меньшим DCIR, такие как Samsung-40T и ушел от необходимости их охлаждать вообще. Думаю это будет и финансово выгоднее, и технологичнее/надежнее само изделие.
У Samsung-40T DCIR = 11-12 мОм. (ACIR = 8 мОм, но оно нам не нужно).
Это снизит скорость нагрева батареи почти в два раза. ДО 1 С/мин. За 30 мин теплоизолированная батарея из 300 ячеек при мощности 10 кВт наберет всего 30С температуры. Это около +55С в конце режима разряда при температуре уличного воздуха +25С.
"на каждый взлёт и 15 минутный полёт в тандеме, у вас будет уходить под 2.5-3 литра топлива"
Я летал маршрутные полеты на крыле с качеством 7 на скорости 37 км/ч. Мой вес - был около 87-90 кг. Расход 3.3 л/ч - это было нормально.
С тандемом, на трайке, с суммарным весом 186 кг, полагаю, расход будет около 6-7 л/ч (Хотя, возможно, при таких нагрузках потребуется забогатить смесь на карбюраторе, чтобы снизить температуру цилиндра). Допустим, будет 8 л/ч.
15 мин - это 2 литра.
С выкладками по ресурсу - согласен.
Резюме: экономику проекта надо просчитывать более глубоко, учитывая стоимость труда соответствующих специалистов. Пока прошу ознакомиться с имеющимися моими соображениями.