Cum funcționează mașinile electrice

  • Thomas Dalton
  • 0
  • 3219
  • 667
Galerie de imagini: Mașini electrice Mașina electrică Subaru R1e poate fi încărcată peste noapte la curentul casnic. Are o autonomie de 50 de mile și o viteză maximă de 62 de mile pe oră. Vezi mai multe poze cu mașini electrice. STAN HONDA / AFP / Getty Images

Mașinile electrice sunt ceva care apare în știri tot timpul. Există mai multe motive pentru interesul continuu pentru aceste vehicule:

  • Mașinile electrice creează mai puțin poluare decât mașinile pe benzină, deci sunt o alternativă ecologică pentru vehiculele pe benzină (în special în orașe).
  • Orice știre despre mașinile hibride vorbește de obicei despre mașini electrice.
  • Vehiculele alimentate cu celule de combustibil sunt mașini electrice, iar celulele de combustibil primesc multă atenție chiar acum în știri.

O mașină electrică este o mașină alimentată de un motor electric, mai degrabă decât un motor pe benzină.

Din exterior, probabil că nu ai idee că o mașină este electrică. În cele mai multe cazuri, mașinile electrice sunt create prin transformarea unei mașini pe benzină, iar în acest caz este imposibil de spus. Când conduci o mașină electrică, de multe ori singurul lucru care te indică în adevărata sa natură este faptul că este aproape tăcut.

Sub capotă, există o mulțime de diferențe între benzină și mașini electrice:

  • Motorul pe benzină este înlocuit cu un motor electric.
  • Motorul electric își capătă puterea de la a controlor.
  • Controlerul își primește puterea dintr-o serie de baterii reîncărcabile.

Un motor pe benzină, cu liniile sale de combustibil, conductele de eșapament, furtunurile de răcire și galeria de admisie, tinde să arate ca un proiect de instalații sanitare. O mașină electrică este cu siguranță cabluri proiect.

În o-rder pentru a avea o idee despre modul în care funcționează mașinile electrice în general, să începem prin a privi o mașină electrică tipică pentru a vedea cum se îmbină.

O mașină electrică obișnuită, aceasta are niște adaosuri deosebit de ciudate. Acest vehicul este deținut de Jon Mauney.

Mașina electrică pe care o vom folosi pentru această discuție este prezentată aici.

Acest vehicul electric și-a început viața ca un Geo Prism din 1994, normal, pe benzină. Iată modificările care au transformat-o într-o mașină electrică:

  • Motorul pe benzină, împreună cu toba de eșapament, catalizatorul, tubul de alimentare și rezervorul de gaz au fost eliminate.
  • Ansamblul ambreiajului a fost îndepărtat. Transmisia manuală existentă a fost lăsată pe loc și a fost fixată în a doua treaptă.
  • Un nou motor electric AC a fost fixat în transmisie cu o placă de adaptare.
  • Un controler electric a fost adăugat pentru a controla motorul de curent alternativ.
Controlerul de 50 kW preia 300 volți continuu și produce 240 volți AC, trifazat. Caseta pe care scrie „U.S. Electricar” este controlerul.
  • În podeaua mașinii a fost instalată o tavă cu baterii.
  • Cincizeci de baterii de 12 volți cu plumb au fost introduse în tava bateriei (două seturi de 25 pentru a crea 300 volți DC).
  • Motoarelor electrice li s-au adăugat puteri care obțineau puterea de la motor: pompa de apă, pompa de servodirecție, aer condiționat.
  • S-a adăugat o pompă de vid pentru frânele de putere (care folosea vidul motorului când mașina avea un motor).
Pompa de vid este lăsată de centru.
  • Schimbatorul pentru transmisia manuală a fost înlocuit cu un comutator, deghizat într-un schimbător automat de transmisie, pentru a controla înainte și invers.
Un schimbător de transmisie automată este utilizat pentru a selecta înainte și invers. Conține un comutator mic, care trimite un semnal controlerului.
  • Un mic încălzitor electric de apă a fost adăugat pentru a furniza căldură.
Încălzitorul de apă
  • A fost adăugat un încărcător pentru ca bateriile să poată fi reîncărcate. Această mașină specială are de fapt două sisteme de încărcare - unul de la o priză normală de 120 volți sau 240 volți, iar celălalt dintr-o paletă de încărcare inductivă.
Sistemul de încărcare de 120/240 volți Sistemul de încărcare a paletei inductive Magna-Charge
  • Contorul de gaz a fost înlocuit cu un voltmetru.
„Contorul de gaz” dintr-o mașină electrică este fie un contor simplu de volt sau un computer mai sofisticat, care urmărește fluxul de amperi către și dinspre pachetul de baterii.

Orice altceva despre mașină este stoc. Când intri pentru a conduce mașina, pui cheia în contact și o pornești în poziția "pornită" pentru a porni mașina. Te schimbi în "Drive" cu schimbătorul, apasă pe pedala de accelerație și mergi. Funcționează ca o mașină normală pe benzină. Iată câteva statistici interesante:

  • Gama acestei mașini este de aproximativ 80 km (80 km).
  • Timpul 0 - 60 km / h este de aproximativ 15 secunde.
  • Este nevoie de aproximativ 12 kilowati-ore de energie electrică pentru a încărca mașina după o călătorie de 50 de mile.
  • Bateriile cântăresc aproximativ 1.100 de kilograme (500 kg).
  • Bateriile durează trei-patru ani.

-Pentru a compara costul pe kilometru de mașini pe benzină cu această mașină electrică, iată un exemplu. Energia electrică în Carolina de Nord este de aproximativ 8 centi pe kilowatt-oră în acest moment (4 cenți dacă utilizați facturarea și reîncărcarea pe timp de noapte). Asta înseamnă că, pentru o reîncărcare completă, costă 1 USD (sau 50 de cenți cu facturarea timpului de utilizare). Prin urmare, costul pe mile este de 2 centi pe milă, sau 1 centime cu timpul de utilizare. Dacă benzina costă 1,20 dolari pe galon și o mașină ajunge la 30 de mile până la galon, atunci costul pe milă este de 4 centi pe milă pentru benzină.

În mod clar, „combustibilul” pentru vehiculele electrice costă mult mai puțin pe kilometru decât pentru vehiculele pe benzină. Și pentru mulți, intervalul de 50 de mile nu este o limitare - persoana obișnuită care trăiește într-un oraș sau suburbie conduce rareori mai mult de 30 sau 40 de mile pe zi..

Pentru a fi complet echitabili, totuși, ar trebui să includem și costurile pentru înlocuirea bateriei. Bateriile sunt veriga slabă a mașinilor electrice în acest moment. Înlocuirea bateriei pentru această mașină rulează aproximativ 2.000 USD. Bateriile vor dura aproximativ 20.000 de mile, cam 10 centi / mil. Puteți vedea de ce există atât de multă emoție în jurul celulelor de combustibil acum - celulele de combustibil rezolvă problema bateriei (mai multe detalii despre celulele de combustibil mai târziu în articol).

Un regulator DC simplu conectat la baterii și motorul cu curent continuu. Dacă șoferul planșează pedala de accelerație, regulatorul livrează cele 96 de volți din baterii către motor. Dacă șoferul își ia piciorul de pe accelerație, regulatorul oferă zero volți motorului. Pentru orice setare intermediară, regulatorul „toacă” cele 96 de volți de mii de ori pe secundă pentru a crea o tensiune medie undeva între 0 și 96 de volți.

Inima unei mașini electrice este combinația dintre:

  • motor electric
  • Motorul este controlor
  • baterii

Regulatorul preia puterea din baterii și o livrează motorului. Cârligele pedalei de accelerație la o pereche de potențiometre (rezistențe variabile) și aceste potențiometre furnizează semnalul care spune controlorului cât de multă putere trebuie să furnizeze. Controlerul poate furniza o putere zero (când autoturismul este oprit), o putere completă (când șoferul etajează pedala de accelerație) sau orice nivel de putere între.

Regulatorul domină în mod normal scena când deschideți capota, așa cum puteți vedea aici:

Controlerul de 300 de volți și 50 de kilowati pentru această mașină electrică este cutia marcată "U.S. Electricar".

În această mașină, regulatorul preia 300 de volți de curent continuu din baterie. O transformă într-un maxim de 240 volți de curent alternativ, trifazat, pentru a fi trimis la motor. Face acest lucru folosind tranzistoare foarte mari care activează și dezactivează rapid tensiunea bateriilor pentru a crea o undă sinusoidală.

Când apăsați pe pedala de gaz, un cablu de la pedală se conectează la aceste două potențiometre:

Potențiometrele se fixează la pedala de gaz și trimit un semnal controlerului.

Semnalul de la potențiometre îi spune controlorului câtă putere de livrare motorului mașinii electrice. Există două potențiometre de siguranță. Controlerul citeste ambele potentiometre si se asigura ca semnalele lor sunt egale. Dacă nu sunt, atunci controlerul nu funcționează. Acest aranjament protejează situația în care un potențiometru nu reușește în poziția full-on.

Cablurile grele (din stânga) conectează bateria la regulator. La mijloc este un comutator de pornire / oprire foarte mare. Pachetul de fire mici din partea dreaptă poartă semnale de la termometrele situate între baterii, precum și putere pentru ventilatoarele care mențin bateriile reci și ventilate. Firurile grele care intră și părăsesc regulatorul

Locul de muncă al controlorului într-o mașină electrică cu curent continuu este ușor de înțeles. Să presupunem că bateria conține 12 baterii de 12 volți, conectate în serie pentru a crea 144 volți. Regulatorul preia 144 volți DC și îl livrează motorului într-un mod controlat.

Cel mai simplu controller DC ar fi un comutator de pornire / oprire mare cu fir la pedala de accelerație. Când apăsați pedala, acesta ar porni comutatorul și, atunci când scoateți piciorul de pe pedală, l-ar opri. În calitate de șofer, ar trebui să împingeți și să eliberați acceleratorul pentru a impulsiona și opri motorul pentru a menține o viteză dată.

Evident, acest tip de abordare pornită / oprită ar funcționa, dar ar fi o durere de condus, așa că controlorul face acest lucru pulsează Pentru dumneavoastră. Controlerul citește reglarea pedalei de accelerație de la potențiometre și reglează puterea în consecință. Să spunem că aveți acceleratorul împins la jumătatea în jos. Controlerul citește această setare de la potențiometru și trece rapid la pornirea și oprirea motorului, astfel încât să fie pe jumătate din timp și oprit jumătate din timp. Dacă aveți pedala de accelerație cu 25% din coborâre, controlerul pulsează puterea, astfel încât este la 25 la sută din timp și 75% din timp.

Majoritatea controlerelor pulsează puterea de mai mult de 15.000 de ori pe secundă, pentru a menține pulsiunea în afara intervalului auditiv uman. Curentul pulsat face ca carcasa motorului să vibreze la acea frecvență, astfel încât pulsând la mai mult de 15.000 de cicluri pe secundă, regulatorul și motorul sunt silențioase până la urechile umane.

Un controler de curent alternativ se agăță de un motor AC. Folosind șase seturi de tranzistoare de putere, regulatorul preia 300 volți DC și produce 240 volți AC, trifazat. Vedea Cum funcționează rețeaua electrică pentru o discuție despre puterea trifazată. Controlorul oferă suplimentar un sistem de încărcare a bateriilor și un convertor DC-DC pentru a reîncărca bateria accesorie de 12 volți.

Într-un controler de curent alternativ, treaba este ceva mai complicată, dar este aceeași idee. Controlerul creează trei unde pseudo-sinusoidale. Face acest lucru prin preluarea tensiunii de curent continuu de la baterii și pornirea și oprirea acesteia. Într-un controler de curent alternativ, există nevoie suplimentară de inversa polaritatea a tensiunii de 60 de ori pe secundă. Prin urmare, aveți nevoie de fapt șase seturi de tranzistoare într-un controler de curent alternativ, în timp ce aveți nevoie de un singur set într-un controler continuu. În regulatorul de curent alternativ, pentru fiecare fază aveți nevoie de un set de tranzistoare pentru a impulsiona tensiunea și un alt set pentru a inversa polaritatea. Replică asta de trei ori pentru cele trei faze - șase seturi totale de tranzistoare.

Majoritatea regulatoarelor de curent continuu utilizate în mașinile electrice provin din industria de stivuitoare electrice. Regulatorul de alimentare Hughes văzut în fotografia de mai sus este același tip de regulator de curent alternativ utilizat în vehiculul electric GM / Saturn EV-1. Poate livra motorului maxim 50.000 de wați.

Mașinile electrice pot folosi motoare AC sau DC:

  • Dacă motorul este a Motor DC, atunci poate rula pe orice, de la 96 la 192 volți. Multe dintre motoarele DC utilizate în mașinile electrice provin din industria stivuitoarelor electrice.
  • Dacă este un Motor AC, atunci probabil este un motor trifazat care funcționează la 240 volți AC cu un pachet de baterii de 300 volți.

Instalațiile cu curent continuu tind să fie mai simple și mai puțin costisitoare. Un motor tipic va fi cuprins între 20.000 watt și 30.000 watt. Un controler tipic va fi cuprins între 40.000 și 60.000 de watt (de exemplu, un controler de 96 de volți va livra maximum 400 sau 600 de amperi). Motoarele cu curent continuu au caracteristica frumoasă pe care o puteți overdrive ele (până la un factor de 10 la 1) pentru perioade scurte de timp. Adică, un motor de 20.000 de wați va accepta 100.000 de wați pentru o perioadă scurtă de timp și va livra de 5 ori puterea sa nominală. Acest lucru este excelent pentru explozii scurte de accelerare. Singura limitare este acumularea de căldură în motor. Prea mult depășește și motorul se încălzește până la punctul în care se autodistruge.

Instalațiile de curent alternativ permit utilizarea aproape a oricărui motor industrial trifazat de curent alternativ, ceea ce poate facilita găsirea unui motor cu o dimensiune, formă sau putere specifică. Motoarele și regulatoarele de curent alternativ au adesea o Regen caracteristică. În timpul frânării, motorul se transformă într-un generator și redă energia bateriilor.

În momentul de față, legătura slabă a oricărei mașini electrice sunt bateriile. Există cel puțin șase probleme semnificative cu tehnologia actuală a bateriei cu plumb-acid:

  • Sunt grele (un pachet tipic de baterii cu plumb cântărește 1.000 de kilograme sau mai mult).
  • Sunt voluminoase (mașina pe care o examinăm aici are 50 de baterii cu plumb, fiecare măsurând aproximativ 6 "x 8" cu 6 ").
  • Au o capacitate limitată (un pachet de baterii tip plumb-acid ar putea ține 12 - 15 kilowatt-ore de energie electrică, oferind unei mașini o autonomie de doar 50 de mile).
  • Acestea sunt încărcate lent (timpi de reîncărcare tipici pentru un pachet de plumb-acid cuprinde între patru până la 10 ore pentru încărcare completă, în funcție de tehnologia bateriei și de încărcător).
  • Au o viață scurtă (trei până la patru ani, poate 200 de cicluri complete de încărcare / descărcare).
  • Acestea sunt scumpe (poate 2.000 USD pentru pachetul de baterii afișat în mașina probă).

În secțiunea următoare vom analiza mai multe probleme cu tehnologia bateriei.

Provocarea EV

Provocarea EV (www.ev-challenge.org) este un program educațional inovator pentru elevii de liceu și liceu care se concentrează în jurul construirii de mașini electrice:

  • Elevii de gimnaziu construiesc și concurează mașini cu energie solară model.
  • Elevii de liceu convertesc vehiculele cu benzină de dimensiuni complete în vehicule electrice. Este un proiect de conversie complet, așa cum este descris în secțiunea anterioară a acestui articol.

Elevii învață despre tehnologia electrică pe tot parcursul anului și apoi se reunesc pentru o finală de două zile. În plus față de construirea vehiculului electric, elevii de liceu concurează în autocross (viteză și agilitate) și evenimente de gamă, proiectare a vehiculului, prezentări orale, depanare, proiectare site web și implicare în comunitate.

Provocarea EV obține majoritatea finanțării sale de la sponsori corporativi și organizații guvernamentale, inclusiv Advanced Energy Corporation, CP & L / Progress Energy, Duke Power, Dominion Virginia Power, Oficiul pentru Energie NC, Departamentul de Mediu și Resurse Naturale din NC și APE.

Jon Mauney (a cărui mașină este prezentată la începutul acestui articol) face parte din comitetul director pentru EV Challenge. Potrivit lui Jon, CP&L a început programul EV Challenge în Carolina de Nord. Programul s-a extins apoi în Carolina de Sud, Florida, Virginia, Virginia de Vest și Georgia, iar acum se răspândește la nivel național. Mii de studenți au participat la Provocarea EV.

Dacă dumneavoastră sau școala dvs. doriți mai multe informații despre programul EV Challenge, consultați www.ev-challenge.org.

- Y-ou poate înlocui bateriile cu plumb cu baterii NiMH. Gama mașinii se va dubla și bateriile vor dura 10 ani (mii de cicluri de încărcare / descărcare), dar costul bateriilor de astăzi este de 10 până la 15 ori mai mare decât acidul cu plumb. Cu alte cuvinte, un acumulator NiMH va costa de la 20.000 $ la 30.000 $ (astăzi) în loc de 2.000 $. Prețurile pentru bateriile avansate scad pe măsură ce devin mainstream, așa că în următorii câțiva ani este probabil ca bateriile NiMH și litiu-ion să devină competitive cu prețurile bateriilor cu plumb. Mașinile electrice vor avea o gamă semnificativ mai bună în acel moment.

Când te uiți la problemele asociate cu bateriile, obții o perspectivă diferită asupra benzinei. Doi litri de benzină, care cântărește 15 kilograme, costă 3,00 USD și durează 30 de secunde pentru a se turna în rezervor, este echivalent cu 1.000 de kilograme de baterii cu plumb care costă 2.000 USD și durează patru ore pentru reîncărcare..

Problemele cu tehnologia bateriilor explică de ce există astăzi atât de multă emoție în jurul pilelor de combustibil. În comparație cu bateriile, bateriile de combustibil vor fi mai mici, mult mai ușoare și reîncărcabile instant. Când sunt alimentate cu hidrogen pur, celulele de combustibil nu au niciuna din problemele de mediu asociate cu benzina. Este foarte probabil ca mașina viitorului să fie o mașină electrică care își primește energia electrică de la o baterie. Cu toate acestea, există încă o mulțime de cercetări și dezvoltări care vor trebui să se producă, însă, înainte ca bateriile de combustibil ieftine și fiabile să poată alimenta automobilele.

Cam orice mașină electrică are o altă baterie la bord. Aceasta este bateria normală de 12 volți cu acid plumb pe care o are fiecare mașină. Bateria de 12 volți oferă energie pentru accesorii - lucruri precum faruri, radio, ventilatoare, computere, airbag-uri, ștergătoare, geamuri electrice și instrumente din interiorul mașinii. Deoarece toate aceste dispozitive sunt ușor disponibile și standardizate la 12 volți, este sensibil din punct de vedere economic ca o mașină electrică să le utilizeze.

Prin urmare, o mașină electrică are o baterie normală de 12 volti-acid pentru a alimenta toate accesoriile. Pentru a menține bateria încărcată, o mașină electrică are nevoie de Convertor DC-DC. Acest convertor preia curentul continuu din tabloul principal al bateriei (la, de exemplu, 300 volți CC) și îl transformă în 12 volți pentru a reîncărca bateria accesorie. Când mașina este pornită, accesoriile își primesc puterea de la convertorul DC-DC. Când mașina este oprită, își iau puterea de la bateria de 12 volți ca în orice vehicul cu benzină.

Convertorul DC-DC este în mod normal o cutie separată sub capotă, dar uneori această casetă este încorporată în controler.

Desigur, orice mașină care folosește baterii are nevoie de o modalitate de a le încărca.

Deschiderea ușii de umplere a gazului dezvăluie dopul de încărcare. 2008

Orice mașină electrică care folosește baterii are nevoie de Sistem de încărcare pentru a reîncărca bateriile. Sistemul de încărcare are două obiective:

  • Pentru a pompa electricitate în baterii cât de repede le va permite
  • Pentru a monitoriza bateriile și a evita deteriorarea acestora în timpul procesului de încărcare

Cele mai sofisticate sisteme de încărcare monitorizează tensiunea, curgerea curentului și temperatura bateriei pentru a reduce timpul de încărcare. Încărcătorul trimite cât mai mult curent, fără a crește prea mult temperatura bateriei. Încărcătoarele mai puțin sofisticate pot monitoriza doar tensiunea sau amperajul și pot face anumite ipoteze cu privire la caracteristicile medii ale bateriei. Un încărcător ca acesta ar putea aplica curent maxim la baterii cu până la 80 la sută din capacitatea lor, iar apoi să reducă curentul la un nivel predefinit pentru 20 la sută final pentru a evita supraîncălzirea bateriilor..

Mașina electrică a lui Jon Mauney are de fapt două sisteme diferite de încărcare. Un sistem acceptă o putere de 120 de volți sau 240 de volți de la o priză normală. Celălalt este sistemul de încărcare inductiv Magna-Charge popularizat de vehiculul GM / Saturn EV-1. Să privim fiecare dintre aceste sisteme separat.

Sistemul normal de încărcare a gospodăriei are avantajul comodității - oriunde puteți găsi o priză, vă puteți reîncărca. Dezavantajul este timpul de încărcare.

O priză obișnuită de 120 volți de uz casnic are, de obicei, un întreruptor de 15 amperi, ceea ce înseamnă că cantitatea maximă de energie pe care o poate consuma mașina este de aproximativ 1.500 wați sau 1,5 kilowati-oră pe oră. Deoarece bateria din mașina lui Jon are în mod normal nevoie de 12 până la 15 kilowatt-ore pentru o reîncărcare completă, poate dura 10-12 ore pentru a încărca complet vehiculul folosind această tehnică.

Folosind un circuit de 240 de volți (cum ar fi ieșirea pentru un uscător electric), mașina poate fi capabilă să primească 240 de volți la 30 de amperi sau 6,6 kilowati-oră pe oră. Acest aranjament permite încărcarea semnificativ mai rapidă și poate reîncărca complet bateria în patru până la cinci ore.

În mașina lui Jon, becul de umplere a gazului a fost îndepărtat și înlocuit cu un dop de încărcare. Pur și simplu conectați la perete cu un prelungitor puternic, începe procesul de încărcare.

Close-up a dopului 2008 Conectați mașina oriunde pentru a se reîncărca. Foto cu amabilitate Jon Mauney

În această mașină, încărcătorul este încorporat în controler. În majoritatea mașinilor de făcut casă, încărcătorul este o cutie separată situată sub capotă sau poate fi chiar o unitate independentă care este separată de mașină.

În secțiunea următoare vom analiza sistemul Magna-Charge.

Curent de încărcare Foto cu amabilitate Jon Mauney

Sistemul Magna-Charge este format din două părți:

  • O stație de încărcare montată pe peretele casei
  • Un sistem de încărcare în portbagajul mașinii

Stația de încărcare este conectată la un circuit de 40 volți de 240 de volți prin panoul de circuit al casei.

Sistemul de încărcare trimite electricitate la mașină folosind aceasta padel inductiv:

Foto cu amabilitate Jon Mauney

Paleta se încadrează într-un slot ascuns în spatele plăcuței de înmatriculare a mașinii.

Foto cu amabilitate Jon Mauney

Paleta acționează ca o jumătate dintr-un transformator. Cealaltă jumătate se află în interiorul mașinii, poziționată în jurul slotului din spatele plăcuței de înmatriculare. Când introduceți paleta, acesta formează un transformator complet cu slotul și transferul de putere către mașină.

Un avantaj al sistemului inductiv este că nu există contacte electrice expuse. Puteți atinge paleta sau arunca paleta într-o baltă de apă și nu există niciun pericol. Celălalt avantaj este abilitatea de a pompa o cantitate semnificativă de curent în mașină foarte repede, deoarece stația de încărcare este conectată la un circuit dedicat de 240 de volți.

Conectorul de încărcare de mare putere concurent este în general denumit "Mufă Avcon"și este folosit de Ford și de alții. Dispune de contacte cupru-cupru în locul plăcii inductive și are o interconectare mecanică elaborată care menține contactele acoperite până când conectorul este împerecheat cu receptacolul din vehicul. Asocierea acestui conector cu protecție GFCI îl face sigur în orice fel de vreme. Jon Mauney subliniază următoarele:

-O caracteristică importantă a procesului de încărcare este „egalizarea”. Un EV are o serie de baterii (undeva între 10 și 25 de module, fiecare conținând trei până la șase celule). Bateriile sunt foarte potrivite, dar nu sunt identice. Prin urmare, au mici diferențe de capacitate și rezistență internă. Toate bateriile dintr-un șir scot în mod necesar același curent (legile privind energia electrică), dar bateriile mai slabe trebuie să „muncească mai mult” pentru a produce curentul, deci sunt la o stare de încărcare ușor mai mică la sfârșitul unității. Prin urmare, bateriile mai slabe au nevoie de mai multă reîncărcare pentru a reveni la încărcare completă. Din moment ce bateriile sunt în serie, ele au și aceeași cantitate de reîncărcare, lăsând bateria slabă și mai slabă (relativ) decât era înainte. De-a lungul timpului, aceasta determină ca o baterie să nu funcționeze cu mult înainte de restul pachetului. Efectul cu cea mai slabă legătură înseamnă că această baterie determină raza de acțiune a vehiculului, iar capacitatea de utilizare a mașinii scade. Soluția comună a problemei este „taxa de egalizare”. Încărcați ușor bateriile pentru a vă asigura că cele mai slabe celule sunt aduse la încărcare completă. Trucul este să mențineți bateriile egalizate fără a deteriora cele mai puternice baterii cu supraîncărcare. Există soluții mai complexe care scanează bateriile, măsoară tensiunile individuale și trimit un curent suplimentar de încărcare prin cel mai slab modul.

În următoarea secțiune, vom parcurge o conversie pas cu pas.

- -Majoritatea mașinilor electrice de pe șosea sunt astăzi vehicule de conversie „home brew”. Persoanele interesate de mașinile electrice convertesc mașinile existente pe bază de benzină în electrice în curtile și garajele lor. Există multe site-uri web care vorbesc despre fenomen și îți arată cum să faci, unde să obții piese etc..

O conversie tipică folosește a Controler continuu și a Motor DC. Persoana care efectuează conversia decide la ce tensiune va funcționa sistemul - de obicei, între 96 de volți și 192 de volți. Decizia de tensiune controlează câte baterii va avea nevoie de mașină și ce fel de motor și controler va folosi mașina. Cele mai frecvente motoare și controlere utilizate în conversiile la domiciliu provin din industria stivuitoarelor electrice.

De obicei, persoana care efectuează conversia are un „vehicul donator” care va acționa ca platformă pentru conversie. Aproape întotdeauna, vehiculul donator este o mașină normală pe benzină care se transformă în electricitate. Majoritatea vehiculelor donatoare au transmisie manuală.

Persoana care face conversia are multe opțiuni atunci când vine vorba de tehnologia bateriei. Marea majoritate a conversiilor la domiciliu folosesc baterii cu plumb-acid și există mai multe opțiuni diferite:

  • Baterii marine cu acid plumb cu ciclu profund (acestea sunt disponibile peste tot, inclusiv Wal-Mart.)
  • Baterii golf-cart
  • Baterii sigilate de înaltă performanță

Bateriile pot avea un electrolit inundat, gelificat sau AGM (mat sticlă absorbită). Bateriile inundate tind să aibă cel mai mic cost, dar și cea mai mică putere de vârf.

Odată ce deciziile cu privire la motor, controler și baterii sunt luate, conversia poate începe. Iată pașii:

  1. Scoateți motorul, rezervorul de gaz, sistemul de evacuare, ambreiajul și, poate, radiatorul din vehiculul donator. Unele controlere au tranzistoare răcite cu apă, în timp ce altele sunt răcite cu aer.
  2. Atașați o placă de adaptare la transmisie și montați motorul. În mod normal, motorul necesită suporturi de montare personalizate.
  3. De obicei, motorul electric are nevoie de un reductor pentru o eficiență maximă. Cel mai simplu mod de a crea reducerea vitezei este de a fixa transmisia manuală existentă în prima sau a doua treaptă de viteză. Ar economisi greutate pentru a crea o viteză de reducere personalizată, dar în mod normal este prea scump.
  4. Montați regulatorul.
  5. Găsiți spațiu pentru și construiți paranteze pentru a ține în siguranță toate bateriile. Instalați bateriile. Bateriile sigilate au avantajul că pot fi întoarse pe laturile lor și pot fi montate în tot felul de unități și cranii.
  6. Conectați bateriile și motorul la regulator cu cablul de sudare cu ecartamentul 00.
  7. Dacă mașina are servodirecție, conectați și montați un motor electric pentru pompa servodirecției.
  8. Dacă mașina are aer condiționat, conectați și montați un motor electric pentru compresorul A / C.
  9. Instalați un mic încălzitor electric de apă pentru căldură și instalați-l în miezul de încălzire existent sau folosiți un încălzitor electric mic din ceramică.
  10. Dacă mașina are frâne de putere, instalați o pompă de vid pentru a acționa amplificatorul de frână.
  11. Instalați un sistem de încărcare.
  12. Instalați un convertor DC-DC pentru a alimenta bateria accesorie.
  13. Instalați un fel de voltmetru pentru a putea detecta starea de încărcare în baterie. Acest voltmetru înlocuiește gabaritul de gaz.
  14. Instalați potențiometre, conectați-le la pedala de accelerație și conectați-vă la controler.
  15. Majoritatea mașinilor electrice de uz casnic care folosesc motoare cu curent continuu folosesc roata din spate încorporată în transmisia manuală. Motoarele cu curent alternativ cu controlere avansate pur și simplu rulează motorul în sens invers și au nevoie de un comutator simplu care trimite un semnal invers către controler. În funcție de conversie, poate fi necesar să instalați un fel de comutator invers și cablu la controler.
  16. Instalați un releu mare (cunoscut și sub numele de a contactor) care poate conecta și deconecta bateria mașinii de la și de la controler. Acest releu este modul în care porniți mașina "pornită" atunci când doriți să o conduceți. Aveți nevoie de un releu care poate transporta sute de amperi și care poate rupe 96 până la 300 de volți continuu fără a ține un arc.
  17. Recompară comutatorul de aprindere, astfel încât să poată porni toate echipamentele noi, inclusiv contactorul.

-Odată ce totul este instalat și testat, noua mașină electrică este gata de pornire!

O conversie obișnuită, dacă utilizează toate piesele noi, costă între 5.000 și 10.000 USD (fără a lua în calcul costul vehiculului donator sau forța de muncă). Costurile se descompun astfel:

  • Baterii - 1.000 - 2.000 USD
  • Motor - de la 1.000 la 2.000 USD
  • Controler - 1.000 $ - 2.000 $
  • Placă adaptor - 500 - 1.000 USD
  • Altele (motoare, cablaje, întrerupătoare etc.) - de la 500 la 1.000 USD

Articole similare

  • Test de mașini electrice
  • Cum funcționează celulele de combustibil
  • Cum funcționează mașinile hibride
  • Cum funcționează economia de hidrogen
  • Cum funcționează benzina
  • Cum funcționează motoarele electrice
  • Cum funcționează celulele solare
  • Scepticii climatului au dreptate?

Mai multe legături grozave

  • Citicar descriere
  • Asociația Auto Auto
  • Electro Automotive
  • Conversia mașinii electrice a lui Jerry
  • GM EV1 - poate cea mai cunoscută mașină electrică
  • Planeta Verde
  • TreeHugger.com



Nimeni nu a comentat acest articol încă.

Cele mai interesante articole despre secrete și descoperiri. O mulțime de informații utile despre tot
Articole despre știință, spațiu, tehnologie, sănătate, mediu, cultură și istorie. Explicați mii de subiecte pentru a ști cum funcționează totul