Bachelor's Thesis

Electric motorbike traction drive

Final Thesis 2.56 MB

Author of thesis: Ing. Jiří Bartoš

Acad. year: 2021/2022

Supervisor: Ing. Jan Martiš, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Abstract:

This work deals with complete designing of electric drive for lightweight motorcycle. There are mentioned options of electric drive and types of batteries. One solution for Jawa 50/555 motorcycle frame is picked. In this work are measured losses of traction motor and cooling system is modified. There are some necessary calculations of drive. In next part 10S6P Li-ion battery with balancer and undercharge controller is realized. In this thesis design of step – down converter with current control is described, cooling and PCB is proposed. Complete converter with cover is made.

Keywords:

Electric drive, brushed DC electric motor, step – down converter, current controller, pulse width modulation. Li-ion battery

Date of defence

14.06.2022

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval práci na téma Elektrický pohon pro motocykl. Student shrnul osnovu práce. Dále student seznámil komisi s cíli práce. Student představil požadované parametry pohonu pro elektrický motocykl a konstrukci. Student seznámil komisi s návrhem výkonového měniče, Lithium-iontového akumulátoru a elektrickým motorem. Na závěr student shrnul dosažené cíle práce. Student bez problémů odpověděl na všechny otázky oponenta. Také zvládl odpovědět na otázky komise.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Martin Mach, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Dostál, Ph.D. (člen)
Ing. Dalibor Červinka, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Martiš, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jan Martiš, Ph.D.

Student se zabývá přestavbou klasické motorky na elektrický pohon, jedná se tedy o jeho vlastní téma. V práci se věnuje zejména návrhu pohonu pro motorku (měnič + stejnosměrný motor), dotýká se ale i dalších aspektů, jako např. návrh akumulátoru. Student pracoval dosti samostatně ale využíval v dostatečné míře i konzultací. Konzultace se týkaly spíše elektrické stránky přestavby, student potřeboval např. poradit se schématem zapojení. Veškeré konstrukční práce student prováděl sám a projevila se jeho zručnost a zkušenosti. V práci se občas vyskytují nepřesnosti a některé věci nejsou dobře vysvětleny nebo zdůvodněny, ale celkově, graficky i stylisticky je úroveň práce velmi dobrá. Zadání bylo splněno a práci lze rozhodně doporučit k obhajobě. Points proposed by supervisor: 92

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Bakalářská práce se věnuje návrhu a realizaci elektrického pohonu pro malý motocykl. Součástí práce je stručná teoretická analýza i praktické měření ztrát použitého stejnosměrného motoru a popis jeho úprav. Pohon je dimenzován z hlediska stoupavosti, maximální rychlosti a maximálního výkonu motocyklu. Kompletně byl navržen a realizován Li-ion akumulátor a měnič pro motor. Z obsahu práce je patrné, že student se v problematice dobře orientuje, umí samostatně pracovat v rovině teoretických návrhů, je technicky nadaný, navíc řemeslně zručný a umí teoretické znalosti účelně využít prakticky. Formální úroveň práce je také dobrá, zde oceňuji studentovu schopnost výstižně vysvětlovat problematiku, s použitím pěkných rozvitých vět a souvětí, což nebývá pravidlem. V práci jsem nalezl jen jedinou podstatnou gramatickou chybu (na straně 17).

Student se dopustil některých nepřesností a chyb, např. chybné vyjádření konstanty stroje c v rovnicích (2.1) a (2.2), nejasná formulace okolností, kdy může pracovat asynchronní stroj jako generátor na (str. 18), nepřesné vysvětlení vzniku momentové pulzace EC motoru (str. 19), nejasná definice ztrát v komutátoru (str. 26), kde se tvrdí, že myšleny jsou ztráty třením, ale z Tab. 3.1 je vidět, že jmenované ztráty výrazně závisí na proudu kotvy, nepravdivé tvrzení, že vodíkové palivové články mají dlouhou životnost (str. 33), neodpovídající schématická značka pro tranzistor P-MOSFET na Obr. 7.1.

Teoretický přehled o typech motorů by mohl být podrobnější a odbornější, se zaměřením na vzájemné srovnání map účinnosti v závislosti na momentu a otáčkách a s vysvětlením příčin a souvislostí. Rovněž princip funkce snižujícího měniče v kap. 7.1 mohl být podrobnější, např. s vysvětlením, proč platí právě rovnice (7.1).

Uvedené nedostatky v teoretické rovině nejsou závažné. Oceňuji nesmírné množství kvalitně odvedené práce řemeslné. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A/91. Topics for thesis defence:
  1. Vysvětlete prosím, jak byly zjištěny hodnoty ztrát na komutátoru uvedené v Tab. 3.1 a jedná-li se o třecí ztráty nebo o ztráty způsobené úbytkem napětí na kartáčích. V čem spočívají nevýhody použití stroje na malé napětí (velký proud) s ohledem na ztráty komutátoru?
  2. Vysvětlete prosím, jak byly zjištěny ztráty v železe uvedené v Tab. 3.1.
  3. Vysvětlete prosím, jak byla zjištěna efektivní hodnota proudu kondenzátorem (25 A) na straně 41.
Points proposed by reviewer: 91

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová