Замена двс на электродвигатель

Почти каждый крупный мировой автопроизводитель планирует в течение ближайших десяти лет запустить в массовое производство как минимум одну полностью электрическую модель. Однако сегодняшние автовладельцы столько ждать не готовы.

Самые нетерпеливые из них уже сейчас производят трансплантацию самой важной части организма своего железного друга, заменяя двигатель внутреннего сгорания на электрический мотор. Их мотивация лежит или в стремлении экономить деньги на топливе или в заботе об окружающей среде. Впрочем, многие руководствуются обоими побуждениями.

Лидером в подобном тюнинге явлются США, где зарегистрировано уже более 1 500 таких «превращений», и эта цифра продолжает постоянно увеличиваться. Одной из причин является то, что большинство компонентов, необходимых для замены, производится внутри Соединненных Штатов, что делает процесс трансформации удобным и весьма доступным по цене. Элетромотор, который можно приспособить к существующей коробке передач на обычном автомобиле, проводка, предохранители, аккумуляторные батареи — все это продается с лейблом «made in USA». Даже вездесущим китайцам, которые предлагают гораздо более дешевые комплектующие, на этом рынке пока приходится туго — и все из-за высокой репутации американских деталей.

Кроме того, немаловажным мотивирующим фактором для американцев служит финансовое стимулирование, предлагаемое правительством: при переходе на «электрику» возможно получить налоговый кредит в размере 10% от стоимости трансформации (но до $4 000). Кроме того, некоторые штаты предлагают и дополнительные поощрения. В Калифорнии, например, набор таких мер варьируется от скидки на страховку до скидки на электроэнергию.

Однако, не все так просто. Перед тем, как вы войдете в гараж с гаечным ключом в руке, вам следует иметь в виду те отрицательные стороны, которые неизбежно предполагает такая переделка. В первую очередь это вес и цена аккумуляторной батареи.

Чтобы сократить стоимость батареи, производители часто предлагают свинцово-кислотные аккумуляторы, которые аналогичны по весу и размерам тем, которые используются в стандартных автомобилях для начала движения. Проблема состоит в том, что для того, чтобы проехать хотя бы километров 60, вам понадобится 362-килограммовая батарея, размещенная в багажнике (а больше негде!). Чтобы преодолеть 150 километров, понадобится батарея такого вес, который большинство автомобилей взять на борт просто не смогут.

Дальше еще хуже. Каждые три-четыре года свинцовая батарея требует замены, которая встанет в $2 500. Хотя эта сумма гораздо меньше той, которую любой владелец стандартного автомобиля потратит на бензин, необходимость такого большого единовременного платежа может отпугнуть от элетрических автомобилей многих автовладельцев.

Единственно разумное решение — литиево-ионные батереи, которые можно заряжать в домашних условиях. Вариант недешевый, но гораздо более удобный и перспективный. Такая батарея меньше свинцовой по весу в три раза, служит 10 лет и имеет большую емкость. Однако, чтобы на одной зарядке проезжать порядка полутора сотен километров, желающему переделать свой автомобиль на «электрику» придется выложить $12 000.

Но не стоит предаваться унынию, а сравнить варианты. Ведь уже в конце 2010 корпорация General Motors планирует начать продажи своего полностью электрического Chevrolet Volt по цене в $40 000. Это означает, что домашний «электротюнинг» еще некоторое время будет оставаться самым экономически выгодным вариантом.

Казалось бы, электромобиль – это современная технология, однако на рубеже 19-го и 20-го веков это был обычный, привычный всем тип автомобиля и об этом многие уже забыли.

Автомобили Нью-Йорка, Бостона и Чикаго в 1900-ом году
Тип автомобиля Количество Недостатки
Паровые 1170 единиц Время на запуск котла, отсутствие конденсатора (необходимость перезаправки водой)
Электромобили 800 единиц Ограниченный запас хода (50-150км)
Бензиновые ДВС 400 единиц Высокий шум, физически трудный запуск и сложность управления

Электромобили того времени также как и сейчас имели запас хода до 150-ти километров, правда на скорости 20-30км/ч. Города того времени были совсем небольшими и в максимальном измерении, как правило, не превышали 10-ти километров. За городом не было пригодных для передвижения на автомобиле дорог, не было ни зарядок ни заправок, следовательно ограниченный запас хода на тот момент не являлся такой существенной проблемой. В то же время, автомобили с ДВС того времени были очень шумными (тогда не было глушителей), требовали большой физической силы для запуска с ручки без электрического стартера и в целом были очень сложны в управлении. Всё это изменилось в 1912-ом году с изобретением глушителя шума выпуска и электрического стартера и это предопределило закат первой волны электромобилей.

Читайте также  Маркер для восстановления дорожек

Читайте также:  Плавают обороты на холодном двигателе приора

Интересно отметить, что уже более 100 лет назад было много разговоров о том, что вот-вот в батарейной технологии совершится существенный прорыв, который снимет все ограничения электромобиля. С тех пор очень мало что изменилось.

Что касается перспектив и будущего электромобиля в наше время, то тут есть 2 мнения: Первое – это маркетинговое, рассчитанное на массового потребителя. Как правило, эти статьи печатаются в журналах и открытых интернет-источниках. Оно позитивное и предвещает электромобилю большое будущее. В тексте присутствует большое количество лозунгов и эмоций. Второе – научное. Печатается в научных отчётах. Даются достаточно пессимистичные прогнозы. Я считаю, что верить нужно второму т.к. в научных прогнозах приводятся реальные цифры а не лозунги и эмоции.

Журналисты и маркетологи, как правило, ассоциируют электромобиль по простоте с детской игрушкой с моторчиком на батарейках. В реальной жизни же не всё так просто как хотелось бы потребителю. Вот 6 основных, наиболее известных доводов в пользу электромобилей:

Электромоторы выдают большой крутящий момент на низких оборотах.

Ну да, действительно выдают. Однако, на этих низких оборотах у электромоторов очень низкий КПД а следовательно, большой расход энергии, которой и без того мало на борту электромобиля. На автомобиле с ДВС любая тяга легко достижима с применением трансмиссии, при гораздо большем КПД. Кстати, учитывая это свойство электромоторов, несмотря на то, что электромотор позволяет обойтись без трансмиссии, на многих последних электромобилях появилась многоступенчатая трансмиссия с целью снизить потери энергии. К примеру, на электробусе Proterra Ecoliner.

КПД электродвигателя составляет 80-90% в сравнении с двигателем внутреннего сгорания, КПД которого составляет порядка 30-40%.

Это правильно, но только это не более чем подмена понятий т.к. электродвигатель в электромобиле не является аналогом ДВС в автомобиле. Он является скорей трансмиссией КПД которой, кстати, ниже чем у обычной трансмиссии и меняется в пределах 0-90% в зависимости от режима работы электродвигателя. КПД традиционной трансмиссии автомобиля 90-95%. Аналогом ДВС в электромобиле является скорей батарея. А вот её КПД довольно-таки низкий т.к. это химический источник тока, выделяющий тепло. Более того, на это нужно ещё наложить транспортировку электроэнергии через провода с соответствующими потерями плюс самое главное: выработка электроэнергии, в большинстве случаев ПАРОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ на электростанции независимо от того, угольная она, газовая или атомная.

Существуют конечно ещё гидро, ветро, приливные и солнечные, но их мало в сравнении с общем объёмом вырабатываемой энергии. Да, по деньгам за топливо на электромобиле мы платим меньше чем за бензин, но во-первых мы при этом всё равно жгём больше энергии и соответственно менее эффективно расходуем энергоресурсы, во-вторых стоимость электроэнергии наверняка рано или поздно «подстроится под спрос» и станет уже гораздо существенней. Не следует забывать, что переплата за электромобиль относительно его ДВС-аналога легко перекрывает любую экономию на топливе.

3. Стоимость обслуживания

При покупке автомобиля самое главное – это стоимость владения им. Все знают, что электричество для электромобиля дешевле топлива для автомобиля с ДВС. В добавок к этому, в электромобиле гораздо меньше движущихся частей, таким образом уменьшая необходимость обслуживания и замены их вследствие износа в отличие от автомобиля с ДВС

Чем принципиально отличается электромобиль от автомобиля с ДВС? Наличием батареи и электродвигателя вместо ДВС и трансмиссии. Ну да, можно сэкономить на нескольких заменах масла, фильтров, ремней, свечей зажигания и даже тормозных колодок т.к. на электромобиле рекуперативное торможение снижает их износ. Но эти недорогие стандартные операции никогда в жизни не покроют разницы в стоимости между электромобилем и его аналогом с ДВС а также необходимость замены батареи, которая служит всего лишь 7-8 лет. Стоимость батареи 30кВтч (типичный размер батареи для небольшого легкового электромобиля с запасом хода 160км) составляет $20000 т.е. порядка 700 тыс. рублей, что превышает стоимость аналогичного автомобиля с ДВС с запасом топлива на весь срок службы не говоря про копейки, которые тратятся на обслуживание автомобиля с ДВС. Все остальные узлы электромобиля: рулевое управление, подвеска, кузов идентичны таковому в автомобиля с ДВС.

Читайте также  Как пользоваться китайским тахометром

Читайте также:  Киа серато хэтчбек 2006

В отличие от других альтернативных источников энергии для автомобилей, электрические розетки имеются в каждом доме т.е. для внедрения электромобилей нет необходимости развёртывать инфраструктуру.

Розетки то имеются, но необходимую мощность существующие сети и электростанции выдать не смогут. Есть только некоторый «запас» за счёт ночной просадки. Однако, это не решает проблему зарядки электромобиля в пути (к примеру, при совершении дальних поездок). Во-первых необходимо разворачивать сеть станций быстрой зарядки (это примерно пол часа) во-вторых, даже если смириться с тем, что путь из одного города в другой на электромобиле займёт времени в полтора раза больше чем на автомобиле с ДВС (из за времени зарядки, даже по быстрой схеме), то быстрая зарядка крайне отрицательно сказывается на сроке службы самого дорогого «расходника» электромобиля – батареи. В-третьих, быстрая зарядка происходит с гораздо более низким КПД чем обычная.

В автомобиле нет топлива, следовательно он не возгорается при аварии.

Аккумуляторные батареи возгораются не хуже топлива при повреждении. Просто от короткого замыкания внутри них. Более того, присутствует и ещё один фактор: при авариях гибридов и электромобилей, пассажиров зачастую убивает не сама авария а электрический ток. Иногда не только пассажиров, но и спасателей, которые пытаются их извлечь из покорёженной машины. И никакие механизмы безопасности не гарантируют отключение батареи при аварии и отсутствие короткого замыкания в ней, в т. ч. и вследствие обычного износа батареи.

6. Гибкость конструкции

Т.к. электромоторы не связываются механически с батареей (В отличие от колёс и ДВС), то это даёт большую свободу компоновки электромобиля. Также электромоторы предполагается размещать в ступицах колёс (мотор-колёса). Утверждается, что электромобилю не требуется система охлаждения.

Во-первых, батарея электромобиля по объёму занимаемого ей пространства гораздо больше чем топливный бак, ДВС и трансмиссия автомобиля с ДВС даже если представить что электродвигатели спрятаны внутри колёс.

Во-вторых, мотор-колёса – это достаточно неприятная вещь. Они увеличивают неподрессоренные массы в автомобиле. Собственно и факт того, что они являются неподрессоренной массой, отрицательно сказывается на их сохранности.
В-треьих, это заблуждение утверждать, что электромобилю не требуется система охлаждения. Если электромоторы по мощности больше чем у гольф-мобиля или электровелосипеда, то полноценная жидкостная система электромобилю требуется. Более того, она гораздо сложнее системы охлаждения автомобиля с ДВС. В то время как у автомобиля с ДВС это всего лишь приводимая в действие от ремня помпа, несколько шлангов, термостат, радиатор и вентилятор, то у электромобиля это несколько электрических помп, огромное количество шлангов через весь автомобиль (через все электромоторы и батарею), управляемые задвижки плюс ко всему этому куча датчиков и электронное компьютерное управление. Климатическая установка электромобиля также гораздо сложнее чем у автомобиля с ДВС и имеет бОльшие габариты.

А теперь точка зрения учёных, которые уже всё давно, без всяких лозунгов и эмоций подсчитали, что нужно сделать чтобы электромобиль стал действительно практически применимым а не был просто игрушкой с моторчиком на батарейках:

1. Увеличить удельную ёмкость батареи (батереи в сборе, целиком, а не отдельных элементов) с 80Втч/кг до 225-250Втч/кг;

2. Снизить удельную цену батареи с 16000руб./кВтч до 3500—4000руб/кВтч;

3. Увеличить срок службы батарей с 7-8 до 15 лет;

В добавок, все упорно умалчивают о том, что с шинной пылью вредных веществ от автомобиля выделяется гораздо больше чем с выхлопом. Выхлоп ДВС современного автомобиля просто ничтожен по сравнению с загрязнениями от его шин. Однако, крупному бизнесу совершенно не интересна экологичность шин т.к. их совершенствование в этом направлении не ведёт к увеличению прибыли. Шины изнашиваются достаточно быстро и их экологичность не влияет на частоту покупки их автомобилистами. И даже наоборот, экологичные шины будут изнашиваться меньше и это замедлит их «оборот» в бизнесе. За то, убедив всех пересесть на электромобили с предсказуемо быстро выходящей из строя батареей, составляющей подавляющую долю его стоимости, можно обеспечить прогнозируемую регулярную замену парка автомобилей.

Читайте также  Виды болтов и гаек

Читайте также:  Как обшить гараж вагонкой своими руками

Лично я не вижу в электромобилях никакой реальной экологии, только бизнес.

Заключение

О возможности и порядке внесения изменений в конструкцию

транспортного средства FiatTipo

В результате рассмотрения представленной на экспертизу документации на автотранспортное средство установлено, что легковой автомобильFiatTipo((VIN) ZFA1……, ПТС ………. двигатель …………), собственник ……… (г……………), переоборудуется в электромобиль путем замены штатного бензинового двигателя.

Описание производимых работ. С базового автомобиля демонтируется силовой агрегат в сборе, система питания (включая топливный бак и топливопроводы), система выпуска. Вместо штатного устанавливается тяговый электродвигатель переменного тока ЭДТ.73 (Болгария). Суммарная мощность электродвигателя составляет 11 кВт, частота оборотов – 1500, номинальный ток – 150 А, масса – 110 кг. Двигатель через переходную план-шайбу, выполненную из алюминия толщиной 10 мм, соединяется со штатной 4-х ступенчатой механической коробкой передач автомобиля.

Для питания электродвигателя используется аккумуляторная батарея номинальным напряжением 72 В и емкостью 190 Аh. Аккумуляторная батарея собрана из 6 свинцово — кислотных аккумуляторов, размешенных в багажнике и под задним сидением в автоматически вентилируемых композитных боксах, не имеющих прямого выхода в салон автомобиля, что исключает попадание испарений. Для зарядки батарей используются 6 зарядных устройств импульсного типа на каждый аккумулятор отдельно АИДА-20С (Украина). Зарядные устройства расположены в подкапотном пространстве монолитным демонтируемым блоком с единым выходом на подключение в сеть 220 В. Потребление из сети 1,5 кВт. Для питания бортовой сети установлен штатный аккумулятор 6СТ60 на штатном месте.

Работа рулевого механизма типа «шестерня-рейка» изменениям не подвергалась. Гидроусилитель рулевого управления отсутствует. Рулевое управление должно соответствовать п.2.2 Приложения №5 Технического регламента «О безопасности колесных транспортных средств».

Штатный вакуумный усилитель тормозов заменен на вакуумный усилитель тормозов с электроприводом, обеспечивающий требуемый уровень энергии. В соответствии с требованиями Правил ЕЭК ООН №13 на автомобиле аккумуляторы энергии должны быть такими, чтобы после восьми полных воздействий на орган управления рабочей тормозной системы остаточное давление в аккумуляторе (аккумуляторах) энергии было не менее давления, необходимого для обеспечения предписанной эффективности запасного торможения.

Все тормозные системы, которыми оборудовано данное транспортное средство, должны удовлетворять требованиям, предъявленным к системам рабочего, аварийного и стояночного торможения согласно требованиям Правил ЕЭК ООН №13.

Для обеспечения работы системы отопления установлен электрический нагреватель с переключением от сети или тяговых батарей параллельно или последовательно мощностью 100-400Вт (Китай), подсоединенный к штатной системе отопления салона.

Электробезопасность автомобиля должна обеспечиваться в соответствии с требованиями Правил ЕЭК ООН №100.

Электрооборудование должно быть защищено от перегрузок и токов короткого замыкания. Корпуса, крышки и объединительные блоки аккумуляторных батарей должны быть изготовлены из невоспламеняющихся или самозатухающих материалов.

Функциональная безопасность управления должна обеспечиваться в соответствии с требованиями Правил ЕЭК ООН №100.

Сопротивление изоляции должно соответствовать требованиям Правил ЕЭК ООН №100.

На автомобиле должна быть установлена резервная батарея на 12В. Ёмкость резервной батареи должна быть достаточной для безопасного маневрирования и остановки транспортного средства в темное время суток и в неблагоприятных погодных условиях при внезапном отказе основной тяговой батареи.

Порядок внесения изменений. Работы по внесению перечисленных изменений в конструкцию выполнены на производственной базе сертифицированного предприятия.

Вывод: с учетом изложенного переоборудуемое АТС с замененным силовым агрегатом по безопасности конструкции может быть допущено к участию в дорожном движении по дорогам общего пользования в качестве легкового автомобиля при положительных результатах проверки технического состояния на соответствие требованиям Приложения №7 Технического регламента «О безопасности колесных транспортных средств». Технические характеристики, которые необходимо внести в ПТС: мощность двигателя – 14,96 л.с. (11 кВт), рабочий объем – отсутствует, тип двигателя – электродвигатель, экологический класс – выбросы отсутствуют.

Источник: autobryansk.info

СТО Тех-ервис