PTC värmepaket
Har nu tillverkat ett elektriskt värmepaket. Det består av tre stycken PTC element, alltså av samma typ som sitter i moderna kupévärmare. PTC element fungerar som så att dess resistans ökar med ökande temperatur, vid en viss temperatur så rusar motståndet upp och därmed går effekten ned. Det är därför som det inte är någon katastrof om fläkten i en modern kupevärmare inte skulle orka snurra pga. kyla, elementen blir aldrig så varma att de skulle smälta ned resten av kupévärmaren. Förr med gamla tiders kupévärmare så löste ju en temperatur säkring ur och man kom till en kall bil där man fick återställa den där säkringen. Dessa PTC-element är ju bara en form av resistorer, alltså funkar de precis lika bra på likström.
Mina tre element är tillsammans på ungefär 4500 W, jag skriver ungefär eftersom effekten vid verklig drift beror både på temperatur och hur mycket luft som fläkten orkar blåsa genom dem. Kom ihåg, resistansen ökade ju med ökad temperatur, så ju mer fläkten orkar kyla dem, desto högre effekt. Det är därför som dagens kupevärmare endast har en angiven effekt vid en viss temperatur, oftast vid -25°C, allt varmare än det så sjunker effekten, är det redan 20°C i bilen så kan vi tala om mindre än halva effekten.
Det här kan låta som om jag inte skulle installera någon reglering mer än on/off och därmed istället nyttja bilens luftspjäll som normalt reglerar värmen från värmepaketet där bensinmotorns kylvatten cirkulerar. Jag planerar istället att ha en steglös reglering av strömmen till värmepaketet, jag kommer att bygga en pulsviddsmodulator med låg frekvens (0,1Hz) som styr ett solid-state-relä, alternativt en optoisolator/IGBT-modul. Varför? Jo därför att det skulle vara rent energislöseri att låta elementen vara konstant heta och styra värmeeffekten med luftspjäll, en elbil har ju inget värmeöverskott som ändå går till kråkorna.
Någon kanske nu funderar över elsäkerhet och isolation. Varje enskilt PTC-element har fästen av temperaturtålig plast (inget jag tillverkat själv), redan där är det isolerat, dessutom är hela fläkthuset som allt är monterat inuti gjort av plast (bakelit). Faktiskt mer elsäkert än en normal kupévärmare som bara är petsäker, inte trådsäker. Dessutom så kan inte fläkthuset fyllas av vatten eftersom tilluften dels är dränerad och att alla lufkanaler mot kupén är på nedansidan, alltså hela bilens kupé måste bli vattenfylld ända upp till dörrhandtagen innan värmepaketet skulle stå i vatten.
Hella UP30
Har installerat en vakuumpump för bromsservot. Det är en Hella UP30 från en Volvo V60 2011, dessa pumpar är konstruerade för att klara hela bilens vakuumbehov. Många nyare bilar med elektrisk vakuumpump har bara en mindre hjälppump som heter UP28, en sådan duger inte för en elbil. Det finns också en ännu större modell än UP30 som heter UP32, den är lämpad för bilar som dessutom har en massa annat än bara bromsservot som drivs med vakuum, men det har inte jag, bromsservot är det enda. Pumpen kommer att styras av en vakuumbrytare.
På bild syns också bilens gamla generator som nu är kopplad mot elmotorn för att förse bilen med 12V på ett driftsäkert sätt. Någon kanske invänder nu - Nämen den snurrar ju åt fel håll. Det är en växelströmsgenerator, elektriskt spelar det ingen roll åt vilket håll den snurrar, det enda som har en bestämd rotationsriktning är dess kylfläkt, men den saken är lätt ordnad. Man tar lös fläkten och helt sonika vänder fläktbladen år andra hållet och monterar tillbaks den bak å fram.
En annan invändning skulle kunna vara att den kommer att snurra för sakta. När den satt på bensinmotorn drevs den med en utväxling på 1:1,7, alltså 1,7 gånger fortare än motorn. Nu kommer den att gå med samma varvtal som motorn. Men elmotorn kommer i genomsnitt att varva mer än bensinmotorn, min växellåda kommer att vara justerad för att växla på betydligt högre varvtal än vad den gör när man kör normalt med en bensinmotor, någonstans kring 4000 RPM (oavsett belastning) istället för sådär 2500. Alltså kommer generatorn att i genomsnitt snurra ungefär lika fort som tidigare. Lägg därtill att bilens behov av 12V är mindre, den behöver ju inte ladda tillbaks ström som en startmotor förbrukat.
På bild syns också den induktiva givaren som agerar varvtalssensor till Soliton controllern. På axeln mellan motor och generator sticker det ut två bultar som givaren läser av.
Batterikablar
Har börjat tillverka batterikablar och montera dem i bilen.
Motorkontrollern är bara lagd på ungefär den plats den kommer att ha när allt är färdigt.
Kablarna mellan de bakre och främre batterilådorna är dragna sida vid sida längs med kardantunneln. Det är viktigt att batterikablarna ligger sida vid sida. Det är likström, plus och minus, där kablarna konstant får varsitt positivt och negativt magnetfält omkring sig, men när de ligger tillsammans så tar magnetfälten till stor del ut varandra istället för att påverka allt annat runt omkring. Precis så där som i grundskolans fysik när man åskådliggjorde magnetfält med järnpulver på ett papper.
Motorkontrollern däremot arbetar med en frekvens och motorns lindningar ger induktionsspänningar med varvtalet (precis som en generator), som därmed orsakar radistörningar. Därför bör man ha skärmade ledningar till motorstyrningen som dämpar RF-störningar. Runt kablarna närmast controllern kommer jag också att montera magnet-avstörningar, dessa ingår i det av Tyska Tüv certifierade EMC-paket som Rebbl.nl säljer som får motorstyrningen att uppfylla EUs regelverk om elekromagnetiska störningar.
Jag har inte tänkt att göra hål med genomföringar i batterilådorna, istället låter jag kablarna gå över kanten som på bild och gör sedan ett urtag i lådornas lock. Rent funktionsmässigt behövs det inga lock över lådorna, precis som med bilars normala 12V-batteri. Locken över lådorna har mer med elsäkerhet att göra, det kommer också att monteras brytare som via huvudkontaktorn bryter batterikretsen om någon av lådorna öppnas.
Milsten 2
Har nu provkört motor, controller och kraftöverföring i bilen. Bara tillfälligt ihopkopplat för att kontrollera ev. vibrationer och att saker o ting funkar. Allt funkade som förväntat, bakhjulen snurrade på fint. Inga bilder denna gång.
Nu skall det tillverkas batterikablar och alla battericeller skall in i bilen och värmepaketet för kupévärmen skall ordnas.
Kortning av kardanstång
Eftersom växellådan har blivit flyttad bakåt 18cm så måste kardanstången kortas motsvarande. Jag skall nu beskriva hur det går till, men först lite teori kring det här med kardanstänger.
En stor anledning till att jag startade dokumenteringen av min elbilskonvertering på denna blogg var för att sas. ge tillbaks kunskap. Det är tack vare internet och andra människor som delar med sig av sin kunskap som jag fick inspiration, och kunskap, att starta mitt bygge. Det här med att modifiera kardanstänger är en sån där sak som jag kan och är en kunskap jag kan dela med mig av, det kan fakstiskt vara rätt många som kan ha nytta av det jag nu skall försöka förklara och det kan i många fall också vara folk som yrkesmässigt jobbar som mekaniker.
Jag lärde mig det här en gång för alla för drygt 20 år sedan när jag jobbade på Iveco i Malmö, där jag både kortade och förlängde ett antal kardanaxlar till lastibilar, men precis samma sak gäller för personbilar.
Det blir en lång postning det här, så den som vill läsa mer får klicka sig vidare till hela texten nedan.
Läs mer
En milsten i bygget
Nu är motorn på plats.
Nedan har jag placerat dit främre batterilådan.
Omplacerade anslutningar.
Kostov K11 motorn är en motor som kan kopplas både som paralell och serie-kopplad, därför har den 6 anslutningar, men de är placerade så att det blir svårt att få till två bra bryggor mellan de poler som skall bryggas när man kör den seriekopplad. Jag lät därför polerna A2 och D3 byta plats.
Dessutom så var uppmärkningen av polerna närmast oläslig, även med starkt ljus och förstoringsglas var det svårt att klura ut hur det skulle kopplas. Jag passade därför på att märka upp polernas namn tydligt på en bit tejp, sedan lade jag på ett lager klarlack så att tejpen sitter.
I bild nedan har jag monterat de två bryggorna som jag sågat ut i mässing.
Flytta växellådan bakåt
Här en bild på på fästena som flyttar växellädan längre bak i bilen. De är gjorda av 40x40x4mm vinkeljärn. Kanske lite väl grovt, men ibland så tager man vad man haver. Framtill monteras fästena i bilens orginal infästning och de bakre M10 bultarna anluter till en förstärkning på insidan av kardantunneln.
Konsoll och motorfäste
Tillverkat en motorkonsoll med motorfästen.
Modifierad vacuumregulator
Med en förbränningsmotor vill man att växellådan skall växla upp tidigt vid låg belastning, så att motorvavet håller sig lågt och tvärt om vid hög belastning. Förbränningsmotorn går ju billigast på ganska låga varv men har sitt bästa vridmoment på lite högre och maxeffekten på ännu högre. På gamla automatlådor löstes detta med kickdown-vajer som kände av gaspedalens läge, eller med en vacuummodulator som kände av undertrycket i motors insugsrör, vissa automatlådor hade både och. Fords C3-låda som jag har använder båda. I huvudsak är det vacuummodulatorn som sköter om på vilka varvtal lådan skall växla, medan kickdown modulatorn fixar så att nedväxlingar sker hårdare och på högre varvtal än annars.
En elmotor är inte som en förbänningsmotor, den kan ge fullt vridmoment redan från noll, dessutom går den effektivast på höga varvtal, även vid låg belastning. Det här rimmar illa med hur automatlådan normalt växlar. Idealet här är istället att alltid växla upp och ned på samma varvtal oberoende av belastning. För att lösa detta kopplar jag inte in någon kickdown-vajer till gaspedalen och bygger istället en fast justering av reglaget på lådan. Något vacuum som varierar med belastning finns ju inte heller, därför har jag modifierat lådans lilla vacuumklocka med en fast justering.
Det jag gjort är att jag öppnade vacuumklockan, det går fint att vika upp plåtpressningen med en skruvmejsel. Inuti finns en fjäder som trycker på ett membran som i sin tur trycker på en liten stång som går in till lådans ventilhus. Suger man tillräcklickligt hårt så drar membranet ihop fjädern och lättar trycket på stången.
Jag borrade hål i vacuumklockans hus, satte in en M4 skruv med en nylock-mutter och svetsade på en bricka i den andra änden som hamnar inuti klockan, så att fjädern kan dras ihop med skruven. Nu kan jag alltså justera vacuumklockan med den lilla muttern på utsidan.
Skall bli intressant att se hur väl detta funkar i praktiken, det som kan röra till det är att vacuummodulatorn inte bara justerar varvtal, utan även hårdheten i växlingarna. Det bör dock fungera hyggligt, i värsta fall får jag läsa på lite och göra något hittepå inuti ventilhuset.
Tillverkat adapterplattan
Har nu fått hem en 1cm tjock aluminiumplatta med ett utskuret hål som passar mot elmotorn. Det första var att centrera hålet mot växellådan.
Sedan ritade jag in hur den skulle sågas i bandsåg efter sprängkåpans form. Jag har en liten bandsåg och med ett fintandat sågband går det fint att såga i aluminium.
Nedan är delarna som ugör kopplingen mellan motor och växellåda. På motorn sitter nu ett taperlock-nav som är borrat för att passa de delar jag tillverkat tidigare.
Adapterplatta och koppling monterat på elmotorn.
Sedan provkörde jag motorn ihop med växellådan. Kopplade ihop celler så att jag fick ca. 32V, då blev det ungefär 500-1000 RPM. Inga vibrationer och det hela spann på fint. Med kall låda tog motorn ca. 38A, alltså drygt 1200W, denna siffra sjönk sakta allteftersom oljan i lådan värmdes upp av lådans interna hydraulpump.
Nu uppstod dock ett litet streck i planerna, växellådan läckte lite från den främre packboxen, inte mycket men tillräckligt för att jag inte vill montera i bilen, bättre att fixa problemet med prylarna bekvämt på bänken. När detta skrivs skulle motorn egentligen vara på plats i bilen och jag börjat tillverka motorfästen, men det får alltså vänta eftersom reservdelar måste beställas. Nåja, det finns annat att jobba med under tiden.
|
|
