Forum: Offtopic E-Kart für Kind


von Daniel E. (everyday_fun69)


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Hallo Forumsteilnehmer,

eigentlich hatte ich vor, mit meinem fast 8 jährigem Sohnemann ein 
E-Kart zu bauen. Nachdem ich das Netz und Forum hier durchforstet habe, 
stellen sich mir ein paar Fragen.

Hier erst mal die gewünschten Werte, welche erreicht werden sollten bzw. 
mit welchen Bauteilen:

Motor:  Elektromotor 24V 500W Mod. ZY1020 E-Roller (2500 upm/ 1,9 Nm) 
China Fabrikat

Übersetzung:  ca. 1:10 -> 19 Nm an den Hinterädern

Controller: PIC18F4580 mit IGBT H-Brücke PWM gesteuert

Reifen: Schubkarrenräder (Gesamtdurchmesser: ca. 33 cm -> Umfang 1 m -> 
damit 500m/min ->  8,3 m/s -> 30 kmh

Speed:   max. 30-35 kmh

Batterie: 2x 12V ca. 44 Ah in Reihe aus KFZ

Mit dem Teil soll auf Wiesen und asphaltierten Wegen gefahren werden 
sowie Steigungen überwunden werden. Räder müssen nicht durchdrehen und 
es muss nicht von 0-30 kmh in 2 s beschleunigen.

Fragen:

Es wird oft geschrieben, bürstenlose Motoren müssen es sein. Wirklich? 
Diese Bürsten Motoren finden auch ziemlich oft Anwendungen in Scootern 
und Bikes. Bei dem Strom kann man doch notfalls auch mal nach einem Jahr 
die Bürsten wechseln oder nicht?

Reicht die 500 W Power für (22 kg Batterien, 30 kg Mensch, 30 kg Kart 
)-> 82 kg zum fortbewegen? Ein Mensch schafft um die 250 W !

KFZ-Batterie. Zwar sind diese nicht so für Impulsströme geeignet, jedoch 
aber halbwegs billig. Mit mehreren Elkos großer Kapazität parallel und 
entsprechender Beschaltung sollte sich die Puls-Belastung doch im Rahmen 
halten oder?

Wäre schön, wenn sich Leute finden, welche sich gern mit mir austauschen 
möchten bzw. ihre Erfahrung/ Meinung mitteilen. Möglichst erst mal zu 
den hier aufgeworfenen Fragen, bevor die Sache sich vertieft.

Vielen Dank an alle!

von Rene H. (Gast)


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Daniel E. schrieb:
> eigentlich hatte ich vor, mit meinem fast 8 jährigem

Daniel E. schrieb:
> Speed:   max. 30-35 kmh

Das würde ich nochmals überdenken.

Grüsse,
René

von Daniel E. (everyday_fun69)


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Sorry, Übersetzung 1:5 , macht ca. 10 Nm an den Rädern

von SonicHazard (Gast)


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Daniel E. schrieb:
> Reicht die 500 W Power für (22 kg Batterien, 30 kg Mensch, 30 kg Kart
> )-> 82 kg zum fortbewegen? Ein Mensch schafft um die 250 W !

Dein "fast 8 jähriger Sohnemann" schafft die 250W nicht, das würde mich 
doch sehr erstaunen. Aber um das ganze mal ins Verhältnis zu setzen: Ein 
Pedelec kommt mit 250W aus. Und bei maximaler Unterstützung wird nur 
noch ein Bruchteil der Leistung vom Fahradfahrer erbracht.

Also ich halte das erstmal für ausreichend.
Mit dem Alter und der Erfahrung kommen vielleicht Ansprüche, die Du 
möglicherweise mit dem Selbstbauprojekt gar nicht mehr erfüllen kannst.
Auch wenn Du jetzt die doppelte Leistung verbauen würdest.

Bezüglich der Sicherheitaspekte halte ich mich hier mal zurück.

Grüsse
SonicHazard

von Name (Gast)


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Daniel E. schrieb:
> Speed:   max. 30-35 kmh

Willst du dein Kind UMBRINGEN??!!!
Willst du mit dem Leben deines Kindes SPIELEN??
Dann baue dein Fahrzeug.
Ich halte das für höchst fahrlässig.



Zum Technischen:
Mit 500W schafft das dein Gefährt nur Bergab.
Es werden vermutlich mindestens 5-10kW nötig sein. Orientiere dich mal 
an Aufsitzrasenmähern. Die haben auch eine große Auflagefläche der Räder 
und sind geländegängig. Die sind nur langsamer, aber auch schwerer. Ein 
Solcher Motor müsste die nötigen Leistungsreserven bieten.Zur Not kannst 
du ja abregeln. Wäre dann eben ein Verbrenner. Ansonsten schau mal im 
Modellbaubereich. Da gibts durchaus E-Motoren, mit denen dein Projekt 
möglich sein müsste. Evtl. 1 pro Rad. Nur 24V werden dann knapp.

Außerdem würde ich mir mal Gedanken um eine möglicherweise nötige 
Straßenzulassung, oder Versicherungspflicht machen.

Vor Allem besteht auch die Möglichkeit, dass sich im Falle eines Unfalls 
jeglicher Art Versicherungen weigern zu Zahlen.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass du es früher oder später auf 
irgebdeine weise bereuen wirst.

von basti (Gast)


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Rene H. schrieb:
> Das würde ich nochmals überdenken.

richtig Rene, da muss mehr Gas ran. Man muss den Kindern auch mal was 
zutrauen, es gibt schon genug Nachwuchs-Waschlappen.
Spontan ausm Netz:
https://www.youtube.com/watch?v=hTTa7gj3KE8

Laut 
https://www.motiondynamics.com.au/unite-my1020-36v-800w-3000-rpm-28.5a.html 
läuft der Motor bis 36V, also Frisieren ist drin.
Wie stellst du dir die Bremse vor? Elektrisch bremsen ist recht und gut, 
aber da brauchts was Richtiges, wenn knapp 100 kg die Steigung wieder 
runter wollen.

Viel Erfolg jedenfalls.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Name schrieb:
> Mit 500W schafft das dein Gefährt nur Bergab.
> Es werden vermutlich mindestens 5-10kW nötig sein.

 5-10KW finde ich übertrieben, besonders für einen 8-Jährigen.
 500W werden wahrscheinlich für Bergauf nicht reichen, aber furs
 normale Fahren schon.

von easyrider (Gast)


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Daniel E. schrieb:
> Reifen: Schubkarrenräder (Gesamtdurchmesser: ca. 33 cm -> Umfang 1 m ->
> damit 500m/min ->  8,3 m/s -> 30 kmh

Was mich nun wirklich interessiert: Wie bastelt man eine brauchbare 
wirkungsvolle Bremse an ein Schubkarrenrad???


Daniel E. schrieb:
> Fragen:
>
> bürstenlose Motoren müssen es sein. Wirklich?

Nein, es müssen keine bürstenlosen Motoren sein, die bringen hier keine 
signifikanten Vorteile.

Daniel E. schrieb:
> Reicht die 500 W

Um 80-90kg in angemessener Zeit auf 30kmh zu beschleunigen reichen sie 
nicht, für kindgerrechtes fahren schon.

Daniel E. schrieb:
> KFZ-Batterie. Zwar sind diese nicht so für Impulsströme geeignet

Ja doch, genau dafür sind sie gebaut.
Kurzzeitig sehr hohe Ströme beim anlassen und anschließend permanent bei 
14 Volt herumblubbern.

Die 20, vielleicht auch mal 50 Ampere, die du benötigst sind für eine 
Kfz-Batterie überhaupt kein Problem.
Damit erübrigt sich der Rest der Frage und die großen Elkos.

von Markus F. (mfro)


Angehängte Dateien:

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Daniel E. schrieb:
> Reicht die 500 W Power für (22 kg Batterien, 30 kg Mensch, 30 kg Kart
> )-> 82 kg zum fortbewegen? Ein Mensch schafft um die 250 W !

Wofür gibt's die Physik, dann kann man rechnen und muß nicht raten:

(fahrwiderstand.png)

Wenn das Ding tatsächlich 30 km/h schnell sein soll, reichen auf ebener 
Strecke und Beton als Fahrbahn deine 500W Antriebsleistung gerade so 
aus. Die mögliche Beschleunigung ist dabei aber sehr mager (0,2 m/s²).

Wenn der Fahrwiderstand allerdings höher wird (leichte Steigung auf der 
Wiese), wird's ganz schnell eng (s. fahrwiderstand_steigung_wiese.png).

Nicht umsonst haben Mofas üblicherweise mindestens 1KW und eine 
Gangschaltung, um wahlweise auf 25 km/h oder eben den Berg rauf zu 
kommen. Überschlägig würden für die Wiese deine 500W für 5 km/h gerade 
noch ausreichen. Würde deinem Sohnemann möglicherweise auch die ein oder 
andere Blessur ersparen...

von easyrider (Gast)


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Markus F. schrieb:
> Wofür gibt's die Physik, dann kann man rechnen und muß nicht raten:
>
> (fahrwiderstand.png)

Scharf! Exorbitante Rechnung! Was Computer nicht alle können! :-)
Normalerweise würde ich jetzt fragen woher die ganzen Werte kommen z.b. 
Rollwiderstand eines Schubkarrenrades... Und wenn ja, welches...?:-)

Aber da sich die physikalischen Berechnungen so hervorragend mit meinem 
Bauchgefühl decken

easyrider schrieb:
> Um 80-90kg in angemessener Zeit auf 30kmh zu beschleunigen reichen sie
> nicht, für kindgerechtes fahren schon.

verzichte ich auf alle weiteren Nachfragen..:-))

von Markus F. (mfro)


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easyrider schrieb:
> Scharf! Exorbitante Rechnung! Was Computer nicht alle können! :-)
> Normalerweise würde ich jetzt fragen woher die ganzen Werte kommen z.b.
> Rollwiderstand eines Schubkarrenrades... Und wenn ja, welches...?:-)

Danke.

Dafür gibt's schlaue Bücher oder - wenn man die nicht hat - wahlweise:


https://de.wikipedia.org/wiki/Fahrwiderstand
https://de.wikipedia.org/wiki/Rollwiderstand#Typische_Rollwiderstandskoeffizienten_cR

Den Rest machen dann die Computer. Der auf dem Hals und der auf dem 
Tisch ;).

(ich gestehe: das Excel habe ich schon seit der Urzeit und nur schnell 
hervorgekramt)

von Daniel E. (everyday_fun69)


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Hallo und Danke für die zahlreichen Rückmeldungen.

Kurz meine Kommentare zu den Bemerkungen, welche eigentlich nicht Thema 
waren. Was ist bei 30 kmh ein Problem mit 4 Rädern? Wenn mein Sohnemann 
40 km/h mit dem Fahrrad fährt und stürzt passiert wohl weniger im 
Straßenverkehr?

Strassenzulassung? Wir wollen auf dem Grundstück bzw. asphaltierten 
Feldwegen, wo KFZ Verbot herrscht fahren. Unter Aufsicht!

Zu den Fragen: Mit der menschlichen Leistung meinte ich einen 
Erwachsenen. Daher dacht ich 500W sollten reichen. 5-10 kW is totaler 
Quatsch !

Bremsen elektrisch und vorne an den Rädern erst mal als Option gibt's je 
Aufnahme für eine 160 mm Fahrradbremscheibe und eine Aufnahme für einen 
Bremssattel. Das sehe ich als kein Problem an. Gibt's in der Bucht je 
komplett Satz für 20 Euro.

Mit dem Impulsstrom hatte ich was verwechselt, Natürlich können das KFZ 
Batterien ab.

Mir macht eher die Leistung und das Drehmoment für eine Steigung 
Kopfschmerzen. Damit steht oder fällt das Projekt.

von Marc H. (marchorby)


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Mein Vater hat mir damals einen Kühlerlüfter an ein Kettkart gebaut.
Der Lüftermotor hatte ca 1000W (stammte aus einem Audi 200 20V).

Die Übersetzung erfolgte mit Kettenritzel vom Fahrrad. Am Motor ein 
kleines, an der Kettkartwelle ein sehr großes. 12V Autobatterie dazu und 
als Gaspedal ein großen Metallklotz mit Feder als Schließer.

Das Ding war auch 30-40km/h schnell (gefühlt > 100). Die Reifen waren 
anfangs noch original, sind aber in den Kurven total ungeeignet 
(Hartplastik hat keinen Gripp).

Bergauf war für mich ne Quälerei, da langsamer.

War ne geile Zeit! Andere hatten in meinem Alter alkoholsüchtige oder 
arbeitslose Eltern. Wenige haben es zu etwas gebracht.

Wenn du ein Kart für deinen Sohn bauen willst, zeig ihm wie du es baust 
und lass ihn teilhaben.

Als Elektroniker habe ich heute keine Probleme mit dem Schweißgerät!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Name schrieb:
> Es werden vermutlich mindestens 5-10kW nötig sein.

Das ist Unsinn. Soviel kW hat ein ausgewachsenes E-Auto, aber doch kein 
Bobbycar mit Motor. 500W sind mehr als ausreichend, aber 24V sind hier 
ungünstig. Ein 12V Motor erleichtert das Akkuproblem und ist auch leicht 
anzusteuern.
Auf jeden Fall brauchst du einen Not-Aus Schalter wie jedes E-Auto - 
Rückwärtsfahrt würde ich mit Polwendeschalter machen. Das spart an 
Gewicht und Elektronik. H-Brücke ist hier viel zu aufwendig.
Controller kann ein einfacher PWM Steller sein und als Endstufe würde 
ich da ein Rudel IRLZ44 einsetzen.

von Pako Riva (Gast)


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Daniel E. schrieb:
> Strassenzulassung? Wir wollen auf dem Grundstück bzw. asphaltierten
> Feldwegen, wo KFZ Verbot herrscht fahren. Unter Aufsicht!

Du hast wirklich ein eigenes Grundstück, das groß genug und vom 
öffentlichen Verkehrsraum abgegrenzt ist?

Ansonsten: Alles was schneller als 6kmh ist gilt rechtlich als Kfz und 
braucht eine Betriebserlaubnis und ein Versicherungskennzeichen. Frag 
mal die vielem Benutzer von Hoverboards, die immer häufiger Ärger mit 
der Polizei bekommen weil ihre Teile weder das eine noch das andere 
haben.

von Marc H. (marchorby)


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Pako Riva schrieb:
> Du hast wirklich ein eigenes Grundstück, das groß genug und vom
> öffentlichen Verkehrsraum abgegrenzt ist?

Sogar ich habe das!

Pako Riva schrieb:
> Ansonsten: Alles was schneller als 6kmh ist gilt rechtlich als Kfz und
> braucht eine Betriebserlaubnis und ein Versicherungskennzeichen. Frag
> mal die vielem Benutzer von Hoverboards, die immer häufiger Ärger mit
> der Polizei bekommen weil ihre Teile weder das eine noch das andere
> haben.

Mimimi...

Was kommt als nächstes? "Ist dir klar das die Bauteile nur von 
Distributoren gekauft werden sollen? Gefälschte Bauteile gehen schneller 
kaputt und könnte den Fahrer ins Unglück stürzen! Vergleiche auf jeden 
Fall das Datenblatt das der Widerstand auch wirklich der ist wie 
angegeben! Es könnte einen Brand auslösen der wiederum ein Waldstück 
entfacht das wiederum schädliche Gase in die Atmosphäre... oh 
Lungenkrebs... übergreift auf Chemiefabrik .. Sevesounglück..."

von Icke ®. (49636b65)


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Daniel E. schrieb:
> eigentlich hatte ich vor, mit meinem fast 8 jährigem Sohnemann ein
> E-Kart zu bauen.

Da bist du nicht der Erste, es gibt hier schon einige Threads zu diesem 
Thema. Von erfolgreicher Fertigstellung liest man indes nichts.

> Batterie: 2x 12V ca. 44 Ah in Reihe aus KFZ

Hauptproblem ist immer wieder die nötige Stromversorgung. Bleibatterien 
sind wenig geeignet, weil bei entsprechender Kapazität zu groß und zu 
schwer. Zudem sind Starterbatterien aus KFZ nicht zyklenfest bzw. 
tiefentladeresistent, sodaß sie nicht lange leben.

> Reicht die 500 W Power für (22 kg Batterien, 30 kg Mensch, 30 kg Kart
> )-> 82 kg zum fortbewegen?

Zum Fortbewegen sicher, fragt sich nur, wie schnell und wie 
geländetauglich. Zum Vergleich, ein Mofa hat ca. 1kW Leistung und kommt 
an Steigungen schon mal ins Schnaufen.

Die Mechanik eines solchen Gefährts ist ebenfalls nicht trivial. Es muß 
stabil genug sein, um nicht auseinanderzubrechen, wenn es über Stock und 
Stein geht. Das erfordert gutes Material und gewisse Erfahrung sowohl 
mit Konstruktion als auch Fertigung von Fahrzeugen. Wenn das Ding im 
Gelände nicht alle paar Meter steckenbleiben soll, müssen beide 
Hinterräder angetrieben werden, d.h. du benötigst entweder ein 
Differential oder separate Motoren mit elektronischer Synchronisierung. 
Ordentliche Bremsen wurden schon genannt. 30kg für das Fahrzeug sind 
unrealistisch, rechne eher mit weit über 50kg ohne Akkus.

von Jörg E. (jackfritt)


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Wo ist die Bremse? Willst du alles selbst aufbauen? Ich habe mit nem 
Kart angefangen. Damit fällt aber Wiese flach. Oder willst du das Kart 
für Wiese umbauen? 30 km/h auf der Wiese ist echt holprig. Das macht 
ohne entsprechende Federung kein Spass. Und dann würde ich auch nicht 
mehr von einem Kart reden. Eher Buggy oder sowas. Muss es bei 24V nen 
IGBT Modul sein? Da sollten FETs sinnvoller sein.
Deweiteren würde ich leichtere LiIon Zellen verwenden.

von Christian B. (luckyfu)


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Icke ®. schrieb:
> Wenn das Ding im
> Gelände nicht alle paar Meter steckenbleiben soll, müssen beide
> Hinterräder angetrieben werden, d.h. du benötigst entweder ein
> Differential oder separate Motoren mit elektronischer Synchronisierung.
> Ordentliche Bremsen wurden schon genannt. 30kg für das Fahrzeug sind
> unrealistisch, rechne eher mit weit über 50kg ohne Akkus.

Beide Hinterräder antreiben, ja, aber ein Differential ist unnötig. Da 
die Räder beide über den Untergrund gekoppelt sind kann man sie entweder 
direkt in Reihe (Was einem Verhalten wie mit einem normalen Differential 
entspricht) oder parallel schalten (entspricht dann dem Verhalten mit 
Sperrdifferential)
Ich würde ebenfalls zu Lithium Batterien raten, egal ob Li-Polymer oder 
Lithium-Eisen-Polymer. Die Batterien haben eine sehr viel bessere 
Energiedichte als Blei(Gel)batterien und sind Zyklenfest. Mittlerweile 
sind sie auch nicht mehr unerschwinglich. Aber ein entsprechendes 
Ladegerät und eine Tiefentladeschutzschaltung (gibt's für um 2€ in der 
Bucht) sind Pflicht.

Ansonsten darfst du dich von den Bedenkenträgern nicht entmutigen 
lassen. Ich bin aber auf die Detaillösungen gespannt (Fahrwerk, wie 
schon gesagt wurde ist Geländefahren ohne Federung nichts schönes) 
Bremsanbindung, Getriebe...

von J. A. (gajk)


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...lass deinen Buben selber in die Pedale treten. Dann ist es am Abend 
müde, hat seine Motorik und Muskeln trainiert, den Kreislauf auf Schwung 
gebracht und ist fertig genug, um euch (Paar?) nicht am Abend auch noch 
auf den Keks zu gehen.

Mir langt es schon, wenn nicht-behinderte Kinder beim Supermarkt wie die 
Made im Speck im Einkaufswagen hocken und die Eltern vollsegieren, was 
noch alles einzukaufen ist....

von Christian B. (luckyfu)


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J. A. schrieb:
> Mir langt es schon, wenn nicht-behinderte Kinder beim Supermarkt wie die
> Made im Speck im Einkaufswagen hocken und die Eltern vollsegieren, was
> noch alles einzukaufen ist....

da spricht der liebevolle Vater kleiner Kinder :)

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