Come funzionano le auto elettriche

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Galleria di immagini: auto elettriche L'auto elettrica Subaru R1e può essere ricaricata durante la notte con la corrente domestica. Ha un'autonomia di 50 miglia e una velocità massima di 62 miglia all'ora. Guarda altre foto di auto elettriche. STAN HONDA / AFP / Getty Images

Le auto elettriche sono qualcosa che compare sempre nelle notizie. Ci sono diversi motivi per il continuo interesse per questi veicoli:

  • Le auto elettriche creano meno inquinamento delle auto a benzina, quindi sono un'alternativa ecologica ai veicoli a benzina (soprattutto nelle città).
  • Qualsiasi notizia sulle auto ibride di solito parla anche di auto elettriche.
  • I veicoli alimentati da celle a combustibile sono auto elettriche e le celle a combustibile stanno ricevendo molta attenzione proprio ora nelle notizie.

Un'auto elettrica è un'auto alimentata da un motore elettrico piuttosto che da un motore a benzina.

Dall'esterno, probabilmente non avresti idea che un'auto sia elettrica. Nella maggior parte dei casi, le auto elettriche vengono create convertendo un'auto a benzina, e in quel caso è impossibile dirlo. Quando guidi un'auto elettrica, spesso l'unica cosa che ti fa capire la sua vera natura è il fatto che è quasi silenzioso.

Sotto il cofano, ci sono molte differenze tra auto a benzina ed elettriche:

  • Il motore a benzina è sostituito da un motore elettrico.
  • Il motore elettrico ottiene la sua potenza da a controllore.
  • Il controller riceve l'alimentazione da un array di file batterie ricaricabili.

Un motore a benzina, con i suoi tubi del carburante, i tubi di scarico, i tubi del liquido di raffreddamento e il collettore di aspirazione, tende a sembrare un progetto idraulico. Un'auto elettrica è sicuramente un cablaggio progetto.

Per avere un'idea di come funzionano le auto elettriche in generale, iniziamo guardando una tipica auto elettrica per vedere come si combina.

Una tipica auto elettrica, questa ha delle decalcomanie particolarmente sgargianti. Questo veicolo è di proprietà di Jon Mauney.

L'auto elettrica che useremo per questa discussione è mostrata qui.

Questo veicolo elettrico ha iniziato la sua vita come un normale Geo Prism del 1994 alimentato a benzina. Ecco le modifiche che l'hanno trasformata in un'auto elettrica:

  • Il motore a benzina, insieme alla marmitta, al convertitore catalitico, al tubo di scappamento e al serbatoio del gas, sono stati tutti rimossi.
  • Il gruppo frizione è stato rimosso. La trasmissione manuale esistente è stata lasciata al suo posto ed è stata bloccata in seconda marcia.
  • Un nuovo motore elettrico AC è stato imbullonato alla trasmissione con una piastra di adattamento.
  • È stato aggiunto un controller elettrico per controllare il motore CA..
Il controller da 50 kW prende 300 volt CC e produce 240 volt AC, trifase. La scatola che dice "U.S. Electricar" è il controller.
  • Un vassoio della batteria è stato installato nel pavimento dell'auto.
  • Cinquanta batterie al piombo-acido da 12 volt sono state collocate nel vassoio della batteria (due serie di 25 per creare 300 volt CC).
  • I motori elettrici sono stati aggiunti per alimentare le cose che hanno usato per ottenere il loro potere dal motore: la pompa dell'acqua, la pompa del servosterzo, il condizionatore d'aria.
  • È stata aggiunta una pompa a vuoto per i freni di potenza (che utilizzava il vuoto del motore quando l'auto aveva un motore).
La pompa del vuoto è a sinistra del centro.
  • Il cambio per il cambio manuale è stato sostituito con un interruttore, camuffato da cambio automatico, per controllare avanti e indietro.
Per selezionare la marcia avanti viene utilizzato un cambio automatico e viceversa. Contiene un piccolo interruttore, che invia un segnale al controller.
  • È stato aggiunto un piccolo scaldabagno elettrico per fornire calore.
Lo scaldabagno
  • È stato aggiunto un caricabatterie in modo che le batterie possano essere ricaricate. Questa particolare macchina ha in realtà due sistemi di ricarica: uno da una normale presa a muro da 120 volt o 240 volt e l'altro da una paletta di ricarica induttiva a carica magnetica.
Il sistema di ricarica da 120/240 volt Il sistema di ricarica induttiva a palette Magna-Charge
  • L'indicatore del gas è stato sostituito con un voltmetro.
L '"indicatore del gas" in un'auto elettrica è un semplice voltmetro o un computer più sofisticato che tiene traccia del flusso di amplificatori da e verso il pacco batteria.

Tutto il resto dell'auto è in stock. Quando entri per guidare l'auto, metti la chiave nell'accensione e la giri in posizione "on" per accendere l'auto. Metti in "Drive" con il cambio, premi il pedale dell'acceleratore e vai. Funziona come una normale macchina a benzina. Ecco alcune statistiche interessanti:

  • L'autonomia di questa vettura è di circa 50 miglia (80 km).
  • Il tempo da 0 a 60 mph è di circa 15 secondi.
  • Occorrono circa 12 kilowattora di elettricità per caricare l'auto dopo un viaggio di 50 miglia.
  • Le batterie pesano circa 1.100 libbre (500 kg).
  • Le batterie durano dai tre ai quattro anni.

-Per confrontare il costo per miglio delle auto a benzina con questa auto elettrica, ecco un esempio. L'elettricità in North Carolina è di circa 8 centesimi per kilowattora in questo momento (4 centesimi se utilizzi la fatturazione per tempo di utilizzo e ricarichi di notte). Ciò significa che per una ricarica completa, costa $ 1 (o 50 centesimi con la fatturazione del tempo di utilizzo). Il costo per miglio è quindi di 2 centesimi per miglio o 1 centesimo con il tempo di utilizzo. Se la benzina costa $ 1,20 al gallone e un'auto arriva a 30 miglia per gallone, il costo per miglio è di 4 centesimi per miglio per la benzina.

Chiaramente, il "carburante" per i veicoli elettrici costa molto meno per miglio rispetto ai veicoli a benzina. E per molti, l'autonomia di 50 miglia non è un limite: la persona media che vive in una città o in un sobborgo guida raramente più di 30 o 40 miglia al giorno.

Per essere completamente onesti, tuttavia, dovremmo includere anche il costo della sostituzione della batteria. Le batterie sono attualmente l'anello debole delle auto elettriche. La sostituzione della batteria per questa vettura costa circa $ 2.000. Le batterie dureranno circa 20.000 miglia, per circa 10 centesimi per miglio. Puoi capire perché c'è così tanta eccitazione intorno alle celle a combustibile in questo momento: le celle a combustibile risolvono il problema della batteria (maggiori dettagli sulle celle a combustibile più avanti nell'articolo).

Un semplice controller CC collegato alle batterie e al motore CC. Se il conducente preme il pedale dell'acceleratore, il controller fornisce i 96 volt completi dalle batterie al motore. Se il conducente solleva il piede dall'acceleratore, il controller fornisce zero volt al motore. Per qualsiasi impostazione intermedia, il controller "taglia" i 96 volt migliaia di volte al secondo per creare una tensione media tra 0 e 96 volt.

Il cuore di un'auto elettrica è la combinazione di:

  • Il motore elettrico
  • Il motore è controllore
  • Il batterie

Il controller prende l'alimentazione dalle batterie e la fornisce al motore. Il pedale dell'acceleratore si aggancia a un paio di potenziometri (resistori variabili) e questi potenziometri forniscono il segnale che indica al controller quanta potenza dovrebbe fornire. Il controller può fornire potenza zero (quando l'auto è ferma), piena potenza (quando il guidatore preme il pedale dell'acceleratore) o qualsiasi livello di potenza intermedio.

Il controller normalmente domina la scena quando apri il cofano, come puoi vedere qui:

Il controller da 300 volt e 50 kilowatt per questa auto elettrica è la scatola contrassegnata con "U.S. Electricar".

In questa macchina, il controller preleva 300 volt CC dal pacco batteria. Lo converte in un massimo di 240 volt AC, trifase, da inviare al motore. Lo fa utilizzando transistor molto grandi che accendono e spengono rapidamente la tensione delle batterie per creare un'onda sinusoidale.

Quando si preme il pedale del gas, un cavo dal pedale si collega a questi due potenziometri:

I potenziometri si agganciano al pedale dell'acceleratore e inviano un segnale al controller.

Il segnale dai potenziometri dice al controller quanta potenza fornire al motore dell'auto elettrica. Ci sono due potenziometri per motivi di sicurezza. Il controller legge entrambi i potenziometri e si assicura che i loro segnali siano uguali. Se non lo sono, il controller non funziona. Questa disposizione protegge da una situazione in cui un potenziometro si guasta nella posizione di inserimento completo.

Cavi pesanti (a sinistra) collegano la batteria al controller. Nel mezzo c'è un interruttore on / off molto grande. Il fascio di piccoli fili sulla destra trasporta i segnali dei termometri posti tra le batterie, così come l'alimentazione per i ventilatori che mantengono le batterie fresche e ventilate. I fili pesanti che entrano ed escono dal controller

Il lavoro del controller in un'auto elettrica DC è facile da capire. Supponiamo che il pacco batteria contenga 12 batterie da 12 volt, cablate in serie per creare 144 volt. Il controller prende 144 volt DC e lo fornisce al motore in modo controllato.

Il controller DC molto semplice sarebbe un grande interruttore on / off collegato al pedale dell'acceleratore. Quando si preme il pedale, si accende l'interruttore e quando si solleva il piede dal pedale, si spegne. Come guidatore, dovresti premere e rilasciare l'acceleratore per azionare il motore e spegnerlo per mantenere una determinata velocità.

Ovviamente, quel tipo di approccio on / off funzionerebbe ma sarebbe un problema da guidare, quindi il controller fa il pulsante per te. Il controller legge l'impostazione del pedale dell'acceleratore dai potenziometri e regola la potenza di conseguenza. Diciamo che hai l'acceleratore premuto a metà corsa. Il controller legge tale impostazione dal potenziometro e accende e spegne rapidamente l'alimentazione del motore in modo che sia acceso per metà del tempo e spento per metà. Se il pedale dell'acceleratore scende al 25 percento, il controller pulsa la potenza in modo che sia acceso il 25 percento delle volte e spento il 75 percento delle volte.

La maggior parte dei controller pulsa la potenza più di 15.000 volte al secondo, al fine di mantenere la pulsazione al di fuori della portata dell'udito umano. La corrente pulsata fa vibrare l'alloggiamento del motore a quella frequenza, quindi pulsando a più di 15.000 cicli al secondo, il controller e il motore sono silenziosi all'orecchio umano.

Un controller AC si aggancia a un motore AC. Utilizzando sei set di transistor di potenza, il controller assorbe 300 volt CC e produce 240 volt CA, trifase. Vedere Come funziona la rete elettrica per una discussione sulla potenza trifase. Il controller fornisce inoltre un sistema di ricarica per le batterie e un convertitore da CC a CC per ricaricare la batteria accessoria da 12 volt.

In un controller AC, il lavoro è un po 'più complicato, ma è la stessa idea. Il controller crea tre onde pseudo-sinusoidali. Lo fa prendendo la tensione CC dalle batterie e facendola pulsare. In un controller AC, c'è la necessità aggiuntiva di invertire la polarità della tensione 60 volte al secondo. Pertanto, in realtà sono necessari sei set di transistor in un controller AC, mentre è necessario solo un set in un controller DC. Nel controller AC, per ogni fase è necessario un set di transistor per far pulsare la tensione e un altro set per invertire la polarità. Lo replichi tre volte per le tre fasi: sei set totali di transistor.

La maggior parte dei controller CC utilizzati nelle auto elettriche proviene dall'industria dei carrelli elevatori elettrici. Il controller AC Hughes visto nella foto sopra è lo stesso tipo di controller AC utilizzato nel veicolo elettrico GM / Saturn EV-1. Può fornire un massimo di 50.000 watt al motore.

Le auto elettriche possono utilizzare motori AC o DC:

  • Se il motore è un motore a corrente continua, quindi può funzionare su qualsiasi cosa da 96 a 192 volt. Molti dei motori CC utilizzati nelle auto elettriche provengono dall'industria dei carrelli elevatori elettrici.
  • Se è un file Motore AC, quindi probabilmente è un motore CA trifase che funziona a 240 volt CA con un pacco batteria da 300 volt.

Le installazioni DC tendono ad essere più semplici e meno costose. Un motore tipico sarà nella gamma da 20.000 a 30.000 watt. Un controller tipico sarà compreso tra 40.000 e 60.000 watt (ad esempio, un controller a 96 volt fornirà un massimo di 400 o 600 ampere). I motori DC hanno la bella caratteristica che puoi overdrive loro (fino a un fattore di 10 a 1) per brevi periodi di tempo. Cioè, un motore da 20.000 watt accetterà 100.000 watt per un breve periodo di tempo e fornirà 5 volte la sua potenza nominale. Questo è ottimo per brevi raffiche di accelerazione. L'unica limitazione è l'accumulo di calore nel motore. Troppo overdrive e il motore si riscalda fino al punto in cui si autodistrugge.

Le installazioni CA consentono l'uso di quasi tutti i motori CA trifase industriali e ciò può rendere più facile la ricerca di un motore con una dimensione, forma o potenza nominale specifiche. I motori CA e i controller hanno spesso un rigenerare caratteristica. Durante la frenata, il motore si trasforma in un generatore e restituisce potenza alle batterie.

In questo momento, l'anello debole di qualsiasi auto elettrica sono le batterie. Ci sono almeno sei problemi significativi con l'attuale tecnologia delle batterie al piombo:

  • Sono pesanti (un tipico pacco batteria al piombo pesa 1.000 libbre o più).
  • Sono ingombranti (l'auto che stiamo esaminando qui ha 50 batterie al piombo, ciascuna misura circa 6 "x 8" per 6 ").
  • Hanno una capacità limitata (una tipica batteria al piombo-acido potrebbe contenere da 12 a 15 kilowattora di elettricità, dando a un'auto un'autonomia di sole 50 miglia circa).
  • Si caricano lentamente (i tempi di ricarica tipici per un pacco al piombo-acido variano da quattro a 10 ore per una carica completa, a seconda della tecnologia della batteria e del caricabatterie).
  • Hanno una vita breve (da tre a quattro anni, forse 200 cicli completi di carica / scarica).
  • Sono costosi (forse $ 2.000 per il pacco batteria mostrato nell'auto campione).

Nella prossima sezione esamineremo altri problemi con la tecnologia delle batterie.

L'EV Challenge

Il Sfida EV (www.ev-challenge.org) è un innovativo programma educativo per studenti delle scuole medie e superiori incentrato sulla costruzione di auto elettriche:

  • Gli studenti delle scuole medie costruiscono e gareggiano modellini di auto a energia solare.
  • Gli studenti delle scuole superiori convertono i veicoli a benzina di dimensioni standard in veicoli elettrici. È un progetto di conversione completo, come descritto nella sezione precedente di questo articolo.

Gli studenti imparano la tecnologia elettrica durante tutto l'anno e poi si riuniscono per un finale di due giorni. Oltre a costruire il veicolo elettrico, gli studenti delle scuole superiori competono in eventi di autocross (velocità e agilità) e di autonomia, progettazione di veicoli, presentazioni orali, risoluzione dei problemi, progettazione di siti Web e coinvolgimento della comunità.

La EV Challenge ottiene la maggior parte dei suoi finanziamenti da sponsor aziendali e organizzazioni governative, tra cui Advanced Energy Corporation, CP & L / Progress Energy, Duke Power, Dominion Virginia Power, NC Energy Office, NC Department of Environment and Natural Resources e l'EPA.

Jon Mauney (la cui vettura è descritta all'inizio di questo articolo) è nel comitato direttivo di EV Challenge. Secondo Jon, CP&L ha avviato il programma EV Challenge in North Carolina. Il programma si è poi diffuso in South Carolina, Florida, Virginia, West Virginia e Georgia, e ora si sta diffondendo a livello nazionale. Migliaia di studenti hanno partecipato all'EV Challenge.

Se tu o la tua scuola desiderate maggiori informazioni sul programma EV Challenge, visita www.ev-challenge.org.

- È possibile sostituire le batterie al piombo con batterie NiMH. L'autonomia dell'auto raddoppierà e le batterie dureranno 10 anni (migliaia di cicli di carica / scarica), ma il costo delle batterie oggi è da 10 a 15 volte maggiore del piombo-acido. In altre parole, un pacco batteria NiMH costerà $ 20.000 a $ 30.000 (oggi) invece di $ 2.000. I prezzi delle batterie avanzate diminuiscono man mano che diventano mainstream, quindi nei prossimi anni è probabile che i pacchi batterie NiMH e agli ioni di litio diventeranno competitivi con i prezzi delle batterie al piombo. A quel punto le auto elettriche avranno un'autonomia notevolmente migliore.

Quando guardi i problemi associati alle batterie, ottieni una prospettiva diversa sulla benzina. Due galloni di benzina, che pesa 15 libbre, costa $ 3,00 e impiega 30 secondi per versare nel serbatoio, equivalgono a 1.000 libbre di batterie al piombo che costano $ 2.000 e impiegano quattro ore per ricaricarsi.

I problemi con la tecnologia delle batterie spiegano perché oggi c'è così tanta eccitazione intorno alle celle a combustibile. Rispetto alle batterie, le celle a combustibile saranno più piccole, molto più leggere e ricaricabili istantaneamente. Quando alimentate da idrogeno puro, le celle a combustibile non hanno nessuno dei problemi ambientali associati alla benzina. È molto probabile che l'auto del futuro sarà un'auto elettrica che riceve l'elettricità da una cella a combustibile. C'è ancora molta ricerca e sviluppo che dovranno essere svolti, tuttavia, prima che le celle a combustibile economiche e affidabili possano alimentare le automobili.

Quasi tutte le auto elettriche hanno un'altra batteria a bordo. Questa è la normale batteria al piombo da 12 volt che ogni automobile ha. La batteria da 12 volt fornisce alimentazione agli accessori: cose come fari, radio, ventole, computer, airbag, tergicristalli, alzacristalli elettrici e strumenti all'interno dell'auto. Poiché tutti questi dispositivi sono prontamente disponibili e standardizzati a 12 volt, ha senso da un punto di vista economico che un'auto elettrica li utilizzi.

Pertanto, un'auto elettrica ha una normale batteria al piombo da 12 volt per alimentare tutti gli accessori. Per mantenere la batteria carica, un'auto elettrica necessita di a Convertitore da CC a CC. Questo convertitore preleva l'alimentazione CC dalla batteria principale (ad esempio, 300 volt CC) e la converte fino a 12 volt per ricaricare la batteria accessoria. Quando l'auto è accesa, gli accessori ricevono l'alimentazione dal convertitore DC-DC. Quando l'auto è spenta, ricevono l'alimentazione dalla batteria da 12 volt come in qualsiasi veicolo a benzina.

Il convertitore da CC a CC è normalmente una scatola separata sotto il cofano, ma a volte questa scatola è integrata nel controller.

Ovviamente, qualsiasi auto che utilizza le batterie ha bisogno di un modo per caricarle.

L'apertura dello sportello di riempimento del gas rivela la spina di ricarica. 2008

Qualsiasi auto elettrica che utilizza batterie necessita di un sistema di caricamento per ricaricare le batterie. Il sistema di ricarica ha due obiettivi:

  • Per pompare elettricità nelle batterie il più velocemente possibile
  • Per monitorare le batterie ed evitare di danneggiarle durante il processo di ricarica

I sistemi di ricarica più sofisticati monitorano la tensione della batteria, il flusso di corrente e la temperatura della batteria per ridurre al minimo il tempo di ricarica. Il caricabatterie invia più corrente possibile senza aumentare troppo la temperatura della batteria. Caricabatterie meno sofisticati potrebbero monitorare solo la tensione o l'amperaggio e fare determinate ipotesi sulle caratteristiche medie della batteria. Un caricabatterie come questo potrebbe applicare la corrente massima alle batterie fino all'80 percento della loro capacità, quindi ridurre la corrente a un livello prestabilito per l'ultimo 20 percento per evitare il surriscaldamento delle batterie.

L'auto elettrica di Jon Mauney ha in realtà due diversi sistemi di ricarica. Un sistema accetta alimentazione da 120 o 240 volt da una normale presa elettrica. L'altro è il sistema di ricarica induttiva Magna-Charge reso popolare dal veicolo GM / Saturn EV-1. Diamo un'occhiata a ciascuno di questi sistemi separatamente.

Il normale sistema di ricarica domestico ha il vantaggio della praticità: ovunque sia possibile trovare una presa, è possibile ricaricare. Lo svantaggio è il tempo di ricarica.

Una normale presa domestica da 120 volt ha in genere un interruttore di circuito da 15 amp, il che significa che la quantità massima di energia che l'auto può consumare è di circa 1.500 watt, o 1,5 kilowattora all'ora. Poiché il pacco batteria dell'auto di Jon richiede normalmente da 12 a 15 chilowattora per una ricarica completa, possono essere necessarie da 10 a 12 ore per caricare completamente il veicolo utilizzando questa tecnica.

Utilizzando un circuito da 240 volt (come la presa per un'asciugatrice elettrica), l'auto potrebbe essere in grado di ricevere 240 volt a 30 ampere o 6,6 chilowattora all'ora. Questa disposizione consente una ricarica notevolmente più rapida e può ricaricare completamente il pacco batteria in quattro-cinque ore.

Nell'auto di Jon, il beccuccio del bocchettone di rifornimento del gas è stato rimosso e sostituito da una spina di ricarica. Il semplice collegamento alla presa di corrente con una prolunga per impieghi gravosi avvia il processo di ricarica.

Primo piano della spina 2008 Collega l'auto ovunque per ricaricare. Foto per gentile concessione di Jon Mauney

In questa macchina, il caricabatterie è integrato nel controller. Nella maggior parte delle auto fatte in casa, il caricabatterie è una scatola separata situata sotto il cofano, o potrebbe anche essere un'unità indipendente che è separata dall'auto.

Nella prossima sezione vedremo il sistema Magna-Charge.

Corrente di carica Foto per gentile concessione di Jon Mauney

Il sistema Magna-Charge è composto da due parti:

  • Una stazione di ricarica montata sul muro della casa
  • Un sistema di ricarica nel bagagliaio dell'auto

La stazione di ricarica è cablata a un circuito da 240 volt e 40 amp attraverso il pannello del circuito della casa.

Il sistema di ricarica invia elettricità all'auto utilizzando questo pagaia induttiva:

Foto per gentile concessione di Jon Mauney

La pagaia si inserisce in una fessura nascosta dietro la targa dell'auto.

Foto per gentile concessione di Jon Mauney

La paletta funge da metà di un trasformatore. L'altra metà è all'interno dell'auto, posizionata attorno alla fessura dietro la targa. Quando si inserisce la paletta, forma un trasformatore completo con lo slot e la potenza viene trasferita all'auto.

Un vantaggio del sistema induttivo è che non ci sono contatti elettrici esposti. Puoi toccare la pagaia o lasciarla cadere in una pozza d'acqua e non ci sono rischi. L'altro vantaggio è la capacità di pompare una quantità significativa di corrente nell'auto molto rapidamente perché la stazione di ricarica è cablata a un circuito dedicato a 240 volt.

Il connettore di carica ad alta potenza concorrente è generalmente indicato come "Spina Avcon"ed è utilizzato da Ford e altri. È dotato di contatti rame-rame invece della paletta induttiva, e ha un elaborato interconnessione meccanica che mantiene i contatti coperti fino a quando il connettore non è accoppiato con la presa sul veicolo. Associazione di questo connettore con protezione GFCI lo rende sicuro in qualsiasi tipo di tempo. Jon Mauney sottolinea quanto segue:

-Una caratteristica importante del processo di ricarica è "l'equalizzazione". Un veicolo elettrico ha una stringa di batterie (da qualche parte tra 10 e 25 moduli, ciascuno contenente da tre a sei celle). Le batterie sono molto simili, ma non sono identiche. Pertanto hanno leggere differenze di capacità e resistenza interna. Tutte le batterie di una stringa emettono necessariamente la stessa corrente (leggi dell'elettricità), ma le batterie più deboli devono "lavorare di più" per produrre la corrente, quindi si trovano in uno stato di carica leggermente inferiore alla fine del motore. Pertanto, le batterie più deboli necessitano di una ricarica maggiore per tornare alla carica completa. Poiché le batterie sono in serie, ottengono anche la stessa quantità di ricarica, lasciando la batteria debole ancora più debole (relativamente) di prima. Nel tempo, ciò si traduce in una batteria che si guasta molto prima del resto del pacco. L'effetto di collegamento più debole significa che questa batteria determina l'autonomia del veicolo e l'usabilità dell'auto diminuisce. La soluzione comune al problema è "carica di equalizzazione". Sovraccarichi delicatamente le batterie per assicurarti che le celle più deboli siano portate a piena carica. Il trucco è mantenere le batterie equalizzate senza danneggiare le batterie più potenti con il sovraccarico. Esistono soluzioni più complesse che scansionano le batterie, misurano le singole tensioni e inviano corrente di carica extra attraverso il modulo più debole.

Nella sezione successiva, illustreremo passo dopo passo una conversione.

- -La maggior parte delle auto elettriche in circolazione oggi sono veicoli di conversione "home brew". Le persone con un interesse per le auto elettriche convertono le auto a benzina esistenti in elettriche nei loro cortili e garage. Ci sono molti siti Web che parlano del fenomeno e ti mostrano come farlo, dove trovare parti, ecc.

Una conversione tipica utilizza un file Controller DC e a motore a corrente continua. La persona che esegue la conversione decide a quale voltaggio funzionerà il sistema, in genere qualsiasi cosa tra 96 ​​volt e 192 volt. La decisione sulla tensione controlla il numero di batterie necessarie all'auto e il tipo di motore e controller che l'auto utilizzerà. I motori e i controller più comuni utilizzati nelle conversioni domestiche provengono dall'industria dei carrelli elevatori elettrici.

Di solito, la persona che esegue la conversione ha un "veicolo donatore" che fungerà da piattaforma per la conversione. Quasi sempre, il veicolo donatore è una normale auto a benzina che viene convertita in elettrica. La maggior parte dei veicoli donatori ha una trasmissione manuale.

La persona che esegue la conversione ha molte scelte quando si tratta di tecnologia delle batterie. La stragrande maggioranza delle conversioni domestiche utilizza batterie al piombo-acido e ci sono diverse opzioni diverse:

  • Batterie al piombo-acido marine a ciclo profondo (sono disponibili ovunque, incluso Wal-mart.)
  • Batterie per golf cart
  • Batterie sigillate ad alte prestazioni

Le batterie possono avere un elettrolita allagato, gelificato o AGM (assorbito di vetro opaco). Le batterie allagate tendono ad avere il costo più basso ma anche la potenza di picco più bassa.

Una volta prese le decisioni su motore, controller e batterie, la conversione può iniziare. Ecco i passaggi:

  1. Rimuovere il motore, il serbatoio del gas, l'impianto di scarico, la frizione e forse il radiatore dal veicolo donatore. Alcuni controller hanno transistor raffreddati ad acqua, mentre altri sono raffreddati ad aria.
  2. Attaccare una piastra di adattamento alla trasmissione e montare il motore. Il motore normalmente richiede staffe di montaggio personalizzate.
  3. Normalmente il motore elettrico necessita di un riduttore per la massima efficienza. Il modo più semplice per creare la riduzione del cambio è bloccare la trasmissione manuale esistente in prima o seconda marcia. Farebbe risparmiare peso creare un riduttore personalizzato, ma normalmente è troppo costoso.
  4. Montare il controller.
  5. Trova spazio e costruisci staffe per tenere in sicurezza tutte le batterie. Installa le batterie. Le batterie sigillate hanno il vantaggio di poter essere girate su un lato e inserite in tutti i tipi di angoli e fessure.
  6. Collegare le batterie e il motore al controller con un cavo di saldatura del calibro 00.
  7. Se l'auto ha il servosterzo, cablare e montare un motore elettrico per la pompa del servosterzo.
  8. Se l'auto è dotata di aria condizionata, cablare e montare un motore elettrico per il compressore A / C.
  9. Installare un piccolo scaldabagno elettrico per il riscaldamento e collegarlo al nucleo del riscaldatore esistente o utilizzare un piccolo riscaldatore elettrico in ceramica.
  10. Se l'auto è dotata di servofreno, installare una pompa a vuoto per azionare il servofreno.
  11. Installa un sistema di ricarica.
  12. Installare un convertitore da CC a CC per alimentare la batteria accessoria.
  13. Installare una sorta di voltmetro per essere in grado di rilevare lo stato di carica nel pacco batteria. Questo voltmetro sostituisce l'indicatore del gas.
  14. Installa i potenziometri, agganciali al pedale dell'acceleratore e collegali al controller.
  15. La maggior parte delle auto elettriche fatte in casa che utilizzano motori a corrente continua utilizza la retromarcia incorporata nella trasmissione manuale. I motori CA con controller avanzati eseguono semplicemente il motore al contrario e necessitano di un semplice interruttore che invii un segnale inverso al controller. A seconda della conversione, potrebbe essere necessario installare una sorta di interruttore di inversione e collegare il controller.
  16. Installa un relè di grandi dimensioni (noto anche come contattore) in grado di collegare e scollegare il pacco batteria dell'auto da e verso il controller. Questo relè è il modo in cui accendi l'auto quando vuoi guidarla. Hai bisogno di un relè che possa trasportare centinaia di ampere e che possa interrompere da 96 a 300 volt CC senza mantenere un arco.
  17. Ricablare l'interruttore di accensione in modo che possa accendere tutte le nuove apparecchiature, compreso il contattore.

-Una volta che tutto è installato e testato, la nuova auto elettrica è pronta per partire!

Una conversione tipica, se utilizza tutte le parti nuove, costa tra $ 5.000 e $ 10.000 (senza contare il costo del veicolo donatore o della manodopera). I costi si suddividono in questo modo:

  • Batterie: da $ 1.000 a $ 2.000
  • Motore: da $ 1.000 a $ 2.000
  • Controller: da $ 1.000 a $ 2.000
  • Piastra adattatore: da $ 500 a $ 1.000
  • Altro (motori, cavi, interruttori, ecc.): Da $ 500 a $ 1.000

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Altri ottimi link

  • Descrizione Citicar
  • The Electric Auto Association
  • Electro Automotive
  • Conversione di auto elettriche di Jerry
  • La GM EV1 - forse l'auto elettrica più conosciuta
  • Planet Green
  • TreeHugger.com



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