A mostani átépítés célja, hogy az általunk elsődlegesen más célra tervezett akkumulátor csomagokat hatékonyan tesztelni tudjuk. Nem szerettünk volna egy izgalmas, dinamikát sugárzó kasztniba egy unalmas hajtásrendszert pakolni, így a motor és a motorvezérlő teljesítménye összemérhető kell legyen az autó eredeti erőforrásával. Ha maga az átalakítás lenne a fő projekt, akkor 600V-ig bármekkora feszültségű akkumulátort rakhattunk volna az autóba, a kapacitást pedig a cellák fajtája, és a rendelkezésre álló hely határolná csak be. Nekünk azonban most 100Ah-s cellákból épített pakkokat kell tesztelni, és ezekből sem akarunk túl sokat beépíteni, hogy az akku méretéhez viszonyítva relatív nagy legyen a terhelésünk.
Nem ragaszkodunk hozzá, hogy idővel engedélyeztessük a mi kis szörnyszülöttünket, viszont el sem akartuk zárni magunkat ettől a lehetőségtől, így minden egyes fontos döntést ennek tudatában hoztunk meg. Továbbá szeretnénk, ha az autóval élvezetesen lehetne közlekedni alacsony sebességeknél, forgalomba helyezés esetén például a Bömiket meg a Merdzsókat állva tudjuk hagyni a lámpánál, de képes legyen akár a 120-130-as autópályás tempóra is.
Az MX-5-be jelenleg beépítendő akkumulátorokkal a rendszerfeszültség 120V, a maximális áram pedig 600A lesz. Mint mindenhol, így sajnos az akkumulátorban is vannak veszteségek, emiatt kellett korlátoznunk az áramot. Ekkora terhelésnél a pakkok belső ellenállása miatt nagyjából 100V lesz a kapocsfeszültség, az akkumulátorokból így kb. 60kVA teljesítményt tudunk majd kivenni. Figyelembe véve egy átlagos motor és motorvezérlő veszteségeit, a csúcsteljesítményt 54kW, azaz 72 LE körül várhatjuk. Ezek alapján már majdnem tudnánk is motort és vezérlőt keresgélni, azonban van még egy nagyon jelentős szempont: a hely. Nagyon jól sikerült a Mazdának egy nagy motort belepaszírozniuk egy kis motortérbe, és mindent ügyesen köré tudtak építeni, és nekünk ezzel a hellyel kell gazdálkodnunk. Az elektromos hajtás jó tulajdonsága, hogy vígan elviszi a hátán a kasztnit akár egyetlen fix áttétellel is, így ha választani kéne, hogy ezt vagy inkább egy 6+1 fokozatú váltót tervezzen valaki az autóba, akkor egyértelmű, hogy melyiket csinálná.
Esetünkben viszont már adott a váltómű, és olyan keskeny maga a váltó és a kardánalagút, hogy oda csak nehézkesen férne be egy megfelelő teljesítményű motor. Hajtóművet is kéne terveznünk hozzá, és nagyon kevés rögzítési pont állna rendelkezésünkre. Mindenki jól tudja már, hogy a villanymotor közel állandó nyomatékot tud leadni széles fordulatszámtartományon, azonban sokan hajlamosak elfelejteni, hogy a teljesítmény a fordulatszám és a nyomaték szorzata, tehát ha nagy sebességtartományban ki akarjuk használni a rendelkezésre álló teljesítményt, akkor az autóban kel hagynunk a váltót. Meg amúgy is tök jó érzés pakolni a fokozatokat, főleg ezzel a határozott, rövid úton mozgó váltókarral. Hol van abban a kihívás, ha csak a gázt kell nyomni?
Mivel a kardánalagútba nem pakolhatjuk a villanymotort, így a lehető legkisebb helyet szabad csak elfoglalnia a benzinmotor helyére kerülő akkumulátoroktól. Több motort is kinéztünk, de az alábbiak a leginkább ideálisak, mint potenciális szívimplantátum:
Az EVDS különlegessége, hogy magyar, és a gyártó ésszerű keretek között egyedi igényekre is hajlandó szabni a motorjait. Az eredeti 1.5 literes szívómotor is 150 Nm-t tud, és 96 kW-ot présel ki magából, viszont csak 7000-es fordulaton, szóval napi használat mellett – főleg, hogy 3000 környékén már sipákol az autó fedélzeti számítógépe, hogy váltani kéne – nem nagyon vennénk észre azt a majdnem 40 kW hátrányt. Három motor közül amúgy a legnagyobb teljesítményű Emrax a legkisebb méretű, majdnem negyed akkora mint versenytársai, köszönhetően az állandómágneses forgórészének (nem véletlenül alkalmaznak a legtöbb elektromos autóban ilyen felépítésű motorokat), így a helyszűke miatt célszerű lenne ezt választani. Ekkor jött a szikra, hogy pár fillérért drágábban van ennek egy bátyja, az Emrax 228 LV, ami 100kW-os csúcsteljesítménnyel és 240 Nm-es csúcsnyomatékkal rendelkezik, miért is ne ezt építenénk be inkább?
Forrás: http://emrax.com/wp-content/uploads/2017/01/emrax_208_ip65_03-1024x1024.jpg
Készítettünk is egy nyomaték-fordulatszám diagramot összehasonlítás végett az 1500 köbcentis benzinfalóról (IC) és az uncsi villanyautóról (EV). Egészen 4000 RPM-ig, ahogy azt a kék vonalak mutatják, nagyobb lesz a motorunk nyomatéka, így a teljesítménye is az eredetinél, sőt SOKKal nagyobb, úgyhogy reménykedhetünk benne, hogy nagyon virgonc lesz a kicsike. Sajnos az is látszik a diagramon, hogy magasabb fordulatszámokon alul fog maradni az elektromos Mazda a már 2400RPM-en jelentkező teljesítménykorlát miatt. Ez a járgány már nem fog úgy könyörögni a 7000-es fordulatért, mint amikor a legördült gyártósorról.
Akit érdekelnek az elektromos motorok az itt megnézheti, hogy ez az EMRAX hogyan néz ki belülről. A villanymotort ugyan már megrendeltük, de épp nyersanyag hiányban szenvednek a szlovének, így a szokásosnál többet kell rá várnunk. Hoppá, lehet nem is említettem korábban, hogy bizony a motort szinte a szomszédban, Szlovéniában készítik, így ha bármi gondunk is van vele, nem kell messzire vinnünk. Készítettünk róla egy méretazonos karton modellt, hogy tudjuk helyezgetni, próbálgatni a motortérben, amíg nem nem jön az igazi. Csak, hogy el lehessen képzelni milyen kis pöpp térfogatba van összesűrítve ez a 100 kW és 240 Nm, odatettük a kiszerelt motor mellé a karton Emrax-ot.
Persze amit megnyerünk a motor méretén, azt általában többszörösen elvesztjük az akkumulátor terén, de akkor is durva belegondolni, hogy mennyi erő szorult egy ilyen kis szerkezetbe. Azonban ahogy a modern belsőégésű motorok, ez sem több egy nagy papírnehezéknél megfelelő motorvezérlő nélkül. Így hát elkezdtünk keresgélni, de nem igazán nagy a választék ilyen paraméterek mellet.
Ezek közül csak a Kelly elég erős, hogy ki tudja használni a motorban rejlő potenciált, azonban ez érzésre nem több egy hobbi projektbe való eszköznél. Lényegében semmilyen tanúsítvánnyal sem rendelkezik, így a por- vagy vízcsepp állóságra sincs semmilyen garancia, kételkedünk benne, hogy léghűtéssel el tudják érni ezt a teljesítményt egy komolyabb hűtőborda nélkül, meg gyanúsan olcsó a többihez képest. De mégsem akartuk, hogy veszítsünk a teljesítményből, így megkérdeztük a motort gyártó Emrax-ot, hogy ők nem tudnának-e ajánlani egy jó vezérlőt a motorjukhoz. És láss csodát pont tudtak egy (szintén) szlovén céget, akiknek van megfelelő vezérlőjük hozzá, így rendeltük meg végül az EmSiSo emDrive 500-as motorvezérlőt (30-125V, 800A, 100kW). Ahogy a motor, úgy ez is vízhűtéses, így lesz majd egy pár körünk a hűtésrendszerrel is.
Azért számítással is ellenőrizni akartuk, hogy ezekkel az alkatrészekkel el fogjuk-e érni a kívánt hatást, elvégre mégis csak mérnökök vagyunk, és a mérnökök ugyebár mérnek számolnak. Szóval csináltunk egy gyorsulás kalkulációt az eredeti benzines és az elektromos rendszerre is egyaránt. Az elektromos autót 100kg-mal nehezebbnek vettük, és a számításaink helyességét az 1.5-ös benzines változat valós 0-100-as idejével ellenőriztük, ami 7.3-7.7 másodperc körüli YouTube videók alapján. Magunkat megnyugtatva, nekünk is hasonló számok jöttek ki. 60 km/h alatt bízhatunk benne, hogy megmarad az autó dinamizmusa, afölött azonban érezhető lesz, hogy kevés akkumulátor fért bele ebbe a kis autóba.