Содержание:
- Чем электрическая платформа отличается от машин с ДВС
- Что нужно будет переделать в машине
- Как выбрать высоковольтную батарею
Продажи электромобилей в мире постоянно растут, но могли быть и выше – процесс тормозит их высокая цена. А как насчет замены старого бензинового или дизельного двигателя на электрический?
Liga.Tech исследовала этот вопрос, изучила технические нюансы таких авто и узнала, как можно узаконить переход от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на электротягу.
Чем электрическая платформа отличается от машин с ДВС
Главное отличие электрической платформы от бензиновой/дизельной – размещение тяговой батареи.
У современных заводских электромобилей аккумулятор – цельный и моноблоковый, размещается с учетом низкого центра тяжести, с заранее предусмотренной возможностью его легкого демонтажа, охлаждения и обогрева. Он не съедает (или почти не съедает) полезный объем салона и багажника, под капотом даже находится место под небольшой дополнительный грузовой отсек.
Если мы электрифицируем бензиновый автомобиль, батарею придется ставить там, где получится. Аккумулятор будет не цельным, а разделенным на несколько частей – например, одна часть в багажнике, другая – в салоне.
Такое расположение значительно уменьшает объем багажника, а батарея будет меньшей емкости, чем в таком же по габаритам электромобиле. Однако это приемлемые компромиссы, с которыми вполне можно мириться.
Еще один недостаток – неравномерное увеличение массы авто. Из-за этого придется мириться с уменьшенной грузоподъемностью переделанного транспорта, ухудшением управляемости и уменьшением ресурса ходовой – если ее не усилить, чтобы она лучше держала вес батарей.
Что нужно будет переделать в машине
Как происходит переоборудование авто, помогли разобраться мастера сервиса ремонта электромобилей и гибридов Master Service Electro.
- Двигатель
Сначала производится замена двигателя. Оптимально, если бензиновый автомобиль-донор был переднеприводным, тогда можно убрать сразу ДВС со штатной коробкой передач и поставить электродвигатель с уже интегрированной трансмиссией. Трансмиссии на электромобилях нет, эта функция обычно выполняется редуктором и дифференциалом главной передачи.
Для электродвигателя с его высоколинейной тягой во всем диапазоне оборотов классическая коробка с множеством передач и их нескончаемым переключением вверх-вниз совершенно не нужна. Электродвигатель ставится на родные подушки через кронштейны-переходники – либо готовые, либо изготовленные по месту. Для водяного охлаждения электродвигателя используется штатный радиатор и небольшой электронасос.
- CAN-шина
Двигатель управляется через электронную педаль, которая через блок управления связывается со штатными системами автомобиля. Для нормальной работы системы нужно иметь специальную прошивку, рассчитанную на конкретную модель автомобиля. Блок управления общается со штатной электроникой автомобиля по CAN-шине.
CAN-шина двигателя позволяет быстро передавать информацию между различными блоками в авто, ее команды известны и стандартизированы. Ее используют также для диагностики авто.
Кроме регулировки мощности и оборотов двигателя, происходит много разных связей и коммуникаций по CAN-шине – например, при отпускании педали газа без касания тормозов, CAN-шина отправляет команду на загорание сзади стоп-сигналов: электромобиль благодаря эффекту рекуперации тормозит двигателем намного эффективнее, чем бензиновый, поэтому движение накатом должно информировать водителей машин, которые двигаются сзади.
- Трансмиссия
Трансмиссия (редуктор) подключается к передним колесам через ШРУСы. В случае универсальных комплектов для электрификации ШРУСы производятся индивидуально под каждое авто путем удлинения или укорочения родных заводских и сочетания их со шлицевыми частями соединения с трансмиссией. Изготовление таких ШРУСов – процедура несложная и хорошо знакомая всем механикам автомастерских и тюнинговым ателье.
- Рулевое управление
Не придется вносить изменения в конструкцию, если авто оснащено электрическим или электрогидравлическим усилителем руля. Если же авто более старое и оснащено гидроусилителем руля – желательно его заменить на электро, чтобы снизить потери энергии батареи.
- Тормоза
Штатные тормоза остаются, по гидравлике без изменений, то же касается и всех функций, связанных с ABS и ESP – разных электронных помощников водителя. Единственное, что нужно учитывать, сохранят ли свою эффективность стандартные тормоза и не увеличится ли тормозной путь авто, если масса будущего электромобиля возрастет. Но это зависит от конкретного автомобиля.
Даже некоторые автопроизводители экономят на таких важных вещах, как безопасность: например, на популярном у нас Volkswagen ID.4 из Китая на задней оси стоят барабанные тормоза, которые на такой тяжелой машине не слишком эффективны, в отличие от дисковых. Это странное решение, которое может привести к непредсказуемому поведению авто в экстремальных ситуациях.
- Климатическая система
Ее тоже нужно менять. Поскольку, убрав ДВС, мы теряем источник тепла и источник охлаждения (энергия из ДВС также нужна, чтобы крутить компрессор кондиционера). Но в целом переработка "климата" – несложное дело и при стандартизированном подходе не занимает много времени.
Для охлаждения салона устанавливается универсальный кондиционер, компрессор которого питается от тяговой батареи. Для работы печки можно установить электрический тен (но у него большое энергопотребление, и такое решение сильно снизит запас хода авто). Более рациональное решение – установка бензинового или дизельного обогревателя, "сухого фена". Но такое решение нельзя назвать экологичным.
Без изменений остается стандартный 12-вольтовый аккумулятор, от которого продолжает питаться светотехника, электроприводы стекла, мультимедиа. Этот аккумулятор подзаряжается от высоковольтной тяговой батареи.
Как выбрать высоковольтную батарею
Батарея является ключевой и дорогой частью электромобиля. Существует немало типов, но выбирать лучшее между тройной литиевой и литий-железо-фосфатной (LFP).
Литиевые имеют более высокую и производительную емкость батареи, больший запас хода и меньший вес.
Зимой, особенно в морозную погоду, тройные литиевые показывают себя лучше: нижний предел рабочей температуры – -30°C. В литий-железо-фосфатных – -15°C. При высоких температурах – наоборот, литий-железо-фосфатная более эффективна.
Сколько полных циклов зарядки-разрядки переживет батарея? Тройная литиевая – 1200 циклов, а литий-железо-фосфатная (LFP) – 3000. По этой причине компании советуют владельцам электромобилей с тройной литиевой заряжаться до 80% и не опускать заряд ниже 20%. А для LFP это необязательно.
Читайте нас в Telegram: только важные и проверенные новости
Что ставят автопроизводители? Тройные литиевые используются на популярных у нас: Volkswagen ID.4 и ID.6; Tesla Model Y, Model X и Model S; Toyota bZ4X и Honda (DongFeng) e:NS1; и на премиальных китайских моделях брендов Zeekr и NIO.
Литий-железо-фосфатные устанавливают преимущественно китайцы: на модели BYD, Changan и Chery.
Как электроника управляет батареей
Модуль распределения питания – это довольно типичный универсальный блок, который серийно производится с разными значениями мощностей под широкую гамму двигателей и батарей. Это встроенное зарядное устройство и преобразователь с высоким напряжением на 12 вольт. В него, в частности, заложен протокол медленной зарядки (чтобы заряжать не только от быстрых уличных зарядок, но и от домашней электросети).
Общее управление и распределение энергии, в зависимости от типа зарядки (медленная, обычная, ускоренная или сверхбыстрая), полагается на центральный контроллер BMS. Вышеупомянутые блоки управления контролируют не только ячейки батареи, но и всю электрическую сеть, соединяющую элементы. Есть мощные реле, разрывающие их при внештатных отклонениях в приводе или при любых истоках токов. Есть классические предохранители, защищающие от короткого замыкания.
Дополнительно следует продумать гидрозащиту, систему патрубков для охлаждения и вентиляции, набор специальных защищенных высоковольтных разъемов и прочее, что нужно для диагностики. И крепление к кузову, который у некоторых электромобилей делает батарею еще и частью его силовой структуры.
Без системы охлаждения использовать электромобиль будет затруднительно.
В современных батареях мощных электромобилей применяются разные способы охлаждения и подогрева батареи, например, через систему магистралей, заполненных антифризом. В условиях высокой нагрузки или при сверхбыстрой зарядке эта система снимает избыточное тепло, а при низких температурах, напротив, подогревает ячейки.
Бывает и воздушное охлаждение батареи (например, на Kia Soul Ev воздух убирается внизу сиденья пассажиров, а после теплообмена выводится на улицу через клапан, расположенный в задней части багажника). Но эта система малоэффективна.
Такой электромобиль можно доработать и получить пауэрбанк на колесах.
В модуль распределения питания можно встроить "обратный инвертор". Таким образом получится мощный "пауэрбанк" с выходом 220 вольт и мощностью 3 киловатт. При необходимости можно питать от него другие электрокары, устройства или даже частный дом.
Можно ли узаконить такое транспортное средство
Liga.Tech обратилась за комментарием к Александру Гейваху, юристу и адвокату компании MK Partners.
По мнению нашего собеседника, у владельцев таких машин возникнут бюрократические проблемы. Даже перевод бензинового или дизельного автомобиля на газ до сих пор вызывает ряд сложностей, а узаконить переход от ДВС на электротягу будет еще труднее.
По словам юриста, интеллектуальные права на ту или иную модель автомобиля, которая будет "модернизироваться", принадлежат автопроизводителю. Как BMW, Toyota или VW отнесутся к тому, что из их машины сделали электромобиль – вопрос открытый.
С точки зрения закона – переоборудование транспортных средств должно производиться в соответствии с требованиями Закона Украины "О дорожном движении".
Так, указанным законом определено, что "переоборудование транспортных средств, приводящее к изменению полной массы и ее распределению по осям, размещению центра тяжести, типа двигателя, его веса и мощности, колесной базы или колесной формулы, системы тормозного и рулевого управления и трансмиссии должно быть согласовано с производителями транспортных средств или специально уполномоченными на это Кабинетом Министров Украины организациями, к которым относятся ГП "ДержавтотрансНДІпроект" и Главный сервисный центр МВД".
Еще один важный нюанс, который касается безопасности: каждый автопроизводитель следит за результатами краш-тестов, например, европейской независимой организации EuroNCAP и т.д. Затем они анализируют полученные результаты и вносят конструктивные изменения на программном уровне для улучшения результата. Непонятно, кто будет нести ответственность — первоначальный автопроизводитель или изменивший конструкцию машины, — если такой автомобиль-конструктор по какой-то причине сломается или попадет в ДТП и не все системы безопасности сработают корректно.
Кроме того, Александр обратил внимание, что могут возникнуть сложности с кредитными или лизинговыми автомобилями. После переоборудования юридически это будет другой автомобиль, а значит, необходимо менять объект кредита или лизинга. Также владелеца такого транспорта ждут трудности, если захочет его продать.
Читайте такжеРейд по автосалонам. Какие новые модели появятся на украинском рынке в 2024 году
