Hoe elektrische auto's werken

  • Vlad Krasen
  • 0
  • 1431
  • 75
Afbeeldingengalerij: elektrische auto's De elektrische auto Subaru R1e kan 's nachts worden opgeladen op huishoudelijk stroom. Het heeft een bereik van 80 kilometer en een topsnelheid van 100 kilometer per uur. Bekijk meer foto's van elektrische auto's. STAN HONDA / AFP / Getty Images

Elektrische auto's zijn iets dat de hele tijd in het nieuws verschijnt. Er zijn verschillende redenen voor de aanhoudende interesse in deze voertuigen:

  • Elektrische auto's veroorzaken minder vervuiling dan auto's op benzine, dus ze zijn een milieuvriendelijk alternatief voor auto's op benzine (vooral in steden).
  • Elk nieuwsbericht over hybride auto's gaat meestal ook over elektrische auto's.
  • Voertuigen die worden aangedreven door brandstofcellen zijn elektrische auto's en brandstofcellen krijgen momenteel veel aandacht in het nieuws.

Een elektrische auto is een auto die wordt aangedreven door een elektromotor in plaats van een benzinemotor.

Van buitenaf zou je waarschijnlijk geen idee hebben dat een auto elektrisch is. In de meeste gevallen worden elektrische auto's gemaakt door een auto met benzinemotor om te bouwen, en in dat geval is dat niet te zeggen. Wanneer u in een elektrische auto rijdt, is het enige dat u de ware aard ervan laat zien, vaak het feit dat het bijna is stil.

Onder de motorkap zijn er veel verschillen tussen benzine- en elektrische auto's:

  • De benzinemotor is vervangen door een elektrische motor.
  • De elektromotor krijgt zijn vermogen van a controller.
  • De controller krijgt zijn stroom van een reeks oplaadbare batterijen.

Een benzinemotor, met zijn brandstofleidingen, uitlaatpijpen, koelvloeistofslangen en inlaatspruitstuk, lijkt op een loodgietersproject. Een elektrische auto is zeker een bedrading project.

Om een ​​idee te krijgen van hoe elektrische auto's in het algemeen werken, laten we eerst eens kijken naar een typische elektrische auto om te zien hoe deze samenkomt..

Een typische elektrische auto, deze heeft een aantal bijzonder hippe emblemen. Dit voertuig is eigendom van Jon Mauney.

De elektrische auto die we voor deze discussie gaan gebruiken, wordt hier getoond.

Dit elektrische voertuig begon zijn leven als een normaal, door benzine aangedreven 1994 Geo Prism. Hier zijn de aanpassingen die er een elektrische auto van maakten:

  • De benzinemotor, samen met de uitlaatdemper, katalysator, uitlaat en benzinetank, werden allemaal verwijderd.
  • Het koppelingssamenstel is verwijderd. De bestaande handgeschakelde versnellingsbak bleef op zijn plaats en werd in de tweede versnelling vastgemaakt.
  • Een nieuwe AC-elektromotor werd met een adapterplaat aan de transmissie vastgeschroefd.
  • Er is een elektrische controller toegevoegd om de AC-motor te besturen.
De 50 kW-controller neemt 300 volt DC op en produceert 240 volt wisselstroom, driefasig. Het vakje met de tekst "U.S. Electricar" is de controller.
  • In de vloer van de auto is een accubak aangebracht.
  • Vijftig 12-volt loodzuuraccu's werden in de accubak geplaatst (twee sets van 25 om 300 volt gelijkstroom te creëren).
  • Elektromotoren werden toegevoegd om dingen aan te drijven die vroeger hun kracht uit de motor haalden: de waterpomp, stuurbekrachtigingspomp, airconditioner.
  • Er werd een vacuümpomp toegevoegd voor de rembekrachtiging (die motorvacuüm gebruikte toen de auto een motor had).
De vacuümpomp staat links van het midden.
  • De shifter voor de handgeschakelde versnellingsbak werd vervangen door een schakelaar, vermomd als een automatische transmissieschakelaar, om vooruit en achteruit te regelen.
Een automatische versnellingspook wordt gebruikt om vooruit te selecteren en omgekeerd. Het bevat een kleine schakelaar, die een signaal naar de controller stuurt.
  • Een kleine elektrische boiler werd toegevoegd om warmte te leveren.
De boiler
  • Er is een oplader toegevoegd zodat de batterijen kunnen worden opgeladen. Deze specifieke auto heeft eigenlijk twee oplaadsystemen - een van een normaal 120 volt of 240 volt stopcontact, en de andere van een magna-charge inductieve laadpeddel..
Het laadsysteem van 120/240 volt Het Magna-Charge inductieve paddle-laadsysteem
  • De gasmeter is vervangen door een voltmeter.
De ‘gasmeter’ in een elektrische auto is een eenvoudige voltmeter of een meer geavanceerde computer die de stroom van ampères van en naar de accu volgt.

Al het andere over de auto is in voorraad. Als je instapt om de auto te besturen, steek je de sleutel in het contact en draai je deze naar de "aan" -stand om de auto aan te zetten. Je schakelt met de shifter in "Drive", drukt het gaspedaal in en gaat. Hij presteert als een normale benzineauto. Hier zijn enkele interessante statistieken:

  • Het bereik van deze auto is ongeveer 80 km.
  • De tijd van 0 tot 100 km / u is ongeveer 15 seconden.
  • Het kost ongeveer 12 kilowattuur elektriciteit om de auto op te laden na een rit van 80 kilometer.
  • De batterijen wegen ongeveer 1100 pond (500 kg).
  • De batterijen gaan drie tot vier jaar mee.

-Hier is een voorbeeld om de kosten per kilometer van benzineauto's te vergelijken met deze elektrische auto. Elektriciteit in North Carolina is momenteel ongeveer 8 cent per kilowattuur (4 cent als u facturering voor de tijd van gebruik gebruikt en 's nachts oplaadt). Dat betekent dat het voor een volledige herlading $ 1 kost (of 50 cent met facturering voor de tijd van gebruik). De kosten per kilometer zijn dus 2 cent per kilometer, of 1 cent met gebruikstijd. Als benzine $ 1,20 per gallon kost en een auto 30 mijl per gallon krijgt, dan zijn de kosten per mijl 4 cent per mijl voor benzine.

Het is duidelijk dat de "brandstof" voor elektrische voertuigen een stuk minder per kilometer kost dan voor benzineauto's. En voor velen is het bereik van 50 mijl geen beperking - de gemiddelde persoon die in een stad of buitenwijk woont, rijdt zelden meer dan 30 of 40 mijl per dag.

Om helemaal eerlijk te zijn, moeten we ook de kosten voor het vervangen van de batterij opnemen. Accu's zijn momenteel de zwakke schakel in elektrische auto's. Het vervangen van de batterij voor deze auto kost ongeveer $ 2.000. De batterijen gaan ongeveer 20.000 mijl of zo mee, voor ongeveer 10 cent per mijl. U kunt zien waarom er op dit moment zoveel opwinding is rond brandstofcellen - brandstofcellen lossen het batterijprobleem op (meer informatie over brandstofcellen verderop in het artikel).

Een eenvoudige DC-controller aangesloten op de batterijen en de DC-motor. Als de bestuurder het gaspedaal intrapt, levert de controller de volledige 96 volt van de accu's naar de motor. Als de bestuurder zijn / haar voet van het gaspedaal haalt, levert de controller nul volt aan de motor. Voor elke instelling daartussen 'hakt' de controller de 96 volt duizenden keren per seconde om een ​​gemiddelde spanning te creëren ergens tussen 0 en 96 volt.

Het hart van een elektrische auto is de combinatie van:

  • De elektrische motor
  • De motor controller
  • De batterijen

De controller haalt stroom uit de batterijen en levert deze aan de motor. Het gaspedaal haakt aan een paar potentiometers (variabele weerstanden), en deze potmeters leveren het signaal dat de controller vertelt hoeveel vermogen hij moet leveren. De controller kan nul vermogen leveren (wanneer de auto stilstaat), vol vermogen (wanneer de bestuurder het gaspedaal intrapt) of elk vermogensniveau daartussenin.

De controller domineert normaal gesproken de scène wanneer je de motorkap opent, zoals je hier kunt zien:

De 300-volt, 50-kilowatt-controller voor deze elektrische auto is de doos met het opschrift "U.S. Electricar."

In deze auto haalt de controller 300 volt gelijkstroom uit het accupakket. Het zet het om in maximaal 240 volt wisselstroom, driefasig, om naar de motor te sturen. Het doet dit met behulp van zeer grote transistors die de spanning van de batterijen snel in- en uitschakelen om een ​​sinusgolf te creëren.

Wanneer u op het gaspedaal drukt, wordt een kabel van het pedaal aangesloten op deze twee potentiometers:

De potmeters haken aan het gaspedaal en sturen een signaal naar de controller.

Het signaal van de potentiometers vertelt de controller hoeveel vermogen hij aan de motor van de elektrische auto moet leveren. Voor de veiligheid zijn er twee potentiometers. De controller leest beide potentiometers uit en zorgt ervoor dat hun signalen gelijk zijn. Als dat niet het geval is, werkt de controller niet. Deze opstelling beschermt tegen een situatie waarin een potentiometer faalt in de volledig aan-stand.

Zware kabels (aan de linkerkant) verbinden de accu met de controller. In het midden zit een hele grote aan / uit schakelaar. De bundel kleine draden aan de rechterkant draagt ​​signalen van thermometers tussen de batterijen, evenals stroom voor ventilatoren die de batterijen koel en geventileerd houden. De zware draden die de controller binnenkomen en verlaten

De taak van de controller in een elektrische auto met gelijkstroom is gemakkelijk te begrijpen. Laten we aannemen dat het batterijpakket 12 12-volt-batterijen bevat, in serie geschakeld om 144 volt te creëren. De controller neemt 144 volt DC op en levert deze op een gecontroleerde manier aan de motor.

De eenvoudigste DC-controller zou een grote aan / uit-schakelaar zijn die op het gaspedaal is aangesloten. Als je op het pedaal drukt, wordt de schakelaar ingeschakeld en als je je voet van het pedaal haalt, wordt hij uitgeschakeld. Als bestuurder zou u het gaspedaal moeten indrukken en loslaten om de motor aan en uit te pulseren om een ​​bepaalde snelheid te behouden.

Het is duidelijk dat een dergelijke aan / uit-benadering zou werken, maar het zou lastig zijn om te rijden, dus de controller doet het pulserend voor jou. De controller leest de stand van het gaspedaal af van de potmeters en regelt dienovereenkomstig het vermogen. Stel dat u het gaspedaal halverwege hebt ingedrukt. De controller leest die instelling van de potentiometer en schakelt snel de stroom naar de motor aan en uit zodat deze de helft van de tijd aan en de helft van de tijd uit is. Als je het gaspedaal 25 procent van de weg ingetrapt hebt, pulseert de controller het vermogen zodat het 25 procent van de tijd aan staat en 75 procent van de tijd uit.

De meeste controllers pulseren het vermogen meer dan 15.000 keer per seconde om de pulsatie buiten het bereik van het menselijk gehoor te houden. De gepulseerde stroom zorgt ervoor dat de motorbehuizing met die frequentie trilt, dus door te pulseren met meer dan 15.000 cycli per seconde, zijn de controller en de motor stil voor menselijke oren.

Een AC-controller haakt aan een AC-motor. Met behulp van zes sets vermogenstransistors neemt de controller 300 volt gelijkstroom op en produceert 240 volt wisselstroom, 3-fasen. Zien Hoe het elektriciteitsnet werkt voor een bespreking van driefasig vermogen. De controller biedt bovendien een laadsysteem voor de accu's en een DC-naar-DC-omvormer om de 12 volt accessoirebatterij op te laden.

Bij een AC-controller is de taak iets gecompliceerder, maar het is hetzelfde idee. De controller creëert drie pseudo-sinusgolven. Het doet dit door de DC-spanning van de batterijen te halen en deze aan en uit te pulseren. In een AC-controller is er de extra behoefte aan draai de polariteit om van de spanning 60 keer per seconde. Daarom heb je eigenlijk zes sets transistors nodig in een AC-controller, terwijl je er maar één nodig hebt in een DC-controller. In de AC-controller heb je voor elke fase een set transistors nodig om de spanning te pulseren en een andere set om de polariteit om te keren. Je repliceert dat drie keer voor de drie fasen - in totaal zes sets transistors.

De meeste DC-controllers die in elektrische auto's worden gebruikt, zijn afkomstig uit de elektrische heftruckindustrie. De Hughes AC-controller die op de bovenstaande foto te zien is, is dezelfde soort AC-controller die wordt gebruikt in de GM / Saturn EV-1 elektrische auto. Hij kan maximaal 50.000 watt aan de motor leveren.

Elektrische auto's kunnen AC- of DC-motoren gebruiken:

  • Als de motor een Gelijkstroommotor, dan kan hij werken op alles van 96 tot 192 volt. Veel van de DC-motoren die in elektrische auto's worden gebruikt, zijn afkomstig uit de elektrische heftruckindustrie.
  • Als het een AC-motor, dan is het waarschijnlijk een driefasige AC-motor die werkt op 240 volt wisselstroom met een 300 volt batterijpakket.

DC-installaties zijn doorgaans eenvoudiger en goedkoper. Een typische motor bevindt zich in het bereik van 20.000 watt tot 30.000 watt. Een typische controller bevindt zich in het bereik van 40.000 watt tot 60.000 watt (een controller van 96 volt levert bijvoorbeeld maximaal 400 of 600 ampère). Gelijkstroommotoren hebben de leuke functie die u kunt overdrive ze (tot een factor 10-tegen-1) gedurende korte tijd. Dat wil zeggen, een motor van 20.000 watt accepteert 100.000 watt voor een korte periode en levert 5 keer het nominale vermogen. Dit is geweldig voor korte uitbarstingen van versnelling. De enige beperking is de warmteontwikkeling in de motor. Te veel overrijden en de motor warmt op tot het punt waarop hij zichzelf vernietigt.

AC-installaties maken het gebruik van bijna elke industriële driefasige AC-motor mogelijk, en dat kan het vinden van een motor met een specifieke afmeting, vorm of vermogen gemakkelijker maken. AC-motoren en controllers hebben vaak een regen voorzien zijn van. Tijdens het remmen verandert de motor in een generator en levert hij stroom terug aan de accu's.

Op dit moment zijn de batterijen de zwakke schakel in elke elektrische auto. Er zijn minstens zes belangrijke problemen met de huidige technologie van loodzuuraccu's:

  • Ze zijn zwaar (een typische loodzuuraccu weegt 1000 pond of meer).
  • Ze zijn omvangrijk (de auto die we hier onderzoeken heeft 50 loodzuuraccu's van elk ongeveer 15 x 20 x 15 cm).
  • Ze hebben een beperkte capaciteit (een typisch loodzuuraccu kan 12 tot 15 kilowattuur elektriciteit bevatten, waardoor een auto een bereik heeft van slechts 80 kilometer).
  • Ze laden langzaam op (typische oplaadtijden voor een loodzuurpakket variëren van vier tot tien uur voor volledig opladen, afhankelijk van de batterijtechnologie en de oplader).
  • Ze hebben een korte levensduur (drie tot vier jaar, misschien 200 volledige oplaad- / ontlaadcycli).
  • Ze zijn duur (misschien $ 2.000 voor het batterijpakket dat in de voorbeeldauto wordt getoond).

In de volgende sectie zullen we meer problemen met batterijtechnologie bekijken.

De EV-uitdaging

De EV-uitdaging (www.ev-challenge.org) is een innovatief educatief programma voor middelbare en middelbare scholieren dat zich richt op het bouwen van elektrisch aangedreven auto's:

  • Middelbare scholieren bouwen en concurreren modelauto's op zonne-energie.
  • Middelbare scholieren bouwen grote voertuigen op benzine om in elektrische voertuigen. Het is een compleet conversieproject, zoals beschreven in het vorige gedeelte van dit artikel.

Studenten leren het hele jaar door over elektrische technologie en komen daarna samen voor een tweedaagse finale. Naast het bouwen van het elektrische voertuig, strijden middelbare scholieren in autocross (snelheid en behendigheid) en bereikevenementen, voertuigontwerp, mondelinge presentaties, probleemoplossing, websiteontwerp en betrokkenheid van de gemeenschap.

De EV Challenge krijgt een meerderheid van de financiering van bedrijfssponsors en overheidsorganisaties, waaronder Advanced Energy Corporation, CP & L / Progress Energy, Duke Power, Dominion Virginia Power, het NC Energy Office, het NC Department of Environment and Natural Resources en de EPA.

Jon Mauney (wiens auto aan het begin van dit artikel wordt genoemd) zit in de stuurgroep van EV Challenge. Volgens Jon is CP&L het EV Challenge-programma gestart in North Carolina. Het programma verspreidde zich toen naar South Carolina, Florida, Virginia, West Virginia en Georgia, en verspreidt zich nu over het hele land. Duizenden studenten hebben deelgenomen aan de EV Challenge.

Als u of uw school meer informatie wilt over het EV Challenge-programma, ga dan naar www.ev-challenge.org.

- U kunt loodzuuraccu's vervangen door NiMH-accu's. De actieradius van de auto wordt verdubbeld en de accu's gaan 10 jaar mee (duizenden laad- / ontlaadcycli), maar de kosten van de accu's zijn tegenwoordig 10 tot 15 keer hoger dan die van loodzuur. Met andere woorden, een NiMH-batterijpakket kost (vandaag) $ 20.000 tot $ 30.000 in plaats van $ 2.000. De prijzen voor geavanceerde batterijen dalen naarmate ze mainstream worden, dus de komende jaren is het waarschijnlijk dat NiMH- en lithium-ionbatterijen concurreren met de prijzen van loodzuurbatterijen. Elektrische auto's hebben dan een beduidend betere actieradius.

Als je kijkt naar de problemen die met batterijen samenhangen, krijg je een andere kijk op benzine. Twee liter benzine, die 15 pond weegt, $ 3,00 kost en 30 seconden nodig heeft om in de tank te gieten, komt overeen met 1.000 pond loodzuurbatterijen die $ 2.000 kosten en het duurt vier uur om op te laden.

De problemen met de batterijtechnologie verklaren waarom er tegenwoordig zoveel opwinding is rond brandstofcellen. In vergelijking met batterijen zullen brandstofcellen kleiner, veel lichter en direct oplaadbaar zijn. Wanneer brandstofcellen worden aangedreven door zuivere waterstof, hebben ze geen van de milieuproblemen die met benzine gepaard gaan. Het is zeer waarschijnlijk dat de auto van de toekomst een elektrische auto zal zijn die zijn elektriciteit haalt uit een brandstofcel. Er moet echter nog veel onderzoek en ontwikkeling plaatsvinden voordat goedkope, betrouwbare brandstofcellen auto's kunnen aandrijven.

Vrijwel elke elektrische auto heeft een andere accu aan boord. Dit is de normale 12 volt loodzuuraccu die elke auto heeft. De 12-volt batterij levert stroom voor accessoires - zaken als koplampen, radio's, ventilatoren, computers, airbags, ruitenwissers, elektrisch bedienbare ramen en instrumenten in de auto. Aangezien al deze apparaten direct beschikbaar zijn en gestandaardiseerd op 12 volt, is het economisch gezien logisch dat een elektrische auto ze gebruikt.

Daarom heeft een elektrische auto een normale 12 volt loodzuuraccu om alle accessoires van stroom te voorzien. Om de accu opgeladen te houden, heeft een elektrische auto een DC-naar-DC-omzetter. Deze omvormer neemt de gelijkstroom van de hoofdbatterijreeks op (bij bijvoorbeeld 300 volt gelijkstroom) en converteert deze naar 12 volt om de accessoirebatterij op te laden. Als de auto aan staat, krijgen de accessoires hun stroom van de DC-naar-DC-omvormer. Als de auto uitstaat, halen ze hun stroom uit de 12 volt-accu zoals in elk ander voertuig op benzine.

De DC-naar-DC-omzetter is normaal gesproken een aparte doos onder de motorkap, maar soms is deze doos in de controller ingebouwd.

Elke auto die batterijen gebruikt, heeft natuurlijk een manier nodig om ze op te laden.

Als u de gasvuldeur opent, ziet u de laadstekker. 2008

Elke elektrische auto die batterijen gebruikt, heeft een oplaadsysteem om de batterijen op te laden. Het laadsysteem heeft twee doelen:

  • Om elektriciteit zo snel in de batterijen te pompen als de batterijen kunnen
  • Om de accu's te bewaken en beschadiging tijdens het laadproces te voorkomen

De meest geavanceerde laadsystemen bewaken de accuspanning, het stroomdebiet en de accutemperatuur om de laadtijd te minimaliseren. De oplader stuurt zoveel mogelijk stroom zonder de accutemperatuur te veel te verhogen. Minder geavanceerde laders kunnen alleen de spanning of stroomsterkte controleren en bepaalde aannames doen over de gemiddelde accukarakteristieken. Een oplader als deze kan maximale stroom aan de batterijen leveren tot 80 procent van hun capaciteit, en vervolgens de stroom terugbrengen tot een vooraf ingesteld niveau voor de laatste 20 procent om oververhitting van de batterijen te voorkomen..

De elektrische auto van Jon Mauney heeft eigenlijk twee verschillende laadsystemen. Een systeem accepteert 120 volt of 240 volt stroom van een normaal stopcontact. De andere is het Magna-Charge inductieve laadsysteem dat populair is geworden door het GM / Saturn EV-1-voertuig. Laten we elk van deze systemen afzonderlijk bekijken.

Het normale huishoudelijke oplaadsysteem heeft het voordeel van gemak: overal waar u een stopcontact vindt, kunt u opladen. Het nadeel is de oplaadtijd.

Een normaal huishoudelijk stopcontact van 120 volt heeft meestal een stroomonderbreker van 15 ampère, wat betekent dat de maximale hoeveelheid energie die de auto kan verbruiken ongeveer 1.500 watt of 1,5 kilowattuur per uur is. Aangezien het batterijpakket in Jon's auto normaal gesproken 12 tot 15 kilowattuur nodig heeft om volledig op te laden, kan het met deze techniek 10 tot 12 uur duren om het voertuig volledig op te laden.

Door een circuit van 240 volt te gebruiken (zoals het stopcontact voor een elektrische droger), kan de auto mogelijk 240 volt ontvangen bij 30 ampère, of 6,6 kilowattuur per uur. Deze opstelling maakt aanzienlijk sneller opladen mogelijk en kan de batterij in vier tot vijf uur volledig opladen.

In Jon's auto is de gasvulopening verwijderd en vervangen door een laadstekker. Gewoon de stekker in het stopcontact steken met een robuust verlengsnoer begint het oplaadproces.

Close-up van de plug 2008 Sluit de auto overal aan om op te laden. Foto met dank aan Jon Mauney

In deze auto is de oplader ingebouwd in de controller. In de meeste zelfgemaakte auto's is de oplader een aparte doos onder de motorkap, of kan deze zelfs een vrijstaande eenheid zijn die los staat van de auto..

In de volgende sectie kijken we naar het Magna-Charge-systeem.

Laadstroom Foto met dank aan Jon Mauney

Het Magna-Charge-systeem bestaat uit twee delen:

  • Een laadstation aan de muur van het huis
  • Een laadsysteem in de kofferbak van de auto

Het laadstation is via het circuitpaneel van het huis vast aangesloten op een circuit van 240 volt 40 ampère.

Het laadsysteem stuurt hiermee elektriciteit naar de auto inductieve peddel:

Foto met dank aan Jon Mauney

De peddel past in een gleuf die verborgen is achter de kentekenplaat van de auto.

Foto met dank aan Jon Mauney

De peddel fungeert als de helft van een transformator. De andere helft bevindt zich in de auto, gepositioneerd rond de sleuf achter de kentekenplaat. Wanneer je de peddel erin steekt, vormt deze een complete transformator met de sleuf en wordt de kracht overgedragen naar de auto.

Een voordeel van het inductieve systeem is dat er geen blootliggende elektrische contacten zijn. Je kunt de peddel aanraken of de peddel in een plas water laten vallen en er is geen gevaar. Het andere voordeel is de mogelijkheid om zeer snel een aanzienlijke hoeveelheid stroom in de auto te pompen, omdat het laadstation vast is aangesloten op een speciaal circuit van 240 volt.

De concurrerende connector met hoog vermogen wordt over het algemeen de 'Avcon-stekkeren het wordt gebruikt door Ford en anderen. Het heeft koper-op-koper contacten in plaats van de inductieve peddel, en heeft een uitgebreide mechanische verbinding die de contacten bedekt houdt totdat de connector in het contact van het voertuig past. Deze connector koppelen met GFCI-bescherming maakt het veilig in elk weertype. Jon Mauney wijst op het volgende:

-Een belangrijk kenmerk van het laadproces is "egalisatie". Een EV heeft een reeks batterijen (ergens tussen de 10 en 25 modules met elk drie tot zes cellen). De batterijen zijn nauw op elkaar afgestemd, maar ze zijn niet identiek. Daarom hebben ze kleine verschillen in capaciteit en interne weerstand. Alle batterijen in een string geven noodzakelijkerwijs dezelfde stroom af (elektriciteitswetten), maar de zwakkere batterijen moeten "harder werken" om de stroom te produceren, dus ze hebben een iets lagere lading aan het einde van de aandrijving. Daarom moeten de zwakkere batterijen meer worden opgeladen om weer volledig te worden opgeladen. Omdat de batterijen in serie zijn, krijgen ze ook precies dezelfde hoeveelheid lading, waardoor de zwakke batterij nog zwakker (relatief) is dan voorheen. Na verloop van tijd resulteert dit erin dat de ene batterij lang voordat de rest van het pakket defect raakt. Het zwakste schakeleffect houdt in dat deze accu de actieradius van het voertuig bepaalt en de bruikbaarheid van de auto afneemt. De algemene oplossing voor het probleem is "egalisatielading". Je laadt de batterijen voorzichtig over om ervoor te zorgen dat de zwakste cellen volledig worden opgeladen. De truc is om de batterijen gelijk te houden zonder de sterkste batterijen te beschadigen door overladen. Er zijn complexere oplossingen die de batterijen scannen, individuele spanningen meten en extra laadstroom door de zwakste module sturen.

In het volgende gedeelte zullen we stap voor stap een conversie doorlopen.

- -Het merendeel van de elektrische auto's die tegenwoordig op de weg rijden, zijn ombouwvoertuigen voor thuisbrouwen. Mensen met interesse in elektrische auto's bouwen bestaande benzineauto's in hun achtertuin en garages om naar elektrisch. Er zijn veel websites die over het fenomeen praten en u laten zien hoe u het moet doen, waar u onderdelen kunt krijgen, enz.

Een typische conversie gebruikt een DC-controller en een Gelijkstroommotor. De persoon die de conversie uitvoert, beslist op welke spanning het systeem zal werken - meestal iets tussen 96 volt en 192 volt. De spanningsbeslissing bepaalt hoeveel batterijen de auto nodig heeft en wat voor soort motor en controller de auto zal gebruiken. De meest voorkomende motoren en controllers die worden gebruikt bij het ombouwen van huizen, komen uit de elektrische heftruckindustrie.

Gewoonlijk heeft de persoon die de conversie uitvoert een "donorvoertuig" dat zal fungeren als platform voor de conversie. Bijna altijd is het donorvoertuig een normale benzineauto die wordt omgebouwd tot elektrisch. De meeste donorvoertuigen hebben een handgeschakelde versnellingsbak.

De persoon die de conversie uitvoert, heeft veel keuzes als het gaat om batterijtechnologie. De overgrote meerderheid van de woningconversies maakt gebruik van loodzuuraccu's en er zijn verschillende opties:

  • Marine deep-cycle loodzuurbatterijen (deze zijn overal verkrijgbaar, inclusief Wal-mart.)
  • Golfkar-batterijen
  • Hoogwaardige verzegelde batterijen

De accu's kunnen een natte, gegeleerde of AGM (geabsorbeerde glasmat) elektrolyt hebben. Overstroomde batterijen hebben doorgaans de laagste kosten, maar ook het laagste piekvermogen.

Zodra de beslissingen over de motor, controller en batterijen zijn genomen, kan de conversie beginnen. Hier zijn de stappen:

  1. Verwijder de motor, gastank, uitlaatsysteem, koppeling en eventueel de radiateur uit het donorvoertuig. Sommige controllers hebben watergekoelde transistors, andere zijn luchtgekoeld.
  2. Bevestig een adapterplaat aan de transmissie en monteer de motor. De motor vereist normaal gesproken aangepaste montagebeugels.
  3. Meestal heeft de elektromotor een reductietandwiel nodig voor maximale efficiëntie. De eenvoudigste manier om de versnellingsreductie te creëren, is door de bestaande handgeschakelde versnellingsbak in de eerste of tweede versnelling vast te zetten. Het zou gewicht besparen om een ​​aangepast reductietandwiel te maken, maar normaal is het te duur.
  4. Monteer de controller.
  5. Zoek ruimte voor en bouw beugels om alle batterijen veilig vast te houden. Installeer de batterijen. Verzegelde batterijen hebben het voordeel dat ze op hun zijkant kunnen worden gedraaid en in allerlei hoeken en gaten kunnen worden geplaatst.
  6. Sluit de batterijen en de motor aan op de controller met een laskabel van gauge 00.
  7. Als de auto stuurbekrachtiging heeft, bedraad en monteer dan een elektromotor voor de stuurbekrachtigingspomp.
  8. Als de auto airconditioning heeft, bedraad en monteer dan een elektromotor voor de aircocompressor.
  9. Installeer een kleine elektrische boiler voor warmte en steek deze in de bestaande verwarmingskern, of gebruik een kleine keramische elektrische kachel.
  10. Als de auto rembekrachtiging heeft, installeer dan een vacuümpomp om de rembekrachtiger te bedienen.
  11. Installeer een laadsysteem.
  12. Installeer een DC-naar-DC-omvormer om de extra accu van stroom te voorzien.
  13. Installeer een soort voltmeter om de ladingstoestand in het batterijpakket te kunnen detecteren. Deze voltmeter vervangt de gasmeter.
  14. Installeer potentiometers, haak ze aan het gaspedaal en verbind ze met de controller.
  15. De meeste zelfgemaakte elektrische auto's met gelijkstroommotoren gebruiken de achteruitversnelling die in de handgeschakelde versnellingsbak is ingebouwd. Wisselstroommotoren met geavanceerde controllers laten de motor gewoon in omgekeerde richting draaien en hebben een eenvoudige schakelaar nodig die een omgekeerd signaal naar de controller stuurt. Afhankelijk van de conversie, moet u mogelijk een soort omkeerschakelaar installeren en bedraden op de controller.
  16. Installeer een groot relais (ook bekend als een schakelaar) die de accu van de auto van en naar de controller kunnen verbinden en loskoppelen. Dit relais is hoe u de auto "aan" zet wanneer u ermee wilt rijden. Je hebt een relais nodig dat honderden ampère kan dragen en dat 96 tot 300 volt DC kan breken zonder een boog vast te houden.
  17. Bedraad de contactschakelaar opnieuw zodat deze alle nieuwe apparatuur kan inschakelen, inclusief de contactgever.

-Als alles is geïnstalleerd en getest, is de nieuwe elektrische auto klaar voor gebruik!

Een typische conversie, als alle nieuwe onderdelen worden gebruikt, kost tussen $ 5.000 en $ 10.000 (de kosten van het donorvoertuig of de arbeidsloon niet meegerekend). De kosten zijn als volgt verdeeld:

  • Batterijen - $ 1.000 tot $ 2.000
  • Motor - $ 1.000 tot $ 2.000
  • Controller - $ 1.000 tot $ 2.000
  • Adapterplaat - $ 500 tot $ 1.000
  • Andere (motoren, bedrading, schakelaars, enz.) - $ 500 tot $ 1.000

Gerelateerde artikelen

  • Elektrische auto-quiz
  • Hoe brandstofcellen werken
  • Hoe hybride auto's werken
  • Hoe de waterstofeconomie werkt
  • Hoe benzine werkt
  • Hoe elektrische motoren werken
  • Hoe zonnecellen werken
  • Hebben klimaatsceptici gelijk??

Meer geweldige links

  • Citicar beschrijving
  • De Electric Auto Association
  • Electro Automotive
  • Jerry's elektrische auto-conversie
  • De GM EV1 - misschien wel de bekendste elektrische auto
  • Planet Green
  • TreeHugger.com



Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt