電動バイクのプロトタイプ(のプロトタイプ)ができたので、

電動バイク関連の今までの歴史をまとめておきます。


2016/06/14

プリウスリチウムイオン電池到着

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リチウムイオン電池搭載プリウスはZVW35とZVW40で、

ZVW35は3.7V定格20Ah4kWhの大きいバッテリー、

ZVW40は3.7V定格5Ah1kWhのバッテリーを積んでいる。

ちなみにこのバッテリーはZVW35のバッテリー。

2016/06/30

プリウスリチウムイオン電池分解

このときバラしたのはZVW35のバッテリーで、

分解すると下記のようなバッテリーが手に入る。

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2016/07/1

機械納入

GoFに大型工作機械が入る

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2016/9/1

BMS(Battely Management System)単体テスト

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48V13セル用のBMSを購入。

いきなり大容量のバッテリーで試すのは危険なので18650リチウムイオン電池で試験をした。

過放電保護、過充電保護どちらも正常に動作する事を確認できた。

2016/9/2

アルミでのバッテリーケース制作

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リチウムイオン電池の放熱をアルミ筐体への伝導で行う事を意図し、アルミでバッテリーケースを制作したが、プリウスバッテリーはバッテリーの外装が絶縁されておらず、

アルミケースが接触すると漏電する事が分かったのでこのケースは今回の試作には使用しないことにした。

2016/9/21

リチウムイオン電池保持具の設計

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バッテリー同士を絶縁しつつ、バッテリーの冷却もするために、前回の設計を変更し

バッテリー同士の間隔を開け空冷にすることにした。

スペーサーは3Dプリンターで出力することにした。

2016/10/19

フレーム切り出し開始

段ボールカッターで型となる段ボールを切り出し、それを鉄板に貼り付け

型に沿ってハンドグラインダーで切り出した。

2016/10/22

フレームの鉄板が切り終わる

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フレームを切り出し、バリ取りをした。

これからフレーム内側の構造を作るにあたり、フレーム間の距離を一定に保つため

パイプを旋盤で切り出し、フレーム内側に溶接してスペーサとした。

2016/10/25

ハンドル、ねじれ防止用の構造材が付いた

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Fusion360とRhinocerosを使い、ハンドル保持部分などのパイプ材の展開図をつくり、

その通りにハンドグラインダーでパイプ材を削り出し、溶接をした。

2016/10/27

タイヤと電装が付き始める

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モーターコントローラ、充電器、コンタクタの取り付け穴をフレームに開け、取り付けた。

フレーム間の間隔を保持するためのパイプスペーサはもう不要なので、

グラインダーで切り落とした。

2016/10/28

バッテリーが全て乗った

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スペーサーが出来上がったのでフレームに取り付け穴を開けてバッテリーを組みつけた。

古い設計の白いスペーサはバッテリー直下にボルトが通っていない設計で出力したもの

だったので、バッテリーが脱落し、別のバッテリーと接触ショートしたので

新しい設計の位置に穴を開けなおして対処した。

2016/11/25

BMSの配線が終わった。

2016/11/24

保安部品が全て付いてナンバーが付いた

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取り付け位置に部品が付いた。配線は途中。

2016/11/28

保安部品の配線をした。

一般に売られているウインカーリレーは12V用で、今回の48V用バルブには適合しないのでフラッシャーのプログラムを書いた。

ホーンとウインカーの制御回路が12V系、それ以外の保安器が48V系と2系統になってしまった。

しかも48V系の部品は入手性が悪いので、次回は48V→12VのDCDCコンバータを載せて

保安器を12Vに統一する。

2016/11/29

公道での走行テスト

加速は良いが、加速の際にフロントから荷重が抜けるので前輪が空転する。

バッテリー容量がかなり大きく、かなりの距離が走れる。

2016/11/30

フロントフォーク受け部のパイプが曲がった

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厚さ1.8mmの一般構造用鋼材では強度不足だったらしく、パイプが曲がった。

次回はサスペンションを入れるか、鋼種、厚みを変えるかする。

2016/12/5

CycleAnalyst 取り付け

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オドメータ、トリップメータ、燃料残量計、スピードメータを一気に兼ねる

CycleAnalystを取り付けた。

CycleAnalystとBMSが両方ともGNDを要求しており、且つ2つを直列に繋ぐ必要があったが、

BMSの方がシステム上の優先度が高いと判断し、BMSの方にGNDレベルを譲る事にした。

BMSが作動した際にはCycleAnalystのGND準位は電源電圧まで上昇し、CycleAnalystが

動かない状態になると予想されるが、BMSが作動しているという事は

既に走行してはいけない状態になっているという事であるので、CycleAnalystが動かなくても問題は無い。


まとめ

  • バッテリーはもっと小容量の小さい物で十分
  • サスペンションのような衝撃を吸収する機構は乗り心地以外の面でも大事
  • インホイールモーターは重い、軽さ重視ならそれ以外の方式にする
  • 前輪駆動は加速時に荷重が抜けてタイヤが滑る
  • 48V系の電装はまだ入手が困難。メンテナンス性と入手性を考えるなら12V系が良い