Електромобілі пройшли через складні випробування на шляху успіху. Гібридні моделі, що поєднують бензиновий та електричний привід, припали до душі водіям, які хотіли економити на заправці та знижувати викиди. А ось масове виробництво повністю електричних автомобілів? Поки що не дуже. Ще не зараз.
Ми щодня отримуємо новини про те, як автопром шукає нові технології для стимулювання продажів, що падають. В даний час електромобілі переважно представлені у вигляді прототипів або концептів. Це не означає, що сама ідея є помилковою. Електромобілі існують ще початку XIX століття. Томас Едісон навіть намагався створити довговічну батарею для них, перш ніж відмовитися від цієї витівки. Потім з’явився Ford Model-T із бензиновим двигуном. Це надовго змінило фокус усієї індустрії.
Звичайно, ми бачили спроби створення повністю електричних автомобілів, таких як Toyota RAV4 EV та Tesla Roadster. Але вони були надто дорогими, або надто примхливими для масового виробництва. 2008 року Ford пообіцяв випустити повністю електричну модель до 2011 року. Якщо ви знаєте історію, то це, мабуть, було скоріше бажаним за дійсне, ніж конкретним планом.
Сьогодні ви не можете зайти на автосалон та поїхати на електромобілі. Поки що.
Ентузіасти не чекають. Деякі переробляють свої бензинові автомобілі на електричні. Ви берете звичайний бензиновий автомобіль і замінюєте його “серце” на батарею та мотор. Але що робити, якщо ви не вмієте працювати з інструментами самостійно? Ви можете бачити рекламу комплектів для конвертації електромобілів. Вони працюють? Чи можуть вони перетворити ваш старий автомобіль на екологічно чисту машину? Давайте розглянемо процес конвертації.
Що всередині коробки?
Комплект для конвертації електромобіля – це не одна деталь. Це набір компонентів, необхідних заміни двигуна внутрішнього згоряння. Основні елементи зазвичай включають електричний мотор, акумуляторну батарею, контролер та зарядний пристрій.
Контролер – це «мозок». Він приймає енергію від батареї та передає її на мотор. Акумуляторна батарея забезпечує енергію. У ранніх конвертаціях використовувалися свинцево-кислотні батареї. Вони важкі та мають меншу ємність. Сучасні комплекти зазвичай використовують літій-іонні батареї. Вони легші та ефективніші.
Процес установки
Конвертація автомобіля – складне завдання. Ви не просто встановлюєте новий двигун. Ви видаляєте бензобак, паливні магістралі, вихлопну систему та коробку передач. Потім приварювати нові точки кріплення для мотора. Ви прокладаєте високовольтні кабелі від батареї до контролера та двигуна.
Це не проект на вихідні для новачка. Це вимагає розуміння електрики та механіки. Помилки можуть призвести до пожеж або відмови обладнання. Деякі комплекти постачаються з інструкціями. Більшість із них не охоплюють усі марки та моделі автомобілів. Часто доводиться адаптувати деталі під конкретне шасі вашого автомобіля.
Продуктивність та запас ходу
Як поводиться конвертований автомобіль? Це залежить від ємності батареї та потужності двигуна. Ранні конвертації мали обмежений запас ходу. Ви могли проїхати 30-40 миль на одному заряді. Сучасні літій-іонні батареї можуть збільшити цей показник до 100 миль та більше. Але ви нечасто зможете зрівнятися з новим Tesla.
Крутний момент передається миттєво. Електричні двигуни забезпечують повну потужність відразу. Це робить міську їзду цікавою. Рух шосе може бути більш витратним для батареї. Вам доведеться планувати зупинки для заряджання.
Вартість та доступність
Чи є комплекти для конвертації електромобілів за розумною ціною? Вони можуть бути доступними. Базовий комплект може коштувати кілька тисяч доларів. Літій-іонні батареї високого класу та потужні мотори можуть значно збільшити ціну. Порівняйте це з новим електромобілем. Початкова вартість конвертації часто нижча. Але ви також купуєте вживаний бензиновий автомобіль. Загальна сума інвестицій варіюється.
Знайти набір стало простіше. Декілька компаній продають їх онлайн. Деякі спеціалізуються на конкретних автомобілях, таких як VW Beetle чи Toyota Prius. Інші пропонують універсальні комплекти. Вам потрібно перевіряти сумісність. Не кожний комплект підходить для кожного автомобіля.
Чи варто воно того?
Конвертація бензинового автомобіля в електричний приваблює ентузіастів. Це виклик для самостійної роботи (DIY). Це також знижує викиди. Виводьте з експлуатації автомобіль, що функціонує, запобігаючи його попаданню на звалище. Але це не всім. Робота потребує великих зусиль. Вартість може зрости. І ви
Бензинові двигуни є механічним хаосом. Вони покладаються на процес згоряння: поршні спрацьовують по черзі, шатуни з’єднуються з колінчастим валом, а коробка передач перетворює лінійне зусилля в крутний момент. Це ланцюгова реакція удару металу об метал. Потужність передається через карданний вал, потрапляє на диференціал і зрештою обертає колеса. Це працює. Це складно. Це дорого в обслуговуванні, оскільки сотні частин, що рухаються, зношуються один про одного.
Електричні трансмісії усувають цю складність.
Електромобіль (EV) має три основні компоненти. Електричний двигун замінює двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ). Батарея накопичує енергію. Контролер керує потоком енергії. Ось і все. Двигун не спалює паливо. У нього тільки один елемент, що обертається. Він тихіше, ефективніше та механічно простіше.
Гібриди заповнюють прогалину. Вони використовують бензиновий двигун для заряджання батареї, в той час, як електричний двигун забезпечує тягу. Однак, чисті електромобілі підключаються до розетки. Вони споживають струм із вашої побутової розетки або зарядної станції. Без бензобаку. Без вихлопної труби Без коробки з кількома передачами.
Конверсія автомобіля означає видалення ДВЗ. Ви вириваєте блок двигуна, коробку передач, паливний бак та вихлопну систему. На їх місце ви встановлюєте двигун, контролер та масив батарей. Ви замінюєте шланги та труби високовольтною проводкою.
Фізика проста. Контролер вказує двигуну, який момент, що крутить, слід видавати. Двигун обертається. Колеса повертаються. Але інженерні завдання, необхідні для того, щоб все це помістилося під капотом, спроектованим для зовсім іншої машини, і є основною складністю.
Типи комплектів для конверсії електромобілів
Більшість людей не здатні виконати таку «хірургічну операцію». Необхідно розуміти правила безпеки під час роботи з високою напругою, розподіл ваги та структурну цілісність. Тому компанії продають комплекти для конверсії. Це не саморобки, знайдені у гаражі. Це інженерні рішення.
Але не всі комплекти однакові. Деякі призначені для конкретних марок та моделей, тоді як інші заявляють про універсальну сумісність. Щоправда, у тому, що ситуація неоднозначна.
Болтові комплекти проти індивідуального складання
Існує два основні підходи до конверсії.
Болтові комплекти розроблені для конкретних автомобілів. Виробник уже виміряв шасі. Він знає, де кріпиться двигун. Він знає довжину карданного валу. Він заздалегідь виготовив піддон для батарей, щоб підходив для багажника або днища. Це скорочує час виготовлення деталей. Це знижує ризик. Ви замінюєте одну систему іншою, яка була спроектована саме для цього простору. Прикладами є комплекти VW Beetle, Honda Civic або оригінальних конверсій BMW i3. Вони часто готові до підключення для трансмісії, хоча вам все одно доведеться адаптувати гальмівну і рульову системи, щоб впоратися з доданою вагою батарей.
Індивідуальні комплекти для конверсії більше схожі на креслення. Вони надають основні компоненти: високомоментний двигун постійного струму, контролер та систему керування батареями (BMS). Ви надаєте шасі. Ви виготовляєте кріплення. Ви проектуєте корпус батареї. Це поширене для старих автомобілів, для яких немає болтових комплектів. Подумайте про класичні Mustangs, старі Land Rover або вінтажні Mini Cooper. Перевага полягає у гнучкості. Ви можете підібрати розмір батареї відповідно до ваших потреб у запасі ходу. Ви можете встановити двигун там, де це найкраще підходить. Недоліком є те, що це трудомісткий процес. Ви будуєте нову трансмісію з нуля.
Сумісність та обмеження
Чи підійде комплект до будь-якого автомобіля? Технічно так. Майже ні.
Вага є ворогом електричної конверсії. Батарея електромобіля важка. Свинцево-кислотні батареї застаріли для цього використання через їхню низьку щільність енергії. Літій-іонні батареї є стандартом. І все ж таки батарея ємністю 40 кВт·год важить кілька сотень фунтів. Якщо підвіска та гальма вашого автомобіля не були розраховані на таке навантаження, ви ризикуєте виходом із ладу.
Дорожній просвіт ще один фактор. Батареї є плоскими прямокутними блоками. Вони часто вимагають
Реальність комплектів для переобладнання автомобілів в електромобілі
Ринок перетворення автомобілів з високою витратою палива в електромобілі фрагментований і часто вводить в оману. У той час, як деякі комплекти орієнтовані на конкретні платформи, інші заявляють про універсальну сумісність. Компанія A123 Systems стала піонером у цій галузі у 2008 році з випуском моделі Hymotion L5. Це не повна заміна двигуна. Це модуль-подовжувач запасу ходу, розроблений виключно для Toyota Prius.
Мета проста: перетворити стандартний гібрид на повний гібрид (PHEV). Більшість концептуальних автомобілів ніколи не покидають лабораторії, але Hymotion L5 мав на меті заповнити цю прогалину. Ви підключаєте його до будь-якої стандартної розетки на 120 вольт. Повна зарядка займає чотири години.
«Hymotion L5 ефективно подвоює електричну потужність Prius, не вимагаючи бензинового двигуна для початкового запуску».
Ємність акумулятора та підвищення ефективності
Обладнання, розташоване в багажнику, розповідає реальну історію. Оригінальна батарея Prius має ємність 1300 ват-годин. Hymotion L5 додає пакет потужності 5000 ват-годин. Це величезний стрибок енергетичних запасів.
Відповідно, електричний запас ходу значно збільшується. Заяви щодо ефективності використання палива свідчать про збільшення з 40 миль на галон до понад 100 миль на галон. Це звучить надто добре, щоб бути правдою, поки ви не подивіться на процес. Ви доповнюєте двигун внутрішнього згоряння електричною енергією, а не повністю його замінюєте. Бензиновий двигун ще є. Паливо все ще горить. Він просто менше працює.
Вартість і бар’єр встановлення
Тут фантазія зустрічається з реальністю. Ціна набору Hymotion L5 становить 10 395 доларів. Додайте податки. Ви також зобов’язані внести початковий внесок у розмірі 1000 доларів США за A123. Ці гроші пішли ще до того, як ви навіть побачите коробку.
Але ви не можете просто замовити цей комплект поштою. Компанія не надсилає інструкції разом із гайковим ключем. Ви повинні відвідати офіційного дилера. У США всього 11 таких дилерів. Це створює вузьке місце. Ви заблоковані в їхній мережі обслуговування.
Є й інші варіанти, але вони мають свої проблеми. Poulsen Hybrid пропонує перетворення приблизно за 3500 доларів. VS Composites продає Electrocharger приблизно за 4000 доларів. Обидві компанії стверджують, що їх продукція підходить для будь-якого звичайного автомобіля. Обидва вимагають професійної установки. Ці витрати на оплату праці швидко зростають, з’їдаючи заощадження, на які ви сподівалися.
Скептицизм виробника та гарантійні ризики
Виробники автомобілів ненавидять ці набори. Не через шкоду, а через інженерну реальність. Універсальна сумісність часто є брехнею. Деталі з комплекту сторонніх виробників можуть заважати оригінальним датчикам, джгутам проводів або гальмівним системам автомобіля. Ці перешкоди можуть спричинити каскадні збої у пов’язаних системах.
Потім постає питання гарантії. Додавання несанкціонованих запасних частин дає виробнику підстави анулювати гарантію на ваш новий автомобіль. Якщо ваша трансмісія вийшла з ладу, вони можуть стверджувати, що електричне перетворення створило додаткове навантаження на трансмісію. Ви залишилися сам на сам із проблемою.
Вердикт механіка
Перш ніж витратити долар, поговоріть з досвідченим механіком. Не з користувачем форуму. Не з коментатором блогу. З ліцензованим спеціалістом. В Інтернеті повно посібників із продажу «зілля», які обіцяють легкі перетворення. Більшість із них небезпечні.
Hymotion L5 довів, що конверсія можлива. Це також виявилося дорогим і складним. Технологія працює. Економічна доцільність зустрічається рідко.
Для тих, хто все ще переслідує мрію, посилання нижче пропонують глибше занурення в альтернативне паливо та механіку гібридних транспортних засобів.
Ще більше інформації
Статті HowStuffWorks по темі
- Як працюють заправні станції альтернативного палива
- Як працює податковий кредит на гібриди
- Як працюють автомобілі SmartWay
- Як працює гібридна вантажівка Toyota A-BAT
- Як працює Ford Fusion
- Як працює Toyota Prius
- Як працює Venturi Astrolab
Джерела
- Beattie, Rich. “Farewell, Octane. Hello, Volt!” New York Times. Sept. 2, 2005. (March 16, 2009) http://travel.nytimes.com/2005/09/02/automobiles/02convert.html
- Chang, Althea. “New Kits Turn Any Car Into Plug-in Hybrid.” MyRide.com. (March 16, 2009) http://www.myride.com/technology/new_kits_turn_any_plug_in_hybrid-3989-page1.html
- Poulsen Hybrid. “Frequently Asked Questions.” (March 16, 2009) http://www.poulsenhybrid.com/FAQS.php
- Public Broadcasting Service. “Timeline: Life & Death of the Electric Car.” June 9, 2006. (March 16, 2009) http://www.pbs.org/now/shows/223/electric-car-timeline.html
– Romero, Frances. “A Brief History of the Electric Car.” TIME Magazine. Jan. 13, 2009. (March 16, 2009) http://www.time.com/time/business/article/0,8599,1871282,00.html - SigmaAutomotive.com. “PHEV (Plug-in Electric Hybrid Vehicle) Conversion Kit.” Nov. 2008. (March 16, 2009) http://www.sigmaautomotive.com/electrocharger/electrocharger.php
- Wald, Matthew L. “A Plug-In Conversion for Prius.” New York Times. April 27, 2008. (March 16, 2009) http://www.nytimes.com/2008/04/27/automobiles/27PLUGIN.html
