Samochody elektryczne na swojej drodze do sukcesu przeszły trudne próby. Modele hybrydowe, łączące napęd benzynowy i elektryczny, przypadły do gustu kierowcom, którzy chcieli zaoszczędzić na pompie i zmniejszyć emisję spalin. Ale masowa produkcja samochodów w pełni elektrycznych? Jeszcze nie. Jeszcze nie.
Codziennie słyszymy wiadomości o tym, jak branża motoryzacyjna poszukuje nowych technologii, które pobudzą spadającą sprzedaż. Obecnie pojazdy elektryczne prezentowane są głównie w formie prototypów lub koncepcji. Nie oznacza to jednak, że sam pomysł jest błędny. Samochody elektryczne istnieją od początku XIX wieku. Thomas Edison próbował nawet stworzyć dla nich trwałą baterię, zanim porzucił ten pomysł. Potem pojawił się napędzany benzyną Ford Model-T. To na długi czas zmieniło kierunek zainteresowania całej branży.
Oczywiście widzieliśmy próby samochodów w pełni elektrycznych, takich jak Toyota RAV4 EV i Tesla Roadster. Ale były albo zbyt drogie, albo zbyt kapryśne, aby można było je produkować na masową skalę. W 2008 roku Ford obiecał wypuścić do 2011 roku model w pełni elektryczny. Jeśli znasz historię, prawdopodobnie było to raczej myślenie życzeniowe niż konkretny plan.
Dziś nie można wejść do salonu samochodowego i odjechać samochodem elektrycznym. Na razie.
Entuzjaści nie czekają. Niektórzy zamieniają swoje samochody benzynowe na elektryczne. Bierzesz zwykły samochód benzynowy i zastępujesz jego „serce” akumulatorem i silnikiem. Ale co, jeśli nie wiesz, jak samodzielnie pracować z narzędziami? Możesz zobaczyć reklamy zestawów do konwersji pojazdów elektrycznych. Czy one działają? Czy mogą zamienić Twój stary samochód w samochód ekologiczny? Przyjrzyjmy się procesowi konwersji.
Co jest w pudełku?
Zestaw do konwersji pojazdu elektrycznego to nie tylko jeden element. Jest to zestaw podzespołów potrzebny do wymiany silnika spalinowego. Główne elementy obejmują zwykle silnik elektryczny, akumulator, sterownik i ładowarkę.
Kontroler jest „mózgiem”. Pobiera energię z akumulatora i przekazuje ją do silnika. Bateria dostarcza energię. Wczesne konwersje wykorzystywały akumulatory kwasowo-ołowiowe. Są ciężkie i mają mniejszą pojemność. Nowoczesne zestawy zazwyczaj wykorzystują baterie litowo-jonowe. Są lżejsze i wydajniejsze.
Proces instalacji
Konwersja samochodu to trudne zadanie. Nie instalujesz po prostu nowego silnika. Usuwasz zbiornik paliwa, przewody paliwowe, układ wydechowy i skrzynię biegów. Następnie przyspawasz nowe punkty mocowania silnika. Od akumulatora do sterownika i silnika prowadzisz kable wysokiego napięcia.
To nie jest projekt weekendowy dla początkującego. Wymaga to zrozumienia zagadnień elektrycznych i mechanicznych. Błędy mogą skutkować pożarem lub awarią sprzętu. Do niektórych zestawów dołączona jest instrukcja. Większość z nich nie obejmuje wszystkich marek i modeli samochodów. Często trzeba dostosować części do konkretnego podwozia swojego samochodu.
Wydajność i zasięg
Jak zachowuje się przerobiony samochód? Zależy to od pojemności akumulatora i mocy silnika. Wczesne konwersje miały ograniczony zakres. Na jednym ładowaniu można przejechać 30–40 mil. Nowoczesne akumulatory litowo-jonowe mogą zwiększyć ten zasięg do 160 km lub więcej. Ale rzadko można dopasować nową Teslę.
Moment obrotowy jest przekazywany natychmiast. Silniki elektryczne od razu dostarczają pełną moc. Dzięki temu jazda po mieście staje się przyjemnością. Jazda autostradowa może bardziej obciążać akumulator. Będziesz musiał zaplanować przystanki w celu naładowania.
Koszt i dostępność
Czy zestawy do konwersji pojazdów elektrycznych są dostępne w rozsądnej cenie? Mogą być dostępne. Podstawowy zestaw może kosztować kilka tysięcy dolarów. Wysokiej klasy akumulatory litowo-jonowe i mocne silniki mogą znacznie podnieść cenę. Porównaj to z nowym samochodem elektrycznym. Początkowy koszt konwersji jest często niższy. Ale kupujesz także używany samochód na gaz. Całkowita kwota inwestycji jest różna.
Znalezienie zestawu stało się łatwiejsze. Wiele firm sprzedaje je w Internecie. Niektórzy specjalizują się w konkretnych pojazdach, takich jak VW Beetle lub Toyota Prius. Inni oferują zestawy uniwersalne. Musisz sprawdzić kompatybilność. Nie każdy zestaw pasuje do każdego pojazdu.
Czy warto?
Przeróbka samochodu benzynowego na elektryczny cieszy się coraz większym zainteresowaniem. To wyzwanie typu „zrób to sam” (DIY). Zmniejsza to również emisję. Wycofujesz działający pojazd z eksploatacji, zapobiegając wylądowaniu na wysypisku śmieci. Ale to nie jest dla każdego. Praca wymaga dużego wysiłku. Koszt może wzrosnąć. I ty
Silniki benzynowe to mechaniczny chaos. Opierają się na procesie spalania: tłoki kolejno odpalają, korbowody łączą się z wałem korbowym, a skrzynia biegów zamienia siłę liniową na moment obrotowy. Jest to reakcja łańcuchowa metalu uderzającego w metal. Moc przechodzi przez wał napędowy, trafia do mechanizmu różnicowego i ostatecznie obraca koła. To działa. To skomplikowane. Utrzymanie jest kosztowne, ponieważ setki ruchomych części ścierają się ze sobą.
Elektryczne układy napędowe eliminują tę złożoność.
Pojazd elektryczny (EV) składa się z trzech głównych elementów. Silnik elektryczny zastępuje silnik spalinowy (ICE). Bateria magazynuje energię. Sterownik steruje przepływem energii. To wszystko. Silnik nie spala paliwa. Posiada tylko jeden element obrotowy. Jest cichszy, wydajniejszy i prostszy mechanicznie.
Hybrydy wypełniają tę lukę. Do ładowania akumulatora wykorzystują silnik benzynowy, a napęd zapewnia silnik elektryczny. Jednak samochody wyłącznie elektryczne są podłączone do gniazdka. Pobierają prąd z domowego gniazdka lub stacji ładującej. Brak zbiornika gazu. Brak rury wydechowej. Bez wielobiegowej skrzyni biegów.
Przeróbka samochodu oznacza usunięcie silnika spalinowego. Wyrywasz blok silnika, skrzynię biegów, zbiornik paliwa i układ wydechowy. Na ich miejscu instalujesz silnik, sterownik i zestaw akumulatorów. Wymieniasz węże i rury na przewody wysokiego napięcia.
Fizyka jest prosta. Sterownik informuje silnik, jaki moment obrotowy ma wytworzyć. Silnik się kręci. Koła się kręcą. Jednak głównym wyzwaniem są wyzwania inżynieryjne wymagane do zmieszczenia tego wszystkiego pod maską zaprojektowaną dla zupełnie innego samochodu.
Rodzaje zestawów do konwersji pojazdów elektrycznych
Większość ludzi nie jest w stanie przeprowadzić tego rodzaju „operacji”. Niezbędne jest zrozumienie bezpieczeństwa wysokiego napięcia, rozkładu ciężaru i integralności strukturalnej. Z tego powodu firmy sprzedają zestawy do konwersji. To nie są majsterkowicze znalezione w garażu. Są to rozwiązania inżynieryjne.
Ale nie wszystkie zestawy są takie same. Niektóre są przeznaczone dla określonych marek i modeli, inne zapewniają uniwersalną kompatybilność. Prawda jest taka, że sytuacja jest niejednoznaczna.
Zestawy przykręcane a montaż niestandardowy
Istnieją dwa główne podejścia do konwersji.
Zestawy śrub są przeznaczone do konkretnych pojazdów. Producent zmierzył już podwozie. Wie, gdzie zamontowany jest silnik. Zna długość wału napędowego. Prefabrykował półkę na akumulator, aby pasowała do bagażnika lub podwozia. Skraca to czas potrzebny na produkcję części. Zmniejsza to ryzyko. Zastępujesz jeden system innym, zaprojektowanym specjalnie dla tej przestrzeni. Przykładami są zestawy do konwersji VW Beetle, Honda Civic lub oryginalne BMW i3. Często są przystosowane do montażu układu napędowego, chociaż nadal trzeba dostosować układy hamulcowe i kierownicze, aby poradzić sobie z dodatkowym ciężarem akumulatorów.
Niestandardowe zestawy do konwersji przypominają raczej projekt. Dostarczają główne komponenty: silnik prądu stałego o wysokim momencie obrotowym, sterownik i system zarządzania akumulatorem (BMS). Zapewniasz podwozie. Robisz elementy złączne. Projektujesz obudowę pod akumulator. Jest to powszechne w starszych pojazdach, dla których nie istnieją zestawy przykręcane. Pomyśl o klasycznych Mustangach, starych Land Roverach lub zabytkowych Mini Cooperach. Zaletą jest elastyczność. Rozmiar akumulatora można dostosować do potrzeb w zakresie zasięgu. Możesz zainstalować silnik tam, gdzie najlepiej pasuje. Wadą jest to, że jest to proces pracochłonny. Budujesz nową skrzynię biegów od zera.
Zgodność i ograniczenia
Czy zestaw będzie pasował do każdego samochodu? Technicznie tak. Prawie żaden.
Waga jest wrogiem konwersji elektrycznej. Akumulator samochodu elektrycznego jest ciężki. Akumulatory kwasowo-ołowiowe są przestarzałe do tego zastosowania ze względu na ich niską gęstość energii. Baterie litowo-jonowe są standardem. Jednak akumulator o mocy 40 kWh waży kilkaset funtów. Jeśli zawieszenie i hamulce Twojego pojazdu nie zostały zaprojektowane do wytrzymania takiego obciążenia, ryzykujesz awarię.
Prześwit pod pojazdem to kolejny czynnik. Baterie to płaskie prostokątne bloki. Często żądają
Rzeczywistość zestawów do konwersji samochodów elektrycznych
Rynek konwersji pojazdów oszczędnych na pojazdy elektryczne jest rozdrobniony i często zagmatwany. Chociaż niektóre zestawy są specyficzne dla platformy, inne zapewniają uniwersalną kompatybilność. A123 Systems stała się pionierem w tej dziedzinie w 2008 roku wraz z wypuszczeniem Hymotion L5. Nie jest to całkowita wymiana silnika. Jest to moduł zwiększający zasięg, zaprojektowany wyłącznie dla Toyoty Prius.
Cel jest prosty: przekształcić standardową hybrydę w pełną hybrydę typu plug-in (PHEV). Większość samochodów koncepcyjnych nigdy nie opuszcza laboratorium, ale Hymotion L5 miał na celu wypełnienie tej luki. Podłączasz go do dowolnego standardowego gniazdka 120 V. Pełne ładowanie trwa cztery godziny.
„Hymotion L5 skutecznie podwaja pojemność elektryczną Priusa bez konieczności uruchamiania silnika benzynowego.”
Zwiększona pojemność i wydajność baterii
Sprzęt znajdujący się w bagażniku opowiada prawdziwą historię. Oryginalny akumulator Priusa ma pojemność 1300 watogodzin. Hymotion L5 dodaje pakiet pojemności 5000 watogodzin. To ogromny skok w rezerwach energii.
W rezultacie zasięg elektryczny jest znacznie zwiększony. Twierdzenia dotyczące efektywności paliwowej sugerują wzrost z 40 mpg do ponad 100 mpg. Brzmi to zbyt dobrze, aby mogło być prawdziwe, dopóki nie przyjrzysz się procesowi. Uzupełniasz silnik spalinowy energią elektryczną, zamiast go całkowicie zastępować. Silnik benzynowy nadal istnieje. Nadal pali paliwo. Po prostu mniej pracuje.
Bariera kosztowa i instalacyjna
Tutaj fantazja spotyka się z rzeczywistością. Zestaw Hymotion L5 kosztuje 10 395 dolarów. Dodaj podatki. Wymagana jest również wpłata zaliczki w wysokości 1000 USD w A123. Pieniądze zniknęły, zanim w ogóle zobaczyłeś pudełko.
Tego zestawu nie można jednak zamówić pocztą. Firma nie wysyła instrukcji wraz z kluczem. Należy odwiedzić autoryzowanego sprzedawcę. W Stanach Zjednoczonych jest tylko 11 takich dealerów. To tworzy wąskie gardło. Jesteś zamknięty w ich sieci serwisowej.
Istnieją inne opcje, ale wiążą się one z własnymi wyzwaniami. Poulsen Hybrid oferuje konwersję za około 3500 dolarów. VS Composites sprzedaje elektroładowarkę za około 4000 dolarów. Obie firmy twierdzą, że ich produkty nadają się do każdego zwykłego samochodu. Obydwa wymagają profesjonalnego montażu. Koszty pracy szybko się sumują, pozbawiając Cię oszczędności, na które liczyłeś.
Sceptycyzm producenta i ryzyko gwarancyjne
Producenci samochodów nienawidzą tych zestawów. Nie z powodu szkody, ale z powodu inżynierskiej rzeczywistości. Uniwersalna kompatybilność jest często kłamstwem. Części z zestawu innej firmy mogą zakłócać działanie oryginalnych czujników, wiązek przewodów lub układów hamulcowych pojazdu. Zakłócenia te mogą powodować kaskadowe awarie w powiązanych systemach.
Do tego dochodzi kwestia gwarancji. Dodanie nieautoryzowanych części zamiennych daje producentowi podstawę do unieważnienia gwarancji na nowy pojazd. Jeśli Twoja skrzynia biegów ulegnie awarii, mogą twierdzić, że konwersja na napęd elektryczny spowodowała dodatkowe obciążenie przekładni. Zostajesz sam z problemem.
Werdykt mechanika
Zanim wydasz złotówkę, porozmawiaj z doświadczonym mechanikiem. Nie z użytkownikiem forum. Nie z komentatorem bloga. Z licencjonowanym profesjonalistą. Internet jest pełen poradników sprzedaży „mikstur” obiecujących łatwą konwersję. Większość z nich jest niebezpieczna.
Hymotion L5 udowodnił, że konwersja jest możliwa. Okazało się również, że jest to kosztowne i skomplikowane. Technologia działa. Ekonomiczna wykonalność jest rzadka.
Dla tych, którzy wciąż gonią za marzeniami, poniższe linki oferują głębsze zanurzenie się w paliwach alternatywnych i mechanice pojazdów hybrydowych.
Jeszcze więcej informacji
Powiązane artykuły z HowStuffWorks
- Jak działają stacje paliw alternatywnych?
- Jak działa hybrydowa ulga podatkowa
- Jak działają samochody SmartWay
- Jak działa hybrydowy samochód ciężarowy Toyota A-BAT
- Jak działa Ford Fusion
- Jak działa Toyota Prius
- Jak działa Venturi Astrolab
Źródła
- Beattie, Rich. „Żegnaj, Octane. Witaj, Volt!” New York Timesa. 2 września 2005. (16 marca 2009) http://travel.nytimes.com/2005/09/02/automobiles/02convert.html
- Chang, Althea. „Nowe zestawy zamieniają każdy samochód w hybrydę typu plug-in”. MyRide.com. (16 marca 2009) http://www.myride.com/technology/new_kits_turn_any_plug_in_hybrid-3989-page1.html
- Hybryda Poulsena. „Często zadawane pytania”. (16 marca 2009) http://www.poulsenhybrid.com/FAQS.php
- Publiczna Służba Nadawcza. „Oś czasu: życie i śmierć samochodu elektrycznego”. 9 czerwca 2006. (16 marca 2009) http://www.pbs.org/now/shows/223/electric-car-timeline.html
- Romero, Frances. „Krótka historia samochodu elektrycznego”. Magazyn TIME. 13 stycznia 2009 r. (16 marca 2009 r.) http://www.time.com/time/business/article/0,8599,1871282,00.html
- SigmaAutomotive.com. „Zestaw do konwersji PHEV (elektryczny pojazd hybrydowy typu plug-in)”. Listopad 2008. (16 marca 2009) http://www.sigmaautomotive.com/electrocharger/electrocharger.php
- Wald, Matthew L. „Konwersja wtyczki dla Priusa”. New York Timesa. 27 kwietnia 2008. (16 marca 2009) http://www.nytimes.com/2008/04/27/automobiles/27PLUGIN.html
