Som representant för Zeros elmotorcyklar träffade jag flera som planerade, höll på att bygga eller hade byggt egna elfordon. Min egen inkörsport till EL-ändet handlade också om att försöka bygga ett eldrivet fordon, men där kom Zero Motorcycles så att säga i vägen.  Med en riktig elmotorcykel försvann ju vitsen med att bygga något eget. Men lusten att upptäcka och lära var kvar. Så när Zero-ÅF-skapet avslutades utökades el-flottan med annat. Först med en drifttrike och sedan en veteranmoped. Här är mina erfarenheter av att elektrifiera ett fordon.

Det började egentligen med att den inköpta eldrivna drifttriken, en slags trehjulig gokart avsedd att sladda med bakhjulen, stannade och inte ville mer. Triken var tvärdöd. Efter lite mätningar kunde jag konstatera att batteriet var felfritt, men resten var svårare att felsöka.

Ett eldrivet fordon har egentligen bara fyra vitala komponenter – elmotor, styrenhet, gasreglage och batteri. Om allt hade hållit sig till likström hade det varit ganska enkelt och okomplicerat att mäta sig vidare vad som felar, men så enkelt är det inte. Motorn är en frekvensstyrd, trefas växelströmsmotor och styrenheten omvandlar batteriets likström till trefas växelström med en frekvens som baseras på vilka signaler gasreglaget ger ifrån sig. Så istället för att fortsätta mäta och analysera vidtog trial and error-metoden.

Byt och testa…

Enklast och billigast var att köpa ett nytt gashandtag. Det tog ett tag, men efter lite väntan fick jag en hel påse gasreglage för en hundring från Kina. Men det hjälpte föga.

Nästa del att byta blev därför styrenheten för några hundralappar. Många av kontakterna överensstämde med den gamla, men inte alla.

 

Som tur var hade tillverkaren märkt upp kablarna med dess funktion, mindre tursamt var att märkningen bestod av kinesiska skrivtecken.

Med Googles hjälp lyckades jag dock hitta ett kopplingsschema och kunde koppla in den nya styrenheten och konstatera att – nähä, det funkade inte ändå. Så vad återstår då?

En ny elmotor inhandlades och då denna var betydligt dyrare kändes det motiverat att uppgradera till en lite större och kraftigare elmotor som skulle kunna användas till fler saker i framtiden.

Bättre att handla från Europa?

Denna gång gjordes dock beställningen på en brittisk site för att undvika framtida problem med garantier och långa leveranstider. 3 000 kr fattigare och ett par månader senare dyker så en 3 kW motor upp, levererad från Kina.

En kanske mindre känd fördel med elmotorer är att de kan drivas med olika spänning och då utveckla olika mycket effekt. Den inhandlade elmotorn levererar 3 kW när den matas med 72 volt och 1,5 kW när den matas med 48 volt.

Spänningen styrs förstås av batteriet och på så sätt kan alltså en kraftigare elmotor även användas och köras med lägre effekt. Den gamla trasiga elmotorn klarar bara 48 volt och levererar då 1,5 kW, så den nya borde ju fungera likvärdigt och ha ytterligare kapacitet.

Felet visade sig vid demonteringen

Redan vid demonteringen av drifttrikens framhjul där den gamla motorn skulle bytas ut, visade sig felet. Motorns kablage, som dragits genom ramen, hade en skarvkontakt som delat på sig …

Helt plötsligt stod jag med en fungerande drifttrike och hade en påse gashandtag, en styrenhet och en extra elmotor över. Vad göra?

Tankarna gick ganska snart till den gamla Monarpeden från 1954 som inte vill starta, troligen för att vevpartiet glappar så mycket att det knappast blir någon kompression i cylindern. Kanske kunde en 3 kW elmotor hjälpa till att ruska i gång ekipaget?

Triarped – en Monarped med trippeldrivning?

Denna Monarped har förutom den slitna Pilot-motorn även trampor så att den ska gå att cykla med. Tramporna har en kedja till ett bakdrev precis som en cykel medan bensinmotorn driver bakhjulet med en drivrem.

Tanken att montera en elmotor i framhjulet tedde sig därför logisk så att både trampor och bensinmotor skulle kunna bevaras. Men det fanns ett problem. Elmotorn var helt enkelt för bred för att rymmas i framgaffeln, så antingen måste framgaffeln byggas om eller måste elmotorn bytas till en smalare.

Efter lite funderande och mätande ändrades planen till att sätta även elmotorn bak där platsen för bakhjulet var bredare än där fram. Pilot-motorns bakre drivremshjul skulle nog kunna funka ändå. Värre var det då med tramporna.

En ny fälg och nya kortare ekrar införskaffades för att bygga ett nytt bakhjul med elmotorn som nav. Då skulle det även gå att montera det bakre remhjulet som bensinmotorn driver med. Men eftersom navet inte hade plats för någon bra lösning att fästa och frikoppla ett drev fick jag klara mig utan trampdrift. Alternativet, att fästa drevet i fälgen utan frikoppling, hade ju inneburit trampor som snurrar hela tiden med bakhjulet.

Konsten att ekra ett hjul

Min första beräkning av ekrarnas längd mellan navmotor och fälg visade sig vara fel. Ett försök att såga av ekrarna till rätt längd och sedan gänga om dem visade sig vara ett hopplöst företag, åtminstone med den utrustning jag hade tillgång till. Men genom att såga av ekrar kunde jag åtminstone prova ut längden och beställa nya ekrar med rätt längd.

Monteringen och att få ihop en balans där varje eker är lika hårt spänd så att fälgen både är rund och rak var förstås också en pärs, men det gick till slut. Och när bakhjulet var ihopsatt gick det snabbt att klä på slang, däck och Pilot-motorns drivremshjul. Okej då, det kostade väl nån slang också som inte höll tätt efter första försöket, men till slut så höll även det nya bakhjulet luften som det skulle och kunde monteras bak på den gamla mopeden.

Nackdelar med att elektrifiera med navmotor?

En nackdel med en navmonterad motor är att den ökar den ofjädrade vikten, men på en gammal moped i lägre farter har det knappast någon betydelse. En annan nackdel kan vara den vridkraft som navmotorn utsätter infästningen för.

Just detta vrid har varit ett återkommande problem för drifttriken där vridkraften som uppstår när man sladdar runt 180 grader har orsakat att framhjulet vridit sig ur gaffelbenen och lossnat.

 

I navmotorns hjulaxel som skruvas fast går även elkablarna som ska försörja elmotorn med ström, så det är mycket att få plats med, och en hel del som kan skadas om navmotorn vrider sig loss ur hjulaxelns fästen.

 

Med facit i hand hade det kanske varit enklare att elektrifiera mopeden med en annan typ av elmotor och drivlina, men nu hade jag ju redan en komplett uppsättning med gashandtag, styrenhet och navmotor…

Var ska alla elektriska enheter sitta?

Gashandtaget passade väl inte som handen i en handske på det gamla styret. Dessutom fanns det ju redan ett gashandtag med vajer till höger och om bensinmotorn någon gång ska kunna brukas behövs ju även det. Så det nya elektriska gasreglaget monterades helt enkelt på vänster sida, med följd att gasregleringen blir omvänd.

 

Styrenhet och batteriet kunde relativt enkelt fästas och hängas på var sin sida av pakethållaren och då blev även kabeldragningen mellan enheterna ganska enkel. Men hur skulle de olika enheterna kopplas in? Den nya elmotorn har tre grövre kablar, en för varje fas, och ett knippe signalkablar som går till olika sensorer.

Styrenheten med kinesiska tecken på kontakterna verkade passa bättre till drifttrikens elmotor… det är inte riktigt bara att koppla ihop kablarna och köra.

Hur fungerar en styrenhet?

Styrenhetens huvuduppgift är att göra om batteriets likspänning till växelström med tre faser och förse den frekvensstyrda elmotorn i en frekvens som regleras av gashandtaget.

Härutöver finns det en mängd andra styr och övervakningsuppgifter som även sköts av styrenheten som till exempel övervakning av batterispänning, elmotorns varvtal, effektförbrukning och ge möjlighet att presentera dessa och en hel del övriga uppgifter på en display.

Information om batterispänning och uteffekt hade jag väl kunnat klara mig utan även om det fanns några dioder på gashantaget som skulle kunna visa viss information, men efter många försök att få det hela att fungera fick jag ge upp. Är det fel på den nya styrenheten? Ingen aning, men hur jag än försöker får jag inget liv i den. Och ju mer jag läser på om hur olika styrenheter fungerar desto mer inser jag att jag skaffat en alldeles för enkel och billig styrenhet.

Gör om, gör rätt, köp nytt

Den enkla utvägen blir därför att lägga ytterligare en beställning, denna gång på ett kit bestående av gashandtag, styrenhet och display som garanterat fungerar ihop och kan visa saker som batteristatus, hastighet och strömförbrukning.

 

Jag passar förstås på att skaffa en kraftigare styrenhet som ska matcha den nya kraftigare elmotorn och betalar dessutom en slant extra för att få en styrenhet med sinusform på frekvenserna.

En jobbig nackdel med drifttriken är att den rycker i gång och inte går att köra riktigt sakta med. Det är lite av eller på med gasen till den, och det har jag nu förstått har att göra med formen på frekvenskurvorna. En fyrkantsvåg är enklare och billigare att göra, men ger en ryckigare och mindre exakt reglering medan en rundare sinuskurva bjuder på en mjukare och mer exakt gasreglering.

 

På köpet fick jag även en styrenhet med Bluetooth som ska vara programmerbar, och när delarna äntligen anlände var förväntningarna höga, så jag lade fullt fokus på få dem på plats för att se om det nu skulle gå att snurra runt bakhjulet med hjälp av gasreglaget på vänster sida. Och det fungerar!

 

Första provturen ett bakslag

Motorn drar runt bakhjulet, moppen rör sig, men den backar i stället för att gå framåt.

Att vända på hjulet hade varit en lösning som krävt flytt av bensinmotorns drivremshjul och omdragning av kablage då elmotorns kablar skulle flyttas till andra sidan. Enklare var därför att koppla om motorns drivkablar.

Efter att ha skiftat två faser går motorn på rätt håll och en mycket skumpig provtur kan inledas. Moppen går tyst och fint. De specialbeställda 24-tumsdäcken som skulle passa äldre mopeder sitter som en smäck i framfälgen, men når inte riktigt ner i den nybyggda bakre fälgen eftersom den inte verkar ha riktigt samma mått som originalet. Bakdäcket är därmed dåligt centrerat och gör att bakhjulet skuttar fram.

Toppfart 80 knyck!

 

Den medföljande hastighetsmätardisplayen visar rekorderliga siffror som, som tur är, inte har så mycket med verkligheten att göra. Jag antar att det går att programmera om styrenheten så att den visar mer rätt hastighet baserat på hjulstorleken, men måste dessvärre erkänna att jag trots flera försök aldrig lyckats ta mig in så långt i styrenheten att jag kunnat ändra några inställningar.

De dryga 80 knyck som hastighetsmätaren visar motsvarar 55 km/h när en motorcykel med korrekt hastighetsmätare ligger efter. Men det är med 48-volts batteri och halv motoreffekt. Så med 72 volts drivspänning kan det nog gå ännu lite fortare… kanske ända upp till 80 knyck på riktigt?

Batteriet då?

I mitt fall har jag ännu inte skaffat ett 72-voltsbatteri utan lånar drifttrikens batteri på 48 volt som dessutom är relativt enkelt att flytta mellan de två fordonen. Det gör att jag bara får ut halva effekten, men det visar sig räcka mer än väl. Och är ju något som går relativt enkelt att åtgärda senare.

Man kanske kan tycka att en före detta Zero-återförsäljare skulle kunna ha ett Zero-batteri över som skulle kunna användas. Men så är dessvärre inte fallet, Zero-batterierna är på 102 volt vilket antagligen skulle kunna knäcka såväl styrenhet som elmotor.

Avsikten är att införskaffa eller ännu hellre att själv försöka bygga ett 72-voltsbatteri till Monarpeden, men det är även en kostnadsfråga. Det tillkommer ju ytterligare en laddare för 72 volt, och projektet som från början var tänkt att bara använda överblivna delar, har blivit betydligt mer kostsamt.

Återstående problem

I styrenheten ska det även finnas möjlighet att lägga på motorbroms med återladdning som skickar strömmen tillbaka till batteriet. Det hade varit bra att ha eftersom bakhjulet idag helt saknar bromsverkan och då framhjulets navbroms från 1950-talet nog sett sina bästa dagar för åtskilliga år sedan. Så bättre bromsar är nog viktigare än ett mer spännande batteri.

 

Ett annat ännu olöst problem är belysning. Pilot-motorn skulle (förhoppningsvis) ha levererat 6 volt om den gick i gång, men som det är nu finns det inget enkelt sätt att få el till belysning från 48-voltsbatteriet utan att skaffa en DC-DC-omvandlare. Den första styrenheten hade förvisso ett uttag för 12 volts likspänning, men med max effekt på 5 watt. Den nya styrenheten verkar inte ha någon 12-voltsutgång överhuvudtaget.

En bra sak med displayen är dock att den lyser ganska starkt. Inte så att den fungerar som ett lyse, men en mörk natt kom den faktiskt till användning då den var så bländade att det inte gick att se någonting framåt. Så när jag vred den framåt för att slippa bli bländad lyste den trots allt så starkt att det gick att se vägen några meter framåt med dess hjälp.

Dyrköpta erfarenheter

Om jag ska ge något som helst råd efter mina egna fadäser när det kommer till att bygga om till eldrift är mitt bästa råd att inte göra som jag gjorde. Om jag skulle göra om äventyret skulle jag:

1. Ta reda på mer fakta i förväg och välja utrustning efter det den ska användas till, inte försöka få användning för det befintliga som blivit över från ett annat projekt.
2. Ett hett tips är även att köpa allt i ett paket som fungerar väl tillsammans. Att köpa varje del för sig är att göra det onödigt svårt för sig.

Det finns mycket att vinna på att välja ett mer komplett drivpaket som är gjort för att fungera ihop från början, och som är bättre lämpat till det avsedda objektet.

Men jag vill absolut inte avråda någon, för det är både kul och lärorikt att bygga själv, för att inte tala om nöjet att kunna köra med hembygget när det är klart! Det hade kanske blivit billigare eller i alla fall mer prisvärt att köpa en elmoped i stället, men då tappar man ju charmen med en 1950-talsmoped med näst intill obefintliga bromsar och ännu mindre lyse…

Nästa steg

Nästa uppgift blir därför att försöka få till en motorbroms i styrenheten, programmera om hastighetsmätaren så den visar rätt hastighet och bygga ett 12-voltssystem för att kunna ha lyse med mera. En DC-DC-omvandlare som ska klara 48-96 volt och kunna leverera 12 volt upp till 300 watt för detta är beställd:

När bromsar och lyse är ordnat är det dags att försöka få till en 72-volts batterilösning med laddning, något jag får återkomma om längre fram.

---

PS, har du egna erfarenheter av att bygga eller elkonvertera ett fordon som du skulle vilja berätta om? Du är i så fall varmt välkommen att bli gästskribent här på elhojsbloggen!