Перевести авто на электричество
Можно ли переделать обычную машину в электромобиль?
Автор: Дмитрий Сапко
С ростом цен на топливо многие владельцы автомобилей задумались о возможности приобретения электромобиля. Это современная техника, которая нацелена на экономию природных ископаемых ресурсов, а также денег в бюджете владельца. Даже при самых пессимистичных прогнозах на стоимость электричества эксплуатация электрического авто оказывается в десятки раз дешевле, чем бензинового или дизельного. Но стоит такая машина достаточно дорого. Цена стандартного электромобиля без каких-либо привилегий и преимуществ стартует от 35 000 долларов, если мы говорим о новых машинах. Если же вы хотите что-то более интересное, премиального класса, придется готовить от 60 000 долларов. Конечно, не каждый россиянин может позволить себе приобрести подобный автомобиль и насладиться тихой и экологически чистой поездкой на электрической тяге. Но идея эта нравится все большему количеству людей.
Возникает и другая идея: переделка обычной машины с бензинового мотора на электрический. Технически это возможно, особых сложностей не должно возникнуть. Но есть вопросы по закону и по стоимости выполнения такой переделки. Сегодня мы рассмотрим все аспекты, чтобы понимать приблизительные данные по расходам и мороке при оформлении такой машины. Но сразу скажем, прецеденты уже есть, и это вполне реально. Для выполнения такой переделки достаточно шаг за шагом соблюдать указанные ниже пункты, чтобы не получить проблемы с легализацией машины. Вполне возможно, что на пути вам придется столкнутся с бюрократическими трудностями в российских центрах ГИБДД, но ничего нереального в этой задаче нет. Будет отлично, если вы получите поддержку юриста, который поможет подготовить все заявления и добиться решения всех вопросов в вашу пользу. К сожалению, такой путь оформления машины пока не слишком популярен в РФ.
А выгодно ли это вообще? Считаем преимущества
Скажем сразу: если вы хотите путешествовать на далекие расстояния, стоит просто забыть о возможности сооружать электрический автомобиль на базе обычной машины. Максимальный пробег, который вы можете получить в этом случае будет колебаться от 150 до 250 км, и вложения в такие достижения будут колоссальными. Так что на длительные расстояния пока логичной выглядит покупка авто с ДВС. Если же вы ездите по городу, то можно быстро подсчитать ваши выгоды:
На замену батарей сейчас упирают производители бензиновых машин. Но если внимательно присмотреться к статистике, то можно заметить, что банальный Nissan Leaf около 5 лет ездит на 1 батарее и проезжает до 150 000 км без проблем. Многие современные бензиновые двигатели не имеют такого ресурса и не подлежат ремонту после выхода из строя. Так что вам на таком же пробеге, возможно, придется менять движок, который стоит гораздо дороже, чем набор батарей.
Как технически выполнить переделку авто в электромобиль?
К сожалению, технический процесс достаточно сложный, но самые простые варианты вы вполне можете организовать в собственном гараже с помощью пары смышленых товарищей. Мы не будем описывать процесс подробно, так как для этого нужно пройти его самостоятельно. Но на просторах данных в интернете есть полноценные руководства и рекомендации, а также личные блоги людей, которые решили на такую переделку. У них вполне можно даже консультацию получить.
Итак, самые важные аспекты переделки и товары для этого следующие:
Здесь есть интересные нюансы, которые стоит учитывать. Еще в 2008 году правительство выдало постановление, которое позволяет владельцам электрического транспорта с мощностью до 4 кВт ездить без регистрации. Но даже в этом случае вам не помешает съездить на сертифицированную станцию обслуживания и получить заключение, подтверждающее безопасность вашего транспорта. Имеет смысл возить с собой текст постановления №562, чтобы избежать неприятностей.
Если машина мощнее 4 кВт, придется выполнить такую процедуру:
Кстати, будьте готовы еще и к тому, что в ГИБДД знать не знают о возможности такой переделки. На консультации вы можете получить резкий негативный ответ от представителя полиции. Он будет основываться на том, что у отделения нет опыта такой сертификации машины. Но вы смело можете провести разъяснительную работу, ссылаясь на документы и постановления, которые вполне реально найти с помощью простого поиска в интернете. Как правило, добиться правды будет несложно.
Основные преимущества и недостатки электромобиля в России
Мы уже говорили о том, что далеко не каждому человеку подойдет электрический автомобиль. Впрочем, даже если вы ездите только по городу, у этой машины есть ряд недостатков. К примеру, зимой значительно сокращается пробег, а после длительного простоя на стоянке вы и вовсе можете не тронуться с места. Авто такого типа заставляют постоянно экономить электричество, так что многим приходится мерзнуть или жариться в салоне, чтобы сохранить нужные километры.
Зато есть целый ряд важных преимуществ такой машины:
Конечно, для переделки не стоит выбирать Mercedes ML. Возьмите машинку небольшую, с тонкими колесами, легким кузовом. Многие экспериментируют на базе ОКА, но кузов слишком недолговечный, чтобы вкладывать в наго деньги. Подойдут Mitsubishi Colt, Lada Kalina, Smart ForTwo, Daewoo Matiz и прочие авто небольшого размера. Можно выбрать и авто C-класса, если вам важен комфорт. Но учтите, что тяжелый кузов батареям будет очень сложно тащить.
Предлагаем посмотреть видео о переделке обычной машины в электромобиль:
Подводим итоги
Нынешнее время требует нового подхода к транспорту. Многие водители заметили, что стали тратить на поездку на машине чрезмерно много денег из-за подорожания бензина и увеличения стоимости обслуживания автомобиля. Поэтому часто звучат идеи о том, что нужно переходить на электромобили. В сегодняшней статье мы постарались адекватно представить основные плюсы и минусы электрического транспорта, главные возможности и ограничения этого вида авто. Конечно, переделка обычной машины в электрическую будет занимать определенное время и стоить денег, но покупка готового транспорта окажется гораздо дороже.
В России вполне можно переделать обычный автомобиль в электрический, с этим не возникнет больших проблем. Неприятности могут быть в том случае, если ваша переделка окажется некачественной и небезопасной. В такой ситуации ГИБДД не сможет выдать разрешение на эксплуатацию транспортного средства по дорогам общего пользования, и ваши деньги будут попросту потрачены зря. Поэтому такие проекты лучше всего выполнять совместно со специалистами или получать консультации на каждом этапе. А вам было бы интересно переделать ваш автомобиль в электрический транспорт?
Бюджетная Тесла? или переведи свою машину на электричество!
Не думаю, что на сайте будет много посетителей, все на парадах и празднуют, но все же попробую…
Приехав на работу, не особо солнечным калифорнийским утром, на стоянке возле нашего здания я увидел машину, которую пока только видел мелькавшую на дорогах. А именно — Tesla Model S — пятидверный электромобиль класса «Gran Turismo» производства американской компании Tesla Motors, которая как ни странно звучит, расположена в Силиконовой Долине 😉
А что же делать простым смертным, которые очень желают обладать подобными игрушками, но цена как-то отпугивает? А решение уже и вытекает из вопроса…
Пара моих знакомых русских парней решила попробовать себя на стыке автомеханики и электротехники: сначала из интереса, так как оба живут и работают в сфере высоких технологий в той же самой Силиконовой Долине. Вечерами и выходными они разрабатывали проект переделки простого автомобиля в электрический, сделали сначала по машине для себя, а потом решили понести это в массы. Можно только заплатить им дань уважения за умелые руки и светлые умы, ибо все разрабатывалось с нуля / курочилось / точилось / тестировалось / программировалось ими же. Ну и вот к чему они пришли…
Для этого понадобится: самостоятельно разработанное зарядное устройство, всяческие компоненты системы, запрограмированный «андроидный» планшетник и естественно донор. Бальзам на сердце «бумероводов» — они таки выбрали «трешку» (один четырехдверный седан и одну купешку) в качестве донора. Обе машины были взяты со сдохшими движками, которые мирно утилизировались за ненадобностью.
Электромобиль своими руками: как, зачем и сколько это стоит
Сегодня электротранспорт подается маркетологами, как носитель самых прогрессивных технологий в автомобилестроении. И многие уверены, что электромобиль может быть либо дорогим, как Nissan Leaf или Mitsubishi i-MiEV, либо очень дорогим – как Tesla. Однако члены дружного сообщества электромобилистов-самодельщиков знают, что это не так! В простейшем рукотворном варианте «машина на батарейках» значительно дешевле своих промышленных аналогов и не требует инновационных технологий и материалов. Поэтому немало элементарных электромобилей ездит рядом с нами по дорогам под личиной обычных бензиновых моделей – просто мы об этом не знаем!
«Электромобиль версии 1.0» – машина базового уровня, сделать которую может за полгода в гараже фактически любой рукастый мужик, умеющий ремонтировать автомобиль и обладающий начальными знаниями в электротехнике. Цель этой статьи, конечно же, не вручить читателю четкую инструкцию по применению, а дать, как сегодня модно говорить, «дорожную карту» понимания того, что электромобиль – это просто! Рассказал «Колесам» об этом один из самых авторитетных российских электромобилистов-самодельщиков Игорь Корхов, администратор крупнейшего тематического форума electrotransport.ru, успешно строивший законченные конструкции собственных электромобилей, а в данный момент ездящий на модернизированой Lada Ellada.
Кузов
Из чего состоит электромобиль начального уровня, который несложно построить на гаражном «стапеле»? Кузов от машины-донора с рулевым управлением, подвеской, трансмиссией и тормозами, электродвигатель постоянного тока, агрегатированный со штатной ручной КПП, пакет батарей с контроллером, педаль акселератора, от которой контроллер получает сигнал и ряд вспомогательных узлов, которые можно даже привносить в конструкцию не сразу, а позже – после первых пробных выездов, коих с таким нетерпением ждет душа гаражного инженера…
В качестве кузовного донора, как правило, берут переднеприводную машину, чтобы не терять энергию на трение в крестовинах кардана и гипоидной передаче заднего моста. Стараются найти машинку полегче, в идеале до 600–700 килограммов, хотя это не всегда удается – большинство авто избыточно тяжелы с точки зрения постройки электромобиля. В свое время весьма популярна среди гаражных электромобильщиков была Таврия – кузов легкий и отменная «катучесть» – на ровной дороге можно было буквально пальцем толкать! Но Таврии почти все, увы, сгнили уже. Популярны Golf-ы первого–второго поколения, Daihatsu Mira и тому подобные небольшие машинки. «Катучесть» стараются увеличивать за счет особых шин – так называемых «зеленых»: узких и допускающих давление 2,7 и более атмосфер для устранения потерь на деформацию резины.
Двигатель
Я видел, как на машине со снятым двигателем к первичному валу ручной КПП подключали мощный шуруповерт, выводили в салон управление его кнопкой включения и фактически получали за полчаса электромобиль! Да, курьезный, да, едущий не быстрее пяти километров в час, но, в сущности, неплохо демонстрирующий простоту и работоспособность конструкции «варианта 1.0»! Все это, разумеется, из области «механики шутят», но принцип, в общем, сохраняется.
Самыми распространенными двигателями для самоделок начального уровня были и по-прежнему являются тяговые моторы ДС-3.6 от болгарских вилочных складских электропогрузчиков типа «Балканкар EB-687». Это двигатели последовательного возбуждения, питающиеся постоянным током с напряжением 80 вольт, мощностью 3,6 киловатта. Выглядит такой мотор, как цилиндрический бочонок, весит 66 килограммов. Это далеко не самый лучший по характеристикам массы и экономичности мотор, но он легкодоступен и популярен у начинающих конструкторов электромобилей. Приобрести такой «движок» можно в меру своего везения – кому-то он перепадет за спасибо, кто-то найдет за 5–10 тысяч рублей. В принципе, такая стоимость оправдана – мотор не скоростной, но имеет великолепный крутящий момент, вытягивает на любую горку даже на третьей передаче, прост в монтаже, неприхотлив.
Трансмиссия
В «Варианте 1.0» не встретишь мотор-колес и прочих прогрессивных электромобильных «нанотехнологий». Делается, как проще, а проще всего срастить электродвигатель с уже существующей на автомобиле-доноре трансмиссией – ручной КПП с главной передачей и дифференциалом, через ШРУСы переднего привода со ступицами и передними колесами. — Собственно, корзина и диск сцепления, его привод (гидравлический или тросовый), да и сама левая педаль удаляются – это лишний вес, и они нам больше не нужны. – рассказывает Игорь Юрьевич, — Переключать скорости мы, правда, все же будем – но редко и без разъединения валов мотора и КПП – просто втыкая передачи рукояткой коробки. Включается нужная передача без сцепления совершенно спокойно как перед началом движения, так и на ходу: бросаешь газ, подводишь рукоятку КПП, синхронизаторы срабатывают – и едем дальше.
Третью передачу используем для езды по городу, четвертую – по загородной трассе, вторую – по буеракам. Первая вообще никогда не используется, момент на колесах такой, что их просто прокручивает при легком касании акселератора!
Чтобы установить электромотор под капот, нужны две основные «хендмейд»-детали: переходная плита и переходная втулка, с помощью которых электродвигатель соединяется с «родной» ручной коробкой передач автомобиля. Плита соединяет электромотор и КПП, а втулка – вал мотора и первичный вал КПП.
Плита легко делается своими руками из толстолистовой стали или алюминия – достаточно наличия слесарных навыков среднего уровня, болгарки и дрели.
Переходную втулку, соединяющую валы электромотора и КПП, также сделать несложно с помощью дяди Васи-токаря и сварки – с одной стороны втулка должна совмещаться с валом электродвигателя, а с другой к ней приваривается шлицевая часть, вырезанная из диска сцепления той коробки, с которой мы соединяем электромотор.
Батарея
Батарея для электроавто — только литий-железо-фосфат, иных вариантов нет! Про стартерные свинцовые батареи, кажущиеся привлекательными для начала, «на попробовать», забудьте сразу и навсегда – они категорически непригодны, просто деньги на ветер. Несколько зарядок-разрядок – и аккумуляторы отправятся в пункт приема цветмета! Тяговые свинцовые батареи тоже долго не живут, поскольку при их массе емкость всегда будет недостаточной, а это означает избыточно большой потребляемый ток в расчете на одну батарею. При таких токах не держится и тяговый свинец. Так что исключительно «лиферы», хотя это и недешево.
В свое время через свинец многие проходили – и я в том числе. Сейчас такие ошибки повторять никакого смысла нет. Стартерные батареи у меня начали помирать через пару месяцев, еле успел распродать за полцены, пока не потеряли емкость. Потом одно время использовал герметичные батареи от питания телекоммуникационных систем (источники бесперебойного питания сотовых вышек) – хватало на сезон, начинало расти внутреннее сопротивление… Поэтому, как только появился широкодоступный литий-феррум, все перешли на него. Лучшая удельная плотность энергии, умение отдавать и принимать большие токи, долговечность, морозостойкость. Но цены пока высоки, и батарея является самым дорогим узлом электромобиля – это нужно учитывать самодельщику…
Упрощенный расчет параметров и стоимости батареи выглядит так: предположим, что нам надо набрать 100-вольтовую батарею – на такое напряжение рассчитано довольно много моторов. Напряжение одной «лифер-банки»–- 3,3 вольта: значит, нам нужно соединить последовательно 30 банок. Но второй важный параметр батареи – емкость. Поскольку «банки» одинаковые, емкость одной = емкость всей батареи. «Банка» хорошего качества стоит примерно 1,5 доллара за 1 ампер-час, а 30-амперчасовая батарейка начального уровня обеспечит машине весом до тонны 25–30 километров запаса хода.
Считаем:
В общем, батарея небюджетна, и это лишь емкость, пригодная для первых экспериментов – по-хорошему, её нужно увеличивать хотя бы вдвое.
Заряжают аккумуляторы электромобиля чаще всего полусамодельными зарядными устройствами, сделанными на основе дешевых списанных блоков питания, насыщавших резервные аккумуляторы на базовых станциях сотовой связи – там они работают совместно с 48-вольтовыми свинцовыми батареями. Таких блоков нужно две штуки – их соединяют последовательно, внутренняя регулировка позволяет поднять напряжение каждого до 64 вольт и зарядить батареи для большинства распространенных электромоторов, используемых EV-самодельщиками.
К слову, штатный 12-вольтовый аккумулятор, как правило, остается на своем месте – от него удобно питать разные штатные же потребители – звуковой сигнал, стеклоочистители, стеклоподъемники, «музыку», свет и т. п. Позже, в качестве одного из первых апгрейдов, его можно заменить на DC/DC конвертер ватт на триста, делающий 12 вольт из 100.
Прочие узлы
Собственно, помимо мотора, трансмиссии и батареи в простейшем электромобиле имеется еще ряд узлов – как необходимых, так и устанавливаемых по желанию. Категорически необходимым является, конечно же, контроллер управления двигателем. В простейшем варианте он может быть изготовлен самостоятельно на относительно недорогих и широко распространенных деталях, а датчиком педали газа послужит датчик угла поворота дроссельной заслонки от инжекторного ВАЗа. Можно купить контроллер у отечественных самодельщиков, выписать фабричный из Китая или заказать с eBay бэушный брендовый блок от Curtis – обойдется модуль в 250–300$.
Дополнительных узлов, которые не являются обязательными для пробной (а то и вообще!) поездки – немало. Например, печка, из которой выкидывается жидкостный радиатор и устанавливается вместо него электрический ТЭН. Или, скажем, вакуумный насос для усилителя тормозов. Поскольку двигатель внутреннего сгорания на машине отсутствует, исчезает и разрежение впускного коллектора, необходимое для работы вакуумного усилителя тормозов. Поэтому многие самодельщики ставят электрические вспомогательные насосы ВУТ, заимствованные от машин типа Volvo XC90, Ford Kuga и т. п.
Впрочем, все зависит от проекта – на легком электромобиле даже апгрейд тормозов делают далеко не все, поскольку роль «вакуумника» отчасти выполняет рекуперативное торможение двигателем, да и немало машин с завода не имели вакуумного усилителя в принципе, вполне неплохо тормозя. Без него, к примеру, производились не только небезызвестный ВАЗ-«копейка», но и Таврия, Ока в некоторые годы и так далее.
Цены и деньги
Машина-донор, электромотор, контроллер – все это гибко варьируется и здесь можно «кроить» в меру хитрости и желаний. Можно купить автомобиль-донор тысяч за 100–150 в приличном состоянии по кузову, можно тысяч за 50 – но с необходимостью жестянки, сварки, малярки. Можно купить электродвигатель от престарелого болгарского погрузчика, а можно подержанный или новый американский мотор, спроектированный специально для электромобилей. Можно приобрести промышленный контроллер управления тягой двигателя, а можно спаять и самому, если есть навыки. То же самое касается и всего остального, кроме батареи. Тут особенно «скроить» ничего не удастся: цены на новые литий-феррум банки везде приблизительно одинаковые, вопрос в емкости. Хорошая 80–100-вольтовая батарея на приблизительно сто километров пробега обойдется по сегодняшним деньгам в 4–5 тысяч долларов. Можно, конечно, начать с малоемкого аккумулятора с перспективой наращивания (ведь даже короткая первая поездка воодушевляет и дает понимание, что трудишься не зря!), но надо понимать, что маленькую емкость нужно как можно скорее увеличивать, поскольку её недостаток ведет к повышению тока отдачи от каждой отдельной банки вплоть до опасных ударных величин, укорачивающих им жизнь… Пока будешь рассусоливать с покупкой второй половины, умрет первая.
Выводы
С точки зрения приложения рук и ума для человека, любящего автомобили и технологии, постройка электромашины, безусловно, оправдана! Хобби это, конечно, затратное, но все познается в сравнении — причем, в сравнении не с олигархическими крайностями вроде коллекционирования яичек Фаберже, а со вполне распространенными и массовыми техническими прикладными увлечениями. Скажем, любителю рыбалки средненькая надувная лодчонка с подвесным двигателем известной марки сил эдак в десять выльется как минимум в две трети простейшего электромобиля.
Хороший квадрокоптер с камерой стоит не меньше. На этом фоне постройка электромобиля ничуть не выделяется – нормальная такая мужская забава…
Не меньшая привлекательность постройки электромобиля «Версии 1.0» в том, что результат достижим для многих, а не только для избранных — не надо быть «инженером 80-го уровня», чтобы сочленить электродвигатель с КПП, проложить силовую и управляющую проводку и разместить в багажнике батареи. В простейшем варианте конструкции да с многочисленными советами отзывчивого электромобильного коммьюнити в интернете работа будет приятной и почти наверняка успешной.
Однако, пока не подешевели эффективные батареи и не распространились недорогие комплекты тяговых моторов и контроллеров, как это произошло с китами для электровелосипедов, электромобиль гаражной постройки в отношении стоимости эксплуатации вряд ли будет серьезным конкурентом бюджетным бензиновым авто и тем более – газифицированным машинам… В случае стремления к экономии вложиться в установку пропанового газового оборудования – проще и выгоднее…
Фото любезно предоставил американский самодельщик Брюс, тщательно документировавший все этапы постройки в домашних условиях своего электромобиля на базе пикапа-хэтчбека Suzuki Mighty Boy 1985 года.
КАК ПЕРЕДЕЛАТЬ АВТО В ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ
Всем пионерам электротранспорта салют! Случилось так, что появилась возможность превратить автомобиль с двигателем внутреннего сгорания в электромобиль. Поскольку работа уже принесла результат – можем показать фотки.
Автомобиль построен на базе SEAT IBIZA 4. Дизельный двигатель вылетел и его заменили электромотором BLDC с воздушным охлаждением, показанным на рисунке. Мощность этого двигателя не самая большая, но акцент будет на городской езде и пусть и с небольшой перегрузкой двигателя – всё будет ОК.
Контроллер, который сможет его привести в движение, это готовый модуль KLS с максимальным током 500 А (непрерывный 200 А) на напряжение 72 В.
Также стоит упомянуть про аккумуляторы, которыми оснащен электро-автомобиль. Мощность, которую планируется накапливать, составляет 15 кВт, но для экспериментов и подстраховки начинаем с половины этого значения. Таким образом, было закуплено 24 ячейки LiFePo4 100 Ач.
Порядок переделки автомобиля
Итак, что нужно сделать для превращения ДВС в ЭД:
Особенно важно правильно настроить BMS и контроллер электродвигателя. Согласно характеристикам двигателя, при 72 В его максимальная мощность составит 12 кВт электрических или 16 механических. Блок с батареями будет весить 1200 кг на глаз. Это вдвое больше веса самого авто.
Сначала были мысли что машина имеет двигатель мощностью 80 кВт и не имеет коробки передач, так что при запуске она должна выдавать 20-30 кВт, в противном случае это будет черепаха. Но при испытаниях двигались на этой машине со 2-й передачи и были приятно удивлены ускорением. Двигатель откручивает 6000 об / мин, может получиться что и второй передачи вполне достаточно в городских условиях.
В этом двигателе производитель предусмотрел установку водяного охлаждения, так что если он будет нагреваться добавим воду. Пока неясно понадобится ли принудительное охлаждение – жизнь покажет.
Что касается обогрева салона, то при таком аккумуляторе не приходится мечтать об этом.
Опыт вождения электромобиля показывает, что нормальное вождение потребляет один киловатт-час на примерно 7 км езды. В то же время это среднее значение, которое не учитывает рельеф местности, вождение с повышенной нагрузкой.
Предположим мы едем со скоростью 60 км/ч. В течение часа езды будем использовать около 10 кВтч. Получается средняя потребляемая мощность составляет 10 кВт. Теперь предположим, что маршрут изменился и нужно идти в гору – тогда расход соответственно вырастет на некий коэффициент.
Следующая вещь – аккумуляторные батареи. Эти 10 кВт при 72 В дадут около 140 А. Выдержат ли ячейки такое энергопотребление? В данном электрическом двигателе при напряжении батареи 370 В эти 10 кВт переводятся в 27 А (пакет 24 кВт – один из меньших). Максимальное потребление составляет около 200 А (80 кВт), но это мгновенная нагрузка на батарею, считаемая в секундах. Средняя будет гораздо меньше.
Машина вышла очень тихая. Электродвигатель не слышен. Но вы можете услышать передачу и поворот колес на асфальте. Дополнительно можно услышать работу преобразователя питания бортовых систем и инвертор – некая звуковая частота; инвертор питает двигатель и звук зависит от частоты вращения двигателя.
Если тепловой насос (отопление или кондиционер) работает вместе с нагнетательным вентилятором, инверторы не слышны. Кроме того, все глушится на скоростях выше 60-70 км/ч. Тогда звук шин и воздуха превращает его в обычный автомобиль. В любом случае это прототип и работа по переделке полностью ещё не закончена, так что городские испытания в реале будут впереди…