En ingeniería automotriz , la conversión de un vehículo eléctrico es la sustitución del motor de combustión de un automóvil y los componentes conectados por un motor eléctrico y baterías, para crear un vehículo eléctrico de batería (BEV).
Hay dos objetivos principales al convertir un vehículo con motor de combustión interna (también conocido como vehículo de combustión) para que funcione como un vehículo eléctrico de batería. El primero es reducir las emisiones de los vehículos que ya circulan, ya que los vehículos eléctricos no producen ninguna emisión por sí mismos.
El segundo es reducir la gran cantidad de residuos que se generan cuando los automóviles llegan al final de su ciclo de vida, ya que los automóviles más antiguos o los que se dan por perdidos después de un accidente de tráfico suelen ser desguazados. Esto genera una cantidad considerable de desechos de metal, plástico y tela, y utiliza una gran cantidad de energía para reciclar piezas desechadas y convertirlas en materiales útiles.
El precio es otro catalizador clave para el creciente mercado de conversión de vehículos eléctricos. El costo de las baterías y motores de los automóviles eléctricos ha disminuido en los últimos años y el costo de la conversión depende de muchos factores, incluida la autonomía y las baterías utilizadas para la conversión. No todas las empresas de conversión son iguales. [ cita necesaria ]
La conversión de coches eléctricos ha pasado de ser realizada exclusivamente por aficionados y entusiastas a una industria en rápido crecimiento. [1] [2] US Electricar fue una de las primeras empresas comerciales de conversión de automóviles eléctricos, fundada en la década de 1970 para vender versiones convertidas de automóviles convencionales en los Estados Unidos utilizando sistemas de almacenamiento de baterías de plomo-ácido. [3] : 247–250 [4] Solectria fue otro de los primeros convertidores notables, ofreciendo el Force , que estaba equipado con baterías de plomo-ácido junto con variantes premium con mayor alcance que usaban baterías de hidruro metálico de níquel. [5] : 70
Impulsadas por la crisis climática, las conversiones de vehículos eléctricos abordan la escasez de disponibilidad de nuevos vehículos eléctricos y también ofrecen una ruta más asequible para muchos, ya que los vehículos eléctricos nuevos siguen siendo más caros que sus homólogos con motor de combustión interna. Esto también ha hecho que la industria de conversión de vehículos eléctricos se aleje de convertir únicamente automóviles clásicos y de alta gama. [6] [7]
A principios de 2021, ya es posible convertir un vehículo de gasolina, diésel o híbrido para que funcione como un coche eléctrico de batería por unas 6.000 libras esterlinas (8.300 dólares). [8]
La industria ha trabajado estrechamente con los reguladores de varios países para establecer protocolos de seguridad y garantizar que las pruebas anuales de inspección de vehículos en conversiones eléctricas se realicen de la misma manera que lo haría cualquier otro vehículo eléctrico. [9]
El mayor obstáculo para el éxito generalizado de la industria de conversión de vehículos eléctricos es la disponibilidad de baterías y motores, ya que los fabricantes de vehículos no están deseosos de vender su tecnología para este fin. Sin embargo, una comunidad de código abierto ha crecido junto con la industria de conversión de vehículos eléctricos para permitir que baterías y motores de diferentes fabricantes trabajen al unísono para reducir costos y superar problemas de disponibilidad. [10]
Para satisfacer la creciente demanda de mecánicos capacitados que puedan realizar conversiones de vehículos eléctricos, organizaciones como New Electric Ireland han desarrollado programas de capacitación para educar a mecánicos y aficionados sobre cómo realizar conversiones. [11] [12]
Desde 2020, la normativa francesa autoriza la conversión eléctrica (retrofit) de un vehículo. Para pasar a eléctrico, el vehículo de combustión debe estar en condiciones de circular, matriculado en Francia y tener más de 5 años. [13] [14]
Los aficionados a menudo construyen sus propios vehículos eléctricos convirtiendo los automóviles de producción existentes para que funcionen únicamente con electricidad. Existe una industria artesanal que apoya la conversión y construcción de BEV por parte de aficionados. [15] Universidades como la Universidad de California en Irvine incluso construyen sus propios automóviles eléctricos o híbridos eléctricos personalizados desde cero.
Los vehículos eléctricos con batería de corto alcance pueden ofrecer al aficionado comodidad, utilidad y rapidez, sacrificando solo el alcance. Los vehículos eléctricos de corto alcance se pueden construir utilizando baterías de plomo-ácido de alto rendimiento, utilizando aproximadamente la mitad de la masa necesaria para un alcance de 100 a 130 km (60 a 80 millas). El resultado es un vehículo con una autonomía de aproximadamente 50 km (30 millas) que, cuando se diseña con una distribución de peso adecuada (40/60 de adelante hacia atrás), no requiere dirección asistida y ofrece una aceleración excepcional en el extremo inferior de su rango operativo. , y es apto para autopistas y legal. Pero sus vehículos eléctricos son caros debido al mayor coste de estas baterías de mayor rendimiento. Al incluir una transmisión manual , los vehículos eléctricos de corto alcance pueden obtener un mejor rendimiento y una mayor eficiencia que los vehículos eléctricos de una sola velocidad desarrollados por los principales fabricantes. A diferencia de los carritos de golf reconvertidos que se utilizan para los vehículos eléctricos del vecindario , los vehículos eléctricos de corto alcance pueden operarse en vías suburbanas típicas (donde los límites de velocidad de 60 a 80 km/h, 35 a 50 mph son típicos) y pueden mantenerse al día con el tráfico típico en dichas carreteras. y los segmentos cortos de entrada y salida de "carriles lentos" de las autopistas comunes en las áreas suburbanas.
Ante la escasez crónica de combustible en la Franja de Gaza , el ingeniero eléctrico palestino Waseem Othman al-Khozendar inventó en 2008 una manera de convertir su automóvil para que funcionara con 32 baterías eléctricas. Según al-Khozendar, las baterías se pueden cargar con 2 dólares de electricidad para conducir de 180 a 240 km (110 a 150 millas). Después de una carga de siete horas, el coche debería poder alcanzar una velocidad de 100 km/h (60 mph). [16] [17]
En 2008, varios fabricantes chinos comenzaron a comercializar fosfato de hierro y litio ( LiFePO
4) baterías directamente a aficionados y talleres de conversión de vehículos. Estas baterías ofrecían relaciones potencia-peso mucho mejores , lo que permitía que las conversiones de vehículos alcanzaran normalmente entre 120 y 240 km (75 a 150 millas) por carga. Los precios disminuyeron gradualmente hasta aproximadamente 350 dólares EE.UU. por kW·h a mediados de 2009. Como el LiFePO
4Las celdas tienen una vida útil de 3000 ciclos, en comparación con las típicas baterías de plomo ácido de 300 ciclos, la esperanza de vida de LiFePO
4células es de alrededor de 10 años. LiFePO
4Las celdas requieren sistemas de carga y gestión de baterías más costosos que las baterías de plomo-ácido. [ cita necesaria ]
Las células solares a bordo se pueden utilizar para alimentar un vehículo eléctrico. [18] [19] La pequeña energía generada por las células solares montadas en un vehículo significa que los otros componentes del sistema deben ser especiales para compensar esto.
El proceso de conversión comienza con la selección de un coche donante, que puede funcionar con combustible (gasolina, diésel o híbrido). Luego se retiran el motor, el depósito de combustible y la caja de cambios y se sustituyen por un motor eléctrico, baterías y un inversor. [20] [21] [22]
Si el vehículo donante es un híbrido, el eje de transmisión también se puede conservar, ya que ya ha sido diseñado para funcionar con baterías de automóviles eléctricos y sistemas de suministro de energía. Es común que las baterías utilizadas en las conversiones de automóviles eléctricos se reciclen de vehículos eléctricos nuevos que han estado involucrados en un accidente de tráfico. [23] [24] [25] En Europa, el peso en vacío del automóvil donante deberá conservarse una vez que se convierta.
Una vez que el automóvil se haya convertido, será necesario que un ingeniero de seguridad del vehículo lo evalúe antes de poder usarlo en la carretera.
En algunos países, el usuario puede optar por comprar un vehículo convertido de cualquier modelo en los concesionarios de los fabricantes de automóviles pagando únicamente el coste de las baterías y el motor, sin costes de instalación (se llama preconversión o conversión previa). [26]
La industria de conversión de vehículos eléctricos ha crecido hasta incluir talleres de conversión de automóviles , [27] kits de posventa [28] y componentes de vehículos. [29] [30] Algunas empresas se centran específicamente en determinados coches clásicos (es decir, VW Beetle , Rolls-Royce, Jaguar, Citroën H Van , etc.) [31] [32]
El trabajo de estas empresas ha sido destacado por publicaciones como Autocar , [33] Fully Charged , [34] IrishEVs [35] y Auto Express [36], ya que los precios han caído y ha aumentado la demanda de conversiones asequibles junto con opciones de alta gama.
Una bicicleta eléctrica es una bicicleta convencional a la que se le ha equipado un motor eléctrico. La mayoría de las veces, las bicicletas eléctricas funcionan con baterías recargables; sin embargo, algunas bicicletas eléctricas experimentales funcionan directamente con baterías o las recargan a través de paneles solares, pilas de combustible, generadores de gas u otras fuentes de energía alternativas. El uso de un generador a bordo puede afectar la definición jurisdiccional legal de una bicicleta eléctrica. Algunos tipos de bicicletas eléctricas pueden recuperar una pequeña cantidad de energía al frenar y pueden recargar las baterías mientras frenan o bajan pendientes (frenado regenerativo).
Algunas bicicletas eléctricas tienen características en las que el motor puede mover la bicicleta por sí solo (arranque inmediato) si el ciclista elige no pedalear con un botón o controlador del acelerador, mientras que otras requieren que el ciclista pedalee en todo momento (asistencia de pedaleo). En algunas jurisdicciones, este último tipo puede permitir que el vehículo se utilice en senderos para bicicletas que de otro modo prohíben vehículos motorizados de cualquier tipo (ver bicicleta motorizada ).
Hay muchas tecnologías de baterías disponibles para alimentar bicicletas eléctricas. La tecnología de batería más común y menos costosa es la de plomo ácido sellada, pero LiFePO 4 se está convirtiendo rápidamente en la batería preferida para las bicicletas eléctricas.
Convertir una bicicleta a eléctrica con un kit de conversión es una solución fácil y asequible para la mayoría de las personas interesadas en aprender más sobre la conversión de vehículos eléctricos.
La facilidad de registro variará según el estado. Algunos estados exigen inspecciones de seguridad, generalmente para garantizar la integridad de la carrocería en áreas sujetas a corrosión severa debido a los materiales de deshielo de las carreteras en invierno. En cualquier caso, para el registro general, todos los equipos de seguridad funcional deben estar operativos: señales de giro, luces de freno, faros, bocina, etc. El parabrisas no debe tener grietas (pequeñas piedras y "estrellas" pueden ser aceptables si no están en el lugar del conductor). línea de visión principal). Si el vehículo ha sido reconstruido a partir de un vehículo de salvamento (un vehículo cuyo registro se ha perdido), la inspección puede ser más estricta para garantizar el cumplimiento y la legitimidad de las fuentes de los componentes de salvamento mediante la presentación de los recibos de compra adecuados.
Los procedimientos de registro variarán según el estado y, por lo general, serán más difíciles en estados con requisitos estrictos de emisiones.
Por otro lado, cambiar el registro permite una conversión para calificar para los incentivos fiscales disponibles en algunos estados, como Oregón, ya sea para el vehículo, el sistema de carga o ambos.
El Estado de California toma disposiciones para inspeccionar las conversiones de vehículos eléctricos. Los vehículos eléctricos están exentos de las inspecciones de control de emisiones. Un vehículo puede ser una construcción sustancialmente nueva o una conversión de un vehículo existente.
En España, la conversión (llamada transformación) está regulada por el Real Decreto 866/2010, de 2 de julio, por el que se regula la tramitación de las reformas de vehículos . [37]
