Как самому построить гибрид с двигателем внутреннего сгорания и мотор колёсами

Уж не помню, самому мне пришла в голову мысль создать гибрид, добавив к переднеприводному автомобилю на заднюю ось два мотор колеса и аккумуляторы, или первым этот вариант предложил кто-то из наших клиентов.

С того времени,  наши клиенты неоднократно высказывали подобную идею - собрать электромобиль своими руками.  Мысль  интересная и в принципе,  реализуемая на практике. Для поддержания равномерного движения на небольших  скоростях (до 70-80 км/час), не требуется значительной мощности. Два мотор колеса по 3-4 квт каждое, способны поддерживать  равномерное движение по ровной дороге автомобиля массой до 1.5 тонны,  и даже больше.

Об этом свидетельствуют графики использования мощности  транспортными средствами. Для указанных выше условий движения, требуется примерно 5 квт подводимой мощности. Если мы обеспечим 6 или 8 квт, то этого хватит с головой. Используя мотор колёса и контроллеры с рекуперацией, для их питания достаточно установить аккумуляторы небольшой ёмкости, так как

во-первых:  они будут подзаряжаться от каждого торможения

во-вторых: не будут обеспечивать трогание с места,  на которое уходит основной объём энергии.

Но задача не так проста, как может показаться на первый взгляд. Установить два мотор колеса на заднюю ось и закинуть в багажник небольшую аккумуляторную батарею –  действительно несложно. А вот как всем этим хозяйством управлять? Основная проблема – это сопряжение в гибридном автомобиле двух разных приводов: ДВС (двигателя внутреннего сгорания)  и мотор колёс в один силовой агрегат, управляемый автоматически и в зависимости от многих параметров: скорости, текущей  потребляемой  мощности, уровня заряда  аккумуляторной батареи, подключающий  либо один из приводов,  либо  оба одновременно.

Если все манипуляции с органами управления двух приводов производить  вручную, то существенной  экономии топлива, очевидно, не получится, а вот безопасность движения – точно пострадает. Представьте: заводим ДВС, разгоняемся до 60 км/час. Глушим двигатель, подаём питание на мотор колёса. Едем не электротяге.  Следим за уровнем напряжения в аккумуляторной батарее. Нужно тормозить, но вакуума в тормозном усилителе хватит на одно-два торможение, - так как ДВС мы заглушили. То же самое – с усилителем руля:  у кого он гидравлический, - работать перестанет сразу же после выключения двигателя.

Значит,  и усилитель тормозов,  и усилитель руля,  нужно заменить на электрические. Они есть, выпускаются промышленностью,  и электроприводы вакуумного усилителя тормозов мы предлагаем заказать в нашем интернет магазине. Можем поставить и электроусилитель руля, причём даже дешевле, чем, например – жигулёвский, на «Калину». Однако есть один нюанс: внесение изменений в тормозную систему и рулевое управление – не разрешается правилами дорожного движения, без специального согласования с уполномоченными органами.

Едем на гибриде дальше. Остановились на светофоре. Нужно завести ДВС, чтобы тронуться с места. Если в начале движения не отключить мотор колёса, то вместо экономии,  может пойти перерасход топлива, если  они начнут работать в режиме рекуперации. 

Как видите, для управления гибридом, без думающей электроники, нужен как минимум человек-оркестр. Но даже при развитых способностях -  делать несколько дел одновременно, такое поведение за рулём будет неизбежно ухудшать безопасность движения и поэтому неприемлемо, -  как с точки зрения правил дорожного движения, так и исходя из здравого смысла.

Можно поступать по другому: заводить ДВС и включать питание мотор колёс одновременно,  и уже ничего не отключать до конца поездки.  Где-нибудь, в зоне досягаемости одной из рук – например под рулём, установить джойстик управления  для мотор колёс – с круиз контролем. Задействовать мотор колёса тогда, когда возможно  движение в электрическом режиме.
 Отключаться мотор колёса - будут при лёгком нажатии на штатную педаль тормоза. Для этого к концевику, идущему от педали тормоза к стоп-сигналам,  нужно подключить датчики тормозов от контроллера мотор колёс. Если не нажимать после этого на тормоз сильнее, - включится рекуперация мотор колёс и они слегка будут притормаживать гибрид, одновременно запасая электроэнергию в аккумуляторы. Если нажать на тормоз до конца, то машина остановится, как обычно. При такой системе все вспомогательные механизмы – и усилитель тормозов и усилитель руля будут работать в штатном режиме, но большой экономии топлива, вряд-ли удастся достичь.

Очевидно, что для создания гибрида,  по описанному принципу,  лучше всего подошли бы автомобили с микрогибридной установкой, - как минимум, имеющие систему старт-стоп.

Ведь помимо согласования работы двух приводов, требуется и согласование работы тормозов: притормаживание должно выполняться с использованием рекуперации, а торможение – со штатной системой тормозов. После остановки гибрида мотор колёса должны обязательно отключаться – иначе перегреются и сгорят.

Пока что в вопросе гибридизации своими руками,  я вижу больше вопросов, чем ответов на них, но правильная постановка вопроса – это уже половина решения задачи. Разработать и изготовить  контроллер для мотор колёс  со всеми необходимыми сервисными функциями мы можем самостоятельно, а вот связать ДВС, мотор колёса, тормоза и аккумуляторную батарею в одну полноценную  систему управления – не можем. 

Задача очень интересная и поиск её решения я предлагаю совместный – для всех заинтересованных специалистов по системам управления. Если появятся партнёры, желающие заняться этим проектом, то мы готовы поучаствовать.

                                                                                             Allyur, ТМ Volta bikes

                                                                        Все фото автора. Последнее фото - из интернета