Como construir un kart electrico paso a paso?
Para nuestro proyecto técnico final, decidimos construir un kart eléctrico con componentes comúnmente disponibles. Los requisitos eran implementar principios de administración de proyectos, hardware y diseño de software. El tiempo de construcción del proyecto fue de aproximadamente 3 meses, pero la investigación comenzó aproximadamente 4 montajes por adelantado.
Comenzamos a investigar motores potenciales que podrían ser adecuados para un go kart. Nuestra potencia de potencia objetivo fue de 3kW. La mayoría de los motores eléctricos trifásicos de 3kW cuestan alrededor de $ 400, lo que era demasiado caro para nuestro presupuesto. Nos decidimos por convertir un alternador de automóvil en un motor síncrono trifásico. Elegí uno por alrededor de $ 30.
Aquí está el alternador desmontado, puente rectificador y regulador desconectado. También soldamos 2 cables a los cepillos de bobina de campo.
Alternador pintado y vuelto a montar. Aquí lo probamos usando un avión RC ESC.
A continuación, intentamos construir un variador de frecuencia con el controlador de motor ML4425CS. Bonito y pequeño chip que tiene una decodificación de emf inversa.
Este era el circuito de prueba, pero lamentablemente el controlador cambiaría a control de lazo cerrado a aproximadamente 100 RPM, lo que no era ideal para una aplicación de vehículo eléctrico.
La solución a este problema fue comprar un controlador de motor trifásico comercial, destinado a ser utilizado en scooters eléctricos.
Este controlador en particular tiene una entrada de voltaje amplio (48V a 72V) y puede manejar 1.5kW de forma continua y 3kW pico. También tiene un límite de corriente de 40A. Lo probamos con el alternador modificado y funcionó muy bien.
Luego necesitábamos una batería ligera, hasta este momento estábamos usando 4 baterías de plomo-ácido, que tenían una masa de aproximadamente 80 kg. No fueron prácticos.
Decidió ir con baterías de polímero de litio, son livianas, tienen una gran capacidad y una tasa de descarga insana. Las especificaciones son: 18 celdas en serie, 66.6 V, 5.8 Ah y 145 A de descarga continua.
También compramos el marco go kart alrededor de este momento (aproximadamente un mes en la construcción del proyecto)
Este es el chasis rodante que compramos por alrededor de $ 125, está en buenas condiciones, excepto por el asiento podrido y el pedal del acelerador faltante.
Desmontamos todos los componentes oxidados y despojamos la pintura. Se usó gel de eliminación de óxido.
Luego necesitábamos encontrar una forma de transferir potencia a las ruedas traseras. Una cadena de transmisión parecía ser la implementación más simple.
Piñón de cadena de 14 dientes # 35 instalado en el motor
Piñón de transmisión instalado en el eje vivo. Este tiene 72 dientes. Esto da una relación de transmisión de 5.14 a 1
Motor instalado en un espaciador de madera temporal, así como la cadena fue probada. El espaciador de madera fue reemplazado más tarde por 2 vigas de aluminio.
A continuación pintamos las ruedas.
Negro brillante con una tela a rayas roja.
Retapizado el asiento y pintado el marco del asiento.
Acelerador por encargo, aquí estamos usando un pot lineal de 5k.
Interruptor de ruptura instalado. Cremalleras son muy útiles 🙂
Soldadura de un soporte de montaje para el sensor de rpm inductivo.
Probando la alineación del sensor, la cadena no parece afectar el rendimiento,
Aquí hay un diagrama de bloques del sistema eléctrico
Estamos utilizando un arduino pro mini para el circuito de interfaz del controlador, otro pro mini para la medición de rpm del motor y un arduino mega. Estamos utilizando el arduino mega para sus ‘puertos serie.
La entrada del acelerador en el controlador del motor espera un voltaje de CC entre 1.1v y 4.1v, ya que el arduino no tiene un DAC, hicimos un filtro de paso bajo, que convierte la onda cuadrada pwm en DC variable. Vea el video a continuación para una demostración.
Probando el control del acelerador y el circuito de la bobina de campo. Aquí también estamos probando el sistema operativo impulsado por interrupciones en el Arduino Pro. Estamos utilizando la comparación de salida para el tiempo y la lógica de máquina de estados. La comunicación es sobre SCI usando interrupciones de recepción. Escribimos el protocolo para intercambiar información sobre el puerto serie.
Fragmento de código que muestra la configuración de timer1 y sci.
A continuación, intentamos crear una placa de control de batería para proteger y cargar las baterías de polímero de litio.
Aquí estamos usando el CI de monitoreo multicelular LTC6803-3. cada chip puede manejar un mínimo de 4 celdas y un máximo de 12. Hay 2 en cascada para usar 18 celdas. Un arduino pro mini proporciona la interfaz.
Poblar la PCB a mano. Hay alrededor de 120 componentes.
Horneando la pcb para derretir la pasta de soldadura y soldar los componentes.
Todo hecho, menos el poder mosfets. Desafortunadamente, el IC de la izquierda se movió ligeramente mientras estaba en el horno. Algunas de las 44 conexiones no son confiables. 🙁
Mientras tanto, imprimimos en 3D un estuche para el arduino mega