Homologacija električnega vozila

Posted on Posted in Predelava e-Punto

Če se želimo legalno voziti z predelanim vozilom po cestah, moramo le tega peljati na pregled ustreznosti. To lahko opravimo na številnih homologacijskih pregledih po vsej Sloveniji. Naj pa omenim, da ta pregled za električna vozila ni možen na vseh homologacijskih pregledih. Ker pa v Sloveniji nimamo nekega kvalitetnega zakona o električnih vozilih, tudi ni nekih standardnih predpisov, kakšne so zahteve za homologacijo. Zato vam priporočam, da se pred predelavo pozanimate na homologacijskih pregledih (kamor imate namen peljati), kakšne so zahteve, da kasneje ne boste imeli nepravilno predelano vozilo. Namreč to vam lahko povzroči veliko dodatnega dela in seveda tudi časa. Vsekakor pa za homologacijo potrebujete Tehnično poročilo, katero vsebuje opis predelave in tehnične podatke vgrajenih komponent. Takšno poročilo si lahko ogledate v nadaljevanju tega članka. Naj pa tu še omenim, da v primeru montaže dnevnih luči, lahko homologacijo opravite skupaj z homologacijo vozila in tako nekaj privarčujete.

 

 TEHNIČNO POROČILO:

Tehnicno_porocilo_Punto_1_stran

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. UVOD

Namen predelave vozila je menjava bencinskega pogonskega agregata z električnim motorjem. Z takšno menjavo zmanjšamo hrupnost vozila v okolici, izničimo neposredni izpust škodljivih plinov v ozračje in znižamo stroške prevoza.

 

2. TEHNIČNI PODATKI AVTA PRED PREDELAVO

Znamka: Fiat
Tip: 188BXA1A01C
Komercialna oznaka: PUNTO / 1.2
Masa vozila: 875kg
Največja dovoljena masa vozila: 1385kg
Leto izdelave: 2000

 

3. ODSTRANJEVANJE ODVEČNIH DELOV

Za predelavo je bilo potrebno odstraniti bencinski motor, hladilnik motorja, izpušni sistem in posodo za gorivo vključno z polnilnimi cevmi. Vozilo je po zunanjih gabaritih ostalo nespremenjeno, prav tako so nespremenjeni prema, krmilni ter zavorni sistem in menjalnik. Na nosilni karoseriji ni bilo izvedenih sprememb.

Brez_motorja

 

 

 

 

 

 

 

 

4. PODATKI O NOVO VGRAJENIH KOMPONENTAH:

4.1 ELEKTRIČNI MOTOR:

Proizvajalec: Zibo Super Motor CO., LTD
Tip: ZC11B-144C
Serijska št.: 100671-03
Moč: 11kW
Napetost: DC – 144V

Slika podatkovne tablice motorja:

Motor_tablica

 

 

 

 

 

 

Motor je DC trakcijski, z zaporedno vezavo magnetnih tuljav. Montiran je direktno na obstoječi menjalnik, preko aluminijaste adapter plošče debeline 10mm. Adapter plošča je na strani menjalnika montirana z vijaki iste dimenzije, kot je bil v originalu montiran bencinski motor, na strani električnega motorja pa sem uporabil 6 kos vijakov velikosti M12. Vsi vijaki so trdnostnega razreda 8.8. Za vrtljivi spoj pogonske osi motorja in menjalnika, sem uporabil spojni element izdelan iz obstoječe sklopke in spojnika, katerega sem dobil poleg električnega motorja. Električni motor in menjalnik sta montirana na obstoječa pritrdila na karoseriji. Montaža je tako izvedena na enak način, kakor pri originalnem vozilu. EMC certifikat za električni motor se nahaja v prilogi 1. Risbi aluminijaste montažne plošče in podložne plošče se nahajata v prilogi 2.

Slika spojnika motor – menjalnik in slika montažne plošče:

Spojnik Spajanje_motorja_in_menjalnika

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Slika montiranega motorja in menjalnika:

Vgradnja_motorja_1

 

 

 

 

 

 

Slika montiranega motorja in menjalnika spodnja stran:

Vgradnja_motorja_2

 

 

 

 

 

 

4.2 REGULATOR HITROSTI VRTENJA MOTORJA:

Proizvajalec: Kelly Controls, LLC
Tip: KDH14400A
Tok (max): 400A
Pogonska napetost: nazivna 24V – 144V (delovna 18V – 168V)
Frekvenca PWM: 16.6 kHz

Regulator deluje z PWM regulacijo enosmerne napetosti, kar je idealno za krmiljenje enosmernih motorjev. S tem sistemom dobimo veliko moči iz motorja tudi pri nizkih obratih. Regulator je montiran na dodatnem hladilnem rebru, kar mu omogoča boljše hlajenje. Vse skupaj pa je montirano v kovinsko ohišje, kar še dodatno zmanjšuje elektro magnetne motnje v okolici in preprečuje dotik z roko v nevarno električno napeljavo. EMC certifikat za regulator se nahaja v prilogi 3.

Slika regulatorja in njegove podatkovne nalepke:

Kontroler_nalepka

 

 

 

 

 

 

Električna vezalna shema za priklop pogonskega motorja in regulatorja:

Shema_Priklop_motorja

 

 

 

 

 

 

 

4.3 POGONSKE BATERIJE:

Tehnični podatki baterij:
Proizvajalec: Winston
Tip: WB-LYP100AHA LiFePo4
Število baterij: 45
Skupna napetost: 144V
Kapaciteta 1kos: 100Ah

Baterijski set je sestavljen iz 45 LiFePo4 100Ah celic, vezanih zaporedno. Skupna nazivna baterijska napetost znaša 144V. Baterije so zaradi porazdelitve teže nameščene po celem vozilu, 23 kosov je montiranih v motorni prostor, 20 kosov je montiranih pod zadnjo klopjo, namesto bencinskega rezervoarja, 2 kosa pa sta montirana v prtljažnem prostoru. Montaža je izvedena s kovinskimi nosilci, kateri so sestavljeni z vijaki (oznaka 8.8). Za dodatno zaščito pa so baterije vstavljene v aluminijasta ohišja, katera tudi preprečujejo dotik baterij z roko. CE certifikat za baterije se nahaja v prilogi 4.

Vgradnja_baterij_2

Vgradnja_baterij_3Vgradnja_baterij_1

 

 

 

 

 

 

Vgradnja_baterij_4

Vgradnja_baterij_5

Vgradnja_baterij_6

 

 

 

 

 

 

Vgradnja_baterij_7

 

 

 

 

 

 

4.4 ZAVORE

Sistem delovanja zavor je ostal nespremenjen in deluje enako kot pri obstoječem vozilu. Dodana pa je električna podtlačna črpalka, katera nadomesti podtlak iz motorja z notranjim izgorevanjem. Črpalka je bila vzeta iz vozila na Diesel pogon znamke Volvo in je že primerna za vgradnjo v avto. Dodatno sem montiral še podtlačni senzor, kateri izključi črpalko, ko doseže -0,6 bara podtlaka, ter jo zopet vključi, ko podtlak pade pod -0,5 bara. Tehnični podatki o podtlačni črpalki se nahajajo v prilogi 5. Tehnični podatki o podtlačnem senzorju pa se nahajajo v prilogi 6.

Slika montirane podtlačne črpalke:

Podtlacna_crpalka

 

 

 

 

 

 

Električna vezalna shema za podtlačno črpalko:

Shema_Vakuum_crpalka

 

 

 

 

 

4.5 OGREVANJE POTNIŠKE KABINE:

Ogrevanje je ostalo ne spremenjeno, saj se za gretje še vedno uporablja vodni radiator, kateri je originalno vgrajen v vozilu. Nadomestil sem samo gretje vode z električnim grelcem Intesi, kateri ima napajalno napetost od 120V do 180V, moč gretja 1500W. Za dodatno varnost ima montiran varnostni pokrovček, kateri v primeru vretja vode le to varno izpusti iz posode. Grelec je izdelan po CE zahtevah. Za črpanje vode v sistemu sem uporabil vodno črpalko proizvajalca Bosch, katere se vgrajujejo v vozila v primerih bencinskega ogrevanja Webasto. Tehnične specifikacije se nahajajo v prilogi 7.

grelec_2Grelec_1

 

 

 

 

 

 

Električna vezalna shema za priklop grelca kabine:

Shema_Priklop_grelca

 

 

 

 

 

4.6 12V ELEKTRO INSTALACIJA:

Obstoječa električna napeljava je ostala nespremenjena za večino porabnikov v avtu. Iz instalacije so bili izključeni vsi porabniki povezani z bencinskim motorjem, dodatno pa so priključeni novi porabniki na skupno varovalko, katera je v serijskem avtu služila za ventilator hlajenja motorja (varovalka v motornem delu F06 vrednost 30A). Varovalka je napajana preko startne ključavnice, tako da se vsi novi porabniki vključijo ob zagonu vozila. Vsi dodatni porabniki pa imajo še dodatne varovalke. Poleg 12V baterije sem vezal galvansko ločen DC/DC pretvornik, kateri skrbi, da so 12V porabniki stalno napajani iz pogonskih baterij. Galvanska ločitev v DC/DC skrbi, da pogonske baterije v nobenem primeru niso povezane z ohišjem vozila oziroma z 12V napajalno linijo. Za DC/DC pretvornik sem uporabil računalniški napajalnik, kateri ima na 12V izhodu možnost priklopa do 552W moči. Zamenjal pa sem mu izhodne vodnike z vodniki primernimi za to moč. Dodal sem še konektor za enostavnejši priklop. Napajalnik ustreza vsem standardom o električnem napajanju.

 

DC_DC_1DC_DC_2

 

 

 

 

 

 

Električna vezalna shema za vse dodatno vezane 12V porabnike:

Shema_12V_dodatna_instalacija

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Električna vezalna shema za priklop galvansko ločenega DC/DC pretvornika:

Shema_priklop_DC_DC

 

 

 

 

 

 

4.7 ZAŠČITA ZAGONA MOTORJA (BLOKADA MOTORJA)

Za preprečitev nenadzorovanega starta vozila sem vgradil dodatne relejne in stikalne električne blokade. Vse te blokade so vezane na glavni odklopnik, kateri v primeru neizpolnjenega pogoja ne starta vozila, oziroma vozilo izključi, če se med delovanjem kateri izmed pogojev prekine. Glavni odklopnik prepreči start vozila z popolno prekinitvijo električne napetosti iz pogonskih baterij.

Pogoji za start so:
• Vključitev startne ključavnice v pozicijo 1 (prvi kontakt)
• Vključeno stikalo za primer trka z vozilom v nek drug objekt
• Vključeno stikalo za izklop v sili na armaturni plošči (rdeča goba)
• Zaprte voznikove vrata, pokrov motorja in pokrov za polnjenje vozila
• Stisnjena nožna zavora
• Spuščen pedal za dodajanje moči
• Vključitev startne ključavnice v pozicijo 2 (zagon motorja)

Z stikalom za izklop v sili na armaturni plošči, lahko s tem sistemom, kadarkoli varno izključimo vozilo.

 

Izklop_v_sili

 

 

 

 

 

 

Električna vezalna shema za zaščito zagona motorja:

Shema_Zascita_zagona_motorja

 

 

 

 

 

 

4.8 DNEVNE LED LUČI

Zaradi velike porabe električne energije prednjih žarometov, sem se odločil za montažo LED dnevnih luči.

Tehnični podatki:
Proizvajalec: NSSC
Tip: NS502HP
Svetilnost: 900 – 1000 Lumen
Barva svetlobe: Hladno bela 5600K

Dnevne luči se vključijo avtomatsko ob prvem kontaktu startne ključavnice in so vključene vedno, kadar niso vključeni prednji žarometi oziroma pozicijske luči. Ko vključimo prednje žaromete se dnevne luči ugasnejo, kar je v skladu z pravili. Dnevne luči so vgrajene več kot 25 cm od tal. Potrdila o skladnosti so na voljo v prilogah 8 in 9.

Dnevne_luci

 

 

 

 

 

 

4.9 ELEKTRIČNI VODNIKI IN POVEZAVE

Močnostne električne vodnike sem dimenzioniral glede na Priročnik za elektrotehniko in elektroniko, kjer je zapisano, da za 250A DC toka potrebujemo 70mm2 presek mehke žice. Vse žice sem dodatno izoliral in označil z oranžnimi termo krčljivimi cevmi. S tem sem dobil dvojno izolacijo in ob enem oranžno označil vse vodnike na prisotnost višje električne napetosti. Pod avtom, natančneje v kanalu, kjer je bila obstoječa izpušna cev, pa sem vodnike za dodatno mehansko zaščito vstavil v Alkaten cevi, katere sem prav tako označil z oranžno barvo. Vse povezave so izvedene na način, da ni možen dotik z roko, razen v primeru odvitja vijakov na pokrovih (baterijski kabineti), oziroma odklepanja z ključem (razdelilna omara v motornem prostoru). Vse lokacije, kjer pa je možno priti v stik z višjo napetostjo z odvijanjem vijakov oziroma z odklepanjem, pa so ustrezno označene z rumenimi napisi »Pozor! Visoka napetost! Življenjsko nevarno!« in sliko s strelo v črnem trikotniku, kot je v predpisih za električne instalacije. Kot je zahtevano v predpisih je upornost med pogonskimi baterijami in ohišjem vozila večja od 10M ohm.

Povezave_1Povezave_2Povezave_3

 

 

 

 

 

 

Povezave_4

 

 

 

 

 

 

 

5. POLNJENJE BATERIJ

V vozilu ni vgrajenega polnilnega modula, zato se polnjenje izvaja izključno z zunanjim polnilcem v domači hiši. Vozilo ne bo v uporabi več kot 20km od domače polnilne postaje, zato ni smotrno s seboj voziti dodatno težo polnilca. Zaščita polnilnega priključka je izvedena z električnim odklopnikom, kateri se vključi, ko na pin 3 in 4 priključimo 230 V AC. V tem trenutku se nam priključi še baterijska napetost na pinu 2 (+) ter 5 (-) , in nam omogoči polnjenje. Na pin 1 je priključena ozemljitev vozila. Če med polnjenjem izvlečemo polnilni priključek se v trenutku izključi tudi prisotnost baterijske napetosti na priključku. Za zaščito proti priklopu kakršne druge napetosti sem na potezno tuljavo odklopnika priključil še 6A (F11) hitro varovalko, katera izključi odklopnik v trenutku nepravilne priključitve.

Slika polnilnega priključka in električnega odklopnika:

Polnilni_kontaktorKonektor

 

 

 

 

 

Vezalna shema za polnilni priključek:

Shema_polnilnega_prikljucka

 

 

 

 

 

6. VOŽNJA VOZILA

Vozilo se v osnovi uporablja kot vsako standardno vozilo. Razlika je v tem, da v tem primeru ne uporabljamo sklopke, ker se motor vedno popolnoma ustavi, kadar spustimo nogo iz pedala za dodajanje moči. Tako lahko brez skrbi prestavljamo v vzvratno vožnjo oziroma v četrto prestavo. Pogonski motor je dovolj močan za speljevanje v četrti prestavi in prav tako v četrti prestavi doseže hitrost 90km/h, kar je dovolj za vožnjo izven hitrih cest.

 

7. PRILOGE K TEHNIČNEM POROČILU

1. Certifikat EMC za pogonski motor
2. Risba montažne plošče motor – menjalnik
3. Certifikat EMC za regulator motorja
4. Certifikat CE za pogonske baterije
5. Tehnične specifikacije za podtlačno črpalko za zavore
6. Tehnične specifikacije za podtlačni senzor za zavore
7. Tehnične specifikacije za vodno črpalko za ogrevanje kabine
8. Certifikat za vgradnjo dnevnih luči ECE R87
9. Certifikat za vgradnjo dnevnih luči ECE R87 in E4

Sestavil:
Uroš Miklavčič
Naslov
email: abc.abc(a)gmail.com
GSM: 071 123 456

 

Takšno poročilo je potrebno še natisniti, zvezati v knjigo in oddati na homologacijskem pregledu.