Mofa Hybrid

[Emilia Fairbrook]

Ich spiele schon lange mit dem Gedanken aus meinem Mofa einen Hybriden zu machen...sprich Benzin- und Elektromotor an einem Mofa.

Ich kenne mich gut aus mit Bürstenlosen (Brushless) Elektromotoren und habe somit zumindest eine gute Basis für dieses Projekt.
Auch habe ich bereits einen Grossteil der Teile bestellt...doch wie es halt so ist fehlt momentan die Zeit zum es auch verwirklichen. Das wird sich aber Jobbedingt bald ändern

Bevor ich allerdings damit anfange wollte ich hier mal nachfragen ob evtl jemand schon mal sowas gemacht hat?
Oder davon gehört?

Der Elektromotor würde bei dem Piaggio SI die Pedalen ersetzten. Die Tretwelle und Pedalen bleiben zwar dran, damit das ganze von aussen immer noch "legal aussieht", aber die Kette wird nicht mehr auf dem Ritzel der Tretwelle sein, sondern an einem Elektromotor.

Der Motor hat 1800kW, das entspricht 2.4 PS
Gespeist wird das Ganze aus einer 12V, 10Ah Bleiakku
Theoretische Fahrzeit bei Vollgas: 4min
Das zeigt auch wofür der Motor verwendet werden soll -> Anfahren und wenns wirklich stark Berg rauf geht

Als erste Etappe soll der Motor einfach als Direktantrieb an der Tretkette sein, 2:1 Übersetzung
Damit wären dann im Leerlauf 260km/h...was selbstverständlich nur ein Rechenwert ist.
Dieser Setup ist nur um den Motor und die Regelung zu testen. Drehmoment am Rad maximal 7.5Nm
Motorsteuerung wird über einen federrückgestelltes Poti betrieben.

Ebenfalls soll der Bleiakku mittels der Motorinternen Lichtspule geladen werden können (Ein/Ausschaltbar)
Ladeelektronik dazu ist vorhanden, ist ja zum Glück simpel bei Bleiakkus. Somit kann z.b bei leichtem Gefälle oder wenn der Topspeed vom Benziner eh nicht gebraucht wird der Akku geladen werden. Dachte so an ca 1A Ladestrom. Mein Licht braucht im Total 15W, soweit ich weiss darf die Spule bis 30W belastet werden beim Piaggio SI PTT (Töffflirahmen ist von einem Mofa, Motor vom Kleinmotorrad )
Resp Ladestrom wird 2A sein, aber das Licht hängt dann auch direkt am Akku drann.


Später soll eine Übersetzung von 1:8 erreicht werden, womit eine Leerlaufgeschwindigkeit von 65km/h mit einem Drehmoment von bis zu 30Nm erreicht wird!
Ob das die Tretkette aber hält weiss ich nicht und fand dazu auch keine Daten :S


Letzte Umbaustufe ist es dann eine Rückspeisung der Energie zu ermöglichen...das ist aber Zukunftsmusik...habe aber schon einige Konkrete Ideen mit Superkondensatoren die ja auch jedes Jahr günstiger werden ^^


Was haltet ihr davon?
Irgendwelche Einwände?
Verbesserungsvorschläge?
Das ganze mache ich wirklich v.a. aus Neugier und Bastelfreude, wer also einen wirklichen Sinn dahinter sucht, der sucht vergeblich

Besteht interesse an einem Projektthread mit Bildern und Berechnungen des Motors/Elektronik?
Falls ja, würde ich das Projekt dokumentieren, wird allerdings jobbedingt erst im März damit anfangen können.

[gluglu81]

Idee ist gut... Umsetzung aber je nach Komponenten schwierig. Deine Angaben lassen das aber nicht einschätzen.

Es gibt's schon Ansätze in die Richtung, meist einfach mit nem richtigen Mofa anstatt nem piaggio
Wirklich was brauchbares haben aber nur wenige Zustände gebracht.

Lass doch mal genauer durchblicken was für nen Motor und ESC du verwendest.

[Emilia Fairbrook]

Ja was meinst du denn warum ich ein Piaggio verwende...wenn irgend was schief geht habe ich nichts verloren
Zudem ist es mit dem echt einfach, hat reichlich Platzt unter der Abdeckung.

Komponenten
Motor: 400kv, 12V, 1800W
ESC: 200A max
Batterie: 12V 10Ah

ESC hat reichlich Reserven, der sollte kein Problem darstellen
Motor sicher auch auf der (zu)starken Seite
Die Batterie ist zu schwach (also maximaler Strom), aber ich habe eine Fabrikneue für 50.- bekommen. Notfalls wird die für was anderes gebraucht und ein Akku aus 186500 Lithium Akkus gefertigt.

[gluglu81]

an sowas hab ich auch schon gedacht... aber es gibt da ein paar Sachen die leider nicht ganz unproblematisch sind bei den Modellbaukomponenten.
ich bin damals bei meinen überlegungen von einer rein elektrischen variante ausgegangen, nicht so wie du der das nur als Zusatzhilfsmotor einsetzen willst, aber die Probleme sind die Selben.

Leistung klingt super... nur wenns so wäre hätte ich längst mein 1,2PS Mofamotor gegen so einen getauscht.
Das Problem ist dass du damit keine grossen Massen beschleunigen kannst. Modelldinger, evtl. noch ein Motorskateboard mit wenig Rollwiderstand... danach wirds kritisch.

Der Regler ist dann besonders wichtig. Die Modellbauregler sind irgendwie nicht so dafür gemacht.
Blockiert ein Motor bzw. ist überbelastet und kann nur langsam hochdrehen, dann steigt der Strom und je nach Regler gibts den magischen Rauch.
Ein 0815 Modellbauregler ist nicht geeignet. Evtl. wäre der opensource ESC was... http://vedder.se/2015/01/vesc-open-source-esc/ bzw. guck hier: http://esk8.de/

Ob die 8mm Welle hält ist ein bisschen fraglich... wenn du kannst such dir doch einen mit ner dickeren Welle.
Mit 12mm hab ich mal einen dicken Brummer bei HK gefunden, wassergekühlt.
Damit hat auch schon einer ne Seifenkiste gebaut, aber ich find die alten Links nicht mehr.

Deine Batterie ist jedenfalls nicht für solche Leistungen ausgelegt, da hast du sicher mal ne Leistungseinbuse. Obs stört, vermutlich nicht. Jedoch normalerweise fährt man höhere Spannungen und nicht "nur" 12 V.
Sogar meine Brushed 250 Watt Elektrobierkiste hat 24V...

guck auch mal bei Goldenmotors.com auf die Homepage, da gibts richtige Motoren für solches. Kosten aber auch
ne 1000 Watt brushed Combo gibts ja schon recht billig die auch für solches geht. aber die sind auch einges grösser.
Generell ist das von so nem kleinen Motor, auch wenn er mit 1,8kw angegeben wird irgendwie nicht ganz realistisch.
Auch würde deine Trettkette bei effektiven 1,8kw wohl reissen.

Ich hab aber schon solche gesehen welche so einen Motor quasi als Direktantrieb (wie ne Reibrolle beim Solex) aufs Hinterrad geklemmt haben. Sobald man unterwegs war konnte man den dazu schalten. Jedoch nur im Flachland!



auch ich hab den Gedanken noch nicht verworfen, aber das Modellbauzeug ist nicht Ideal und die chance das du was verheizt bwz. entsprechendes Lehrgeld zahlen musst ist gross.

Ich hab da nen Kontakt zu jemanden der bei der Brusa arbeitet. Die entwickeln so Systeme und einer dort, so hab ich vernommen baut sich ein E-Mofa um. Vielleicht bekomm ich da mal mehr Infos.
Umgebaute E-Puchs gibts übrigens, musst mal googeln. 3-4 hab ich schon gefunden, jedoch sinds keine Raketen

[Emilia Fairbrook]

Besten Dank für die Links und die Antwort!

Dass die Modellbausachen nicht optimal sind weiss ich.
Und mit einem dafür ausgelegten ESC holt man definitiv einiges mehr an Leistung raus, auch das ist klar. Jedoch bin ich oftmals erstaunt wie gut die Sachen dann doch funktionieren. Wir hatten dazumals für ein Projekt an der Uni
einen 200W Motor bis zu 5 Minuten mit 600W Belastet und der hat das ohne Probleme ausgehalten. Brushlessmotoren sind echt verdammt hart im Nehmen.


12V hat 2 stark überzeugende Gründe
1) Ist eine super Boardspanung fürs Licht sowie andere Elektronik am Töffli
2) Maximale Drehzahl des Motors -> der Motor verträgt locker 36V...nur hat er dann auch die dreifache Drehzahl. Das muss dann mit einer Übersetzung wieder kompensiert werden. 1:8 bringe ich relativ einfach mit einer Stufe hin, 1:24 allerdings nicht :S

Der Strom werde ich natürlich anfangs überwachen, habe passendes Messinstrument bis 150A
Wie du sagtest, kann gut sein dass der Motor gar nicht erst beginnt zu drehen.
Eine mögliche Lösung wäre eine Rutschkupplung zu verbauen, so wie es das Mofa Motorseitig eh schon hat.

Mir ist bewusst, dass schlimmstenfalls Motor und Regler hops gehen...denke jedoch zumindest deren defekt kann ich durch Überwachung verhindern. Falls die Komponenten sich als unbrauchbar herausstellen kann ich die auch für andere Projekte benutzen, das ist schon okay.

Dass die Welle zu dünn sein könnte, daran habe ich nie gedacht, aber ja, das könnte ein Problem sein.
Muss mal nachrechnen was für Kräfte darauf wirken.

Was ich noch sagen muss, die 1.8kW / 2.4PS sind selbstverständlich nicht mit einem 1.2PS Benziner zu vergleichen, hast du schon recht
Zudem wird der Motor die 1.8kW wohl auch nur mit 36V erreichen. Mit meinen 12V sind das im besten Fall wohl noch so ein knappes PS bevor der abraucht. Doch auch das wäre ja schon schön.

Wie gesagt geht es mir ja auch grösstenteils ums Basteln und dabei was zu lernen.
Falls es wiederewartens klappt...habe noch ein 2tes Piaggio, dann reiss ich dem wirklich den Motor raus und hau was nur Elektronisches rein...bei einem Piaggio darf man sowas machen



NACHTRAG:
Die Idee kommt v.a dank diesem Video: https://www.youtube.com/watch?v=4_ImE0sRnfM" onclick="window.open(this.href);return false;
Er hat hierbei den gleiche Motor verwendet, mit einem 70A Modellbau ESC und 24V Akku und einer 2:1 Übersetzung.
Mit meinem ExcelFile das ich erstellt habe, kommt er mit dem Setup auf eine Theoretische Geschwindigkeit ohne Reibverluste von 54km/h...effektiv hatter er dann noch 34km/h auf Betonboden.
Deshalb denke ich, dass der Motor mit passender Übersetzung und mehr Strom durchaus auf ca 60km/h bringen könnte.
Und rein elektrisch soll das Teil ja nie fahren...dann stinkts ja nicht mehr
Mit der Hilfe des Benziners hoffe (!) ich, dass der Motor einigermassen okay aus dem Stillstand beschleunigt.

[gluglu81]

es gab mal die alten Elektro Solo Mopeds... die hatten auch sowas wie ne Fliehkrafkupplung am E-Motor.

Spoiler für :

wenn du es schaffst, dass der Regler wegen des Trägheitmoments nicht gleich abraucht, musst du nur die Motortemperatur überwachen.
Dort ist es wie bei allen Brushless, bis 80 Grad ist unkritisch. Darüber nimmt die Magnetkraft unwiederbringlich ab, was natürlich einen Kraft bzw. Leistungsverlust bedeutet und das leider dauerhaft.
Aussenläufer sind da grundsätzlich besser geeignet wegen der Kühlung.


Es ist nicht nur die Spannung, deine Batterie bringt auch kaum anfangsstrom im vergleich zu nem LiPo.
Ich denke es ist ne Ilusion zu glauben dass man mit der Mofalichtspule eine Batterie laden kann. Den Gedanken würde ich bei so einer Anwendung komplett verwerfen, zumindest nicht als Entwicklungskriterium im Konzept.

Das mit der Übersetzung ist ein Problem, aber findest du keinen Motor mit weniger KV?
zb.: http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... 195KV.html
übrigens musst du aufpassen, nicht jeder Regler ist für jeden Motor geeignet und kann folglich nicht alle KV abdecken.


vielleicht noch ne Kenngrösse am Rande erwähnt:
die 2200kv Motoren von Castle im 1/8er Bereich welche mit nem 120A Regler betrieben werden (max 6S), sind für Modelle um die 5kg spezifiziert.
Wieviel da die KW Angabe ist weiss ich grad nicht...



ich find das sehr spannend was du hier vor hast. Nur weiter so... versuch macht klug und wenns sogar noch funktioniert ist doch super
man darf aber auch nicht enttäuscht sein wenns nicht klappt.

[Emilia Fairbrook]

versuch macht klug und wenns sogar noch funktioniert ist doch super
man darf aber auch nicht enttäuscht sein wenns nicht klappt.

Das soll auch das Motto des ganzen Projekts sein

Keine Ahnung warum ich diesen Motor nicht gefunden habe
Hobbyking habe ich extra nach tiefen KV Motoren durchsucht und keinen gefunden.
Doof :S
Den hätte ich jetzt gleich genommen, naja, Pech

Ich habe auch schon an ein Arduino gedacht, der Temperatur, Strom und Spannung überwacht. Und dem Motor automatisch weniger Saft gibt wenn er zu heiss wird oder den maximalen Strom begrenzt falls er zu viel will...aber ja, das kommt dann wenn ich sehe, dass das ganze "verhebbed"

Die Batterie ist zu wenig stark, das ist ganz klar.
Zum Testen habe ich noch einige LiPos Zuhause die Parallel doch so 150A liefern können, werde die sicher auch testen. Brauche ich allerdings andersweitig. Wenns aber gut klappt muss ich halt neue kaufen ^^

Kann auch gut sein, dass ich den Motor nur benutzen kann als Boost sobald ich z.B 20km/h erreicht habe. Spätestens dann sollte der Motor das locker schaffen.


Aber warum denkst du dass die Lichtspule da nicht mitmachen will?
Das Piaggio SI hat sogar zwei Lichtspulen verbaut. Eine ist momentan ungenützt.

[2_Stroker]

Ein Piaggio hat immer nur eine Lichtspule. Die andere ist die Zünd- oder Erregerspule (auch bei elektronischer Zündung).
Eine Verdoppelung der Speisespannung führt zur Halbierung des Stromes (bei gleicher Leistung). Deshalb würde ich auf eine höhere Spannung setzen.
Im Anfahrtsmoment würde ich den Motor mit Pulsweitenmodulation und einer Leistungsendstufe kontrollieren. Binär Ein- und Ausschalten ist ein bisschen krass.

Aber ruhig ein Wenig experimentieren, schadet nicht.

[gluglu81]

auch wenn 2 Lichtspulen verbaut wären, würde die Leistung für eine Ladung der Batterie kaum ausreichen bzw. würde zu lange dauern als das es viel sinn macht. Hat ja nur irgendwie 20 Watt und fürs Licht muss es auch noch ausreichen.

[2_Stroker]

Ne das macht keinen Sinn...
Alleine schon die Tatsache, dass die Batterie nur mit einem kleinen Bruchteil ihres Abgabestromes geladen werden kann, wird es wohl kaum einen Unterschied machen, ob die noch geladen wird oder nicht.

Nur allein aus Jux könnte das Prinzip der Diesel-Lokomotive kopiert werden. Sprich der Benzin-Motor dreht konstant einem Bereich, wo er möglichst alle Leistung hat und wenig verbraucht (also höchstwahrscheinlich Resonanzdrehzahl) und mithilfe eines Generators den Strom "live" für den Elektromotor erzeugt.

Die Verluste auf Motor, Generator und Elektromotor sind natürlich riesig, aber so ausm Jux raus, warum ned

Wenn die Idee nur mit Akkumulatoren realisiert werden sollte, muss ich den Threadersteller aber noch darauf hinweisen, dass mit Hochleistungs-Akkus vorsichtig umgegangen werden sollte (betreffend Kurzschlusstrom usw). Das die auch gut brennen, haben viele demonstriert...

[cornholio]

Das Problem an den Modellbau Motörchen ist das fehlende drehmoment, was du schnell feststellen wirst. Sobald da ein bisschen last drauf ist saugen die brutal strom wo ich mich dann frage ob der burst strom vom bleiakku und auch dem Regler ausreichen wird. An deiner stelle würde ich eine Nabe eines Ebike umbaukit verwenden wie dieser:

http://www.ebay.de/itm/Ebike-Umbausatz- ... SwbdpWZDYh" onclick="window.open(this.href);return false;

Kommt dich schlussendlich günstiger und ist auch erprobt und wird so funktionieren.....

Bin gespannt was daraus wird

[Emilia Fairbrook]

Beim Piaggio SI der Post sind zwei Spulen verbaut. Mit verschiedenen Spannungen. Wurde hier auch schon diskutiert. Tut aber eigentlich nicht zur Sache

Es war nie die Rede von einem Schalter der nur Ein/Aus kann. Das ganze wird via Motorcontroller und Poti gesteuert. Kann also zwischen 0 und 100% frei wählen und langsam hochfahren.

Drehmoment habe ich selbstverständlich berechnet.
Das Drehoment bei einem Brushless Motor hängt direkt proportional mit dem Strom zusammen.
Bei 10A habe ich 0.25Nm
Bei 50A 1.25Nm
Bei 140A 3.5Nm

3.5Nm entspricht in etwa dem Mofa 2T Motor im optimalen Punkt. Bei tieferer Drehzahl viel niedriger!
Übersetzung vom Benziner ist 1:8.4, Übersetzung vom E-Motor 1:8, es liegt also ein sehr ähnliche sDrehmoment am Rad an.

Die 140A sind bei einer Bleibatterie dieser Grösse absolut unrealistisch! Das ist mir sehr wohl bewusst.
Dieser wird evtl gar nie für das Projekt zum Einsatz kommen, resp nur als Stromversorger von Standlicht etc verwendet. Da würde dann eine Ladung der Akku doch Sinn machen
Bei einen LiPo mit selber Kapazität liegen 140A aber sehr locker drinn.


Der Nabenmotor ist cool...aber nicht im Sinn des Projektes
Evtl zieh ich mir dann mal sowas für ein normales Fahrrad



Finde es super wie hier immer gute Einwände kommen. Motivieren mich immer neue Lösungen zu entwickeln und Schwachstellen auszumerzen, weiter so Jungs...und Mädels

[cornholio]

Ich glaube du machst da einen überlegungsfehler. Bitte korrigiere mich du willst einen Motor eines RC Car nehmen? Baugrösse? Fakt ist das ein solcher Motor seine Leistung erst bei sehr hohen Tourenzahlen hat (Kv) Du müsstest also diese enorme Drehzahl mit einem Vorsatzgetriebe runterholen wobei dann wieder die Verlustleistung im Getriebe hinzu kommen, denn wenn du so wie am anfang geschrieben den Motor mit einem Ritzel an die Welle hängst ist der Anlaufstrom so enorm hoch das es einem Kurtzschluss gleichkommt und dir höchstwahrscheinlich die Wicklung Regler oder Kabel nehmen wird....

[Emilia Fairbrook]

Also von extrem hohen Umdrehungen kann nicht wirklich gesprochen werden.
Bei 24V habe ich 9600 U/min (bin von der 12V Idee abgekommen, wird jetzt ein 24V LiPo)

Ich werde eine Übersetzung von 1:2 haben wenn ich den "direkt" anhänge...glaube aber das lasse ich sein.
Geplant ist ja eine 1:8 Übersetzung...kann aber auch bis zu 1:16 sein

Den momentanen Motor habe ich weiter oben verlinkt.
Die auftretenden Ströme, v.a bei Stillstand bin ich mir bewusst. Aber eine Beschleunigung aus Stillstand wird es ja nie geben, da der Benziner ja stets mithilft und der wird ja auch ständig besser (Stichwort "Handtuning")

Wenn der Benziner seine 1000 U/min hat und erst dann der EMotor angeht, dann kann dieser doch schon bereits auf 1000U/min (da Benziner und Emotor gleiche Übersetzung haben) ohne Widerstand hochdrehen. Das sollte meiner Meinung nach das problem von extrem hohen Anfahrstrom beheben.

Die Übersetzung wird übrigens mit Zahnriemen und Ketten gemacht.
Ein 15er Ritzel an den Motor, ein 60er Ritzel an eine externe Welle.
Danach kommt ein 11er Kettenritzel auf den 22er Freilauf am Rad.
Macht 8:1

Verluste werden vorhanden sein, aber nicht so hoch, dass sie problematisch sein werden.


Anbei eine Tabelle welche die Motordaten zeigt.
Da habe ich am Rad ein Drehmoment von 15Nm, dieses ist (sobald sich der Motor dreht zumindest) rein vom Strom abhängig.
Die "Geschwindigkeit" ist im Leerlauf ohne Verluste, sagt für euch nichts aus, ich benutze es nur zum verschiedene Setups zu vergleichen.
Drehzahl ist die des Motors, nicht vom Rad.

[gluglu81]

ist zwar ein reiner Elo Antrieb und kein Hybrid, aber passt dennoch zum Thema:
http://www.linushelgesson.se/tag/puch-maxi/

[Emilia Fairbrook]

Habe noch nicht alles gelesen (ist ja recht viel), aber wow, sieht echt super aus!
Werde die Seite mal noch komplett durechlesen am Abend

Der Verwendete Motor ist natürlich ein rechtes Ding, aber eben, 100% elektro halt.

[gluglu81]

Hier noch ein reines Elektromofa... sieht nem Puch X30 sehr ähnlich... vermutlich stammt der aufbau auch von einem solchen, hald einfach die Ami Version davon.

http://www.boltmotorbikes.com

5kw Bruhsless Power... wär so ein Kit (rund 500.- Motor + 500.- COntroller + 1000 für Akkus) nicht so teuer wärs sogar ne mega Funmaschine die einfach nach zu bauen wäre
Das im Link kostet natürlich mehr.