Cómo funcionan los coches eléctricos

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Galería de imágenes: Coches eléctricos El coche eléctrico Subaru R1e se puede cargar durante la noche con corriente doméstica. Tiene un alcance de 50 millas y una velocidad máxima de 62 millas por hora. Vea más fotos de autos eléctricos. STAN HONDA / AFP / Getty Images

Los coches eléctricos son algo que aparece en las noticias todo el tiempo. Hay varias razones para el continuo interés en estos vehículos:

  • Los coches eléctricos generan menos contaminación que los que funcionan con gasolina, por lo que son una alternativa ecológica a los vehículos que funcionan con gasolina (especialmente en las ciudades).
  • Cualquier noticia sobre coches híbridos suele hablar también de coches eléctricos..
  • Los vehículos propulsados ​​por pilas de combustible son coches eléctricos y las pilas de combustible están recibiendo mucha atención en este momento en las noticias.

Un automóvil eléctrico es un automóvil impulsado por un motor eléctrico en lugar de un motor de gasolina..

Desde el exterior, probablemente no tenga idea de que un automóvil es eléctrico. En la mayoría de los casos, los automóviles eléctricos se crean convirtiendo un automóvil a gasolina, y en ese caso es imposible saberlo. Cuando conduce un automóvil eléctrico, a menudo lo único que le da una pista de su verdadera naturaleza es el hecho de que está casi silencio.

Bajo el capó, hay muchas diferencias entre los autos eléctricos y de gasolina:

  • El motor de gasolina se reemplaza por un motor eléctrico.
  • El motor eléctrico obtiene su energía de un controlador.
  • El controlador obtiene su poder de una serie de baterías recargables.

Un motor de gasolina, con sus líneas de combustible, tubos de escape, mangueras de refrigerante y colector de admisión, tiende a parecer un proyecto de plomería. Un coche eléctrico es definitivamente un alambrado proyecto.

Para tener una idea de cómo funcionan los coches eléctricos en general, comencemos por mirar un coche eléctrico típico para ver cómo se combina..

Un automóvil eléctrico típico, este tiene algunas calcomanías particularmente elegantes. Este vehículo es propiedad de Jon Mauney.

El coche eléctrico que usaremos para esta discusión se muestra aquí..

Este vehículo eléctrico comenzó su vida como un Geo Prisma 1994 normal de gasolina. Aquí están las modificaciones que lo convirtieron en un automóvil eléctrico:

  • Se quitaron el motor de gasolina, junto con el silenciador, el convertidor catalítico, el tubo de escape y el tanque de gasolina..
  • Se quitó el conjunto de embrague. La transmisión manual existente se dejó en su lugar y se fijó en la segunda marcha..
  • Se atornilló un nuevo motor eléctrico de CA a la transmisión con una placa adaptadora.
  • Se agregó un controlador eléctrico para controlar el motor de CA.
El controlador de 50 kW toma 300 voltios CC y produce 240 voltios CA, trifásico. El cuadro que dice "U.S. Electricar" es el controlador..
  • Se instaló una bandeja de batería en el piso del automóvil.
  • Se colocaron cincuenta baterías de plomo-ácido de 12 voltios en la bandeja de la batería (dos juegos de 25 para crear 300 voltios CC).
  • Se agregaron motores eléctricos para alimentar cosas que solían obtener su energía del motor: la bomba de agua, la bomba de dirección asistida, el aire acondicionado.
  • Se agregó una bomba de vacío para los frenos de potencia (que usaban el vacío del motor cuando el automóvil tenía un motor).
La bomba de vacío está a la izquierda del centro.
  • La palanca de cambios para la transmisión manual fue reemplazada por un interruptor, disfrazado como una palanca de cambios de transmisión automática, para controlar el avance y retroceso..
Se utiliza una palanca de cambios de transmisión automática para seleccionar avance y reversa. Contiene un pequeño interruptor, que envía una señal al controlador..
  • Se agregó un pequeño calentador de agua eléctrico para proporcionar calor..
El calentador de agua
  • Se agregó un cargador para que las baterías pudieran recargarse. Este automóvil en particular tiene dos sistemas de carga: uno de un tomacorriente de pared normal de 120 o 240 voltios, y el otro de una paleta de carga inductiva de carga magnética..
El sistema de carga de 120/240 voltios El sistema de carga de paleta inductiva Magna-Charge
  • El medidor de gas fue reemplazado por un voltímetro.
El "medidor de gasolina" de un automóvil eléctrico es un voltímetro simple o una computadora más sofisticada que rastrea el flujo de amperios hacia y desde la batería..

Todo lo demás sobre el coche está en stock. Cuando ingresa para conducir el automóvil, coloca la llave en el encendido y la gira a la posición "on" para encender el automóvil. Cambias a "Drive" con la palanca de cambios, pisa el pedal del acelerador y listo. Funciona como un automóvil de gasolina normal. Aquí hay algunas estadísticas interesantes:

  • El alcance de este automóvil es de aproximadamente 50 millas (80 km).
  • El tiempo de 0 a 60 mph es de aproximadamente 15 segundos..
  • Se necesitan aproximadamente 12 kilovatios-hora de electricidad para cargar el automóvil después de un viaje de 50 millas.
  • Las baterías pesan alrededor de 500 kg (1,100 libras).
  • Las baterías duran de tres a cuatro años..

-Para comparar el costo por milla de automóviles de gasolina con este automóvil eléctrico, aquí hay un ejemplo. La electricidad en Carolina del Norte cuesta aproximadamente 8 centavos por kilovatio-hora en este momento (4 centavos si usa la facturación por tiempo de uso y la recarga por la noche). Eso significa que para una recarga completa, cuesta $ 1 (o 50 centavos con facturación por tiempo de uso). Por lo tanto, el costo por milla es de 2 centavos por milla, o 1 centavo con el tiempo de uso. Si la gasolina cuesta $ 1.20 por galón y un automóvil obtiene 30 millas por galón, entonces el costo por milla es de 4 centavos por milla para la gasolina..

Claramente, el "combustible" para los vehículos eléctricos cuesta mucho menos por milla que para los vehículos de gasolina. Y para muchos, el alcance de 50 millas no es una limitación: la persona promedio que vive en una ciudad o suburbio rara vez conduce más de 30 o 40 millas por día..

Sin embargo, para ser completamente justos, también debemos incluir el costo del reemplazo de la batería. Las baterías son el eslabón débil de los coches eléctricos en este momento. El reemplazo de la batería de este automóvil cuesta alrededor de $ 2,000. Las baterías durarán aproximadamente 20.000 millas, por unos 10 centavos por milla. Puede ver por qué hay tanto entusiasmo en torno a las celdas de combustible en este momento: las celdas de combustible resuelven el problema de la batería (más detalles sobre las celdas de combustible más adelante en el artículo).

Un controlador de CC simple conectado a las baterías y al motor de CC. Si el conductor pisa el pedal del acelerador, el controlador entrega los 96 voltios completos de las baterías al motor. Si el conductor quita el pie del acelerador, el controlador entrega cero voltios al motor. Para cualquier ajuste intermedio, el controlador "corta" los 96 voltios miles de veces por segundo para crear un voltaje promedio entre 0 y 96 voltios..

El corazón de un coche eléctrico es la combinación de:

  • los motor eléctrico
  • El motor controlador
  • los pilas

El controlador toma energía de las baterías y la entrega al motor. El pedal del acelerador se engancha a un par de potenciómetros (resistencias variables), y estos potenciómetros proporcionan la señal que le dice al controlador cuánta potencia se supone que debe entregar. El controlador puede entregar potencia cero (cuando el automóvil está parado), plena potencia (cuando el conductor pisa el pedal del acelerador) o cualquier nivel de potencia intermedio.

El controlador normalmente domina la escena cuando abres el capó, como puedes ver aquí:

El controlador de 300 voltios y 50 kilovatios de este automóvil eléctrico es la caja marcada "U.S. Electricar".

En este automóvil, el controlador toma 300 voltios de CC del paquete de baterías. Lo convierte en un máximo de 240 voltios CA, trifásico, para enviar al motor. Lo hace utilizando transistores muy grandes que encienden y apagan rápidamente el voltaje de las baterías para crear una onda sinusoidal..

Cuando presiona el pedal del acelerador, un cable del pedal se conecta a estos dos potenciómetros:

Los potenciómetros se enganchan al pedal del acelerador y envían una señal al controlador.

La señal de los potenciómetros le dice al controlador cuánta potencia entregar al motor del automóvil eléctrico. Hay dos potenciómetros por razones de seguridad. El controlador lee ambos potenciómetros y se asegura de que sus señales sean iguales. Si no es así, el controlador no funciona. Esta disposición protege contra una situación en la que un potenciómetro falla en la posición completa.

Cables pesados ​​(a la izquierda) conectan la batería al controlador. En el medio hay un interruptor de encendido / apagado muy grande. El haz de cables pequeños de la derecha transporta señales de termómetros ubicados entre las baterías, así como energía para ventiladores que mantienen las baterías frescas y ventiladas.. Los cables pesados ​​que entran y salen del controlador

El trabajo del controlador en un automóvil eléctrico de CC es fácil de entender. Supongamos que el paquete de baterías contiene 12 baterías de 12 voltios, conectadas en serie para crear 144 voltios. El controlador toma 144 voltios DC y lo entrega al motor de forma controlada.

El controlador de CC más simple sería un gran interruptor de encendido / apagado conectado al pedal del acelerador. Cuando pisa el pedal, enciende el interruptor y cuando quita el pie del pedal, lo apaga. Como conductor, tendría que presionar y soltar el acelerador para encender y apagar el motor para mantener una velocidad determinada..

Obviamente, ese tipo de enfoque de encendido / apagado funcionaría, pero sería una molestia conducir, por lo que el controlador hace el pulsante para ti. El controlador lee el ajuste del pedal del acelerador de los potenciómetros y regula la potencia en consecuencia. Digamos que tiene el acelerador presionado hasta la mitad. El controlador lee ese ajuste del potenciómetro y rápidamente enciende y apaga la energía del motor para que esté encendido la mitad del tiempo y apagado la mitad del tiempo. Si tiene el pedal del acelerador al 25 por ciento del fondo, el controlador pulsa la potencia de modo que esté encendido el 25 por ciento del tiempo y apagado el 75 por ciento del tiempo..

La mayoría de los controladores pulsan la potencia más de 15.000 veces por segundo, para mantener la pulsación fuera del rango del oído humano. La corriente pulsada hace que la carcasa del motor vibre a esa frecuencia, por lo que al pulsar a más de 15.000 ciclos por segundo, el controlador y el motor son silenciosos para los oídos humanos..

Un controlador de CA se conecta a un motor de CA. Usando seis juegos de transistores de potencia, el controlador toma 300 voltios CC y produce 240 voltios CA, trifásico. Ver Cómo funciona la red eléctrica para una discusión sobre la energía trifásica. El controlador también proporciona un sistema de carga para las baterías y un convertidor de CC a CC para recargar la batería auxiliar de 12 voltios..

En un controlador de CA, el trabajo es un poco más complicado, pero es la misma idea. El controlador crea tres ondas pseudo-sinusoidales. Para ello, toma el voltaje de CC de las baterías y lo enciende y apaga. En un controlador de CA, existe la necesidad adicional de invertir la polaridad del voltaje 60 veces por segundo. Por lo tanto, en realidad necesita seis juegos de transistores en un controlador de CA, mientras que solo necesita un juego en un controlador de CC. En el controlador de CA, para cada fase se necesita un conjunto de transistores para pulsar el voltaje y otro conjunto para invertir la polaridad. Replica eso tres veces para las tres fases: seis conjuntos totales de transistores.

La mayoría de los controladores de CC utilizados en los coches eléctricos proceden de la industria de las carretillas elevadoras eléctricas. El controlador de CA de Hughes que se ve en la foto de arriba es el mismo tipo de controlador de CA que se usa en el vehículo eléctrico GM / Saturn EV-1. Puede entregar un máximo de 50.000 vatios al motor..

Los coches eléctricos pueden utilizar motores de CA o CC:

  • Si el motor es un motor de corriente continua, entonces puede funcionar con cualquier cosa desde 96 a 192 voltios. Muchos de los motores de CC utilizados en los coches eléctricos proceden de la industria de las carretillas elevadoras eléctricas..
  • Si es un Motor AC, entonces probablemente sea un motor de CA trifásico que funciona a 240 voltios de CA con una batería de 300 voltios.

Las instalaciones de CC tienden a ser más simples y menos costosas. Un motor típico estará en el rango de 20.000 vatios a 30.000 vatios. Un controlador típico estará en el rango de 40.000 vatios a 60.000 vatios (por ejemplo, un controlador de 96 voltios entregará un máximo de 400 o 600 amperios). Los motores de CC tienen la buena característica de que puedes sobremarcha ellos (hasta un factor de 10 a 1) por períodos cortos de tiempo. Es decir, un motor de 20.000 vatios aceptará 100.000 vatios durante un corto período de tiempo y entregará 5 veces su potencia nominal. Esto es ideal para ráfagas cortas de aceleración. La única limitación es la acumulación de calor en el motor. Demasiada sobremarcha y el motor se calienta hasta el punto en que se autodestruye.

Las instalaciones de CA permiten el uso de casi cualquier motor de CA trifásico industrial, y eso puede facilitar la búsqueda de un motor con un tamaño, forma o potencia nominal específicos. Los motores y controladores de CA a menudo tienen regenerar característica. Durante el frenado, el motor se convierte en un generador y devuelve energía a las baterías..

En este momento, el eslabón débil de cualquier automóvil eléctrico son las baterías. Hay al menos seis problemas importantes con la tecnología actual de baterías de plomo-ácido:

  • Son pesados ​​(un paquete de baterías de plomo-ácido típico pesa 1,000 libras o más).
  • Son voluminosos (el automóvil que estamos examinando aquí tiene 50 baterías de plomo-ácido, cada una mide aproximadamente 6 "x 8" por 6 ").
  • Tienen una capacidad limitada (un paquete de baterías de plomo-ácido típico puede contener de 12 a 15 kilovatios-hora de electricidad, lo que le da a un automóvil un alcance de solo 50 millas aproximadamente).
  • Son lentos para cargar (los tiempos de recarga típicos para un paquete de plomo-ácido varían entre cuatro y 10 horas para una carga completa, según la tecnología de la batería y el cargador).
  • Tienen una vida corta (de tres a cuatro años, quizás 200 ciclos completos de carga / descarga).
  • Son caras (quizás $ 2,000 por el paquete de baterías que se muestra en el auto de muestra).

En la siguiente sección veremos más problemas con la tecnología de la batería..

El desafío EV

los Desafío EV (www.ev-challenge.org) es un programa educativo innovador para estudiantes de secundaria y preparatoria que se centra en la construcción de automóviles eléctricos:

  • Los estudiantes de secundaria construyen y compiten en modelos de autos que funcionan con energía solar.
  • Los estudiantes de secundaria convierten vehículos de gasolina de tamaño completo en vehículos eléctricos. Es un proyecto de conversión completo, como se describe en la sección anterior de este artículo..

Los estudiantes aprenden sobre tecnología eléctrica durante todo el año y luego se reúnen para un final de dos días. Además de construir el vehículo eléctrico, los estudiantes de secundaria compiten en autocross (velocidad y agilidad) y eventos de alcance, diseño de vehículos, presentaciones orales, resolución de problemas, diseño de sitios web y participación comunitaria..

El EV Challenge obtiene la mayor parte de su financiación de patrocinadores corporativos y organizaciones gubernamentales, incluidas Advanced Energy Corporation, CP & L / Progress Energy, Duke Power, Dominion Virginia Power, la Oficina de Energía de Carolina del Norte, el Departamento de Medio Ambiente y Recursos Naturales de Carolina del Norte y la EPA..

Jon Mauney (cuyo coche aparece al principio de este artículo) está en el comité de dirección de EV Challenge. Según Jon, CP&L inició el programa EV Challenge en Carolina del Norte. Luego, el programa se extendió a Carolina del Sur, Florida, Virginia, Virginia Occidental y Georgia, y ahora se está extendiendo por todo el país. Miles de alumnos han participado en el EV Challenge.

Si usted o su escuela desean obtener más información sobre el programa EV Challenge, visite www.ev-challenge.org.

- Puede reemplazar las baterías de plomo-ácido con baterías de NiMH. El alcance del automóvil se duplicará y las baterías durarán 10 años (miles de ciclos de carga / descarga), pero el costo de las baterías hoy es de 10 a 15 veces mayor que el de plomo-ácido. En otras palabras, un paquete de baterías de NiMH costará entre $ 20,000 y $ 30,000 (hoy) en lugar de $ 2,000. Los precios de las baterías avanzadas caen a medida que se generalizan, por lo que en los próximos años es probable que los paquetes de baterías de iones de litio y NiMH sean competitivos con los precios de las baterías de plomo-ácido. Los coches eléctricos tendrán un alcance significativamente mejor en ese momento.

Cuando observa los problemas asociados con las baterías, obtiene una perspectiva diferente sobre la gasolina. Dos galones de gasolina, que pesan 15 libras, cuestan $ 3.00 y tardan 30 segundos en verterse en el tanque, equivalen a 1,000 libras de baterías de plomo-ácido que cuestan $ 2,000 y demoran cuatro horas en recargarse..

Los problemas con la tecnología de las baterías explican por qué existe tanto entusiasmo en torno a las celdas de combustible en la actualidad. En comparación con las baterías, las pilas de combustible serán más pequeñas, mucho más ligeras y recargables instantáneamente. Cuando funcionan con hidrógeno puro, las pilas de combustible no presentan ninguno de los problemas ambientales asociados con la gasolina. Es muy probable que el coche del futuro sea un coche eléctrico que obtiene su electricidad de una pila de combustible. Todavía hay mucha investigación y desarrollo que tendrá que ocurrir, sin embargo, antes de que las pilas de combustible confiables y económicas puedan alimentar automóviles..

Casi cualquier automóvil eléctrico tiene otra batería a bordo. Esta es la batería de plomo-ácido normal de 12 voltios que tiene todo automóvil. La batería de 12 voltios proporciona energía para los accesorios: cosas como faros, radios, ventiladores, computadoras, bolsas de aire, limpiaparabrisas, ventanas eléctricas e instrumentos dentro del automóvil. Dado que todos estos dispositivos están disponibles y estandarizados a 12 voltios, tiene sentido desde un punto de vista económico que un automóvil eléctrico los use..

Por lo tanto, un automóvil eléctrico tiene una batería de plomo-ácido normal de 12 voltios para alimentar todos los accesorios. Para mantener la batería cargada, un automóvil eléctrico necesita un Convertidor de CC a CC. Este convertidor toma la energía de CC de la batería principal (a, por ejemplo, 300 voltios CC) y la convierte a 12 voltios para recargar la batería adicional. Cuando el automóvil está encendido, los accesorios obtienen su energía del convertidor de CC a CC. Cuando el automóvil está apagado, obtienen su energía de la batería de 12 voltios como en cualquier vehículo de gasolina..

El convertidor de CC a CC es normalmente una caja separada debajo del capó, pero a veces esta caja está integrada en el controlador..

Por supuesto, cualquier automóvil que use baterías necesita una forma de cargarlas..

Abrir la puerta de llenado de gas revela el enchufe de carga. 2008

Cualquier automóvil eléctrico que use baterías necesita un cargando sistema para recargar las pilas. El sistema de carga tiene dos objetivos:

  • Para bombear electricidad a las baterías tan rápido como las baterías lo permitan
  • Para controlar las baterías y evitar dañarlas durante el proceso de carga

Los sistemas de carga más sofisticados controlan el voltaje de la batería, el flujo de corriente y la temperatura de la batería para minimizar el tiempo de carga. El cargador envía tanta corriente como puede sin aumentar demasiado la temperatura de la batería. Los cargadores menos sofisticados pueden controlar únicamente el voltaje o el amperaje y hacer ciertas suposiciones sobre las características promedio de la batería. Un cargador como este podría aplicar la corriente máxima a las baterías hasta el 80 por ciento de su capacidad, y luego cortar la corriente a un nivel preestablecido para el 20 por ciento final para evitar el sobrecalentamiento de las baterías..

El coche eléctrico de Jon Mauney en realidad tiene dos sistemas de carga diferentes. Un sistema acepta energía de 120 voltios o 240 voltios de una toma de corriente normal. El otro es el sistema de carga inductiva Magna-Charge popularizado por el vehículo GM / Saturn EV-1. Veamos cada uno de estos sistemas por separado.

El sistema de carga doméstico normal tiene la ventaja de la conveniencia: en cualquier lugar donde pueda encontrar un tomacorriente, puede recargar. La desventaja es el tiempo de carga..

Una toma de corriente doméstica normal de 120 voltios suele tener un disyuntor de 15 amperios, lo que significa que la cantidad máxima de energía que puede consumir el automóvil es de aproximadamente 1.500 vatios o 1,5 kilovatios-hora por hora. Dado que la batería del automóvil de Jon normalmente necesita de 12 a 15 kilovatios-hora para una recarga completa, puede llevar de 10 a 12 horas cargar completamente el vehículo con esta técnica..

Al usar un circuito de 240 voltios (como el tomacorriente de una secadora eléctrica), el automóvil podría recibir 240 voltios a 30 amperios, o 6,6 kilovatios-hora por hora. Esta disposición permite una carga significativamente más rápida y puede recargar completamente la batería en cuatro a cinco horas..

En el automóvil de Jon, se quitó el tubo de llenado de gas y se reemplazó por un enchufe de carga. Simplemente enchufarlo a la pared con un cable de extensión resistente inicia el proceso de carga.

Primer plano del enchufe 2008 Enchufa el auto en cualquier lugar para recargar. Foto cortesía de Jon Mauney

En este automóvil, el cargador está integrado en el controlador. En la mayoría de los autos de fabricación casera, el cargador es una caja separada ubicada debajo del capó, o incluso podría ser una unidad independiente separada del auto..

En la siguiente sección veremos el sistema Magna-Charge.

Corriente de carga Foto cortesía de Jon Mauney

El sistema Magna-Charge consta de dos partes:

  • Una estación de carga montada en la pared de la casa.
  • Un sistema de carga en el maletero del coche.

La estación de carga está cableada a un circuito de 240 voltios y 40 amperios a través del panel de circuitos de la casa..

El sistema de carga envía electricidad al automóvil usando este paleta inductiva:

Foto cortesía de Jon Mauney

La paleta encaja en una ranura oculta detrás de la placa de matrícula del automóvil.

Foto cortesía de Jon Mauney

La paleta actúa como la mitad de un transformador. La otra mitad está dentro del automóvil, colocada alrededor de la ranura detrás de la placa. Cuando inserta la paleta, forma un transformador completo con la ranura y la energía se transfiere al automóvil.

Una ventaja del sistema inductivo es que no hay contactos eléctricos expuestos. Puede tocar la paleta o dejar caer la paleta en un charco de agua y no hay peligro. La otra ventaja es la capacidad de bombear una cantidad significativa de corriente al automóvil muy rápidamente porque la estación de carga está cableada a un circuito dedicado de 240 voltios..

El conector de carga de alta potencia de la competencia generalmente se denomina "Enchufe avcon"y es utilizado por Ford y otros. Cuenta con contactos de cobre a cobre en lugar de la paleta inductiva, y tiene una interconexión mecánica elaborada que mantiene los contactos cubiertos hasta que el conector se acopla con el receptáculo del vehículo. Emparejamiento de este conector con protección GFCI lo hace seguro en cualquier tipo de clima. Jon Mauney señala lo siguiente:

-Una característica importante del proceso de carga es la "ecualización". Un EV tiene una serie de baterías (en algún lugar entre 10 y 25 módulos, cada uno con tres a seis celdas). Las baterías están estrechamente emparejadas, pero no son idénticas. Por tanto, tienen ligeras diferencias en capacidad y resistencia interna. Todas las baterías en una cadena necesariamente emiten la misma corriente (leyes de la electricidad), pero las baterías más débiles tienen que "trabajar más duro" para producir la corriente, por lo que están en un estado de carga ligeramente más bajo al final de la unidad. Por lo tanto, las baterías más débiles necesitan más recargas para volver a cargarse por completo. Dado que las baterías están en serie, también obtienen exactamente la misma cantidad de recarga, dejando la batería débil aún más débil (relativamente) de lo que estaba antes. Con el tiempo, esto da como resultado que una batería se estropee mucho antes que el resto del paquete. El efecto de eslabón más débil significa que esta batería determina el alcance del vehículo y la usabilidad del automóvil disminuye. La solución común al problema es la "carga de compensación". Sobrecargue suavemente las baterías para asegurarse de que las celdas más débiles se carguen por completo. El truco consiste en mantener las baterías equilibradas sin dañar las baterías más potentes con una sobrecarga. Hay soluciones más complejas que escanean las baterías, miden voltajes individuales y envían corriente de carga adicional a través del módulo más débil..

En la siguiente sección, veremos una conversión paso a paso..

- -La mayoría de los coches eléctricos que circulan en la actualidad son vehículos de conversión "hechos en casa". Las personas interesadas en los automóviles eléctricos convierten los automóviles existentes a gasolina en eléctricos en sus patios traseros y garajes. Hay muchos sitios web que hablan sobre el fenómeno y te muestran cómo hacerlo, dónde conseguir repuestos, etc..

Una conversión típica utiliza un Controlador DC y un motor de corriente continua. La persona que realiza la conversión decide a qué voltaje funcionará el sistema, generalmente entre 96 voltios y 192 voltios. La decisión de voltaje controla cuántas baterías necesitará el automóvil y qué tipo de motor y controlador utilizará. Los motores y controladores más comunes utilizados en las conversiones domésticas provienen de la industria de las carretillas elevadoras eléctricas..

Por lo general, la persona que realiza la conversión tiene un "vehículo donante" que actuará como plataforma para la conversión. Casi siempre, el vehículo donante es un automóvil normal a gasolina que se convierte en eléctrico. La mayoría de los vehículos de donantes tienen transmisión manual..

La persona que realiza la conversión tiene muchas opciones cuando se trata de tecnología de batería. La gran mayoría de las conversiones domésticas utilizan baterías de plomo-ácido y hay varias opciones diferentes:

  • Baterías marinas de plomo-ácido de ciclo profundo (están disponibles en todas partes, incluido Wal-mart).
  • Baterías para carritos de golf
  • Baterías selladas de alto rendimiento

Las baterías pueden tener un electrolito inundado, gelificado o AGM (esterilla de vidrio absorbido). Las baterías inundadas tienden a tener el costo más bajo pero también la potencia máxima más baja.

Una vez que se toman las decisiones sobre el motor, el controlador y las baterías, puede comenzar la conversión. Estos son los pasos:

  1. Retire el motor, el tanque de gasolina, el sistema de escape, el embrague y quizás el radiador del vehículo donante. Algunos controladores tienen transistores refrigerados por agua, mientras que otros están refrigerados por aire.
  2. Coloque una placa adaptadora a la transmisión y monte el motor. El motor normalmente requiere soportes de montaje personalizados.
  3. Por lo general, el motor eléctrico necesita un engranaje reductor para lograr la máxima eficiencia. La forma más fácil de crear la reducción de engranajes es fijar la transmisión manual existente en primera o segunda velocidad. Ahorraría peso crear un engranaje de reducción personalizado, pero normalmente es demasiado caro.
  4. Monte el controlador.
  5. Encuentre espacio y construya soportes para sujetar con seguridad todas las baterías. Instale las baterías. Las baterías selladas tienen la ventaja de que se pueden voltear de lado y colocar en todo tipo de rincones y grietas..
  6. Conecte las baterías y el motor al controlador con un cable de soldadura calibre # 00.
  7. Si el automóvil tiene dirección asistida, cablee y monte un motor eléctrico para la bomba de dirección asistida.
  8. Si el automóvil tiene aire acondicionado, conecte y monte un motor eléctrico para el compresor de A / C.
  9. Instale un pequeño calentador de agua eléctrico para calentar y conéctelo al núcleo del calentador existente, o use un pequeño calentador eléctrico de cerámica..
  10. Si el automóvil tiene frenos de potencia, instale una bomba de vacío para operar el servofreno.
  11. Instalar un sistema de carga.
  12. Instale un convertidor de CC a CC para alimentar la batería adicional.
  13. Instale algún tipo de voltímetro para poder detectar el estado de carga de la batería. Este voltímetro reemplaza el medidor de gas.
  14. Instale potenciómetros, engánchelos al pedal del acelerador y conéctelos al controlador.
  15. La mayoría de los coches eléctricos de fabricación casera que utilizan motores de CC utilizan la marcha atrás incorporada en la transmisión manual. Los motores de CA con controladores avanzados simplemente hacen funcionar el motor en reversa y necesitan un interruptor simple que envíe una señal inversa al controlador. Dependiendo de la conversión, es posible que deba instalar algún tipo de interruptor inverso y cable al controlador.
  16. Instale un relé grande (también conocido como contactor) que puede conectar y desconectar la batería del automóvil hacia y desde el controlador. Este relé es la forma en que "enciende" el automóvil cuando desea conducirlo. Necesita un relé que pueda transportar cientos de amperios y que pueda romper de 96 a 300 voltios de CC sin mantener un arco..
  17. Vuelva a cablear el interruptor de encendido para que pueda encender todo el equipo nuevo, incluido el contactor.

-Una vez que todo está instalado y probado, el nuevo coche eléctrico está listo para funcionar.!

Una conversión típica, si utiliza todas las piezas nuevas, cuesta entre $ 5,000 y $ 10,000 (sin contar el costo del vehículo o la mano de obra del donante). Los costos se desglosan así:

  • Baterías - $ 1,000 a $ 2,000
  • Motor - $ 1,000 a $ 2,000
  • Controlador: $ 1,000 a $ 2,000
  • Placa adaptadora - $ 500 a $ 1,000
  • Otros (motores, cableado, interruptores, etc.): $ 500 a $ 1,000

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