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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Konzipierung Elektroantrieb GoKart


Autor: Frank Müller (Gast)
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Hallo,

ich habe gleich mehrere Fragen. Das Grundproblem ist, für Messezwecke 
soll ein Kart umgerüstet werden auf Elektroantrieb. Nun habe ich schon 
ein wenig gelesen und rausgefunden, dass eine Motorleistung von einigen 
kW angebracht wäre.

In unserem Fall soll man mit dem Kart keine Rennen fahren, sondern 
Spitzengeschwindigkeiten von 40 km/h rauskitzeln können. Welche 
Motorleistung wäre da angebracht?

Desweiteren interessiert der Akku. Mit dem Fahrzeug soll es möglich 
sein, bis zu 50 km zu fahren. Wie muss man den Energiespeicher 
konzipieren? Wie kann man das ausrechnen? Wie bekomme ich die 
physikalischen Abmessungen des Batterie heraus? Gibt es Anbieter, die 
einem da weiterhelfen?

Bei welcher Spannung wird ein solcher Motor betrieben? Wieviel der 
momentan abgegebenen Leistung der Batterie wird allein vom Motor 
verbraucht?

Viele Grüße
Frank Müller

Autor: Thomas Krug (Gast)
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Gibt hier im Forum schon einen Thread darüber mit erfolgreichem Aufbau

er sollte alle Fragen beantworten

Autor: Michael H. (overthere)
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Ja, eigentlich lassen sich deine Fragen mit Grundkenntnissen der Physik 
beantworten.
Z.B. Spitzengeschwindkeit: Es muss ein Kräftegleichgewicht zwischen 
Antrieb und Reibung da sein. Natürlich muss der Motor auch noch die 
Drehzahl, bzw. den Drehmoment verkraften. (Anfrahren, 
Maximalgeschwindigkeit)
Damit weist du dann deine benötigte Leistung. Danach dimensionierst du 
dann deine Energiequellen und Antriebe. Als Richtwert würde ich mal 
sagen: Möglichst hohe Spannung um hohe Ströme zu vermeiden, möglichst 
leichte Akkus um das Fahrzeug spritzig zu halten... schon mal die neuen 
Lithiumbatterien von Kokam angeschaut? Schon mal Brushlessmotoren 
angeschaut?

Größe der Batterien: Naja, ich muss mich schon arg zurückhalten um nicht 
unhöflich zu werden: Aber schon mal in das Datenblatt der Batterien 
geschaut? Aber viel wichtiger ist doch: Welche Art von Batterien willst 
du verwenden?

Auch hast du einige Fragen nicht beantwortet:
Gewicht des Fahrzeugs (ohne Batterien)?
Welches Budget?
Wie lange soll das Fahrzeug fahren können?
Wie lange kann bzw. darf geladen werden?
Was für Motoren willst du verwenden?

Also mein Tipp an dich: Setz dich hin, nimm dir ein paar Blätter einen 
Taschenrechner und jongliere mal ein paar Zahlen. So schwer ist das 
wirklich nicht - zumindest wenn man in Physik damals aufgepasst hat.

Autor: Frank Müller (Gast)
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Hi,

danke für die schnelle Antwort.

Also das Fahrzeug sollte eine Stunde fahren. Budget erst mal 
nebensächlich, aber natürlich möglichst gering...

Als Akkus haben wir an Li-Ionen-Akkus gedacht.

Es handelt sich um ein GoKart mit etwa 65 kg Gewicht plus Antrieb plus 
Fahrer.

Ja, ich bin übrigens Physiker, aber deswegen weiss ich trotzdem nicht, 
wie ich denken muss in Sachen Konzipierung eines Motors. Also ich weiss 
nicht genau, welche Motoren es gibt usw. Desewegen meine Nachricht. Ich 
möchte erst mal ein Gefühl dafür bekommen, bei welcher Spannung Motoren 
laufen. Natürlich weiss ich, wie man die Leistung ausrechnet, aber 
irgendwo muss man ja anfangen, für das konkrete Problem zu suchen, oder?

Bitte nur Antworten ohne herabsetzenden Unterton, ansonsten lieber nicht 
antworten. Danke...

Frank Müller

Autor: Frank (Gast)
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Hi Frank,

Deine Fragen zeigen, dass Du Dich mit der Materie nicht auskennst.
" Ich möchte erst mal ein Gefühl dafür bekommen, bei welcher Spannung 
Motoren
laufen." Alles von 6 - 400V. Was hilft Dir die Antwort?
Letztlich läuft es darauf hinaus, dass das Forum Deine 
Entwicklungsarbeit macht.

Ich würde Dir empfehlen, lass die Finger davon.

Nicht böse sein, aber ich möchte Dich nur vor Enttäuschungen bewahren!

- Frank

Autor: Nico Barthel (youall)
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Warum bekommt man hier eigentlich immer den Tip "lass die Finger davon" 
wenn man sich mit der Materie nicht auskennt. Ich verstehs langsam echt 
nicht mehr. Ist eine solche Plattform nicht dazu da um Fragen zu stellen 
gerade weil man sich nicht auskennt, aber irgendwas realisieren will.

Auch der Ton der hier immer wieder angeschlagen wird hängt mir echt zum 
Hals raus. Immer diese "Ichweißundkannallestypen" die anderen immer 
zeigen wollen, dass sie das alles können und kennen.

@ Frank Müller

Da ihr das Kart umbauen wollt gehe ich mal davon aus, das da wohl ein 
Benzinmotor drin ist. Evtl. bringts ja was sich mal an dem seiner 
Leistung zu orientieren. Ich hab zwar keine Ahnung ob das was bringt, 
aber so würde ich an die Sache rangehen. Und zwecks größe der Batterie 
musst du ja erstmal wissen was für ein Motor es werden soll, um dessen 
Stromverbrauch messen zu können.

Ansonsten gäbs noch die möglichkeit nach ner Kartbahn ausschau zu halten 
auf der Elektrokarts eingesetzt werden und da einfach mla schauen was 
die einsetzen.

Gruß Nico

Autor: Madddin (Gast)
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36 V oder 48 V DC, dann bewegt man sich noch im "sicheren" 
Spannungsbereich, hat es aber nicht mit allzu hohen Strömen zu tun; 
Leistung von 4 kW sollte ausreichen (= 80 A bei 48 V). Dafür gibt es 
auch schon fertige Regler, z.B. bei 4QD (England).
DC Motor, weil billig - auch die Ansteuerungsmodule dafür.
Brushless ist bei der Beschaffung "fertiger" Lösungen bei Controllern 
und Motoren etwas aufwändiger.
Ketten oder _Zahnriemen_antrieb (ersterer ist einfach und billig, aber 
laut, letzterer leise, aber etwas Anspruchsvoller wegen der korrekten 
Ausrichtung der Zahnriemenschaeiben zueinander, dafür aber wartungsfrei 
und langlebig.)
Akku : bei einem Kart würde ich Blei-Gel Akkus nehmen, da das Gewicht 
nicht unbedingt eine Rolle spielt und der Preis wirklich günstig ist. 
Die High-Tech Lösung wären LiPo Akkus, die leicht sind und einen hohen 
Energiegehalt haben, aber bei gleicher Kapazität ca das zehnfache 
kosten.

Autor: Madddin (Gast)
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Wirkungsgrad eines guten DC-Bürstenmotors mit "guten" Permanentmagneten: 
ca. 75 %; Wirkungsgrad eines Controllers (PWM): ca. 85 %
Bei Brushlessmotoren ist der Motor- und Controllerwirkungsgrad zusammen 
ca. 10% bis 20% besser!
Im "normalen" Betrieb (Ebene Straße, Asphalt, kein Gegenwind, "normale" 
Temperatur von ca. 20°, konstante Geschwindigkeit von ca. 20 km/h, 
Fahrer 80 kg) würde ich von einer Leistungsaufnahme von ca. 100 - 150 
Watt ausgehen. bei höheren Geschwindigkeiten stellt der Luftwiderstand 
den höchsten Einfluss dar!!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> 80 A bei 48 V
Also wirst du in der Realität für 1 Stunde Fahrtzeit mindestens 120Ah 
Akkus brauchen. 4 Stück (4 x 12V) davon, und das Kart wiegt doppelt 
soviel wie vorher...

Mit den billigen Lipo-Zellen vom Pollin ware das dann so:
Daten 3,7V/1Ah/2,95€/24g
du brauchst davon 80 (Ah) * 48/3,7 = 1037 Stück
==> Kosten ca. 3000 Euro,  Gewicht aber gerade mal 25kg

> Im "normalen" Betrieb (Ebene Straße, Asphalt, kein Gegenwind, "normale"
> Temperatur von ca. 20°, konstante Geschwindigkeit von ca. 20 km/h,
> Fahrer 80 kg)
Das ist aber eher der "idealisierte normale" Betrieb?

Autor: Madddin (Gast)
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@ Lothar Miller

klar ist das der idealisierte normale Betrieb - oder zumindest die 
Parameter, die "man" kennen oder erwähnen muss, damit man damit irgend 
etwas anderes vergleichen kann...so wie bei der Verbrauchsangabe von 
Autos...

80 A bei 48 V (4 kW) sind NICHT die durchschnittliche Leistung, die der 
Akku abgeben muss, sondern die Nennleistung des DC Motors. Der kann beim 
Anfahren kurzzeitig auch mehr "verbraten"; die durchschnittlich nötige 
Leistungsabgabe des Akkus hängt einfach zu sehr von den (Umgebungs- und 
Betriebs-)Bedingungen ab, als das ich da Aussagen machen könnte, die auf 
jeden Betriebsfall zutreffen.
Fahrt bei 0° C, Gegenwind, nur Bergauf, mit ständigem stehen bleiben und 
Anfahren am Berg = 5 km Reichweite...wenn's gut geht.
Reichweite bei "Idealbedingungen" = 50 km.

Das ist durchaus realistisch, habe da Praxiserfahrung...

Autor: P. S. (Gast)
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Nico Barthel wrote:

> Warum bekommt man hier eigentlich immer den Tip "lass die Finger davon"
> wenn man sich mit der Materie nicht auskennt.

Weil man genau das tun sollte, wenn man sich gar nicht damit auskennt. 
Und "gar nicht" ist hier leider immer oefter der Fall. Die meissten 
Leute wollen z.B. Programmieren lernen, das auf dem Mikrokontroller, das 
Board selbst bauen, dabei loeten lernen und dann soll's am besten als 
erstes Projekt Quake 3D sein.

Natuerlich ist es gut, wenn sich Menschen Herausforderungen suchen, um 
an ihnen zu wachsen - dafuer sind sicher viele hier und das findet auch 
Verstaendnis. Aber es scheint vielen jedes Gefuehl fuer die 
Erreichbarkeit zu fehlen. Das sind dann die Threads, wo am Ende die 
Leute a) staendig jammern, dass Ihnen keiner richtig helfen will und b) 
die Arbeit komplett von Anderen gemacht wird.

Und DAS geht hier vielen auf den Keks und fuehrt eben zu zynischen 
Kommentaren.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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