NA Miata unter Spannung

Mahlzeit zusammen,

ich möchte kurz hier mein Projekt vorstellen...
Seit ein paar Monaten bin ich dabei einen 1991er US-NA auf Elektroantrieb umzubauen.

Ziele sind u.a. 100km Reichweite, etwas zu lernen und natürlich den Fahrspaß zu behalten.

Aktueller Stand:
Der Wagen lief schon. Akkus sind allerdings wieder raus um das Batteriemanagementsystem anzuschließen.
Gewicht wird am Ende bei ca. 1100kg landen.


Hat jemand einen Tipp, wie man hier Bilder anhängen kann?
Ansonsten hier erstmal einen Link zum Blog.

http://elektroumbau.blogspot.de

Habe vor Kurzem ein Video von einer Testfahrt gemacht... bin aber noch am überlegen, ob ich es hochlade :D

Moin Marco,
yep, so "sieht" man sich wieder... nu eben im Forum anstatt im Frechener Bahnhof :-)

Fotos einbinden geht ganz ordentlich mit imageshack (www.imageshack.us).

Hochladen, den direkten Link in den Text einbinden, fertig. Eine Anleitung findest du hier:

http://forum.mx-5-sportive.com/dc/dc...g_id=152&page=

neben mir ist noch ein weiteres Forenmitglied im Bereich Elektromobilität recht versiert: bucsbeifahrer (Holger)

dann können wir ja mal beim nächsten Jahrestreffen eine kleine EMX-5 Gruppe gründen (direkt neben der aufgeladenen Truppe) :-)


Gruß,
Micha

Hi,

ich bin auch schon länger verfolger deines Blogs und schaue regelmäßig nach Neuigkeiten.

Ich bin gespannt, und drücke dir die Daumen!

so long
Phil

Ich finde das wirklich super!

Hast du auch eine Kostenaufstellung, was man für Akkus, Motor und Co so ablegt? Wäre interessiert.

Hallo Marco,

viel Erfolg bei Deinem Projekt!
Wie Micha schon schrieb, hab ich es aber mehr mit E-Außenbordern ;-)

Respekt,geiles Projekt :G
Und vergiss nicht einen Stromabnehmer für die Oberleitung mit einzubauen damit du unterwegs tanken kannst :+

Gruß Holger

Wow, danke für die rege Teilnahme.

@ Michael
Ja, letztendlich habe ich den Weg ins Forum gefunden:)

@Sym
Die Kosten belaufen sich bisher auf ca. 16000 Euro incl. Fahrzeug.
Akku knapp 6000
Motor 2500
Controller 3000
Ladegerät 650
BMS (Batteriemanagementsystem) gut 1000

Es werden aber noch einige Euro für den ganzen Kleinkram (Kabel, Kabelschuhe, Aluminium, etc.) zusammenkommen.

Sehr nettes Projekt.

Was ist das für ein Motor?

Der Motor ist ein Kostov 11 Alpha, der Controller ein Soliton 1.

Um diese Kosten könnte man auch einen guten Turboumbau machen. Aber ein Umbau auf Elektroantrieb ist meiner Meinung nach wesentlich spannender. :9

Ich finde es mutig einen MX-5 als Plattform zu verwenden. Denn, ein Kleinwagen a la Polo, Corsa usw.. wäre in vieler Hinsicht einfacher gewesen. Dort hat man mehr Platz für Akkus, und das Gesamtgewicht kann höher sein.

Ich bin beeindruckt, dass du das durchziehst und auch ordentlich machst. Denn das ist sicherlich keine lahme Kiste, die ständig mit Akkuproblemen zu kämpfen hat. Ich denke, das Ding wird gut fahrbar sein und auch die Akkus sind so ziemlich das Beste, was man z.Z. bekommen kann.

An deiner Stelle würde ich noch über die Temperierung der Akkus nachdenken. Zumindest eine temperaturgesteuerte Kühlung mittels Lüfter würde ich vorsehen.

>An deiner Stelle würde ich noch über die Temperierung der
>Akkus nachdenken. Zumindest eine temperaturgesteuerte Kühlung
>mittels Lüfter würde ich vorsehen.

Eine Überwachung der Zelleinzeltemperaturen reicht doch aus.
Extrem hohe Ströme fallen nur beim Anfahren an - und da kann man ja einfach den Strom bei einer Zelltemperatur <70°C begrenzen...

Moderne Lithiumpacks (von z.B. JCI) kommen in geschlossenen, wasserdichten Gehäusen auch ohne Kühlung aus.

Nachdem ein Akku nicht 100% Wirkungsgrad hat, fällt Abwärme an. Meines Wissens funktionieren Li-Akkus bei tiefen und hohen Temperaturen nicht optimal.

Daher sollte man im Winter die Zellen isolieren und die Zellabwärme nutzen. Im Sommer führt das aber zu hohem Temperaturen und man sollte daher die Zellen kühlen. Am einfachsten geht das eben mit Luft. Manche Hersteller (z.B. Tesla) kühlen ihre Akkus sogar mit Kühlflüssigkeit.

Klar werden die Zellen warm.
Daher auch die Überwachung.

Ein typischer Temperaturbereich ist z.B. -20°C bis +60°C beim Entladen. Das geht locker OHNE aktive Kühlung/Heizung.
100% Entladetiefe, max. 1.5-2 C

Bei machen Kfz-Herstellern wird ein höherer Strom entnommen, dann stiegt natürlich auch die Temperatur und eine aktive Kühlung ist notwendig.

kommt eben immer auf den Einsatzzweck an. An unserem Pikes Peak Renner ist keinerlei Batteriekühlung notwendig. Da fahren wir übrigens mit 10C! Nach 10min unter voller Leistung (inkl Rekup) war die Batterie noch unter 60°C (bei 30°C ambient). Beim Auris fahren wir diese Zellen seit genau 30.000km ohne Kühlung. Jeden Tag rund 200km, bei -15°C im letzten Winter und bei plus 35°C diesen Sommer. maximale Batt.Temp bei 48°C.
Dafür kosten LiTec Zellen aber auch ein wenig mehr.

Einen anderen Typ Zellen lassen wir gerade auf dem Dyno für KERS Antriebe laufen, den einen Typ bekommen wir je nach abgegebener Leistung pro Runde (LeMans Profil) auf etwa 85°C ohne Kühlung, dort saturiert der Wert. Wenn wir aber von 1MJ pro Runde auf 8MJ pro Runde gehen ist eine Ölbadkühlung im Einsatz.

So eine Kühlung ist ja auch recht aufwändig. Womit soll gekühlt werden Luft, Wasser, Öl... da die Batterien nicht im Innenraum verbaut sein dürfen müssen sie IP67 erfüllen. Wie realisiert man da eine Luftkühlung? Das Gehäuse zu kühlen ist völlig sinnlos, die Zellen haben keine Kontaktfläche zur Gehäusewand. Alle Materialien die Wärme leiten tun dies leider auch mit Strom! (außer sehr teueren und schwer verarbeitbaren Keramiken)
Letztlich geht es nur sinnvoll wenn die Verlustwärme über die Ableiter entzogen wird.
Kokam bietet ein Modul an welches schon einen Kühlkreislauf integriert hat.

Eine Heizung oder Kühlung für die Zellen werde ich nicht einbauen und vorsichtig beobachten, wie sich die Zellen im täglichen Betrieb verhalten. Jedes Zellmodul misst und sendet die Temperatur ans Tablet. Zwar kann die Temperatur in der Mitte der Zelle nicht gemessen werden, aber bei den Tests der Akkus (nicht Testfahrt sondern einzeln an der Last im Büchersandwich :D) waren die Anschlussfahnen mit Abstand am wärmsten.

Bei den Testfahrten haben sich die Zellen und Anschlussfahnen nicht merkbar erwärmt.

Heute hatte ich endlich mal wieder Zeit mich um den Umbau zu kümmern und habe den kompletten Innenraum etwas aufgeräumt
-noch einige Leitungen entsorgt
-neue Leitungen teilweise raus-, umgezogen und angeklemmt

Die Motorkontrollleuchte wird nun vom Fehlerausgang des Controllers gespeist. Sämtliche Analoganzeigen angeklemmt (Kabelenden liegen noch lose unter der Motorhaube).

Dort, wo der Aschenbecher war, kommt nun ein Bedienpanel mit Not-Aus, Anzeige Fahrbereitschaft, Start Knopf, evtl. einem Schalter zur Leistungsbegrenzung und noch einige Sachen, die mir gerade nicht mehr einfallen, hin.

Mal schauen, ob das Bilder anhängen klappt....

http://imageshack.us/a/img10/4829/20121221163840.jpg

Dein Projekt beeindruckt mich!

Wie sieht es denn mit der Zulassung bzw Zulassungsfähigkeit des Umbaus aus?

Zulassungsfähig wird das Ganze sein.

Man muss sich beim Umbau an die ECE-R100 halten, teilweise auch an ECE-R10.
Da der Wagen vor einem Stichtag im Jahr 2003 (1991) gebaut wurde, muss nicht das ganze Fahrzeug auf elektromagnetische Verträglichkeit geprüft werden, sondern es reicht, wenn man Prüfberichte für sämtliche Komponenten vorlegt. Somit spart man sich die ca. 2000 Euro teure EMV Prüfung.
Die Komponenten habe ich teilweise nach dieser Prüfung ausgewählt.
"Nur" für den Soliton Controller musste vom Importeur für 600 Euro+MwSt. ein EMV-Kit (Abschirmungssatz und Zertifikat) kaufen.

Ich hoffe den Umbau, je nach Freizeit, bis Ende Februar oder SPÄTESTENS zum Sommeranfang zugelassen zu haben.

Weiß vielleicht jemand, wie man an ein elektrisches Signal für die Geschwindigkeit kommt?
Das BMS soll damit gefüttert werden, um Verbrauch und Restreichweite zu errechnen. Ich habe zwar die Motordrehzahl, aber auch verschiedene Gänge.

Habe nun das hier gefunden:
http://www.download.mx5-cruiser-nrw....navigation.pdf

Hat jemand eine andere/günstigere Idee?

Hi,

es gibt Varianten:

Tachogeber aus einem NB oder NBFL verwenden.
Der ist dann elektrisch, allerdings nur mit 4.1er oder 3.6xer Differential passend.
Nachteil: alter Tacho geht nicht mehr und muss vom neueren MX verwendet werden.

Tachoeinheit aus einem 89-97er Miata verwenden.
Dort gibt es einen Speedpuls wenn das Auto ABS oder Tempomat hatte.

Oh, danke, gut zu wissen. Ich habe einen Miata. Tempomat hat er nicht. Dann muss ich wohl mal schauen, ob er ABS hat :D

Hat er nicht. ;-)
http://1.bp.blogspot.com/-mZF1-Hzaij...+Testfahrt.jpg
Die Leitungen gehen vom BKV direkt zu den Sätteln.

Hehe, da kann ich mir sogar das Nachschauen sparen.
Dann muss wohl eine andere Lösung her.

Radträger vorn vom ABS Modell verwenden, Triggerwheelsensor Signal abgreifen, Wert links und rechts mitteln (wegen Raddrehzahlunterschied bei Kurvenfahrt)

Hmm, dann wird es wohl auf den Sensor von Speedsignal.de hinauslaufen oder ich baue irgendwo anders einen Näherungssensor ein.
Alle anderen Lösungen sind mindestens genau so teuer und mit mehr Aufwand verbunden.

Danke!

>Danke!

Ja natürlich... Danke! Oder worauf war das bezogen?

Habe mich nun übrigens nach einem Telefonat mit dem Tüv dazu entschieden, das Getriebe starr und ohne Kupplung mit dem Motor zu verbinden.

In der letzten Zeit ist habe ich eigentlich eine Menge geschafft, größtenteils aber kleinere Dinge.

Da ich mit 1,93m Größe nicht wirklich komfortabel in den MX gepasst habe, hatte ich mir vor längerem schon Elise Sitze gekauft, für die ich nun zwischen den Jahren neue, nicht verstellbare Konsolen gebaut habe.

Werde mal ein paar Bilder machen, wenn es etwas ruhiger wird.

geht da nix mit nem Geber vom Fahrradtacho?

>Da ich mit 1,93m Größe nicht wirklich komfortabel in den MX
>gepasst habe, hatte ich mir vor längerem schon Elise Sitze
>gekauft, für die ich nun zwischen den Jahren neue, nicht
>verstellbare Konsolen gebaut habe.

Haste darüber auch mit dem TÜV gesprochen? Das ist eigentlich ein No-Go.

>
>>Da ich mit 1,93m Größe nicht wirklich komfortabel in den
>MX
>>gepasst habe, hatte ich mir vor längerem schon Elise Sitze
>>gekauft, für die ich nun zwischen den Jahren neue, nicht
>>verstellbare Konsolen gebaut habe.
>
>Haste darüber auch mit dem TÜV gesprochen? Das ist
>eigentlich ein No-Go.

Im Ernst? Die starren Sitze oder die selbstgebauten Konsolen?
Habe nicht darüber gesprochen. Dachte das geht wohl klar.
Das kommt dann direkt auf die Liste für das nächste Gespräch. Wollte es mal ansprechen, habe es dann aber sein lassen.

>Im Ernst? Die starren Sitze oder die selbstgebauten Konsolen?

Die nicht verstellbaren Konsolen. Der Sitz muss immer verstellbar sein.

Man braucht dafür die Raddrehzahl mit möglichst geringem Schlupf. Hinterachse fällt also aus wegen möglicher durchdrehender Räder. Vorderachse ist geeignet, bei Kurvenfahrt jedoch Drehzahldifferenz Links zu rechts, daher besser beidseitiger Sensor und Wert mitteln. Fahrradsensor beruht letztlich auf dem gleichen Prinzip aber dann hat man lediglich einen Impuls pro Umdrehung was für viele Regelungen zu grob ist. Ein Triggerwheel mit 32 oder gar 64 Zahnen ist deutlich besser. Und da es dies bei den ABS Fahrzeugen ja bereits gibt wurde eine Umrüstung Sinn machen.

>>Im Ernst? Die starren Sitze oder die selbstgebauten
>Konsolen?
>
>Die nicht verstellbaren Konsolen. Der Sitz muss immer
>verstellbar sein.

Ok, du hast leider Recht.

Antwort vom TÜV:
Sitze müssen verschiebbar sein und bei Schalensitzen muss der Sitz auch um min. 15° neigbar sein.
Also kommen die schweren Genickbrecher wieder rein :)

Michaels Vorschlag wäre auf jeden Fall der Beste.
Aber mir reicht die Genauigkeit des zusätzlichen Sensors an der Kardanwelle.

Ich hatte an meinen letzten 2 Tagen in Köln etwas Langeweile und habe mal ein Video aus verschiedenen Testfahrten zusammengeschnitten :D

https://vimeo.com/57481692

Link geht nicht...

"Sorry, the video at this URL has either been deleted or never existed in the first place."

Cooles Video. Es lässt sich davon schwer abschätzen, aber wie gut beschleunigt der Elektro-MX-5? Langsamer/schneller als das Serienauto?

Die Fehlermeldung bekomme ich nicht... komisch.

Also meine subjektive Meinung:
Er beschleunigt wie vorher, allerdings sehr viel gleichmäßiger und daher eigentlich wieder schneller :D
Das Drehmoment liegt ja quasi direkt vom Anfahrmoment bis zu einer bestimmten Drehzahl an. Diese Drehzahl ist proportional zu der anliegenden Spannung (im Video 150V - Spannungsabfall wegen deutlich zu kleiner Leitungen), später (300V) sollte er also mit dem max. Drehmoment doppelt so hoch drehen, bevor das Moment abfällt.

Wieviel Leistung und vor allem wieviel Drehmoment hat der Motor bei dir? Und bis zu welcher Drehzahl hält er dann dieses Drehmoment?
Sau cooles Projekt. Sowas würde mich auch schwer begeistern, wenn nicht die Akkus so teuer wären...

>Wieviel Leistung und vor allem wieviel Drehmoment hat der
>Motor bei dir? Und bis zu welcher Drehzahl hält er dann
>dieses Drehmoment?
>Sau cooles Projekt. Sowas würde mich auch schwer begeistern,
>wenn nicht die Akkus so teuer wären...

Hier ist ein Leistungsdiagramm des Motors:
http://kostov-motors.com/files/productattachments/046de95abf0344b1e46ff48da45b73e3_S250F03%20(2).pdf

Ich denke um die 140Nm waren es beim Test.
Wie lang das maximale Drehmoment anliegt kann ich noch nicht sagen, da ich kein M-n Diagramm vom Motor habe.

Von der Theorie her ist es auf jeden fall so, wie oben beschrieben. Zumindest solang der Wirkungsgrad nicht allzu sehr leidet.

Wenn ich das richtig deute, dann wären mit dem Motor 190 Nm bis zu einer Drehzahl von 4500 Upm bei einer Leitung von dann 90kW möglich.
Die Spannung beträgt laut Diagramm aber nur bis 230 V.
Du hast aber denke ich was von 300 V geschrieben. Hält der Motor das aus? Wie ändern sich dann die Kurven, bzw Drehmoment, Leistung und Strom? Oder hast du nur an den Akkus 300 V und der Motor bekommt nich mehr wie die 235 V?

Der Controller wird so eingestellt, dass der Motor max. 250V bekommt. Durch die dünnen 10qmm Leitungen, die ich beim Test verwendet habe, wird der Spannungsfall so groß gewesen sein, dass am Motor sehr wahrscheinlich keine 125V angelegen haben.
Daten zu dem Testlauf habe ich eigentlich gar keine, außer dass der Strom auf 400A begrenzt war.

Bis Ende Januar muss der Motor wieder drin sein und dann mit kompletter Spannung, vernünftigen Kabeln und Batteriemanagementsystem laufen. Dann wird es mehr Werte geben.

Meine Aussage zur Kennlinie war gerade falsch. Das Drehmoment ist beim Reihenschlussmotor NICHT proportional zum Strom. Ich finde mein Skript zu dem Thema gerade nicht, da muss ich nochmal nachschauen, wie es sich genau verhält.

So, langsam ist es mal wieder Zeit für ein Update.
Da ich im Moment frei habe, habe ich die letzten 5 Tage im Schnitt fast 12 Stunden pro Tag mit dem Umbau verbracht.

Der Motor ist nun endgültig drin. Der Controller ist vernünftig befestigt. Ich habe einen dritten Akkukasten gebaut, der unter die Motorhaube kommt. Die Akkukästen sind lackiert und isoliert. Unter dem Wagen haben wir ein 50er HT Rohr als "Kabelkanal" angebracht. Vakuumpumpe und Schaltkästen sind drin und teilweise verdrahtet. Die Mittelkonsole und die Tabletblende sind fertig und die Kabel zwischen den Akkukästen (Lastkabel und CAN) sind auch drin.

Morgen (und übermorgen?) werde ich versuchen, die Akkus einzubauen und eine aussagekräftige Testfahrt zu machen.

Aber vorher muss ich mir noch eine vernünftige Position für das Gaspedal bzw. Poti suchen.

Edit: Komisch, ist bei euch das erste Bild auch so extrem groß? Ich habe beide eigentlich mit den gleichen Einstellungen hochgeladen^^

http://imageshack.us/a/img853/6048/20130131173916.jpg
http://imageshack.us/a/img706/6546/20130120173040.jpg

>Edit: Komisch, ist bei euch das erste Bild auch so extrem
>groß? Ich habe beide eigentlich mit den gleichen
>Einstellungen hochgeladen^^

Ja, ist riesig :D

>Habe mich nun übrigens nach einem Telefonat mit dem Tüv dazu
>entschieden, das Getriebe starr und ohne Kupplung mit dem
>Motor zu verbinden.

Wobei sich mir die Frage stellt, warum noch ein Getriebe?

Weil der Motor einfacher anzuflanschen geht?

Wird das dann "festgelegt", damit man nicht mehr schalten kann?
Sonst könnte man ja in Sachen Top-Speed so einiges machen...

Grüße

Andi

Eine leichte Untersetzung zwecks Erhöhung des Drehmomentes schadet nicht ;-)

>Eine leichte Untersetzung zwecks Erhöhung des Drehmomentes
>schadet nicht ;-)

Die Verluste des Getriebes aber schon...

Ich frag mich auch warum das Getriebe drin gelassen wurde!

- zusätzliches Gewicht (~40kg?)
- Verluste (~10kw?)

Das Getriebe wiegt etwa 30 kg. Verluste sind anhängig von der Last und dem Gang.

Ohne Getriebe ist die Zugleistung begrenzt durch das Drehmoment des Motors. Also benötigt man entweder einen drehmomentstarken Motor, oder ein Getriebe, sodass man den E-Motor mit mehr Drehzahl und weniger Drehmoment betreiben kann. Ein Getriebe macht also je nach Setup durchaus Sinn.

Also, ich habe mich wieder umentschieden und die Kupplung nun doch drin gelassen.
Entweder Kupplung und Getriebe blieben drin oder beides kommt raus, diese Zwischenlösung, die ich im Kopf hatte macht nur bedingt Sinn.

Ich wollte das Getriebe eigentlich gar nicht mal zur Drehmomenterhöhung drin lassen, sondern eher zur Reduzierung des Anfahrstromes. Aber da Drehmoment und Strom proportional zueinander sind, ist das eigentlich das gleiche:)

Ich bin am Wochenende nun unter voller Spannung gefahren.
Im 1. und 2. Gang zu fahren macht keinen Sinn. In diesen Gängen werde ich wohl nie fahren.
Aber ich denke es ist gut, dass ich noch die Wahl zwischen Gang 3-5 habe.

Was mir aufgefallen ist, das das Auto vom Getriebe und Diff her ab 60km/h verdammt laut wird. Aber ich höre es z.B. auch, wenn ich über Laub fahre. Teilweise (dort, wo der Akkukasten an die ehemalige Reserveradmulde stößt) ist auch noch nichtmal Blech zwischen Straße und der Fahrerkabine. Das kommt also wohl davon.

Der NA wiegt nun um die 1070 kg. Ladegerät und Heizung fehlen noch und ich muss die schweren Originalsitze noch einbauen. Es wird also knapp.

Gibt es einen NA, der mit einem höheren zul. Gesamtgewicht als 1230 kg eingetragen ist?
150kg muss ich mindestens für Fahrer und Beifahrer rechnen.

Die Achslastverteilung ist top.

vermutlich weil
a) der Motor leichter anzuflanschen ist
b) im Getriebetunnel zu wenig Platz für den Motor ist (also eine Verlängerung und Lagerung der Kardanwelle nötig)
c) die Drehmomentabstützung des Motors sinnvollerweise auf den originalen Motorhaltern erfolgt
d) die Verluste des Getriebes im 3. oder 4. Gang nicht so dramatisch hoch sind

edit: ok, sehe gerade die Antwort wurde bereits gegeben....

Was stört dich am hohen Motorstrom beim Anfahren? Dem Motor macht das nichts aus. Und die Akkus sehen den hohen Anfahrtsstrom nicht, da der Fahrenregler das mit Kondensatoren glattbügelt.

Klar, dass der 1. und 2. Gang ziemlich kurz sind. Der Motor hat die Nennleistung bei 4500 U/min - fast wie ein Diesel. Man braucht daher eine etwas längere Übersetzung bei normaler Fahrweise. Mit der höheren Akkuspannung müsste der Motor aber mehr Drehzahl schaffen, sofern er das auch mechanisch und elektrisch aushält. Damit hättest du mehr Nennleistung.