Преработка на бензинов автомобил в електрически – как, защо и колко ще струва?

Електрическа кола, направена от бензинова кола – гаражна модификация или стабилна и доказана технология? Но нека поставим въпроса по различен начин: може би това е единственият начин да получите електрическа кола на разумна цена в един особен момент за автомобилния пазар?

Преди известно време калининградският завод на „Автотор“ обяви общонационална инициатива за преобразуване на употребявани бензинови и дизелови автомобили на електрически. Първата стъпка е електрификацията на моделите на Kia и BMW за моделите години между 2000 г. и 2009 г., които самата „Автотор“ произвежда в миналото. След това ще се премине към производство на универсални комплекти за електрификация – мотори, батерии и пр. – за всички останали марки автомобили. Тази информация, представена от жителите на Калининград на Международното изложение за резервни части и оборудване в Москва, обиколи всички медии. 

По този въпрос говори експерт, който от много години е пряко ангажиран с превръщането на конвенционалните автомобили с двигател с вътрешно горене в електрически превозни средства. Игор Корхов, руски инженер в областта на електрическия транспорт, собственик на Lada ElLada, която самият той значително модифицира (пренавиване на двигателя, увеличаване на капацитета на батерията) и консултант на руските разработчици на автомобилни електродвигатели, обръща по-сериозно внимание на темата.

Утопия или реалност?

За потребителите, които са сравнително далеч от технологиите, процедурата за преобразуване на бензинов или дизелов автомобил в електрически дори и за някой технологично напреднал ентусиаст това изглежда като някаква утопия. Всички тези промени не са изненадващи сами по себе си, но винаги са били смятани за част от дейността на „гаражните майстори“ и малките ателиета, работещи по поръчка. И е доста трудно да си представим нещо подобно, така да се каже, в национален мащаб, подкрепено от законодателна рамка. Но всъщност цялата тази история се вписва добре в техническите норми и стандарти, приети в световната автомобилна индустрия.

„Най-простите електрически комплекти за монтаж на автомобил с двигател с вътрешно горене се произвеждат по света от много дълго време. Всичко наистина започва с малки серии на най-простите „безмозъчни“ компоненти, но в крайна сметка тази индустрия се разви и днес се произвеждат комплекти за конкретни машини и те са доста напреднали технически. Тези комплекти за електрификация вече съдържат контролери за управление за съвместна работа със стандартната електроника на определени модели; те се монтират „с болтове“ (или почти „с болтове“) - но със сигурност без, както се казва, „заваряване“.

Процесът на замяна на двигателя с вътрешно горене със стандартната му инфраструктура с електродвигател със съответната инфраструктура е доста технологично напреднал и доказан. Не бива да мислите, че всеки екземпляр на преработена кола е индивидуален, като гаражна домашна продукция, и трябва да бъдат стриктно проучени от специалисти експерти преди регистрация. Работните карти, както и изискванията за сертифициране и стандартизация на такива процедури съществуват в света отдавна и прехвърлянето им към руската система от стандарти и правила няма да бъде проблем“, изтъква Корхов.

Измислица ли е електрическата платформа?

Тези, които отдавна наблюдават развитието на индустрията за електрически превозни средства, вероятно знаят „мантрата“, че електрическото превозно средство може да бъде „истинско и завършено“ само ако се основава на специално разработена платформа от нулата, първоначално проектирана за електрически мотор и без „тежкото бензиново наследство“. Въпреки това, характеристиките на преработените автомобили, които преди това са имали двигатели с вътрешно горене, декларирани от същите автодилъри, не изглеждат по-лоши от характеристиките на съвременните автомобили, изградени на специално разработена електрическа платформа. Наличната мощност на електродвигателите е до 170 конски сили, пробегът с едно зареждане е до 300-400 километра... Наистина ли електромобилната платформа е толкова важна в действителност?

„Да и не! Ключовите вектори за развитие на електрическия транспорт наистина включват развитие именно на базата на нови, чисто електрически платформи, без бензино-дизелов фон. Но не бива да мислите, че това коренно променя цялостната концепция на съвременната кола. При две трети - всичко е същото.

Основните разлики между електрическата платформа и конвенционалната са в разположението на тяговата батерия, която първоначално е вградена в геометрията на купето. Батерията е моноблок, поставена с нисък център на тежестта, като предварително е осигурена възможност за лесното й разглобяване, охлаждане и отопление. Тя не „изяжда“ (или почти не изяжда) полезния обем на интериора и багажника и дори под капака е възможно да се отдели място за малко допълнително товарно отделение. Но ако електрифицираме бензинова кола, тогава трябва да поставим батерията там, където работи.

Батерията почти неизбежно се оказва разпределена - малко тук, малко там... Нужни е значително количество багажно пространство, батерията се оказва с по-малък капацитет, отколкото в електрически автомобил с точно същите размери. Трябва обаче да разберем, че това са напълно приемливи компромиси, които могат да бъдат толерирани“, подчертава Корхов.

Какво трябва да се промени?

На първо място, разбира се, се сменя двигателят. Оптимално е, ако донорският бензинов автомобил е с предно задвижване - тогава можете веднага да премахнете двигателя с вътрешно горене от стандартната скоростна кутия и да свържете електрическия мотор с вече интегрираната трансмисия. Трансмисията там е проста - малка скоростна кутия и диференциал; за електродвигател с неговата силно линейна тяга в целия диапазон на скоростта, абсолютно не е необходима класическа скоростна кутия с много предавки и тяхното безкрайно превключване. Електрическият двигател се поставя върху оригиналните стойки чрез адаптерни скоби - готови или произведени на място. За водно охлаждане на електродвигателя се използва стандартен радиатор и малка дистанционна електрическа помпа.

Двигателят се управлява чрез електронен педал, който комуникира чрез контролния блок със стандартните системи на автомобила. Блоковете за управление или по-скоро техният фърмуер вече са специализирани, предназначени за конкретен модел автомобил. Те комуникират със стандартната електроника на автомобила чрез CAN шина, чиито команди са известни и стандартизирани.

В допълнение към регулирането на мощността и оборотите на двигателя, много различни връзки и комуникации се използват чрез CAN шината - добре, например, отпускането на педала на газта, без да се докосва спирачката, вече трябва да изпрати команда за светване на стоп светлините: в края на краищата, електрическият автомобил, благодарение на рекуперационния ефект, спира с електрическия мотор много по-ефективно от бензиновия двигател, така че шофьорите зад колата ще бъдат информирани за движението по инерция.

Трансмисията е свързана към главините на предните колела чрез CV шарнири. При универсалните комплекти за електрификация, CV шарнирите се изработват индивидуално, чрез удължаване или скъсяване на оригиналните и комбинирането им с шлицови части, чиято геометрия съответства на съединителната част в трансмисията. Производството на такива шарнири е общо взето проста процедура, добре позната на всички автосервизи и тунинг ателиета, където се занимават със смяна на двигатели. „Пръчката“ на CV шарнира се нарязва и заварява през дебелостенна тръбна втулка, като се удължава или скъсява, ако е необходимо.

Кормилното управление не се променя. По принцип е възможно да се работи и с чисто серво управление, задвижвано от двигателя, но е по-сложно и има повече загуба на енергия от батерията.

Стандартните хидравлични спирачки остават непроменени, същото важи и за всички функции, свързани с ABS - различни асистенти на водача, внедрени под формата на електронни добавки върху антиблокиращата спирачна система. Единственото нещо, което се добавя е електрическа вакуумна помпа, тъй като източникът на вакуум изчезва заедно с бензиновия двигател. Най-често срещаната вакуумна помпа, характерна за това устройство, се използва при дизелови двигатели поради същата липса на вакуум във всмукателния колектор. Да, и при бензиновите двигатели те понякога се използват като спомагателни.

Климатичната система обаче претърпява сериозни промени - тъй като заедно с двигателя с вътрешно горене изчезват както източникът на топлина, така и източникът на въртящ момент за компресора на климатика. Но ако има добре разработени технологични карти, работата не е поръчково-индивидуална, а стандартизирана.

За охлаждане на интериора е монтиран готов електрически климатик, чийто компресор се захранва от тягов акумулатор. Тези климатици се произвеждат в търговски мащаб и са универсални. Можете да използвате електрически нагревателни елементи като печка - това е просто и евтино, но изключително нерационално и в крайна сметка небюджетно, тъй като за тяхната работа ще трябва да пожертвате значителна част от капацитета на скъпата тягова батерия. Следователно най-разумният начин, тестван от хиляди собственици на фабрични електрически превозни средства, шофиращи в студен климат, е инсталирането на бензинов или дизелов нагревател, „сух сешоар“. Изходът за топъл въздух от котела е свързан към стандартната отоплителна/климатична система и е необходимо само от време на време да се отбиете до бензиностанция и да добавите бензин или дизелово гориво в малък резервоар от няколко литра, разположен под капака.

Цялата 12-волтова електрическа част остава непроменена, която продължава да се захранва от 12 волта или от оловно-киселинна батерия, автоматично презареждана от високоволтовата тягова батерия. Това включва осветителна технология и различни елементи за комфорт като електрически прозорци, седалки, сервомотори на климатичната система и др.

Тяговата батерия с високо напрежение, както вече беше споменато, най-вероятно ще бъде разпределена конструкция. Част от нея ще бъде разположена на мястото на резервоара, част в багажника, част под капака. В тандем с батерията е инсталиран така нареченият „модул за разпределение на мощността“. Това е доста стандартен универсален агрегат, който се произвежда масово с различни стойности на мощността за широка гама двигатели и батерии. Също така е вградено зарядно, както и преобразувател от високо напрежение към 12 волта за нисковолтови вериги на машината.

Това също така включва 6,6 kW протокол за бавно зареждане (за зареждане не само от бързи улични зарядни устройства, но и чрез домашното захранване) и комуникационни протоколи за управлението на батерията. Често този модул има вграден „обратен инвертор“ - за използване на батерията на автомобила като мощна „банка за захранване“ с мощност от 220 волта. Можете да захранвате собствения си дом от колата си, ако електричеството внезапно спре. За целта се използва специален кабел - с конектор за буксата за зареждане на автомобила от едната страна и с букси 220 волта от другата. 

Колко струва всичко това?

Всъщност, когато става дума за пари, важен въпрос е ясно да се формулират ползите, които едно подобно преустройство може да осигури. Не трябва да сравнявате цените на бензиновите автомобили и електрическите - трябва да разберете, че ако вече мислим и говорим „в електрическия сегмент“, тогава има смисъл да сравняваме „електрически и електрически“. И така, днес най-популярният евтин електрически автомобил в Русия - японският Nissan Leaf с десен волан (стар, с оставащ живот на батерията от 100-150 километра), вече струва около 1 милион рубли (около 19 хил. лв.). Версията с ляв волан от последните години с резерв на мощност от 200 км и повече вече наближават 2 милиона рубли (около 32 хил. лв.). Електрическият Москвич 3Е се предлага за 4 милиона рубли.

„Преобразуването на лек автомобил в електрически ще струва от 950 хиляди рубли, от които 650 хиляди рубли са цената на оборудването, а останалото е цената на работата“, изтъква Корхов.