Подбор электромотора QS Motor для электромотоцикла: мощность, Kv, охлаждение -

Цель и общий подход

Краткая задача: выбрать модель QS Motor по номинальной мощности, Kv (об/В), типу обмотки и способу охлаждения так, чтобы мотор обеспечивал требуемые характеристики (макс скорость, ускорение, запас по температуре) при совместимости с выбранным контроллером и батареей.

Подход состоит из трёх блоков:

расчёт потребной мощности и оборотов;
подбор Kv и передаточного отношения колес/редуктора;
оценка теплового режима и выбор охлаждения.

Шаг 1 — расчёт мощности и крутящего момента

1) Определите требуемую максимальную скорость v_max (м/с) и желаемое ускорение до v_max.

2) Рассчитайте суммарную сопротивляющую силу: F_total = F_roll + F_aero + F_slope.

F_roll = m * g * C_rr (m — масса системы, g=9.81 м/с², C_rr ≈ 0.01–0.02 для мото);
F_aero = 0.5 * rho * Cd * A * v^2 (rho≈1.225 кг/м³);
F_slope = m * g * sin(alpha) (если есть уклон).

3) Мощность на колёсе P_wheel = F_total * v_max.

4) С учётом потерь в трансмиссии и КПД мотора/контроллера P_motor_nom ≈ P_wheel / (η_drive * η_elec). Берите запас 20–50% для кратковременных пиков.

Пример: масса 200 кг (включая батарею), v_max 40 км/ч (11.11 м/с), CdA 0.6, C_rr 0.015 → P_wheel ≈ 6–8 кВт. С учётом η≈0.9 общая номинальная требуемая мощность ≈ 8–10 кВт.

Перевод мощности в крутящий момент и обороты

Вычислите окружную скорость колеса ω_w = v_max / r_wheel (рад/с) и частоту n_w = ω_w / (2π) → об/с.
Если мотор напрямую на оси: n_motor = n_w. Для редуктора n_motor = n_w * i (i — передаточное отношение).
Крутящий момент на моторе: T = (P_motor * 60) / (2π * n_motor) (Н·м).

Шаг 2 — выбор Kv и номинала напряжения

Kv (об/В) определяет связь между электрическим напряжением и оборотами без нагрузки. Для PMSM/BLDC QS Motor ориентируйтесь так:

Определите нужные обороты мотор-валика n_motor при пиковом напряжении батареи (V_max).
Kv_approx = n_motor / V_max (об/мин на В). Для об/мин используйте RPM.

Пример: требуется n_motor = 6000 RPM при V_max 72 V → Kv ≈ 83 RPM/V.

Практические соображения:

Более низкий Kv → выше момент на фазу при том же токе, но меньшие обороты при данном напряжении (нужен редуктор для скорости).
Более высокий Kv → выше обороты при том же напряжении, ниже момент; полезен для прямого привода либо лёгких транспортов.
Совместимость с контроллером: убедитесь, что контроллер поддерживает напряжение батареи и максимальный RPM мотора (некоторые прошивки ограничивают ERPM).

Для QS Motor типичный диапазон Kv для электромотоциклов — 40–120 RPM/V в зависимости от модели и номинала напряжения.

Шаг 3 — токи, пиковый/номинальный режим, защита

Номинальная мощность P_nom = V_nom * I_nom * η. Отсюда I_nom ≈ P_nom / (V_nom * η).
Пиковый ток I_peak задаёт максимальный кратковременный момент. У QS Motor электрическая конструкция и термодизайн определяют допустимые пиковые значения; проверить в даташите.
Учитывайте характеристики контроллера: Rds(on) MOSFET, предельный ток, охлаждение и алгоритмы FOC/выпрямления.

Используйте плавные ограничения тока в прошивке и настройках контроллера (ramp, current limit). Для тонкой настройки FOC и рекуперации смотрите пример настройки Votol и рекуперации в руководстве: https://dellerev.com/2026/01/nastroyka-votol-toki-rekuperaciya-start-zashchita-temperatury/.

Шаг 4 — охлаждение и тепловый расчёт

1) Определите тепловую нагрузку: P_loss ≈ P_input – P_output ≈ I^2 * R_phase + инверторные потери.

2) Оцените рабочую температуру при номинальном и пиковом токе: ΔT = P_loss * R_th (термическое сопротивление мотор-охлаждение).

Типы охлаждения QS Motor:

Воздушное (встроенные вентиляционные каналы): простое, подходит для лёгких режимов и средних мощностей.
Масляное/жидкостное: значительно повышает теплопередачу, снижает пиковые температуры при тяжёлых режимах.
Охлаждение корпуса (radiator) + forced air: для высоких скоростей и длительной мощности.

Рекомендации:

Если длительная мощность >5–8 кВт — использовать жидкостное или масляное охлаждение.
Для кратковременных пиков используйте буфер батареи и кратковременные токовые лимиты.
Обязательно замерять температуру обмоток и магнита с помощью встроенных термосенсоров и настроить аварийные отсечки.

Шаг 5 — сенсоры и управление (Hall vs encoder)

Сенсоры Холла: просты, подходят для низкооблачных систем и большинства QS Motor; обеспечивают коммутирование на низких оборотах.
Энкодер (инкрементальный/абсолютный): обязательны для тонкого FOC-контроля, точной рекуперации и работы при высокой скорости/нагрузке.

Выбор зависит от контроллера: для продвинутого FOC используйте энкодер. Подробности о выборе датчиков и типичных проблемах с рывками — в материале про датчики Холла и энкодеры: https://dellerev.com/2026/01/datchiki-holla-encoder-vybor-ryvkov/.

Интеграция с контроллером и прошивкой

Совместимость: проверьте максимальное напряжение батареи, ERPM лимиты, поддержку энкодеров и протоколы CAN/UART.
Популярные контроллеры для QS Motor: Votol, Fardriver, Kelly — у каждого свои ограничения и настройки. Пример настройки FOC и алгоритмов смягчения: https://dellerev.com/2026/01/foc-upravlenie-edet-myagche/.
Настройте рекуперацию аккуратно: она увеличивает заряд батареи, но может вызвать завышенные токи при торможении.

Практический чек-лист выбора модели QS Motor

1. Расчет P_req и n_motor.

2. Подбор Kv: Kv ≈ RPM_required / V_max ± 10%.

3. Проверка номинального и пикового тока мотора и контроллера.

4. Оценка охлаждения: воздушное при 5–8 кВт или для частых пиков.

5. Решение по сенсорам: Hall для базовой системы, энкодер для точного FOC.

6. Проверка механической совместимости (фланцы, длина вала, подшипники).

7. Настройка защиты по температуре, току и ERPM в прошивке контроллера.

Пример: выбор мотора для 10 кВт длительной мощности

Требуемая P_nom ≈ 10 кВт при V_nom 72 В → I_nom ≈ 140 A (при η≈0.9).
Если нужен n_motor 6000 RPM → Kv ≈ 6000 / 72 ≈ 83 RPM/V.
Выбираем модель QS с Kv≈80–90 RPM/V, номинал фазного тока ≥150 A и опцией жидкостного охлаждения.
Контроллер: Votol/Fardriver с поддержкой 72 V, ERPM ≥ 60k и настройками FOC. См. руководство по настройке Votol: https://dellerev.com/2026/01/nastroyka-votol-toki-rekuperaciya-start-zashchita-temperatury/.

Монтаж, механика и электрика

Момент затяжки фланца и соосность важны для срока службы подшипников.
Используйте толстые кабели для фаз и батареи, минимизируйте сопротивление и переходные контакты.
Защитите мотор и контроллер от попадания влаги и грязи; используйте герметичные коннекторы.

Заключение

Подбор QS Motor — это компромисс между Kv (скорость), моментом (ток), и тепловыми ограничениями. Рабочий процесс: рассчитать потребность, выбрать Kv и модель по току, предусмотреть адекватное охлаждение и совместимый контроллер, затем тонкая настройка FOC и защит.

Ваш путь к качественной технике начинается здесь.

Подбор электромотора QS Motor для электромотоцикла: мощность, Kv, охлаждение