Друзья, всем привет. Кто следит за нашим каналом тот знает, что практически весь год мы занимались созданием мощного электрического багги. И осенью были проведены первые боевые тесты. Если кому интересно, то можно почитать здесь Самодельный элетробагги.
Параллельно с багги мы начали второй проект. Это проект электрогенератора под названием Move&Move.
Какие у него основные задачи:
Работа в качестве аварийного генератора для загородного дома. Работа на переменном токе.
Работа в качестве зарядного устройства для электротранспорта с возможностью зарядки на ходу. Работа на постоянной токе.
2-3 раза в год практически у любого владельца электроавтомобиля есть необходимость дальних поездок. Очень удобно иметь такой генератор на подкате (прицепе) и поехать куда угодно не думая о зарядных станциях. Владельцам Tesla будет очень полезно при дальних поездках брать подобный генератор например в аренду. В отличии от обычных генераторов он позволит выдавать сразу постоянный ток, чтобы сильно ускорит зарядку.Эксперименты с высоким напряжением порядка миллиона вольт в отдаленных ненаселенных местах. Катушка Тесла.
Приобретение опыта в разработке электрогенераторов высокой мощности.
Чтобы произвести электрический ток нам надо один тип энергии преобразовать в другой.
Основой послужил двигатель внутреннего сгорания HR12DE от Nissan. Он удовлетворял сразу нескольким критериям поиска. Так как в будущем планируется установка данного генератора сделанного своими руками на подкат, то двигатель должен был быть легким и компактным. При этом у него должно было быть небольшое потребление топлива во всем диапазоне оборотов. И на последок сам двигатель должен был быть с невысокой ценой до 20 тысяч рублей (на конец 2021 года).
Итак:
Двигатель внутреннего сгорания Nissan HR12DE был выпущен в 2010 году компанией Nissan Motors. Имеет 3 цилиндра и 12 клапанов. Объем данного двигателя 1,2 литра. В поршневой системе, диаметр поршня составляет 78 миллиметров, а его рабочий ход составляет 83,6 миллиметра. Система впрыска топлива установлена Double Over Head Camshaft (DOHC). Такая система предопределяет собой установку двух распределительных валов в головке блока цилиндров (ГБЦ). Такие технологии изготовления двигателя, позволили достичь довольно сильное снижение шума и получить мощность 79 лошадиных сил, а так же крутящий момент 108 Нм. Двигатель имеет довольно легкий вес: 60 килограмм (вес голого двигателя).
HR12DE |
|
|---|---|
Объем, куб.см |
1.2 л. |
Система газораспределения |
DOHC, 12-клапанный, 2 распредвал |
Мощность, л.с. (кВт) при об./мин. |
79 (58) / 6000 |
Крутящий момент, кг*м (Н*м)при об./мин. |
106 (11) / 4400 |
Тип двигателя |
3-цилиндровый, 12-клапанный, DOHC, жидкостное охлаждение |
Используемое топливо |
Бензин Regular (АИ-92, АИ-95) |
Расход топлива (смешанный режим ) |
6,1 |
Далее преобразование механической энергии в электрическую происходит путем вращения через маховик генератора из коробки электрической версии Nissan Note. Сам двигатель пришлось немного доработать, чтобы колокол коробки встал как надо. Причем в коробке установлено 2 электромотора. Один силовой и второй вспомогательный на 50 кВт (на фото справа). Вот вспомогательный нам и нужен. Силовой же будет демонтирован и положен на полку в ожидании своего часа.
На выходе генератор выдает 3 фазы переменного тока высокой частоты порядка 1 кГц в зависимости от оборотов на которые вышел ДВС.
Сам генератор встает в корпус коробки передач.
Далее переменное высокочастотное напряжение поступает на выпрямительный блок. В качестве выпрямительного модуля был использован IGBT модуль от Toyota Aqua мощностью до 50 кВт.
После чего выпрямленное напряжение поступает в DC-DC преобразователь также от Toyota Aqua мощностью 27 кВт.
Сам конвертор пришлось сильно переделать. На выходе мы имеем хорошо стабилизированное напряжение 400V DC. А те выходы, которые раньше использовались для подключения электромоторов теперь можно использовать для подключения нагрузки 220В 50 Гц.
Более подробную информацию о генераторе своими руками можно посмотреть на нашем канале в Youtube "Время инженеров"
Комментарии (38)
vvbob
12.12.2021 19:30+17"2-3 раза в год практически у любого владельца электроавтомобиля есть необходимость дальних поездок. Очень удобно иметь такой генератор на подкате (прицепе) и поехать куда угодно не думая о зарядных станциях."
По-моему в этой схеме есть что-то лишнее..
vvbob
12.12.2021 19:33+5"Система впрыска топлива установлена Double Over Head Camshaft (DOHC). Такая система предопределяет собой установку двух распределительных валов в головке блока цилиндров (ГБЦ). "
DOHC это не система впрыска - это собственно и есть два распредвала на одну головку. Обычно это сочетается с бОльшим количеством клапанов на один цилиндр, как правило в совремненных движках по четыре клапана - два на впуск, два на выпуск.
Vano79
12.12.2021 21:33Чего ж так?
Генератор и выпрямитель 50кВт а оконечный преобразователь 27. Выходит половину возможностей не используем?
Думаю для подзарядки авто при движении дополнительные 20-25 кВт не помешают.
GlebGleb
12.12.2021 22:02+3Ну что ж, раньше в инете были только весёлые картинки, как электромобиль тащит на прицепе бензогенератор. Ну а теперь эта статья - пример конкретной реализации.
Эх, когда же люди займутся действительно поиском действительно новых инженерных решений? А не будут под видом зелёных технологий только ухудшать реальную экологическую ситуацию на планете?
johnfound
13.12.2021 00:17+2Ну, вообще то, с инженерной точке зрения, прицепной генератор не так уж и плохо – берем только когда нужен. Можно использовать и для других целей, Работу ДВС можно настроить в самом эффективном режиме, можно использовать и более экологические топлива – там газ сжиженный, спирт и т.д.
Только то, что описано в статье, не то. Лютый колхоз в стиле "Я его слепила из того что было". В итоге, из 50кВт двигателя/генератора, получили 25кВт электричества.
irnis
13.12.2021 00:43+3не факт, что постоянная работа на полной мощности - оптимальный и вообще допустимый длительное время для двигателя режим.
По рассказам в сети тех, кто эксплуатирует Nissan Note (и/или Serena) ePower - в "крейсерском" режиме ДВС работает где-то на 2500 оборотах, а до 6000 подскакивает когда "педаль в пол"...johnfound
13.12.2021 11:53-2не факт, что постоянная работа на полной мощности — оптимальный и вообще допустимый длительное время для двигателя режим.
Согласен, но вы думаете что авторы разработки как-то вообще этого осознают? По крайней мере из текста этого не скажешь.
irnis
13.12.2021 16:33+2думаю, что люди, которые реверсят японскую электронику - вполне в состоянии догадаться до этого )))
mpa4b
13.12.2021 19:33Более того, даже не факт что автомобильный двигатель будет хоть с каким-то ресурсом работать в стационарном варианте (без обдува набегающим потоком воздуха).
jh7
13.12.2021 09:19В итоге, из 50кВт двигателя/генератора, получили 25кВт электричества.
Так это вообще проблема электроэнергетики. Например, днем город потребляет одно количество энергии, ночью меньше. Т.е. ночью мощные генераторы работают на меньшей мощности.
Атомные станции вообще не могут быстро менять режим работы.
Popadanec
13.12.2021 13:50Атомные станции вообще не могут быстро менять режим работы.
Могут, но количество выбрасываемого в атмосферу тепла не уменьшается, а то и увеличивается.jh7
13.12.2021 14:38-1Как в Чернобыле?
Насколько помню, по официальной версии, там быстрое опускание стержней вызвало увеличение реактивности реактора.
Popadanec
13.12.2021 14:44+1Нет, просто когда провал потребления, пар идёт не в турбину, а напрямую в градирню. А выработку тепла не меняют, т.к. большая тепловая инерционность.
jh7
13.12.2021 14:47Думаю, при работе станции все-таки должен учитываться экономический фактор, если просто сбрасывать тепло в атмосферу, денег не заработаешь.
Popadanec
13.12.2021 14:51Это из официальных документов. На Хабре эту тему уже не раз поднимали и разбирали.
Разница в выгорании топлива не особо существенна, т.к. не так дорого стоит по сравнению с другими затратами.
А вот ускоренный износ оборудования из за скачков выработки тепла, можно поиметь запросто.jh7
13.12.2021 14:56Опять же по Чернобылю, перед аварией реактор работал на пониженной мощности, что вызвало "отравление реактора"
"Иодная яма — одно из проявлений так называемого «отравления» ядерного реактора, которое является одной из главных сложностей, делающих проблематичной работу АЭС в режиме постоянно меняющейся выходной мощности. Работа реактора при ксеноновом отравлении стала одним из факторов, повлиявших на развитие чернобыльской аварии."
Впрочем, я не специалист и спорить не буду.
Popadanec
13.12.2021 15:01За счёт глушения реактора стержнями. А не сброса излишков тепла в атмосферу.
jh7
13.12.2021 15:12Тут опять же упираемся в экономику. Если каждую ночь при падении потребления сбрасывать тепло в атмосферу, убытки уже будут существенны. Да и экологи не дремлют, им только дай повод закрыть что-нибудь.
Popadanec
13.12.2021 15:16Французкие АЭС так и работают. Это более экологично по сравнению с другими вариантами выработки электричества.
zatim
13.12.2021 18:22Вы удивитесь, но все ТЭЦ тоже так работают - сбрасывают пар в атмосферу при необходимости. Дело в том, что котлы обладают очень большой тепловой инерционностью, выходят на режим по времени от полусуток до суток. А переключения генераторов происходят мгновенно. И вот все время переходного процесса лишний пар улетает в атмосферу, оглашая окрестности жутким шумом.
dragonnur
15.12.2021 14:23Пар в градирню не идёт, он идёт в конденсаторы и то не напрямую, а через дросселирующие вентили. Иначе их разорвёт как того хомячка.
vvbob
13.12.2021 17:22+2КПД у такой системы будет довольно грустный, да и держать вдобавок к электромобилю еще и прицеп.. Выглядит все это как какой-то жуткий костыль.
Да и брать такой прицеп в аренду - не проще тогда уж взять в аренду нормальный бензиновый автомобиль и ехать на нем куда хочешь без всяких проблем с зарядкой.
Popadanec
13.12.2021 19:41Аренда машины стоит в разы больше, чем аренда прицепа. А прицеп может быть и в полном владении, штатно выполняя функции резервного источника питания для частного дома(а в частных секторах/деревнях обычно всегда есть проблемы с сетью).
Потому за неимением высоко ёмких и быстро заряжаемых аккумуляторов, это вполне себе решение.vvbob
13.12.2021 22:21-1Аренда прицепа, или аренда прицепа-генератора? Разница знаете-ли может быть существенной. А держать дома такой генератор - иногда оно может быть разумным, но чаще всего это избыточно. Вот я строю дом, в деревне. ЭЭ отключают, но не часто, так-то пятнадцать киловатт дают устойчиво. На всякий случай есть бензиновый генератор на три киловатта и его вполне хватает, его запускаю очень нечасто. Допускаю что у кого-то могут быть и другие вводные, потому я и не утверждаю что это штука бесполезная.
Но вот использовать как прицеп для электромобиля, ИМХО - это бред какой-то. КПД двигателя в лучшем случае около 30%, минус КПД генератора, минус КПД преобразователя электроэнергии, минус КПД батареи, минус КПД преобразователя на электромобиле, минус КПД электродвигателя и трансмиссии. Да тут паровой двигатель и то по сравнению с этим неплохо выглядит.
irnis
14.12.2021 12:52+2если прицеп будет использоваться пару раз в год чтобы съездить в отпуск/ктеще/вгости - КПД уже не так важен. А вот возможность всё остальное время пользоваться электромобилем для ежедневных поездок, заряжаясь от тех самых 15кВт - очень даже замачинива...
vvbob
14.12.2021 16:37+1Если он будет использоваться пару раз в год, то тут уже важны экономические соображения - стоит ли покупать недешевую вещь, которую к тому-же надо еще где-то хранить, ради очень редкого использования, к тому-же эта штука и топливо будет во время поездки жрать, как будто у вас там грузовик а не легковая машина.
Думаю все-же для владельца электромобиля проще и выгоднее в таких случаях брать нормальную машину в аренду.
Popadanec
14.12.2021 13:30+1У меня генератор на десяток киловатт, потому что одна только скважина при старте трёхкиловаттник заглушит. А есть ещё холодильник, насос и котёл отопления, освещение. К тому же маленькие генераторы как правило шумные.
А вот генератор из публикации не будет тарахтеть на всю округу, тем более если его оформить в прицеп и звукоизолировать.vvbob
14.12.2021 16:38Я потому и сделал оговорку что могут быть варианты и штука эта не совсем бесполезная.
REPISOT
Это что, вся статья? Вот тут у нас несколько картинок, а остальное смотрите в ютубе?
AgentFire
Просмотры сами себя не сделают.
vvzvlad
В том видео, что в статье не сильно больше информации(