Comment fonctionnent les voitures électriques

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Galerie d'images: Voitures électriques La voiture électrique Subaru R1e peut être chargée pendant la nuit sur le courant domestique. Il a une autonomie de 50 miles et une vitesse maximale de 62 miles par heure. Voir plus de photos de voitures électriques. STAN HONDA / AFP / Getty Images

Les voitures électriques font constamment la une des journaux. Il y a plusieurs raisons à l'intérêt continu pour ces véhicules:

  • Les voitures électriques créent moins de pollution que les voitures à essence, elles constituent donc une alternative écologique aux véhicules à essence (en particulier dans les villes).
  • Tout reportage sur les voitures hybrides parle également de voitures électriques.
  • Les véhicules alimentés par des piles à combustible sont des voitures électriques, et les piles à combustible attirent beaucoup d'attention en ce moment dans l'actualité.

Une voiture électrique est une voiture propulsée par un moteur électrique plutôt que par un moteur à essence.

De l'extérieur, vous n'auriez probablement aucune idée qu'une voiture est électrique. Dans la plupart des cas, les voitures électriques sont créées en convertissant une voiture à essence, et dans ce cas, il est impossible de le dire. Lorsque vous conduisez une voiture électrique, souvent la seule chose qui vous indique sa vraie nature est le fait qu'elle est presque silencieux.

Sous le capot, il y a beaucoup de différences entre les voitures à essence et électriques:

  • Le moteur à essence est remplacé par un moteur électrique.
  • Le moteur électrique tire sa puissance d'un manette.
  • Le contrôleur est alimenté par un ensemble de batteries rechargeables.

Un moteur à essence, avec ses conduites de carburant, ses tuyaux d'échappement, ses tuyaux de liquide de refroidissement et son collecteur d'admission, a tendance à ressembler à un projet de plomberie. Une voiture électrique est définitivement un câblage projet.

Pour avoir une idée du fonctionnement des voitures électriques en général, commençons par regarder une voiture électrique typique pour voir comment elle s'articule..

Une voiture électrique typique, celle-ci a des décalcomanies particulièrement élégantes. Ce véhicule appartient à Jon Mauney.

La voiture électrique que nous utiliserons pour cette discussion est présentée ici.

Ce véhicule électrique a commencé sa vie comme un Geo Prism 1994 normal à essence. Voici les modifications qui l'ont transformé en voiture électrique:

  • Le moteur à essence, ainsi que le silencieux, le convertisseur catalytique, le tuyau d'échappement et le réservoir d'essence, ont tous été retirés.
  • L'ensemble d'embrayage a été déposé. La transmission manuelle existante a été laissée en place et elle a été bloquée en deuxième vitesse.
  • Un nouveau moteur électrique à courant alternatif a été boulonné à la transmission avec une plaque d'adaptation.
  • Un contrôleur électrique a été ajouté pour contrôler le moteur à courant alternatif.
Le contrôleur de 50 kW prend 300 volts CC et produit 240 volts AC, triphasé. La boîte qui dit "U.S. Electricar" est le contrôleur.
  • Un plateau de batterie a été installé dans le plancher de la voiture.
  • Cinquante batteries au plomb-acide de 12 volts ont été placées dans le plateau de batterie (deux ensembles de 25 pour créer 300 volts CC).
  • Des moteurs électriques ont été ajoutés pour alimenter des éléments qui tiraient autrefois leur énergie du moteur: la pompe à eau, la pompe de direction assistée, le climatiseur.
  • Une pompe à vide a été ajoutée pour les freins électriques (qui utilisaient le vide du moteur lorsque la voiture avait un moteur).
La pompe à vide est à gauche du centre.
  • Le levier de vitesses de la transmission manuelle a été remplacé par un interrupteur, déguisé en levier de vitesses automatique, pour contrôler la marche avant et arrière.
Un levier de vitesses automatique est utilisé pour sélectionner la marche avant et inverser. Il contient un petit interrupteur, qui envoie un signal au contrôleur.
  • Un petit chauffe-eau électrique a été ajouté pour fournir de la chaleur.
Le chauffe-eau
  • Un chargeur a été ajouté pour que les batteries puissent être rechargées. Cette voiture particulière dispose en fait de deux systèmes de charge - l'un à partir d'une prise murale normale de 120 ou 240 volts, et l'autre à partir d'une palette de charge inductive magna-charge.
Le système de charge 120/240 volts Le système de charge par palette inductive Magna-Charge
  • La jauge à essence a été remplacée par un voltmètre.
La "jauge à essence" dans une voiture électrique est soit un simple voltmètre, soit un ordinateur plus sophistiqué qui suit le flux d'ampères vers et depuis la batterie.

Tout le reste de la voiture est en stock. Lorsque vous montez pour conduire la voiture, vous mettez la clé dans le contact et la tournez à la position «on» pour allumer la voiture. Vous passez en "Drive" avec le levier de vitesses, appuyez sur la pédale d'accélérateur et c'est parti. Il fonctionne comme une voiture à essence normale. Voici quelques statistiques intéressantes:

  • L'autonomie de cette voiture est d'environ 80 km.
  • Le temps de 0 à 60 mph est d'environ 15 secondes.
  • Il faut environ 12 kilowattheures d'électricité pour recharger la voiture après un trajet de 50 miles.
  • Les batteries pèsent environ 1100 livres (500 kg).
  • Les piles durent de trois à quatre ans.

-Pour comparer le coût par kilomètre des voitures à essence à cette voiture électrique, voici un exemple. L'électricité en Caroline du Nord coûte actuellement environ 8 cents le kilowattheure (4 cents si vous utilisez la facturation selon l'heure d'utilisation et rechargez la nuit). Cela signifie que pour une recharge complète, cela coûte 1 $ (ou 50 cents avec la facturation au moment de l'utilisation). Le coût par mile est donc de 2 cents par mile, ou 1 cent avec le temps d'utilisation. Si l'essence coûte 1,20 $ le gallon et qu'une voiture obtient 30 milles au gallon, alors le coût par mille est de 4 cents par mille pour l'essence..

De toute évidence, le «carburant» pour les véhicules électriques coûte beaucoup moins cher par mile que pour les véhicules à essence. Et pour beaucoup, la portée de 50 miles n'est pas une limitation - la personne moyenne vivant dans une ville ou une banlieue conduit rarement plus de 30 ou 40 miles par jour.

Pour être tout à fait juste, cependant, nous devrions également inclure le coût du remplacement de la batterie. Les batteries sont actuellement le maillon faible des voitures électriques. Le remplacement de la batterie de cette voiture coûte environ 2000 $. Les batteries dureront environ 20 000 miles, pour environ 10 cents par mile. Vous pouvez voir pourquoi il y a tant d'excitation autour des piles à combustible en ce moment - les piles à combustible résolvent le problème de la batterie (plus de détails sur les piles à combustible plus loin dans l'article).

Un simple contrôleur CC connecté aux batteries et au moteur CC. Si le conducteur touche la pédale d'accélérateur, le contrôleur délivre les 96 volts complets des batteries au moteur. Si le conducteur enlève son pied de l'accélérateur, le contrôleur délivre zéro volt au moteur. Pour tout réglage intermédiaire, le contrôleur «coupe» les 96 volts des milliers de fois par seconde pour créer une tension moyenne entre 0 et 96 volts.

Le cœur d'une voiture électrique est la combinaison de:

  • le moteur électrique
  • Le moteur manette
  • le batteries

Le contrôleur prend l'énergie des batteries et la délivre au moteur. La pédale d'accélérateur s'accroche à une paire de potentiomètres (résistances variables), et ces potentiomètres fournissent le signal qui indique au contrôleur la puissance qu'il est censé fournir. Le contrôleur peut fournir une puissance nulle (lorsque la voiture est arrêtée), une puissance maximale (lorsque le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur) ou tout autre niveau de puissance entre les deux.

Le contrôleur domine normalement la scène lorsque vous ouvrez le capot, comme vous pouvez le voir ici:

Le contrôleur de 300 volts et 50 kilowatts pour cette voiture électrique est la boîte marquée «U.S. Electricar».

Dans cette voiture, le contrôleur prend 300 volts CC à partir de la batterie. Il le convertit en un maximum de 240 volts AC, triphasé, à envoyer au moteur. Il le fait en utilisant de très grands transistors qui activent et désactivent rapidement la tension des batteries pour créer une onde sinusoïdale..

Lorsque vous appuyez sur la pédale d'accélérateur, un câble de la pédale se connecte à ces deux potentiomètres:

Les potentiomètres s'accrochent à la pédale d'accélérateur et envoient un signal au contrôleur.

Le signal des potentiomètres indique au contrôleur la puissance à fournir au moteur de la voiture électrique. Il y a deux potentiomètres pour des raisons de sécurité. Le contrôleur lit les deux potentiomètres et s'assure que leurs signaux sont égaux. Si ce n'est pas le cas, le contrôleur ne fonctionne pas. Cette disposition protège contre une situation où un potentiomètre tombe en panne en position de marche maximale.

Des câbles lourds (à gauche) connectent la batterie au contrôleur. Au milieu se trouve un très grand interrupteur marche / arrêt. Le faisceau de petits fils sur la droite transporte les signaux des thermomètres situés entre les batteries, ainsi que l'alimentation des ventilateurs qui maintiennent les batteries au frais et aéré. Les fils lourds entrant et sortant du contrôleur

Le travail du contrôleur dans une voiture électrique à courant continu est facile à comprendre. Supposons que la batterie contienne 12 batteries de 12 volts, câblées en série pour créer 144 volts. Le contrôleur prend 144 volts CC et le délivre au moteur de manière contrôlée.

Le contrôleur DC le plus simple serait un gros interrupteur marche / arrêt câblé à la pédale d'accélérateur. Lorsque vous appuyez sur la pédale, cela allume l'interrupteur, et lorsque vous retirez votre pied de la pédale, cela l'éteint. En tant que conducteur, vous devrez pousser et relâcher l'accélérateur pour activer et désactiver le moteur afin de maintenir une vitesse donnée.

De toute évidence, ce genre d'approche marche / arrêt fonctionnerait, mais ce serait pénible à conduire, alors le contrôleur fait le palpitant pour vous. Le contrôleur lit le réglage de la pédale d'accélérateur à partir des potentiomètres et régule la puissance en conséquence. Disons que vous avez enfoncé l'accélérateur à mi-course. Le contrôleur lit ce réglage à partir du potentiomètre et allume et éteint rapidement l'alimentation du moteur de sorte qu'il soit allumé la moitié du temps et éteint la moitié du temps. Si vous avez la pédale d'accélérateur 25 pour cent de la descente, le contrôleur impulsions la puissance de sorte qu'elle soit activée 25 pour cent du temps et désactivée 75 pour cent du temps..

La plupart des contrôleurs pulsent la puissance plus de 15 000 fois par seconde, afin de maintenir la pulsation en dehors de la plage d'audition humaine. Le courant pulsé fait vibrer le boîtier du moteur à cette fréquence, donc en pulsant à plus de 15000 cycles par seconde, le contrôleur et le moteur sont silencieux pour les oreilles humaines..

Un contrôleur CA se raccorde à un moteur CA. En utilisant six ensembles de transistors de puissance, le contrôleur prend 300 volts CC et produit 240 volts CA, triphasé. Voir Comment fonctionne le réseau électrique pour une discussion sur l'alimentation triphasée. Le contrôleur fournit en outre un système de charge pour les batteries et un convertisseur CC-CC pour recharger la batterie accessoire 12 volts.

Dans un contrôleur AC, le travail est un peu plus compliqué, mais c'est la même idée. Le contrôleur crée trois ondes pseudo-sinusoïdales. Pour ce faire, il prend la tension CC des batteries et la met sous tension et hors tension. Dans un contrôleur AC, il est nécessaire de inverser la polarité de la tension 60 fois par seconde. Par conséquent, vous avez en fait besoin de six jeux de transistors dans un contrôleur AC, alors que vous n'avez besoin que d'un jeu dans un contrôleur DC. Dans le contrôleur CA, pour chaque phase, vous avez besoin d'un ensemble de transistors pour impulser la tension et d'un autre ensemble pour inverser la polarité. Vous répliquez cela trois fois pour les trois phases - six ensembles au total de transistors.

La plupart des contrôleurs CC utilisés dans les voitures électriques proviennent de l'industrie des chariots élévateurs électriques. Le contrôleur AC Hughes vu sur la photo ci-dessus est le même type de contrôleur AC utilisé dans le véhicule électrique GM / Saturn EV-1. Il peut fournir un maximum de 50000 watts au moteur.

Les voitures électriques peuvent utiliser des moteurs AC ou DC:

  • Si le moteur est un docteur moteur, alors il peut fonctionner sur n'importe quoi de 96 à 192 volts. De nombreux moteurs à courant continu utilisés dans les voitures électriques proviennent de l'industrie des chariots élévateurs électriques.
  • Si c'est un Moteur AC, alors il s'agit probablement d'un moteur à courant alternatif triphasé fonctionnant à 240 volts AC avec une batterie de 300 volts.

Les installations CC ont tendance à être plus simples et moins coûteuses. Un moteur typique sera dans la plage de 20 000 watts à 30 000 watts. Un contrôleur typique sera dans la gamme de 40 000 watts à 60 000 watts (par exemple, un contrôleur 96 volts fournira un maximum de 400 ou 600 ampères). Les moteurs à courant continu ont la fonctionnalité intéressante que vous pouvez surmultipliée (jusqu'à un facteur de 10 pour 1) pendant de courtes périodes. Autrement dit, un moteur de 20 000 watts acceptera 100 000 watts pendant une courte période et fournira 5 fois sa puissance nominale. C'est parfait pour les courtes accélérations. La seule limitation est l'accumulation de chaleur dans le moteur. Trop de surmultiplication et le moteur chauffe au point de s'autodétruire.

Les installations à courant alternatif permettent l'utilisation de presque tous les moteurs à courant alternatif triphasés industriels, ce qui peut faciliter la recherche d'un moteur avec une taille, une forme ou une puissance nominale spécifique. Les moteurs à courant alternatif et les contrôleurs ont souvent un régénérer fonctionnalité. Pendant le freinage, le moteur se transforme en générateur et délivre de l'énergie aux batteries.

À l'heure actuelle, le maillon faible de toute voiture électrique, ce sont les batteries. Il existe au moins six problèmes importants avec la technologie actuelle des batteries au plomb-acide:

  • Ils sont lourds (une batterie au plomb typique pèse 1000 livres ou plus).
  • Ils sont encombrants (la voiture que nous examinons ici a 50 batteries au plomb, chacune mesurant environ 6 "x 8" sur 6 ").
  • Ils ont une capacité limitée (une batterie au plomb typique peut contenir de 12 à 15 kilowattheures d'électricité, ce qui donne à une voiture une autonomie de seulement 50 miles).
  • Ils sont lents à charger (les temps de recharge typiques pour un pack plomb-acide varient entre quatre et 10 heures pour une charge complète, selon la technologie de la batterie et le chargeur).
  • Ils ont une courte durée de vie (trois à quatre ans, peut-être 200 cycles complets de charge / décharge).
  • Ils sont chers (peut-être 2000 $ pour la batterie montrée dans l'exemple de voiture).

Dans la section suivante, nous examinerons d'autres problèmes liés à la technologie des batteries.

Le défi EV

le Défi EV (www.ev-challenge.org) est un programme éducatif innovant pour les collégiens et lycéens qui se concentre sur la construction de voitures électriques:

  • Les élèves du collège construisent et concurrencent des modèles de voitures à énergie solaire.
  • Les élèves du secondaire transforment des véhicules à essence pleine grandeur en véhicules électriques. C'est un projet de conversion complet, comme décrit dans la section précédente de cet article.

Les étudiants apprennent la technologie électrique tout au long de l'année, puis se réunissent pour une finale de deux jours. En plus de construire le véhicule électrique, les élèves du secondaire participent à des événements d'autocross (vitesse et agilité) et d'autonomie, à la conception de véhicules, à des présentations orales, au dépannage, à la conception de sites Web et à la participation communautaire.

L'EV Challenge reçoit la majorité de son financement de sociétés sponsors et d'organisations gouvernementales, notamment Advanced Energy Corporation, CP & L / Progress Energy, Duke Power, Dominion Virginia Power, le NC Energy Office, le NC Department of Environment and Natural Resources et l'EPA.

Jon Mauney (dont la voiture est présentée au début de cet article) fait partie du comité de pilotage d'EV Challenge. Selon Jon, CP&L a lancé le programme EV Challenge en Caroline du Nord. Le programme s'est ensuite étendu à la Caroline du Sud, à la Floride, à la Virginie, à la Virginie-Occidentale et à la Géorgie, et se propage maintenant dans tout le pays. Des milliers d'étudiants ont participé au Challenge EV.

Si vous ou votre école souhaitez plus d'informations sur le programme EV Challenge, veuillez consulter www.ev-challenge.org.

- Vous pouvez remplacer les batteries au plomb par des batteries NiMH. L'autonomie de la voiture doublera et les batteries dureront 10 ans (des milliers de cycles de charge / décharge), mais le coût des batteries est aujourd'hui 10 à 15 fois plus élevé que le plomb-acide. En d'autres termes, une batterie NiMH coûtera 20 000 $ à 30 000 $ (aujourd'hui) au lieu de 2 000 $. Les prix des batteries avancées chutent à mesure qu'elles deviennent courantes, il est donc probable qu'au cours des prochaines années, les batteries NiMH et lithium-ion deviendront compétitives par rapport aux prix des batteries au plomb. Les voitures électriques auront une autonomie nettement meilleure à ce stade.

Lorsque vous examinez les problèmes associés aux batteries, vous obtenez une perspective différente sur l'essence. Deux gallons d'essence, qui pèse 15 livres, coûte 3,00 $ et prend 30 secondes pour se verser dans le réservoir, équivaut à 1000 livres de batteries au plomb-acide qui coûtent 2000 $ et prennent quatre heures pour se recharger.

Les problèmes liés à la technologie des batteries expliquent pourquoi il y a tant d'excitation autour des piles à combustible aujourd'hui. Par rapport aux batteries, les piles à combustible seront plus petites, beaucoup plus légères et instantanément rechargeables. Lorsqu'elles sont alimentées à l'hydrogène pur, les piles à combustible ne présentent aucun des problèmes environnementaux associés à l'essence. Il est très probable que la voiture du futur sera une voiture électrique qui tire son électricité d'une pile à combustible. Il y a encore beaucoup de recherche et développement à faire, cependant, avant que des piles à combustible fiables et peu coûteuses puissent alimenter les automobiles..

Presque toutes les voitures électriques ont une autre batterie à bord. Il s'agit de la batterie au plomb-acide 12 volts normale que possède chaque voiture. La batterie de 12 volts alimente les accessoires - des éléments comme les phares, les radios, les ventilateurs, les ordinateurs, les sacs gonflables, les essuie-glaces, les vitres électriques et les instruments à l'intérieur de la voiture. Étant donné que tous ces appareils sont facilement disponibles et normalisés à 12 volts, il est logique d'un point de vue économique pour une voiture électrique de les utiliser..

Par conséquent, une voiture électrique dispose d'une batterie au plomb-acide normale de 12 volts pour alimenter tous les accessoires. Pour garder la batterie chargée, une voiture électrique a besoin d'un Convertisseur DC-DC. Ce convertisseur absorbe l'alimentation CC du réseau de batteries principal (à, par exemple, 300 volts CC) et la convertit en 12 volts pour recharger la batterie accessoire. Lorsque la voiture est allumée, les accessoires sont alimentés par le convertisseur CC-CC. Lorsque la voiture est éteinte, ils sont alimentés par la batterie de 12 volts comme dans tout véhicule à essence.

Le convertisseur DC-DC est normalement un boîtier séparé sous le capot, mais parfois ce boîtier est intégré au contrôleur.

Bien sûr, toute voiture qui utilise des batteries a besoin d'un moyen de les recharger.

L'ouverture de la porte de remplissage de gaz révèle la prise de charge. 2008

Toute voiture électrique utilisant des batteries a besoin d'un système de charge pour recharger les batteries. Le système de charge a deux objectifs:

  • Pour pomper l'électricité dans les batteries aussi rapidement que les batteries le permettent
  • Pour surveiller les batteries et éviter de les endommager pendant le processus de charge

Les systèmes de charge les plus sophistiqués surveillent la tension de la batterie, le flux de courant et la température de la batterie pour minimiser le temps de charge. Le chargeur envoie autant de courant que possible sans trop augmenter la température de la batterie. Des chargeurs moins sophistiqués peuvent surveiller uniquement la tension ou l'ampérage et faire certaines hypothèses sur les caractéristiques moyennes de la batterie. Un chargeur comme celui-ci peut appliquer un courant maximum aux batteries jusqu'à 80% de leur capacité, puis ramener le courant à un niveau prédéfini pendant les 20% restants pour éviter de surchauffer les batteries..

La voiture électrique de Jon Mauney a en fait deux systèmes de charge différents. Un système accepte une alimentation de 120 ou 240 volts provenant d'une prise électrique normale. L'autre est le système de charge inductive Magna-Charge popularisé par le véhicule GM / Saturn EV-1. Regardons chacun de ces systèmes séparément.

Le système de charge domestique normal a l'avantage d'être pratique: partout où vous pouvez trouver une prise, vous pouvez recharger. L'inconvénient est le temps de charge.

Une prise domestique de 120 volts normale a généralement un disjoncteur de 15 ampères, ce qui signifie que la quantité maximale d'énergie que la voiture peut consommer est d'environ 1 500 watts, soit 1,5 kilowattheure par heure. Étant donné que la batterie de la voiture de Jon a normalement besoin de 12 à 15 kilowattheures pour une recharge complète, cela peut prendre 10 à 12 heures pour charger complètement le véhicule en utilisant cette technique..

En utilisant un circuit de 240 volts (comme la prise d'une sécheuse électrique), la voiture pourrait être en mesure de recevoir 240 volts à 30 ampères, soit 6,6 kilowattheures par heure. Cet agencement permet une charge beaucoup plus rapide et peut recharger complètement la batterie en quatre à cinq heures.

Dans la voiture de Jon, le bec de remplissage de gaz a été retiré et remplacé par une prise de charge. Le simple fait de le brancher au mur avec une rallonge robuste démarre le processus de charge.

Gros plan de la prise 2008 Branchez la voiture n'importe où pour la recharger. Photo gracieuseté de Jon Mauney

Dans cette voiture, le chargeur est intégré au contrôleur. Dans la plupart des voitures de brassage à domicile, le chargeur est une boîte séparée située sous le capot, ou pourrait même être une unité autonome séparée de la voiture.

Dans la section suivante, nous examinerons le système Magna-Charge.

Courant de charge Photo gracieuseté de Jon Mauney

Le système Magna-Charge se compose de deux parties:

  • Une borne de recharge montée sur le mur de la maison
  • Un système de charge dans le coffre de la voiture

La station de charge est câblée à un circuit de 240 volts 40 ampères via le panneau de circuit de la maison.

Le système de charge envoie de l'électricité à la voiture en utilisant ce palette inductive:

Photo gracieuseté de Jon Mauney

La palette s'insère dans une fente cachée derrière la plaque d'immatriculation de la voiture.

Photo gracieuseté de Jon Mauney

La palette agit comme la moitié d'un transformateur. L'autre moitié est à l'intérieur de la voiture, positionnée autour de la fente derrière la plaque d'immatriculation. Lorsque vous insérez la palette, elle forme un transformateur complet avec la fente et les transferts de puissance à la voiture.

Un avantage du système inductif est qu'il n'y a pas de contacts électriques exposés. Vous pouvez toucher la pagaie ou faire tomber la pagaie dans une flaque d'eau et il n'y a aucun danger. L'autre avantage est la possibilité de pomper une quantité importante de courant dans la voiture très rapidement car la station de charge est câblée à un circuit dédié de 240 volts..

Le connecteur de charge haute puissance concurrent est généralement appelé "Prise Avcon"et il est utilisé par Ford et d'autres. Il comporte des contacts cuivre-cuivre au lieu de la palette inductive, et a une interconnexion mécanique élaborée qui garde les contacts couverts jusqu'à ce que le connecteur soit accouplé avec la prise du véhicule. Couplage de ce connecteur grâce à la protection GFCI, il est sûr par tous les temps. Jon Mauney souligne ce qui suit:

-Une caractéristique importante du processus de charge est «l'égalisation». Un VE a une chaîne de batteries (quelque part entre 10 et 25 modules, chacun contenant trois à six cellules). Les batteries sont étroitement assorties, mais elles ne sont pas identiques. Par conséquent, ils présentent de légères différences de capacité et de résistance interne. Toutes les batteries d'une chaîne émettent nécessairement le même courant (lois de l'électricité), mais les batteries les plus faibles doivent "travailler plus fort" pour produire le courant, elles sont donc à un état de charge légèrement inférieur à la fin du lecteur. Par conséquent, les batteries les plus faibles ont besoin de plus de recharge pour revenir à une charge complète. Étant donné que les batteries sont en série, elles obtiennent également exactement la même quantité de recharge, laissant la batterie faible encore plus faible (relativement) qu'elle ne l'était auparavant. Au fil du temps, une batterie se détériore bien avant le reste du pack. L'effet de liaison le plus faible signifie que cette batterie détermine l'autonomie du véhicule et que l'utilisabilité de la voiture diminue. La solution commune au problème est la «charge d'égalisation». Vous surchargez doucement les batteries pour vous assurer que les cellules les plus faibles sont portées à pleine charge. L'astuce consiste à maintenir les batteries égalisées sans endommager les batteries les plus puissantes avec une surcharge. Il existe des solutions plus complexes qui analysent les batteries, mesurent les tensions individuelles et envoient un courant de charge supplémentaire à travers le module le plus faible.

Dans la section suivante, nous allons parcourir une conversion étape par étape.

- -La majorité des voitures électriques sur la route aujourd'hui sont des véhicules de conversion «maison». Les personnes qui s'intéressent aux voitures électriques convertissent les voitures à essence existantes en voitures électriques dans leurs arrière-cours et garages. Il existe de nombreux sites Web qui parlent du phénomène et vous montrent comment le faire, où se procurer des pièces, etc..

Une conversion typique utilise un Contrôleur DC et un docteur moteur. La personne effectuant la conversion décide de la tension à laquelle le système fonctionnera - généralement entre 96 volts et 192 volts. La décision de tension contrôle le nombre de batteries dont la voiture aura besoin et le type de moteur et de contrôleur que la voiture utilisera. Les moteurs et contrôleurs les plus couramment utilisés dans les conversions à domicile proviennent de l'industrie des chariots élévateurs électriques.

Habituellement, la personne effectuant la conversion dispose d'un «véhicule donateur» qui servira de plate-forme pour la conversion. Presque toujours, le véhicule donneur est une voiture à essence normale qui est convertie en véhicule électrique. La plupart des véhicules des donateurs ont une transmission manuelle.

La personne effectuant la conversion a beaucoup de choix en matière de technologie de batterie. La grande majorité des conversions à domicile utilisent des batteries au plomb-acide, et il existe plusieurs options différentes:

  • Batteries au plomb-acide marines à décharge profonde (elles sont disponibles partout, y compris chez Wal-Mart.)
  • Batteries de voiturettes de golf
  • Batteries scellées hautes performances

Les batteries peuvent avoir un électrolyte noyé, gélifié ou AGM (mat de verre absorbé). Les batteries inondées ont tendance à avoir le coût le plus bas mais aussi la puissance de crête la plus faible.

Une fois que les décisions concernant le moteur, le contrôleur et les batteries sont prises, la conversion peut commencer. Voici les étapes:

  1. Retirez le moteur, le réservoir d'essence, le système d'échappement, l'embrayage et peut-être le radiateur du véhicule donneur. Certains contrôleurs ont des transistors refroidis à l'eau, tandis que certains sont refroidis à l'air.
  2. Fixez une plaque d'adaptation à la transmission et montez le moteur. Le moteur nécessite normalement des supports de montage personnalisés.
  3. Habituellement, le moteur électrique a besoin d'un réducteur pour une efficacité maximale. Le moyen le plus simple de créer la réduction de vitesse consiste à fixer la transmission manuelle existante en première ou en deuxième vitesse. Cela permettrait d'économiser du poids pour créer un engrenage de réduction personnalisé, mais normalement c'est trop cher.
  4. Montez le contrôleur.
  5. Trouvez de l'espace et construisez des supports pour tenir en toute sécurité toutes les batteries. Installez les piles. Les batteries scellées ont l'avantage de pouvoir être tournées sur le côté et installées dans toutes sortes de coins et recoins.
  6. Câblez les batteries et le moteur au contrôleur avec un câble de soudage de calibre # 00.
  7. Si la voiture a une direction assistée, câbler et monter un moteur électrique pour la pompe de direction assistée.
  8. Si la voiture est climatisée, câbler et monter un moteur électrique pour le compresseur A / C.
  9. Installez un petit chauffe-eau électrique pour chauffer et branchez-le dans le noyau de chauffage existant, ou utilisez un petit radiateur électrique en céramique.
  10. Si la voiture est équipée de freins électriques, installez une pompe à vide pour faire fonctionner le servofrein.
  11. Installer un système de charge.
  12. Installez un convertisseur CC-CC pour alimenter la batterie accessoire.
  13. Installez une sorte de voltmètre pour pouvoir détecter l'état de charge de la batterie. Ce voltmètre remplace la jauge à essence.
  14. Installez les potentiomètres, accrochez-les à la pédale d'accélérateur et connectez-vous au contrôleur.
  15. La plupart des voitures électriques maison utilisant des moteurs à courant continu utilisent la marche arrière intégrée à la transmission manuelle. Les moteurs à courant alternatif avec des contrôleurs avancés font simplement tourner le moteur en sens inverse et nécessitent un simple interrupteur qui envoie un signal inverse au contrôleur. En fonction de la conversion, vous devrez peut-être installer une sorte d'interrupteur inverse et un câble au contrôleur.
  16. Installez un grand relais (également appelé contacteur) qui peut connecter et déconnecter la batterie de la voiture vers et du contrôleur. Ce relais est la façon dont vous allumez la voiture lorsque vous voulez la conduire. Vous avez besoin d'un relais qui peut transporter des centaines d'ampères et qui peut couper de 96 à 300 volts DC sans tenir un arc.
  17. Recâbler le commutateur d'allumage afin qu'il puisse allumer tous les nouveaux équipements, y compris le contacteur.

-Une fois que tout est installé et testé, la nouvelle voiture électrique est prête à partir!

Une conversion typique, si elle utilise toutes les nouvelles pièces, coûte entre 5 000 $ et 10 000 $ (sans compter le coût du véhicule du donateur ou de la main-d'œuvre). Les coûts se décomposent comme ceci:

  • Batteries - 1000 $ à 2000 $
  • Moteur - 1000 $ à 2000 $
  • Contrôleur - 1000 $ à 2000 $
  • Plaque d'adaptation - 500 $ à 1000 $
  • Autres (moteurs, câblage, interrupteurs, etc.) - 500 $ à 1000 $

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Plus de liens intéressants

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  • L'Association de l'automobile électrique
  • Electro Automobile
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  • La GM EV1 - peut-être la voiture électrique la plus connue
  • Planète verte
  • TreeHugger.com



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OscarsMow ([email protected])
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