Блог им. imotoviewer → А как бы я спроектировал электромотоцикл?
В современном авто-мотостроении широко применяются платформы — набор неких стандартизированных элементов (двигатель, подвески, части рамы), которые в неизменном виде применяются на нескольких моделях. Так например один и тот же двигатель, только с разными настройками мы можем встретить на дорожнике, турэндуро и даже круизере в производственной гамме одного бренда. Пример — это Honda с моделями Steed, Transalp, Bros и VRX (согласен, что не самый свежий пример, зато наглядный). И на самом деле это благо, ведь именно такая унификация помогает производителю экономить на проектировании и производстве, и как следствие держать адекватную цену для конечного потребителя.
К такому решению производители пришли не сразу, только после спада потребительского бума и жесткой конкуренции между собой. В относительно молодой среде электромотоциклов, пока нет устоявшихся традиций проектирования и уж тем более нет примеров растиражированной электроплатформы, которая бы доказала свою эффективность.
Хотя я достаточно скептически отношусь к электротеме, иногда мне приходят мысли: «А как бы я спроектировал электромотоцикл?».
И вот мои мысли на эту тему:
Что бы спроектировать платформу нужно в первую очередь понять где базовые части (не меняются от модели к модели), а где изменяемые элементы. К базовым частям я предлагаю отнести раму (6) и маятник (7), электродвигатель (2), батарею (1), контроллер (5), BMS (4) и панель приборов с шинами и проводкой (8) — это то, что является самым наукоёмким в разработке и дорогим в производстве поэтому мы и будем это унифицировать. Остальное: подвески, колеса, рули, облицовки — это вариативные части которые и позволят создать неповторимый облик модели и причислить мотоцикл к тому или иному классу.
Теперь займемся архитектурой шасси. За более чем век производства мотоциклов было множество попыток сделать идеальное шасси, но на сегодняшний день эффективней (соотношение цена/качество) чем телескопическая вилка спереди и маятниковая подвеска сзади ничего не придумали. На этом и остановимся. Тип вилки (перевертыш или обычный телескоп), задний моноамортизатор и наличие на нем прогрессии, а также тип колес (литьё или спицы) и их диаметр — это те инструменты которыми будут пользоваться дизайнеры, маркетологи и инженеры, что бы создать мотоцикл определенного класса или определенной ценовой аудитории.
Пришло время поговорить непосредственно о базовой части электро-мото-платформы. Я не буду углубляться в электронику, объем батареи и т.п., мне важнее сама концепция шасси. Как я рассказал выше с подвесками у нас определенность уже есть, они и зададут нам базовые точки для создания рамы. Следующей вводной для проектирования рамы будет расположение комплектующих в объеме мотоцикла. Электродвигатель по сравнению с ДВС достаточно компактный и не требует сложной коробки передач поэтому расположим его соосно оси качания маятника. Такое решение не только располагает двигатель практически по центру тяжести, но и позволяет реализовать цепную передачу, которая не подвержена изменению межосевого расстояния (впервые такое решение применено на BMW G450X), ведь ось качания маятника — это и есть ось ведущей звездочки. Батарея самый тяжелый элемент в шасси, расположим его в передней части рамы для выравнивания центра тяжести. Если посмотреть сбоку на то, что у нас получилось то отлично видно, что единственное место где можно расположить контроллер и другую электро требуху — это место под седлом над двигателем, так и сделаем.
Приступим к раме, у нас есть две базовые точки: рулевая колонка и ось маятника (она же ось двигателя), третья точка которая напрашивается сама по себе — это место крепления амортизатора. В итоге получаем треугольник — самая жесткая фигура, идеально для рамы. Немножко доработав этот «треугольник» получаем простую, но в то же время прочную и жесткую раму. На этом создание шасси закончено и можно посмотреть какие мотоциклы на его основе получаются.
Например вот такой эндуро, причем вариацией подвесок можно создать модели для начинающих или профессиональных райдеров.
Или вот такой супермотард, кататься по городским пробкам на таком будет самое то.
Ну а это мой самый любимый мотик который я нарисовал на этой платформе:
Смесь скремблера, классика и эндурика на пухлых колесах, он мне чем то напоминает Yamaha TW 200. Я считаю этот легкий мотоцикл по истине универсальным, на нем одинаково удобно прошивать городские пробки и кататься по лесным дорожкам, а за счет своей классической внешности на нем и на вечерний променад выехать не стыдно.
Или вот такая вариация той же идеи универсального скремблера.
Вот так бы я спроектировал электро-мотоцикл. А как бы это сделали вы?
- imotoviewer
- Григорий
- 12 сентября 2023 в 21:44
- ?
- imotoviewer
- 13 сентября 2023 в 8:48
- ↑
- ↓
Извиняюсь, писал по памяти и она меня подвела, действительно такое решение впервые применено на BMW G450X, спасибо что заметили и обратили на эту неточность внимание.
- capitan_amer
- 13 сентября 2023 в 15:31
- ↑
- ↓
Какой-то практической пользы от этого нет, только излишнее усложнение конструкции и сборки-разборки
- imotoviewer
- 13 сентября 2023 в 19:51
- ↑
- ↓
При такой конструкции цепь работает в оптимальных условиях так как у неё нет изменения межосевого расстояния во время работы подвески, соответственно её реже нужно подтягивать и служит она дольше
- imotoviewer
- 13 сентября 2023 в 8:53
- ↑
- ↓
Рычаги прогресси можно крепить к мотору, это нужно прорабатывать на стадии проектирования. По мотору: вы правы что ось ведущей звезды и ось ротора электромотра это не одна ось (если конечно не планетарный редуктор), но в этих скетчах я старался предать суть идеи, при дальнейшей проработке, эти все нюансы конечно же нужно будет учитывать
- imotoviewer
- 13 сентября 2023 в 12:41
- ↑
- ↓
Ценная информация, спасибо, что обратили на это моё внимание
- LoneWolfRU
- 13 сентября 2023 в 18:22
- ↑
- ↓
Пружины на амортизаторах с прогрессивной характеристикой (как на КТМ) и не надо никаких рычагов городить.
- LoneWolfRU
- 13 сентября 2023 в 19:12
- ↓
Накидаю идей на будущее :) Верхняя труба слишком длинная, играть будет на кочках под седоком как рессора и геометрия будет плавать (угол рулевой, колёсная база), со всеми вытекающими. Нужна вертикальная перемычка от оси маятника под седло, где перегиб, а лучше фермы (как на рамах Дукати). Очень прочно сделаны рамы на Хонде CR и подобных + съёмный хвост с сиденьем. Для эндуро мотор как надо стоит, а на городской версии можно мотор-колесо поставить, в освободившееся место аккум расширить. Параллельно коробу с одним большим аккумом можно спроектировать короб под быстросменные аккумуляторы (в Китае это популярно сейчас). Если сверху будет место оставаться можно бардачок сделать как на NC700. Барабанные тормоза несовместимы с ABS.
- imotoviewer
- 13 сентября 2023 в 20:04
- ↑
- ↓
Про тормоза я тоже понял когда скетч сделал (увлекся ретро тематикой). Раму нужно считать и станет ясно где нужно усиливать, возможно действительно добавить перемычку. Про бардачок — идея хорошая, тут будет компромисс между емкостью батареи и местом хранения.
- imotoviewer
- 13 сентября 2023 в 19:53
- ↑
- ↓
Все современные авто-мото производители с Вами поспорили бы, почти все современые транспортные средства построены на платформах, просто производители не любят об этом говорить потребителю, т.к. это снижает ценность продукта в его глазах
Всё хорошо, но есть концептуальные ошибки.
— Если речь о мотоцикле, а не о мопеде, нет смысла рассматривать мощность менее 7..8 квт.
Конкретное назначение будет определять потребную мощность и ёмкость батареи. И как раз батарея может всё поломать, придавив своей массой.
Т.ч., основа платформы — это связка электродвигатель-батарея.
— Ну и глупо не рассматривать батарею в качестве несущего элемента конструкции. Штуковина тяжелая, объёмная и по-хорошему, она д.б. прочной. Так, батарея на 10 квт-ч должна весить порядка 60 кг включая 10 кг собственно корпуса.
По-любому, «рама» должна строиться от батареи, а не наоборот.
— Всё остальное менее принципиально. Разве что, иногда стоит учитывать возможность использовать разные типы литиевых элементов, а не только кобальтовые. Ну и о ЦТ сразу стоит думать.
Крче, мотоцикл — не мопед. С электромотоциклом всё очень непросто.
— Если речь о мотоцикле, а не о мопеде, нет смысла рассматривать мощность менее 7..8 квт.
Конкретное назначение будет определять потребную мощность и ёмкость батареи. И как раз батарея может всё поломать, придавив своей массой.
Т.ч., основа платформы — это связка электродвигатель-батарея.
— Ну и глупо не рассматривать батарею в качестве несущего элемента конструкции. Штуковина тяжелая, объёмная и по-хорошему, она д.б. прочной. Так, батарея на 10 квт-ч должна весить порядка 60 кг включая 10 кг собственно корпуса.
По-любому, «рама» должна строиться от батареи, а не наоборот.
— Всё остальное менее принципиально. Разве что, иногда стоит учитывать возможность использовать разные типы литиевых элементов, а не только кобальтовые. Ну и о ЦТ сразу стоит думать.
Крче, мотоцикл — не мопед. С электромотоциклом всё очень непросто.
- imotoviewer
- 14 сентября 2023 в 7:04
- ↑
- ↓
Про несущий корпус батареи полностью согласен, потенциал этого решения огромен. Я когда прорабатывал представленную концепцию, как раз задумывал это семейство мотоциклов как легкие узкие байки, и двигатель предполагался в районе 3-5 кВт, батарея же осознано крепиться к раме спереди и не является несущим элементом, что позволяет её легко демонтировать (открутить и она по сути выпадет вниз-вперед) — такие у меня были мысли.
Тут фокус в том, что мопеды мощностью 3-4 квт в номинале и с реалистичным запасом хода около 70 км «собираются» не слишком сложно. И для них вариантов исполнения батареи много, включая и популярный съёмный вариант. А вот с границы 5 квт и 100-150 км начинаются проблемы. По применению, 5-6 квт ном. — это уже фактически в сегменте бензиновых осьмушек (из-за пиковой мощности в чём-то и лучше), но с электротягой в этом сегменте прокатывают только городские скутеры с подрезанным пробегом. Всё остальное получается каким-то невменяемым, и именно из-за батареи. И т.д., и т.п.
Лет 10 назад, ещё до всеобщего психоза с электротягой, я пытался «собрать» как раз что-то из серии 5 квт 150 км чисто для дачи. Получалось дорого и совсем бестолково, если сравнивать с ДВС. Закончилось это тем, что в процессе сравнения с бензиновыми аналогами я заразился мотоциклизмом головного мозга, сдал на категорию и купил себе эндурика. Это оказалось дешевле, лучше и проще. А я случайно стал мотоциклистом, хотя до этой истории даже не задумывался.
С тех пор я разве что слегка отслеживал тему. Но последнее время начал посматривать на другую категорию, типа 4 квт ном., 10-15 квт продолжительный пик, 70-80 км реалистичного пробега для города (тут есть вопрос, но скорее норм), литий-железо-фосфат аккум (примерно 25 кг LiFePO4 ячеек емкостью около 4 квт*ч, скорее интегрированный и конструктивно нагруженный). Имха, может получится весьма бодрый и лёгкий аппарат. Лучше универсальный, для города и деревни, с точностью до резины.
Как Вам такая платформа?
Лет 10 назад, ещё до всеобщего психоза с электротягой, я пытался «собрать» как раз что-то из серии 5 квт 150 км чисто для дачи. Получалось дорого и совсем бестолково, если сравнивать с ДВС. Закончилось это тем, что в процессе сравнения с бензиновыми аналогами я заразился мотоциклизмом головного мозга, сдал на категорию и купил себе эндурика. Это оказалось дешевле, лучше и проще. А я случайно стал мотоциклистом, хотя до этой истории даже не задумывался.
С тех пор я разве что слегка отслеживал тему. Но последнее время начал посматривать на другую категорию, типа 4 квт ном., 10-15 квт продолжительный пик, 70-80 км реалистичного пробега для города (тут есть вопрос, но скорее норм), литий-железо-фосфат аккум (примерно 25 кг LiFePO4 ячеек емкостью около 4 квт*ч, скорее интегрированный и конструктивно нагруженный). Имха, может получится весьма бодрый и лёгкий аппарат. Лучше универсальный, для города и деревни, с точностью до резины.
Как Вам такая платформа?
- imotoviewer
- 15 сентября 2023 в 8:23
- ↑
- ↓
Собственно я примерно это и представлял, за исключением того, что батарею хотел делать быстросъемной (как я писал она «вываливается» вниз-вперед), что бы можно было оставив байк на парковке поднять эту батарею в квартиру и зарядить для следующего дня, а не заморачиваться откуда взять электричество на парковке у дома
Для того, ч.б. оно хоть как-то куда-то ехало и походило на мотоцикл, ставить батарею меньше 4-5 квт*ч смысла нет. Всё, что меньше, это мопед. Даже с литий-кобальтовыми элементами, корпусированная батарея потянет на 25 кг. Таскать такую хреновину с парковки до дома — ещё та радость. Лифер будет ещё тяжелей.
Т.ч., такую емкость при съёмном варианте обычно разбивают на две батареи, что несколько облегчает переноску, но усложняет проектирование, увеличивает затраты и конструктивно ограничивает. К тому же, лиферы всё равно тяжеловаты, а заряжать и хранить дома литий-кобальтовые, да ещё такой емкости, это хреновая идея.
Крче, если речь о нормальной каждодневной эксплуатации, то хотя бы одна розетка в течении суток должна быть доступна. А смысл съёмных аккумов для больших емкостей не слишком велик.
Т.ч., такую емкость при съёмном варианте обычно разбивают на две батареи, что несколько облегчает переноску, но усложняет проектирование, увеличивает затраты и конструктивно ограничивает. К тому же, лиферы всё равно тяжеловаты, а заряжать и хранить дома литий-кобальтовые, да ещё такой емкости, это хреновая идея.
Крче, если речь о нормальной каждодневной эксплуатации, то хотя бы одна розетка в течении суток должна быть доступна. А смысл съёмных аккумов для больших емкостей не слишком велик.
- imotoviewer
- 15 сентября 2023 в 8:25
- ↑
- ↓
Возможно, это нужно прорабатывать и смотреть где будет по итогу центр тяжести находиться
- bystr_medlen
- 14 сентября 2023 в 11:31
- ↓
У меня в последнее время в голове крутится идея инженера-чайника сделать бюджетно самодельный электро-мотоцикл.
как я это вижу: рама от китайского эндуро или от советского минск (они у меня уже есть), двигатель выковырять из разбитой Тойота Приус, батареи от электро самокатов\велосипедов, электроника из ардуино, рапсбери пи (возможно эти решения вообще не в кассу). Идея и концепция — делать из максимально доступных и универсальных деталей (говна и палок), которые лежат прямо тут и их не надо откуда то заказывать и ждать.
как я это вижу: рама от китайского эндуро или от советского минск (они у меня уже есть), двигатель выковырять из разбитой Тойота Приус, батареи от электро самокатов\велосипедов, электроника из ардуино, рапсбери пи (возможно эти решения вообще не в кассу). Идея и концепция — делать из максимально доступных и универсальных деталей (говна и палок), которые лежат прямо тут и их не надо откуда то заказывать и ждать.
- LoneWolfRU
- 15 сентября 2023 в 6:29
- ↑
- ↓
Тоже была такая идея, нужен был мот, который минимум 65 км проедет, из них 45 со скоростью не меньше 90 по трассе (обочин нет). Хотел на большой раме «Грань» собирать. Потом прикинул какая для этого батарея нужна, свой бюджет и в итоге 45 км заменила пригородная электричка, а мотоцикл обычный электровелик, максимально лёгкий, чтоб в электричку пихать.
У меня сейчас вторая итерация с очень похожей формулой. Первая итерация с треском провалилась из-за большого требования к пробегу. Сейчас идея в том, ч.б. по мощности и конструкции закосить под мопед, но обеспечить комфортную крейсерскую 90 км/ч. И тут у меня больше вопросов к конструкции и ходовой.
- bystr_medlen
- 15 сентября 2023 в 10:47
- ↓
да, цены на батареи я смотрю и пропадает желание этим заняться :)
- EgorEgorich
- 26 сентября 2023 в 2:44
- ↓
Надо использовать новые физические принципы!, например батарейки и ноги кенгуру вместо мотора с вживлеными елекродами, управление искуственным интелектом какой ногой начинать дрыгать :-)
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии.
Войдите, пожалуйста, или зарегистрируйтесь.
Комментарии (31)
RSS свернуть / развернуть