В автомобилестроении переоборудование электромобиля представляет собой замену двигателя внутреннего сгорания автомобиля и связанных с ним компонентов на электродвигатель и аккумуляторные батареи с целью создания аккумуляторного электромобиля (BEV).
Существуют две основные цели преобразования транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания (также известного как транспортное средство внутреннего сгорания) в транспортное средство с аккумуляторной батареей. Первая — устранение выбросов выхлопных газов транспортных средств, которые уже находятся на дороге, поскольку электромобили не производят никаких прямых выбросов.
Вторая цель — сократить огромное количество отходов, которые образуются, когда автомобили подходят к концу своего жизненного цикла, поскольку старые автомобили или те, которые были списаны после дорожно-транспортного происшествия, обычно отправляются на слом. Это создает значительное количество отходов металла, пластика и ткани, а также потребляет большое количество энергии для переработки выброшенных деталей в полезные материалы.
Цена — еще один ключевой катализатор для растущего рынка переоборудования электромобилей. Стоимость аккумуляторов и двигателей электромобилей снизилась в последние годы, а стоимость переоборудования зависит от многих факторов, включая запас хода и аккумуляторы, используемые для переоборудования. Не все компании по переоборудованию одинаковы. [ необходима цитата ]
Почти любое транспортное средство можно переоборудовать в электрическое. Многие предпочитают выбирать легкое и аэродинамичное транспортное средство, чтобы максимально увеличить расстояние, пройденное на одном заряде батареи. Также должно быть достаточно места и грузоподъемности для батарей.
Аккумуляторная батарея , которая является источником электроэнергии. Наиболее распространенными и недорогими являются свинцово-кислотные залитые батареи. Далее следуют герметичные необслуживаемые батареи AGM (абсорбционный стеклянный мат) , немного более мощные и дорогие. Затем идут более экзотические батареи, такие как Ni-MH и Li-ion ; их сложнее найти, но они легкие и долговечные, не требуют обслуживания и гораздо более дорогие. Новые литиевые батареи показывают некоторые перспективы для электромобилей в ближайшем будущем. [ по состоянию на? ] [ необходима цитата ]
Зарядное устройство, восстанавливающее энергию в аккумуляторах (которые могут быть установлены внутри транспортного средства или на специальной зарядной станции в каком-либо фиксированном месте). Контроллер мощности , который регулирует поток энергии между аккумулятором и электродвигателем (ями), управляемый электронным дросселем . Один или несколько электродвигателей и их механическое крепление к трансмиссии . Силовые проводники, соединяющие аккумулятор, контроллер и двигатель(и). Вспомогательное оборудование для питания вспомогательного оборудования, такого как усилители тормозов и система отопления. Схемы управления и оборудование, позволяющие управлять и блокировать различные компоненты. Инструментарий, специфичный для эксплуатации и обслуживания преобразования.
Переделка электромобилей из деятельности, которой занимались исключительно любители и энтузиасты, превратилась в быстрорастущую отрасль. [1] [2] US Electricar была одной из первых коммерческих компаний по переделке электромобилей, основанной в 1970-х годах для продажи переделанных версий обычных автомобилей в Соединенных Штатах с использованием свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. [3] : 247–250 [4] Solectria была еще одним заметным ранним преобразователем, предлагавшим Force , который был оснащен свинцово-кислотными аккумуляторными батареями наряду с премиальными вариантами с увеличенным запасом хода, использующими никель-металл-гидридные батареи. [5] : 70
Подстегнутые климатическим кризисом, электромобили преобразуются в автомобили, которые решают проблему нехватки новых электромобилей, а также предлагают более доступный маршрут для многих, поскольку новые электромобили остаются более дорогими, чем их аналоги с двигателями внутреннего сгорания. Это также привело к тому, что индустрия преобразования электромобилей отклонилась от преобразования только классических и высококлассных автомобилей. [6] [7]
С начала 2021 года стало возможным переоборудовать бензиновый, дизельный или гибридный автомобиль в электромобиль примерно за 6000 фунтов стерлингов (8300 долларов США). [8]
Отрасль тесно сотрудничала с регулирующими органами ряда стран для разработки протоколов безопасности и обеспечения того, чтобы ежегодные технические испытания транспортных средств, переоборудованных под электротягу, проводились таким же образом, как и для любого другого электромобиля. [9]
Самым большим препятствием для широкого успеха индустрии преобразования электромобилей является доступность батарей и двигателей, поскольку производители транспортных средств не горят желанием продавать свои технологии для этой цели. Тем не менее, сообщество с открытым исходным кодом выросло вместе с индустрией преобразования электромобилей, чтобы позволить батареям и двигателям от разных производителей работать в унисон, чтобы снизить затраты и преодолеть проблемы доступности. [10]
Чтобы удовлетворить растущий спрос на квалифицированных механиков, которые могут выполнять переоборудование электромобилей, такие организации, как New Electric Ireland, разработали учебные программы для обучения механиков и любителей тому, как выполнять переоборудование. [11] [12]
Любители часто строят свои собственные электромобили, переделывая существующие серийные автомобили для работы исключительно на электричестве. Существует кустарная промышленность, поддерживающая переделку и строительство электромобилей любителями. [13] Университеты, такие как Калифорнийский университет в Ирвайне, даже строят свои собственные электромобили или гибридно-электрические автомобили с нуля.
Электромобили с аккумулятором на коротком расстоянии могут предложить любителям комфорт, полезность и скорость, жертвуя только дальностью. Электромобили с коротким пробегом могут быть построены с использованием высокопроизводительных свинцово-кислотных аккумуляторов, используя примерно половину массы, необходимой для пробега в 100–130 км (60–80 миль). Результатом является транспортное средство с запасом хода около 50 км (30 миль), которое, если спроектировано с соответствующим распределением веса (40/60 спереди назад), не требует усилителя руля , обеспечивает исключительное ускорение в нижнем конце своего рабочего диапазона и может ездить по автомагистралям и является законным. Но их электромобили дороги из-за более высокой стоимости этих более производительных аккумуляторов. Включая механическую коробку передач , электромобили с коротким пробегом могут получить как лучшую производительность, так и большую эффективность, чем односкоростные электромобили, разработанные крупными производителями. В отличие от переоборудованных гольф-каров, используемых в качестве электромобилей для местных жителей , электромобили с малым запасом хода могут эксплуатироваться на типичных пригородных магистралях (где типичные ограничения скорости составляют 60–80 км/ч или 35–50 миль/ч) и могут справляться с типичным для таких дорог движением, а также с короткими «медленными» въездами и съездами с автомагистралей, распространенными в пригородных районах.
Столкнувшись с хронической нехваткой топлива в секторе Газа , палестинский инженер-электрик Васим Осман аль-Хозендар в 2008 году изобрел способ переоборудовать свой автомобиль для работы на 32 электрических батареях. По словам аль-Хозендара, батареи можно заряжать электричеством стоимостью 2 доллара США , чтобы проехать 180–240 км (110–150 миль). После семичасовой зарядки автомобиль также должен иметь возможность развивать скорость до 100 км/ч (60 миль/ч). [14] [15]
В 2008 году несколько китайских производителей начали продавать литий-железо-фосфат ( LiFePO
4) аккумуляторов напрямую любителям и в мастерские по переоборудованию транспортных средств. Эти аккумуляторы обеспечивали гораздо лучшее соотношение мощности к весу, позволяя переоборудованным транспортным средствам обычно достигать 120–240 км (75–150 миль) на одной зарядке. Цены постепенно снизились примерно до 350 долларов США за кВт·ч к середине 2009 года. Поскольку LiFePO
4Срок службы ячеек составляет 3000 циклов, тогда как у типичных свинцово-кислотных аккумуляторов он составляет 300 циклов. Ожидаемый срок службы LiFePO
4ячейки составляет около 10 лет. LiFePO
4Элементы требуют более дорогих систем управления и зарядки аккумуляторов, чем свинцово-кислотные аккумуляторы. [ необходима цитата ]
Бортовые солнечные элементы могут использоваться для питания электромобиля. [16] [17] Небольшая мощность, вырабатываемая солнечными элементами, установленными на транспортном средстве, означает, что другие компоненты в системе должны быть специальными, чтобы компенсировать это.
Процесс преобразования начинается с выбора автомобиля-донора, который может работать на топливе (бензин, дизель или гибрид). Затем двигатель, топливный бак и коробка передач снимаются и заменяются электродвигателем, аккумуляторами и инвертором. [18] [19] [20]
Если донорский автомобиль — гибрид, то можно сохранить и карданный вал, поскольку он уже разработан для работы с аккумуляторами и системами подачи электроэнергии электромобилей. Обычно аккумуляторы, используемые в переделках электромобилей, перерабатываются из новых электромобилей, попавших в дорожно-транспортное происшествие. [21] [22] [23] В Европе снаряженную массу донорского автомобиля необходимо будет сохранить после переделки.
После переоборудования автомобиля его должен оценить инженер по безопасности транспортных средств, прежде чем его можно будет использовать на дороге.
В некоторых странах пользователь может купить переоборудованный автомобиль любой модели в автосалонах автопроизводителя, оплатив только стоимость аккумуляторов и двигателя, без затрат на установку (это называется предварительным преобразованием или предварительной конверсией). [24]
Индустрия переоборудования электромобилей разрослась и теперь включает в себя гаражи для переоборудования автомобилей , [25] комплекты для вторичного рынка [26] и компоненты для транспортных средств. [27] [28] Некоторые компании специализируются исключительно на определенных классических автомобилях (например, VW Beetle , Rolls-Royce, Jaguar, Citroën H Van и т. д.) [29] [30]
Работа этих компаний освещалась в таких изданиях , как Autocar [31] , Fully Charged [32] , IrishEVs [33] и Auto Express [34], поскольку цены упали, а спрос на доступные модификации наряду с дорогими вариантами увеличился.
Электровелосипед — это обычный велосипед, оснащенный электродвигателем. Чаще всего электровелосипеды или электровелосипеды питаются от перезаряжаемых батарей, однако некоторые экспериментальные электровелосипеды работают напрямую или заряжают свои батареи через солнечные панели, топливные элементы, газогенераторы или другие альтернативные источники энергии. Использование бортового генератора может повлиять на юридическое определение электровелосипеда. Некоторые типы электровелосипедов способны повторно захватывать небольшое количество энергии от торможения и могут перезаряжать батареи во время торможения или движения под уклон (рекуперативное торможение).
Некоторые электровелосипеды имеют функции, при которых двигатель может сам по себе двигать велосипед (немедленный запуск), если ездок решает не крутить педали с помощью кнопки или контроллера дроссельной заслонки, в то время как другие требуют, чтобы ездок крутил педали все время (помощь педалей). Этот последний тип может в некоторых юрисдикциях разрешать использование транспортного средства на велосипедных дорожках, которые в противном случае запрещают использование моторизованных транспортных средств любого типа (см. моторизованный велосипед ).
Для питания электровелосипедов доступно множество технологий аккумуляторов. Наиболее распространенной и наименее дорогой технологией аккумуляторов является герметичная свинцово-кислотная, но LiFePO 4 быстро становится предпочтительным аккумулятором для электровелосипедов.
Переоборудование велосипеда в электрический с помощью комплекта для переоборудования — это простое и доступное решение для большинства людей, желающих узнать больше о переоборудовании электромобилей.
Простота регистрации будет различаться в зависимости от штата. Некоторые штаты требуют проверки безопасности, как правило, для обеспечения целостности кузова в зонах, подверженных сильной коррозии от зимних противообледенительных материалов для дорог. В любом случае для общей регистрации все функциональное оборудование безопасности должно работать – указатели поворота, стоп-сигналы, фары, клаксон и т. д. Лобовое стекло не должно иметь трещин (небольшие сколы камней и «звезды» могут быть приемлемы, если они не находятся в поле зрения водителя). Если транспортное средство было восстановлено из аварийного транспортного средства (транспортного средства, регистрация которого была аннулирована), проверка может быть более строгой для обеспечения соответствия и законности источников аварийных компонентов путем предъявления надлежащих чеков о покупке.
Процедуры регистрации различаются в зависимости от штата и, как правило, более сложны в штатах со строгими требованиями к выбросам.
С другой стороны, изменение регистрации позволяет претендовать на налоговые льготы, доступные в некоторых штатах, например, в Орегоне, либо для транспортного средства, либо для системы взимания платы, либо для того и другого.
Штат Калифорния предусматривает проверку переоборудованных электромобилей. Электромобили освобождены от проверок контроля выбросов. Транспортное средство может быть как существенно новой конструкцией, так и переоборудованным из существующего транспортного средства.
В Испании преобразование (так называемое преобразование) регулируется Real Decreto 866/2010 от 2 июля, por el que se regula la Tramitacion de las Reformas de vehículos . [35]
