Sähkömoottoripyörät

[B12]

Sähköautot vievät normaaleilla maantienopeuksilla ilman revittelyjä n 15kWh satasella ja minun mielestäni keskiraskas moottoripyörä veisi n. 10kWh ilman aerodynaamisia läpimurtoja.

Mitä sitten esim 20kWh akku maksaa ja painaa? Ainakin rc-vehkeissä akut painavat sitä enemmän, mitä suurempi c-luku on. Jos halutaan isoja piikkitehoja ottaa, akun paino kasvaa, vaikka kapasiteetti pysyy samana.

Kuten skuikka totesikin kevyt kaupunkimopo on ihan eri asia, nopeudet alempia ja sähkönkulutus murto-osa.

 

[vetomies]

Tässähän taas palataan ihan peruskysymysten äärelle, eli onko tärkeämpää siirtää virtahepo paikasta toiseen, vai siirtyä sinne itse.

Aerodynamiikan puolesta Cd taso 0.1 on ollut mahdollinen jo yli 50 vuotta, samoin kuin poikkipinta-alan pienentäminen 50-80% nykyisestä. Silloin toki moottoripyöräilyn idea hiukan vesittyy, mutta kuitenkin pääsee paikasta toiseen. Nautiskeluvehkeet sitten erikseen.

Käytännössä muutos vaatisi uuden kilpasarjan; esimerkiksi sellaisen, jossa ajetaan radalla 100 km, käytössä on litra bensaa ja kuka on ensimmäisenä perillä, voittaa. Kaikki keinot sallittuja - ainoastaan energiamäärä on rajoitettu.

Nykyisissä kilpasarjoissa aerodynamiikan kehitys on nimenomaan kiellettyä, mikä tietysti hidastaa muutosta (kiellettiin jo 50-luvulla). Sen takia moottoripyörän ilmanvastus on sama kuin Turun tuomiokirkolla - ei siksi, että fysiikanlait jotenkin siihen pakottaisivat.

 

[s151669]

Sähköllä pääsee lujaa tai pitkälle, mutta ei molempia. Jos matkalehmä vie 6litraa satkulle, tekee se 25% hyötysuhteella noin 15kWh. Ilmanvastuskerroin on mp:ssä huono, oli sähkis tai polttis. Paino ei suuria merkkaa. Sähkiksenkään hyötysuhze ei ole 100%, mutta palstoilla ollaan näinkin päin laskemalla.

Meikäläisen museoikäinen vekotin vie sen 4 litraa sadalle - ajoi sitä miten vaan. No, eihän siinä tehoakaan ole kuin 20kW ja painoa 180kg.

Näinollen se siis vie 9kWh/l * 4l = 36kWh sadalle - .25 hyötysuhteella sen 9kWh / 100km, 0.2 hyötysuhteella reilu 7kWh / 100km.

Uusi Monkey näyttää vievän sen 2l/100 eli äskeiset luvut voi jakaa kahdella. Tehon myös... tokihan siinä on otsapintakin vähän pienempi

Siitä sitten miettimään mikä riittää

 

[lario]

Moottoripyörän kulkemisesta vielä semmoinen huomio.
Siinä missä auton vauhti kiihtyy alamäessä, niin moottoripyörän vauhti hidastuu.
Tai ainakin miun ketjuvetoiset ei rullaa kovin hyvin.

Joten moottoripyörän kulkuvastus on suurempi kuin autolla ja sekin kuluttaa kiloWatteja.

 

[lario]

Tässähän taas palataan ihan peruskysymysten äärelle, eli onko tärkeämpää siirtää virtahepo paikasta toiseen, vai siirtyä sinne itse.

Aerodynamiikan puolesta Cd taso 0.1 on ollut mahdollinen jo yli 50 vuotta, samoin kuin poikkipinta-alan pienentäminen 50-80% nykyisestä. Silloin toki moottoripyöräilyn idea hiukan vesittyy, mutta kuitenkin pääsee paikasta toiseen. Nautiskeluvehkeet sitten erikseen.

Käytännössä muutos vaatisi uuden kilpasarjan; esimerkiksi sellaisen, jossa ajetaan radalla 100 km, käytössä on litra bensaa ja kuka on ensimmäisenä perillä, voittaa. Kaikki keinot sallittuja - ainoastaan energiamäärä on rajoitettu.

Nykyisissä kilpasarjoissa aerodynamiikan kehitys on nimenomaan kiellettyä, mikä tietysti hidastaa muutosta (kiellettiin jo 50-luvulla). Sen takia moottoripyörän ilmanvastus on sama kuin Turun tuomiokirkolla - ei siksi, että fysiikanlait jotenkin siihen pakottaisivat.

Onhan tuotakin kokeiltu, mutta hiukan eri muodossa.
Pisaralla pisimmälle -kilpailussa (engl. Mileage Marathon tai Eco-Marathon) tarkoituksena on sääntöjen puitteissa käyttää niin vähän polttoainetta kuin mahdollista määrätyllä, kaikille samanpituisella matkalla, sallitussa ajassa. Tulokset määräytyvät käytetyn polttoaineen määrän mittaamisella.
https://fi.wikipedia.org/wiki/Pisaralla_pisimm%C3%A4lle

Tällä hetkellä ennätys taitaa olla vuodelta 2016
Suomessa ajettava kisamatka on 19,5 kilometriä eli yhteensä 11 kierrosta. Aikaa tähän suoritukseen saa käyttää enintään 47 minuuttia. Näillä säännöillä kulutuksen pohjalukemiin on mahdollista päästä 25 km/h keskinopeudella.
Voittajajoukkue Ecodurance kulutti ajolenkkiin ainoastaan 6,2 millilitraa Nesteen pienmoottoribensiiniä ja asetti riman korkealle laskennallisella 3 156 km/l tuloksellaan.


2019 kisassa oli mukana myös sähkö.

 

[Nysse]

Mitä sitten esim 20kWh akku maksaa ja painaa?

Akku painaa lähes 6kg/kWh, ja maksaa luokkaa 125€/kwh (laskettu Kia Niron 39kWh ja 64kWh eroista)
-> 120 kg ja 2500€

 

[ArttuH]

Nykyisissä kilpasarjoissa aerodynamiikan kehitys on nimenomaan kiellettyä, mikä tietysti hidastaa muutosta (kiellettiin jo 50-luvulla). Sen takia moottoripyörän ilmanvastus on sama kuin Turun tuomiokirkolla - ei siksi, että fysiikanlait jotenkin siihen pakottaisivat.

Mitä nyt pintapuolisesti olen tätä kaksipyöräisten aerodynamiikkaa tutkaillut, niin olen ymmärtänyt että tuollaiset reilummat parannukset ilmanvastuksessa edellyttäisivät aika radikaaleja muutoksia mopedin muotoiluun, ajoasentoon jne. Eli sitten lopputulos ei välttämättä vastaisi ajettavuudeltaan, käytettävyydeltään ja muulta suorituskyvyltään lähellekkään sitä mitä moottoripyörältä nykyään oletetaan. Eli vähän veikkaan, että ellei energiankulutusta erikseen jotenkin suosittaisi säännöissä, niin kisakäytössä tuskin tehtäisiin kovin huimia loikkauksia ilmanvastuksen pienentämiseksi vaikka säännöt eivät sitä mitenkään rajoittaisi.

 

[skuikka]

Meikäläisen museoikäinen vekotin vie sen 4 litraa sadalle - ajoi sitä miten vaan. No, eihän siinä tehoakaan ole kuin 20kW ja painoa 180kg.

Näinollen se siis vie 9kWh/l * 4l = 36kWh sadalle - .25 hyötysuhteella sen 9kWh / 100km, 0.2 hyötysuhteella reilu 7kWh / 100km.

Uusi Monkey näyttää vievän sen 2l/100 eli äskeiset luvut voi jakaa kahdella. Tehon myös... tokihan siinä on otsapintakin vähän pienempi

Siitä sitten miettimään mikä riittää

Monkey kulkee ymmärtääkseni huippuja jonkun 80-90km/h, tehoa hitusen alle 7kW. Jos sillä vetää 100km täysiä, saadaan ilman hyötysuhdearvailuja se vajaa 7kWh kulkemiseen käytetyksi energiaksi.

Lario. tuo alamäkihomma johtuu massan ja ilmanvastuksen suhteesta.

 

[vetomies]

Kokeilkaa ajaa veden alla - vesi käyttäytyy virtausteknisesti lähes samalla tavoin kuin ilma, joskin on hiukan tiheämpää. Vaikka ei laittaisi veteen edes väriaineita, niin huomaa nopeasti, että moottoripyörä on virtaustekninen katastrofi. Oikeasti sen pitäisi kulkea kuin kala vedessä, jotta mikään akku riittäisi yhtään mihinkään.

Sakemannit tekivät joskus "Delphin" sarjan pyöriä - samaan ajanjaksoon ajoittuu näiden katteiden kieltäminen kilpasarjoissa. Nykytekniikalla nuo katteet ja aktiiviset järjestelmät kyllä pystyttäisiin tekemään sellaisiksi, ettei delfiini hyppää ilmaan kesken matkan, tai lennä ojaan kun rekka tulee vastaan.

 

[JMH]

Rapsakka sivutuuli onkin toinen juttu. Guy Martin on saanut asian todeta ennätysjahdissaan busallaan.

No okei, yleisillä teillä nopeus harvoin ylittää neljääsataa.

 

[vetomies]

Muodon pitää olla itsekorjaava, eli melko reilun pyrstön vaatii. Yleensä lopettavat pyörän rakentamisen taka-akselin kohdalla, mikä on virhe.
Lisäksi tiukan paikan tullen voi tehdä mekaanisen paineentasausjärjestelmän; jos pyörän sivujen välillä on paine-ero, se tasoittuu automaattisesti ja delfiini ei hyppää ojaan vinossa virtauskentässä.

 

[B12]

Kokeilkaa ajaa veden alla - vesi käyttäytyy virtausteknisesti lähes samalla tavoin kuin ilma, joskin on hiukan tiheämpää. Vaikka ei laittaisi veteen edes väriaineita, niin huomaa nopeasti, että moottoripyörä on virtaustekninen katastrofi. Oikeasti sen pitäisi kulkea kuin kala vedessä, jotta mikään akku riittäisi yhtään mihinkään.

Eli reaalimaailmassa tullaan taas siihen kaupunkikäyttöön, koska ilmanvastus kasvaa nopeuden neliössä. Kaupungissa toimii kevyempi peli ja pieni nopeus kompensoi ilmanvastuksen. 60km/h mennään jo parin kilowatin teholla kapearenkaisella pelillä. Se 2kW, että nousee jotenkin vielä mäetkin. Satojen kilometrien akunkestokaan ei ole niin oleellinen.

Maantienopeuksilla se 10kWh/100km on valitettava tosiasia. Auto on muodoltaan aerodynaamisempi ja akkujen paino ei ole niin katastrofi. Täyskatetun kaksipyöräisen sukkulan sivutuuliominaisuudet onkin jo käsitelty.

 

[TIJ]

Moottoripyörällä pitää pystyä myös kääntymään.
Ns. dustbin-katteethan tosiaan kiellettiin 50-luvulla TT:ssä sivutuuliherkkyden takia. Mielenkiintoinen ajatusleikki tosiaan mihin kehitys olisi (myös siviilipyörissä) johtanut jos käyttöä olisi jatkettu. Toisaalta kaarrenopeudet tänä päivänä sitä luokkaa että tuommoset haittaa jo kääntyvyyttäkin. Alla olevassa kuvassa ihmetellään KTM:n katteen muotoilua verrattuna kilpailijoihin. Ja päätelmänä oli että hakevat pienempää ilmanvastusta puolelta toiselle heittävissä mutkayhdistelmissä. (lähde: https://motomatters.com/analysis/2021/05/04/peter_bom_s_tech_corner_why_the_gap.html)

 

[Sankkeri]

Tähän ei taida olla muuta käytännöllistä ratkaisua kuin panostaa erittäin nopeaan lataukseen.

 

[s151669]

Se nopeakin lataus on yllättävän paha rasti.

Oletetaan että akut kestää - mikä ei sekään ole itsestään selvää:

Normaalista voimavirtarasiasta saa 11kW, eli tunnissa 11kWh. Oletetaan 10% häviöt lataussysteemiin niin tunnin latauksella saa 10kWh jolla pääsee sen 100km.

Normaalista omakotitalon sähköliittymästä 3x25A saa 17kW - joten saa joko latausaikaa vähennettyä (jos akut kestää) tai akkukapasiteettia nostettua. Toki sitten ei samaan aikaan polteta edes valoja...

 

[Urpox]

Kotona latauksen nopeus ei liene oleellinen. Tehokas ac-laturi, siis 22 kW pyörässä voi olla iso ja kallis ja kuitenkin turha kun dc-lataus kuitenkin on se mitä reissussa tarvitaan.

Katoin piruuttani sähköharrikan speksit, niin sukolla 15 km tunnin lauksella, dc -laturista 40 min minuutissa akku 80% ja tunnissa 100%. Tuo pieni ac-teho tietysti on valmistajalle edullinen ja sopii ehkä ameriikan sähköverkolle paremmin?

 

[Kotarikuski]

Se nopeakin lataus on yllättävän paha rasti.

Oletetaan että akut kestää - mikä ei sekään ole itsestään selvää:

Normaalista voimavirtarasiasta saa 11kW, eli tunnissa 11kWh. Oletetaan 10% häviöt lataussysteemiin niin tunnin latauksella saa 10kWh jolla pääsee sen 100km.

Normaalista omakotitalon sähköliittymästä 3x25A saa 17kW - joten saa joko latausaikaa vähennettyä (jos akut kestää) tai akkukapasiteettia nostettua. Toki sitten ei samaan aikaan polteta edes valoja...

Tämä!

Eikä taida olla nykyisissä sähkömotoissa kuin enintään 16A yksivaihelaturi. Sillä saa tunnissa reilut 3 kWh. Mopoissa nopeaa DC-lataustuki on toistaiseksi harvinainen, ehkä tuo hooree on ensimmäinen. Jos kulutan sen 15kW, kestää lataus 5h/100km. 50kW pikalatauksellakin sataselle tarvittavan sähkön tankkaus kestäisi 20 min.

Töpseliminin 1-vaihelatauksella ottaa 1 km lataus noin 5 minuuttia, kun se syö 25kWh/100km (16A 1-vaihelataus), mopon 15 kW kulutuksella siihen menisi kolmisen minuuttia.

Tuon sähköharleyn toimintamatkaksi tiellä ilmoitetaan 152km, jos reserviin jätetään 30 km, niin tunnissa saa siinäkin vain 120km.

Reissussa voisi ruveta ottamaan pattiin jos tunnin ajon jälkeen pitäis päästä pikalaturille 20 minuutiksi, viisi tuntia tekee matkan jo mahdottomaksi. Tai ehkä ei, ajaahan ne jotkut näitä iron buttejakin, tää olis vähän toista äärilaitaa.

 

[Tinde]

Voi olla DC-lataus ulkoisella latauslaitteella aika kova pähkinä kun puhutaan itsetehdystä pyörästä. Jokuhan tällä palstalla teki sähkömoottoripyörän joku vuosi sitten, en vaan sitä osannut etsiä.

 

[Sjuggen]

Aivan yleisestä mielenkiinnosta kyselen, millaisista kustannuksista on kyse esim. Rekkamasan laskelmissa? Työhän on tietenkin ilmaista, mutta akut, moottori, säädin, jne?

 

[Rekkamasa]

~20kw BLDC moottori on siinä tonnin-kaksi riippuen ominaisuuksista
-siniaaltokontrolleri tonnin vähän toista
-pääkytkin jokusen kympin
-kaasukahvat jarruvalot kytkimineen jneet saa satasella ellei hyödynnä pyörän vanhoja siinä määrin kun voi.
-akusto koon mukaan, esim 3.2v 50Ah lifepo4 kenno on n.52€ kappale ja niitä tarvitaan aina 30 per kennosto olettaen että järjestelmä on 96v.

Tuosta ynnäilemällä saadaan ~neljä puol tonnia tosin tuossa akuston koko on vasta 50Ah eli tuohon pitäis lisätä vielä ainakin toinen 30x52€ eli 1560, jolloin ollaan jo kuudessa tuhannessa plus pyörä.

Sitten on vielä byrokratiapuoli kun mm. yli 60v tasavirtajärjestelmä täytyy olla tarkastajan hyväksymä (sitä en ole tarkalleen selvittänyt riittääkö että kytkennät yms ovat asetusten mukaisesti tehty ja eristetty+suojattu vai vaatiiko katsuri asiasta ihan viranomaisen laatiman tarkastustodistuksen, ja mistä löytyy taho joka sellaisen kirjoittaa.

Villit huhut kertoo katsatuksessa vaaditun kaikkea hölmöä kuten mm ohiajomelu- ja päästömittauksia jotka molemmat on sähköpyörästä lievästi turhia tai jopa mahdottomia mitata. Nuoremmasta kuin (olikose) kesäkuun 2006 pyörästä pitäisikin sitten jo olla EMC säteilymittaustestit joka käytännössä tappaa koko projektin kun se testi maksaa muistaakseni 4600€ kerta riippumatta siitä läpäiseekö laite sen vai ei.