SEPEDA LISTRIK : Perencanaan, Perakitan dan Perbaikan

SEPEDA LISTRIK: SEJARAH, KARAKTERISTIK, DAN PENGGUNAAN

Pendahuluan

Sepeda listrik membawa baterai atau sel bahan bakar yang menyalurkan listrik ke motor yang terpasang di salah satu rodanya. Para atlet ini dapat mengayuh sepedanya jauh lebih cepat dibandingkan pengendara sepeda biasa yang menggunakan sepeda listrik konvensional.

Sejarah Sepeda

Menghitung faktor desain yang memengaruhi performa sepeda listrik dalam hal bobot kendaraan, kecepatan di tanjakan, dan jarak yang tersedia antara pengisian baterai dan pengisian bahan bakar sel bahan bakar. Memprediksi peningkatan di masa depan dalam hal bobot dan masa pakai teknologi penyimpanan energi, efisiensi berkendara, dan penggunaan sepeda listrik.

Sejarah Sepeda Listrik

Empat motor dihubungkan untuk menggerakkan roda depan sepeda melalui roda gesekan yang mendorong roda depan sepeda. Motor yang lebih besar dipasang di antara kaki pengendara pada kendaraan yang disebut "rnotorcycles". Hugo Gernsback mengusulkan penggerak sepeda listrik di majalah Science and Invention miliknya pada bulan Januari 1924.

Gambar 1.2 Penemuan Hosea Libbey, V.S. Paten 596.272, dari "sepeda listrik bertenaga motor hub poros engkol," pada tahun 1897, menampilkan batang engkol yang

Beberapa Penggunaan Sepeda Listrik

Juga agen yang mengendarai sepeda listrik dapat dengan cepat mengumpulkan koin yang disetorkan dari meteran. Jika jalan yang layak untuk mobil tidak tersedia, sepeda listrik dapat membuat berkendara di jalan setapak menjadi lebih nyaman.

Contoh Sepeda Listrik

Prediksi tersebut diplot pada Gambar 1.11 yang menunjukkan bahwa Republik Rakyat Tiongkok mendominasi produksi sepeda listrik. Kami menemukan bahwa performa sepeda listrik sering kali dilebih-lebihkan saat membandingkan titik data dengan kurva.

Gambar 1.6 Empat sepeda listrik yang tersedia secara komersial: (a) LA Freezzz, (h) Model Siklus Daya 306, (e) Enuice, dan Cd) Model Siklus Daya 500

Masa Depan Sepeda Listrik

Sepeda listrik lipat ringan yang dapat dibawa pengendaranya di kereta dan sepeda dari stasiun pusat kota ke tempat kerja akan lebih baik lagi. Kami berharap dapat melihat peningkatan yang signifikan dan berkelanjutan dalam jangkauan perjalanan sepeda listrik karena peningkatan kandungan energi baterai.

Peraturan Perundang-undangan yang Mengatur Sepeda Listrik

Hal ini dapat diterapkan pada e-bike segera setelah kehadirannya di jalan menjadi penting. Kemudian, untuk mendapatkan Surat Izin Mengemudi, e-bikers harus lulus tes tertulis khusus sekaligus tes mengemudi.

Tabel 1.2 Ringkasan Batasan Regulasi untuk Mendefinisikan Eleetrie Rieyele dalam Klasifikasi Rieyele

Kesimpulan

Kekuatan logam dikembangkan dan diuji di stasiun pengisian bahan bakar kendaraan yang ditunjukkan pada Gambar 3.17. Studi perdagangan pemilihan motor Data representatif untuk motor ditunjukkan pada Gambar 6.5 untuk tiga jenis motor sepeda listrik.

DASAR PROPULSI LISTRIK

Pendahuluan

Yang dikembangkan pada bagian pertama bab ini adalah model matematika yang memprediksi daya yang dikonsumsi dalam perjalanan sepeda. Kami menyimpulkan bab ini dengan pembahasan biaya siklus hidup dan mengilustrasikan prosedur analitis kami dengan dua kendaraan yang diminati: pedal runner dan skuter yang distabilkan secara elektromekanis.

Model Matematika Kinerja Sepeda: Daya yang Dibutuhkan

Pada Tabel 2.2, kolom menunjukkan hasil untuk pria berbobot 175 pon yang mengenakan kemeja lengan pendek dan celana biasa [2]. Membalikkan konsep di atas dan memperhitungkan laju yang lebih lambat pada Tabel 2.5, nilai energi yang ditabulasikan menjadi energi yang dapat diperoleh kembali.

Tabel 2.1 Koefisien Tarik untuk Berbagai Bentuk

Estimasi Daya Motor yang Dibutuhkan

Saat menentukan daya motor penggerak, perancang harus meningkatkan nilai pada Tabel 2.6 dan Gambar 2.2 dengan memasukkan daya rugi-rugi mekanis dan listrik. Tersedianya tenaga pedal ini dapat mengurangi tenaga mesin yang dibutuhkan untuk mengarungi tanjakan pendek dan terjal.

Tabel 2.6 Daya yang Diperlukan untuk Mengembangkan Torsi Roda yang Diperlukan untuk Kondisi Perjalanan yang Diindikasikan cl

Memilih Baterai untuk Biaya Siklus Hidup Minimum

Batas kedalaman pengosongan yang lebih masuk akal untuk masa pakai baterai lebih lama adalah 60 persen, sehingga menghasilkan bobot baterai 1,8 km/kg. Rasio ini menentukan berapa kali baterai dengan masa pakai lebih pendek harus dibeli untuk memberikan jarak tempuh yang sama dengan masa pakai baterai lebih lama.

Kendaraan Roda Dua Baru yang Unik

Dalam desain lain, pelet seng jatuh ke bagian atas sel bahan bakar udara-seng antara pelat negatif dan positif, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.16. Gambar 6.2 menunjukkan langkah-langkah yang akan diambil oleh tim desain sepeda untuk mengembangkan sepeda listrik yang sukses.

Gambar 2.5 Performa skuter selama perjalanan mendaki Mount Washington Road.

SUMBER LISTRIK UNTUK SEPEDA

Pendahuluan

Prototipe pembangkit listrik sel bahan bakar berbahan bakar hidrogen telah dipasang di New York City dan Tokyo karena efisiensinya lebih tinggi dibandingkan pembangkit listrik turbin uap berbahan bakar batu bara. Bahan bakar hidrogen akan menyulitkan untuk diangkut dengan sepeda, namun sel bahan bakar zinc-air baru yang sedang diuji di mobil dan bus dapat menggerakkan sepeda listrik.

Persyaratan Baterai untuk Menghidupkan Sepeda Listrik

Kita melihat dari Gambar 3.3 bahwa untuk baterai gel-lead-acid, jam arus listrik yang dapat dihasilkan mencapai sekitar 75 persen dari nilai kapasitas baterai. Plot Inoue dari tegangan pengosongan akhir pada baterai 4 setelah 35.000 siklus pengisian-pengosongan ditunjukkan pada Gambar 3.10.

Gambar 3.2 Masa pakai belut nikel-kadmium, bila diukur dalam siklus pengisian- pengisian-pengosongan, akan berkurang jika baterai benar-benar habis di eaeh cyele

Karakteristik Baterai yang Sesuai untuk Proplusi Sepeda Listrik

Sel Bahan Bakar untuk Menghidupkan Sepeda Listrik

Pada waktu malam, mereka boleh mengelektrolisis air menjadi hidrogen dan oksigen untuk sel bahan api mereka. Hidrogen ketulenan tinggi diperlukan untuk bahan api dalam sel bahan api kapal angkasa.

Gambar 3.13 Dalam sel bahan bakar, elektron hidrogen terpisah dari ionnya di anoda negatif, kemudian mengalir melalui beban eksternal, dan akhirnya bergabung kembali dengan ionnya di katoda untuk membentuk air

Sumber Daya Listrik Baru Terbaik untuk Propulsi Sepeda

Sel bahan bakar seng-udara yang mengandung elektrolit menerima pelet seng dari hopper dan oksigen dari udara yang disalurkan melalui etoda melalui blower. Sel bahan bakar yang dikembangkan untuk utilitas publik menggunakan gas alam, metanol, dan produk minyak bumi sebagai bahan bakar.

Gambar 3.15 Sel bahan bakar zinc-air yang mengandung elektrolit menerima pelet zinc dari hopper dan oksigen dari udara yang dikirim melalui eathode oleh blower

Sumber Daya Propulsi Sepeda yang Harus Diperhatikan

Dengan nilai gabungan tenaga mesin dan kecepatan roda, lihat Tabel 2.6 atau Gambar 2.2 untuk menemukan kombinasi serupa dari nilai yang sama. Contoh rangkaian driver sisi tinggi (tanpa peredam) dari pengontrol motor sikat ditunjukkan pada Gambar 5.18.

PENGISIAN BATERAI

Sejarah Teknologi Pengisian Baterai

Perancang otomotif tidak memahami persyaratan untuk masa pakai baterai yang lama, sehingga bahkan saat ini baterai timbal-asam otomotif memiliki jaminan masa pakai sekitar 60 bulan. Kemudian, setelah analisis serius, dan bahkan selama pengujian di mana salah satu baterai timbal-asam meledak, kami mempelajari batasan teknologi baterai timbal-asam.

Fungsi Dasar Pengisi Daya Baterai

Namun, pemilik segera menyadari bahwa membeli Ford Model T jauh lebih murah daripada mengganti baterai yang mati pada kendaraan listrik. Voltmeter tidak dapat menunjukkan status pengisian baterai yang sebenarnya karena tegangan terminal pada sebagian besar baterai berubah tergantung pada beban dan suhu baterai.

Karakteristik Baterai yang Berkaitan dengan Pengisian Daya

Pengendara harus mewaspadai status pengisian baterai pada sepedanya untuk menghindari terkurasnya baterai sepenuhnya, sehingga memperpendek umur baterai. Misalnya, Honda EV Plus memiliki “Unit Kontrol Elektronik” yang menampilkan jarak perjalanan yang tersedia dan status pengisian daya baterai kepada pengemudi (Gambar 4.1).

Pengisian Baterai Lead-Acid

Perbedaan tegangan ini akan menyebabkan arus pengisian mengalir melalui baterai dan membalikkan reaksi kimia yang terjadi selama pengosongan. Teknik pengisian tegangan konstan ini relatif aman karena arus pengisian pada saat proses pengisian akan berkurang menjadi tiga roda saja.

Desain Pengisi Daya untuk Masa Pakai Baterai yang Lama

Contoh penambahan gaya mengayuh manusia terhadap torsi yang dihasilkan oleh motor yang menggerakkan sepeda ditunjukkan pada Gambar 5.22. Hasil pengujian daya keluaran motor yang diperoleh dengan menggunakan metode pengereman Prony yang dijelaskan pada Bab 7 ditunjukkan pada Gambar 6.12.

Gambar 4.2 Contoh daerah untuk sel nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida dengan tingkat pengisian berlebih yang dapat diterima dalam hal kapasitas baterai sebagai fungsi suhu

Pengisi Daya Cerdas untuk Baterai Nikel-Kadmium Baru, Nikel-Logam Hidrid, dan

Baterai Cerdas untuk Pengisi Daya Cerdas

Baterai pintar dapat memprediksi apakah baterai dapat menyalurkan jumlah daya tambahan yang diperlukan, berdasarkan kapasitas spesifik baterai, karakteristik pengosongan otomatis, dan pengosongan otomatis [19]. Baterai pintar dapat terdiri dari pembaca strip magnetik, pembaca kartu sirkuit terpadu (K'), dan pembaca kartu Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA).

Tingkat Self-Discharge Sel Nikel dan Lithium

Menanggapi permintaan, baterai pintar menentukan apakah daya tambahan yang diminta dapat diberikan berdasarkan kapasitas baterai saat ini, laju pengosongan baterai saat ini, kondisi lingkungan baterai, dan karakteristik baterai. Sistem pemeliharaan dan pengujian baterai dapat membaca persyaratan pemeliharaan ini dari baterai pintar dan kemudian melanjutkan untuk memelihara baterai pintar.

Energi yang Dapat Dipulihkan

Plot Ragone yang ditunjukkan pada Gambar 3.4, jika diplot dalam bentuk log - log, memungkinkan adanya interpretasi tambahan. Persyaratan tersebut kemudian dapat dikembangkan menjadi langkah-langkah perancangan sistem yang ditunjukkan pada Gambar 6.1, yang selanjutnya harus dilakukan oleh perancang sistem.

Gambar 4.10 Energi yang dapat diperoleh kembali dari meluncur ke bawah di Seattle-ke- Seattle-ke-Portland

Pengisi Daya Baterai Panel Surya

MOTOR DAN PENGENDALI MOTOR

Kontrol Motor

Kontrol Motor Brushless Satu Fasa Mengacu pada Gambar 5.19, kita melihat susunan kopling pada sisi tinggi dan rendah tampak seperti bentuk H. Contoh penginderaan ini, ditunjukkan pada Gambar 5.19, menggunakan resistor penginderaan arus resistansi rendah yang dirangkai seri dengan kumparan motor dan kumparan motor. penguat berikutnya.

Gambar 5.17 Kontrol motor sakelar sisi rendah dan sisi tinggi.

Torsi Pedal Digunakan untuk Mengontrol Daya Motor

Misalnya, Gambar 6-3 menunjukkan arsitektur sepeda listrik yang dipecah menjadi subsistem mekanis dan elektrik, dan komponen dalam setiap subsistem juga ditampilkan. Dalam tinjauan desain, baterai dinilai berdasarkan biaya siklus hidup sepeda listrik dan biaya perjalanan per kilometer.

Gambar 5.23 Diagram meringkas sensor torsi pedal dan kontrol motor [12].

DESAIN SISTEM

Pendahuluan

Pada bagian berikut, kami menunjukkan bagaimana rekayasa sistem dapat digunakan untuk menentukan persyaratan terkait sepeda listrik dan kemudian merancang dan memilih komponennya. Kami kemudian merinci proses rekayasa sistem, yang meliputi (1) mendefinisikan persyaratan yang jelas, (2) membuat dan mengevaluasi desain awal serta desain akhir, (3) mengevaluasi hasil pengujian komponen konduktif untuk menentukan apakah perubahan desain akan mempengaruhi kinerja masa depan, penggunaan kendaraan yang lebih baik dan (4) pengujian prototipe sepeda listrik secara menyeluruh.

Menyiapkan Desain Sistem Sepeda Listrik

Dalam analisisnya, insinyur desain sistem yang mengembangkan sepeda listrik memerlukan data tentang minat penumpang di stasiun kereta api, pejalan kaki, pengendara sepeda yang melintasi jalur sepeda, dan calon pengguna lainnya. Semua asumsi penting harus diidentifikasi beserta batasannya dan ditandai sebagai gangguan dalam proses desain sistem e-bike.

Gambar 6.2 Diagram siklus desain sistem yang khas. (Setelah M. T. Talbott, H. L. Burks, R

Beberapa Contoh Perdagangan Sistem Sepeda

Dari Tabel 1.1 dapat disimpulkan bahwa konsumsi energi sekitar 9,5 Wh/km, kecepatan perjalanan rata-rata adalah 23 kmIh dan konsumsi energi spesifik adalah 15,6 kg/WhIkm (termasuk massa sepeda dan asumsi 80 - kg pengendara). Permukaan datar: Berjalan 2 persen lebih tinggi dari rata-rata Skor 2 persen: 7 persen melakukan perjalanan di bawah rata-rata Skor 3: 11 persen berjalan di bawah rata-rata Skor 4 persen: 25 persen melakukan perjalanan di bawah rata-rata.

Tabel 6.1 Efisiensi Sensitivitas terhadap Bobot Sistem

Contoh Desain Sistem

Dalam hal ini, istilah apa pun yang menggambarkan gaya dan daya yang terlibat dalam menggerakkan sepeda listrik tidaklah akurat. Perkembangan baru dalam penyimpanan energi, tenaga penggerak dan pengendalian mengurangi biaya bersepeda dan meningkatkan jangkauan perjalanan yang tersedia bagi pengendara sepeda listrik.

Gambar 6.5 Data representatif motor untuk tiga jenis motor sepeda listrik.

PENGUKURAN KINERJA

Mengukur Daya Propulsi untuk Menentukan Efisiensi Propulsi

Sumber kesalahan yang penting mungkin adalah perubahan kecepatan udara I-mls, yang sulit diukur selama eksperimen, karena kecepatan angin lokal mungkin tidak konstan sepanjang jalur eksperimen. Contoh umumnya adalah setiap n komponen harus mempunyai kesalahan yang tidak melebihi total kesalahan yang diperbolehkan dibagi dengan akar kuadrat dari jumlah komponen.

Gambar 7.1 Gaya yang terlibat dalam pengukuran daya propulsi.

Mengukur Efisiensi Motor Termasuk Pengukuran Daya Motor

Dengan asumsi ini, pengukuran daya masukan ke satu fasa sudah cukup, dan daya total adalah jumlah fasa dikalikan daya masukan ke fasa ODe. Daya yang dihamburkan dalam resistor adalah hasil kali kuadrat arus dan hambatan, dalam contoh ini 2,2 W.

Mengukur Karakteristik Baterai

Namun, banyak vendor kini menjual papan perangkat keras dan paket perangkat lunak yang menerapkan kemampuan akuisisi data digital yang sangat kuat. Salah satu kelemahan vendor mana pun yang menawarkan perangkat lunak antarmuka akuisisi data digitalnya adalah interoperabilitas.

PERKEMBANGAN UNTUK DIPERHATIKAN

Sistem Sepeda

Sepeda listrik dapat memenuhi kebutuhan transportasi sekaligus perjalanan dari stasiun pusat kota menuju tempat kerja. Parkir valet dapat menyimpan e-bike di kompleks apartemen dan juga di stasiun kereta api di pusat kota.

Gambar 8.1 Jalan sepeda tertutup yang ditinggikan [I].

Sumber Energi

Strip bekas tersebut akan dikirim ke stasiun pengisian bahan bakar di dekat pembangkit listrik tenaga surya, nuklir, atau mungkin sel bahan bakar di masa depan. Dalam bentuk sel bahan bakar biasa, gas hidrogen bergabung dengan oksigen untuk menghasilkan listrik.

Sistem Pengisian Tenaga Surya

Lapisan oksida konduktif transparan yang ditutupi oleh jaringan busbar diendapkan di atas lapisan tipe-n. Lapisan kontak belakang dari logam konduktif disimpan di bawah lapisan tipe-p yang melengkapi rangkaian pengumpul arus.

Motor Efisiensi Tinggi

Lapisan kadmium tellurida tipe-p dan lapisan kadmium sulfida tipe-n diendapkan pada plastik pada suhu yang cukup rendah untuk menghindari kerusakan atau peleburan plastik. Dimungkinkan untuk membuat permukaan aerodinamis dengan sistem panel surya untuk menghasilkan tenaga dan mengurangi hambatan.

Kontroler

Enochs et al., Non-attimonial lead-acid batteries for cycling applications, Proceedings of the 19th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, ANS, 1984, p. ANS, 1984, p.