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Valutazione fattibilità di uno scooter elettrico per competizioni amatoriali

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  • Valutazione fattibilità di uno scooter elettrico per competizioni amatoriali

    Salve a tutti, sono nuovissimo di questo forum e di questa tecnologia.
    Ho letto già alcuni post e vedo ceh gli argomenti sono trattati in modo molto dettagliato e conpatente, complimenti!
    Speri di avere da voi alcuni consigli su come realizzare un nuovo progetto.

    Premetto che ho già costruito 2 scooter, uno da strada, l'altro da corsa (amatoriale) dei quali ho curato ogni aspetto, compreso la progettazione e realizzazione con CNC di un kit per freno a disco posteriore. Tratto solo un modello: l'Honda Dio ZX dal 94 al 2004 (foto allegata.. se ci sono riuscito).

    Vorrei continuare con la costruzione di un terzo modello ZX e sto valutando se farlo elettrico.. l'idea mi eccita molto.
    Vorrei inserire un motore elettrico dove ora è posizionato l'albero e le batterie sotto la pedana, dove si trova in origine il serbatoio. Il concetto che vorrei seguire è questo: essendo un mezzo da pista, non mi interessano le lunghe percorrenze quanto le prestazioni assolute. Quello che vorrei ottenere è questo:

    1 - molta accelerazione e velocità intorno ai 120km/h
    2 - peso delle batterie non superiore ai 25kg, in modo che lo scooter non superi i 70kg totali
    3 - motore elettrico con prestazioni simili ad un 70cc da competizione, che hanno sui 23CV (dichiarati)
    4 - almeno 20km di autonomia per pacco batterie, magari prevedendone la sostituzione veloce

    Secondo voi è possibile ottenere queste prestazioni? Se la risposta è SI, allora vale la pena dedicare tempo e soldi a questo progetto. Qualsiasi consiglio è ben accetto, a cominciare da informazioni utili su batterie, motore e controlli..

    Grazie a tutti per l'attenzione e la disponibilità.

    Z77

    *** Sollecito rimosso. Violazione art.1 del regolamento del forum. nll ***

    Nel frattempo sto studiando tutto quello che trovo in giro, ma mi sfuggono alcuni collegamenti, per esempio ho visto che ci sono molti tipi di motori e di batterie.. laciando stare i controlli (quelli si vedranno dopo) vorrei capire su che potenza andare e che relazione c'è tra il motore utilizzato, la potenza e il numero di batterie.. purtroppo queste connessioni ancora mi sfuggono..

    Spero in un vostro aiuto.. grazie
    File allegati
    Ultima modifica di nll; 03-11-2013, 01:08. Motivo: Unione messaggi con eliminazione del sollecito

  • #2
    Originariamente inviato da Z77 Visualizza il messaggio
    1 - molta accelerazione e velocità intorno ai 120km/h
    Per "molta accelerazione" cosa intendi? Un rapporto potenza/massa di 40 W/kg permette a un'auto elettrica di andare da 0 a 100 in 10-12 secondi. Una minicar di 400 kg va da 0 a 50 in 7 secondi con 20 W/kg.
    Per avere 40W/kg su uno scooter da 75 kg (+75 kg di conducente) bastano 6000 W.
    Per 120 km/h servirà un motore da 72V (Ecostrada Ghibli e simili) o da 130V (Vectrix). (Più è alta la tensione, meno scaldano motore, centralina e cavi).

    2 - peso delle batterie non superiore ai 25kg, in modo che lo scooter non superi i 70kg totali
    Se hai soldi da spendere, ci sono le superbatterie panasonic da 250 Wh/kg: in 25 kg metteresti 6 kWh.
    A 120 km/h dovresti avere un assorbimento istantaneo costante di 11.000W.
    Con 11.000 W credo che potresti andare da 0 a 100 in 5 o 6 secondi, ma non ho dati precisi.

    3 - motore elettrico con prestazioni simili ad un 70cc da competizione, che hanno sui 23CV (dichiarati)
    Quali sono queste prestazioni in termini di accelerazione e velocità?
    Comunque il Vectrix Vx-1 monta un motore da 21 kW di picco, e mi pare anche l'Ecostrada Ghibli e il Flash6000.


    4 - almeno 20km di autonomia per pacco batterie, magari prevedendone la sostituzione veloce
    20 km a 120 km/h si percorrono in 0,17 ore (10 minuti); gli 11.000 W di prima per queste 0,17 ore danno 1870 Wh, quindi in realtà non hai bisogno delle costose batterie panasonic, ma piuttosto delle potenti batterie A123 in grado di erogare fino a 20C (cioè una batteria da 10Ah puo' erogare 200A continui senza fondersi). 200A a 72V significa 14.400 W, che quindi "coprono" gli 11.000 Watt richiesti.

    Secondo voi è possibile ottenere queste prestazioni? Se la risposta è SI,
    E' solo una questione di soldi, la tecnologia è già pronta.

    Riassumendo:
    Motore e centralina da 21 kW di picco e 11 kW continui, a 72V o 130V. Ma forse un telaietto da 50 kg si accartoccia con un motore del genere...
    Batteria A123 ad alta potenza da 2000 Wh / 20kg (20 km di autonomia a velocità costante di 120 km/h).
    Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
    -- Jumpjack --

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    • #3
      Ciao jumpjack,

      grazie per la dettagliatissima risposta. Mi hai fatto una descrizione molto utile per capire come procedere.. anche se mi hai fatto anche mettere a studiare per capire i calcoli! Alcuni li sto ancora analizzando. Comunque grazie davvero, era quello che mi serviva anche per dare una carica emotiva al progetto.

      Ho cominciato a dare una occhiata ai motori secondo i dati che mi hai suggerito. Ho trovato questo modello:

      Golden Motor BLDC Motor HPM10KL Liquid Cooling 48V 72V 10KW | eBay

      Mi pare che rispetti i parametri:

      - 10kw, da 8 a 20 (significa che 10kw è il regine di crocera?)
      - 48V/72V/96V/120V (su surrerisci 120?)
      - 2000-6000rpm personalizzabile (così mi "rigioco" la scatola ingranaggi)
      - reffreddamento a liquido (magari collegando la pompa ad un termostato che lo attiva raggiunta una certa temp)

      pesa parecchio, 17kg.. se fosse più leggero sarabbe meglio.. credi che potrebbe andare bene?

      Per quanto riguarda l'accartocciamento.. è proprio quello che vorrei ottenere! In realtà questi giocattolini con il motore a scoppio già raggiungono prestazioni assurde. Infatti non credo di poterle eguagliare ma vorrei avvicinarmi il più possibile, sfruttando il vantaggio della grande coppia dell'elettrico. Riguardo i 120km/h, quella velocità in realtà non si raggiunge quasi mai in pista, ma sono frequentissime le accelerate e le fretate. Per questo vorrei tenere il peso basso ma avere più accelerazione possibile con un buon allungo all'occorrenza. Comunque anche la ciclistica sarà completamente rivista e saranno aggiunte delle barre di irrigidimento, freni a disco ed altre chicche..

      Ogni altro commento è ben accetto!

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      • #4
        Motore interessante, ho trovato anche i grafici completi:


        Il grafico si riferisce però al pilotaggio a 48V, col quale si può arrivare al massimo a 10 kW.
        Questo motore sembra avere un aspetto molto interessante: sembrerebbe poter mantenere costantemente la potenza di picco, dal momento che il valore "rated" è lo stesso del valore "max", mentre in genere il "rated", cioè la potenza massima continua, è ben più bassa di quella di picco, perchè alla potenza di picco (motore alimentato ma immobilizzato) scorrono correnti enormi negli avvolgimenti (245 ampere!!!); ma penso che questo sia possibile solo per la versione raffreddata ad acqua (c'è anche una versione raffreddata ad aria, ma io ho trovato solo questo grafico sul sito: Hub Motor E-scooter)

        Se ti interessa più lo scatto che la velocità, resta basso con la tensione, diciamo 72V, con cui puoi comunque arrivare a 100 km/h, ma puoi contare su 250A invece dei 150A possibili coln 120V.

        Poi ovviamente quando avrai realizzato questo mostro ci farai vedere il filmato della gara contro un termico! :-)

        Ah però stavo riguardando il grafico... in realtà non mostra i valori per velocità nulla,che sono i veri valori di picco, quindi quel Max Power non è la potenza massima assoluta del motore, così come 250A non è la corrente di stallo e 30.000 Nm non sono la coppia di stallo: il grafico mostra solo un "angolino" del grafico completo del motore, quello dopo la linea tratteggiata del grafico a p.6 di questo documento:
        http://electrathonoftampabay.org/www...ndamentals.pdf

        Notare che però gli assi sono scambiati, nel PDF la velocità è in basso, nel datasheet è invece l'asse verticale.
        Ultima modifica di nll; 03-11-2013, 01:06. Motivo: Unione messaggi consecutivi dello stesso utente
        Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
        -- Jumpjack --

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        • #5
          Ma quindi dici che non è adatto o che si dovrebbe verificare con dati più accurati? ora provoa cercarne altri..

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          • #6
            No, per andar bene va bene, è solo che lo hanno testato "solo" fino a 20 kW, ma magari di picco (cioè per pochi secondi) può dare anche di più. Ma tanto a te 20 kW continui vanno più che bene. Solo, devi riuscire a capire in quale caso serve il raffreddamento ad acqua, perchè renderebbe lo scooter più complicato e più pesante.
            Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
            -- Jumpjack --

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            • #7
              devo capire se il quello raffreddamento ad acqua finszioan anche ad aria, e il fatto dell'acqua è solo una opzione in più.. perchè se fosse così intanto si potrebbe montare e testare ad aria tenendo sotto controllo la temperatura, e aggiungere l'acqua solo in caso di nesessità..
              Ora confronto un po dei siti nel quale è in vendita e vedo se riesco ad avere tutti i dettagli..

              scelto il motore passiamo alle batterie!

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              • #8
                Credo sia lo stesso motore, la sigla finisce con A o con L secondo se è raffreddato ad Aria o a Liquido.

                Ho trovato la corrente di picco: 600A per 30 secondi!

                http://www.goldenmotor.com/hubmotors...HPM10K ads.jpg

                Cioè:

                48V/28kW
                72V/42kW
                120V/72kW

                (ma in realtà probabilmente a tensioni più alte la corrente di picco è minore).
                Ultima modifica di nll; 03-11-2013, 01:05. Motivo: Unione messaggi consecutivi dello stesso utente
                Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                • #9
                  Cerco di informarmi e capire se l'opzione liquido è una cosa aggiuntiva.. se fosse così sarebbe ottimo, perchè potri iniviare a farlo andare ad aria, e poi se vedo che la temperatura aumenta metto un piccolo radiatore..

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                  • #10
                    Se riesci a trovare un datasheet completo forse c'è scritto quanto calore produce e quanto ne dissipa con e senza liquido e a seconda della corrente.
                    Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
                    -- Jumpjack --

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                    • #11
                      Ma un motore come questo, che pesa molto meno, non potrebbe andare bene?

                      Turnigy RotoMax 150cc Size Brushless Outrunner Motor

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                      • #12
                        occhio, alcuni motori (es l'ultimo) potrebbero essere per impiego su modelli, es aeroplani, dove il raffreddamento non è un problema.

                        Il raddfreddamento ad aria su uno scooter può dare problemi ad alte potenze, per lo meno dovresti alettare il motore e convogliare il flusso d'aria. Molto probabilmente anche una ventola sarebbe necessaria.

                        In pista puoi ipotizzare un impiego quasi costante a potenza elevata (in accelerazione o frenata) e chiedere 10kW a un motore con l'86% di rendimento vuol dire dover dissipare 1,4kW in calore, e non sono pochi.
                        Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
                        Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

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                        • #13
                          Ho capito, grazie del commento. Allora la domanda è un'altra:

                          esistono motori più leggeri e compatti che facciano al caso mio?

                          Il Golden motor al momento sembra essere la soluzione migliore: di buono ha il raffreddamento e la potenza, di contro l'ingombro ed il peso.

                          Ciao!

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                          • #14
                            sto cercando di capire il volume che le batterie andrebbero ad occupare adottando il motore della Golden motor da 120v, restando sempre sui 20-30 km di autonomia..

                            Qualcuno ha dei consigli per questo calcolo?

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                            • #15
                              io ho comprato queste:
                              EV-Power | Winston ( 40Ah-200Ah)

                              in base al numero di celle e la capacità puoi ricavare il volume
                              Ambientalista, esperto di risparmio energetico, veicoli elettrici e energie rinnovabili.
                              Possessore di una rara FIAT Seicento Elettra: Eli!

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