개요
자동차 공학 에서 전기 자동차 개조는 자동차 의 내연기관과 관련 부품을 전기 모터 와 배터리로 교체하여 배터리 전기 자동차(BEV) 를 만드는 것을 의미합니다.
목적
내연기관 차량을 배터리 전기차로 개조하는 데에는 크게 두 가지 목적이 있습니다. 첫 번째는 전기차는 직접적인 배출가스를 발생시키지 않기 때문에 이미 도로를 달리고 있는 차량의 배기가스 배출량을 없애는 것입니다.
두 번째는 자동차가 수명을 다했을 때 발생하는 막대한 양의 폐기물을 줄이는 것입니다. 오래된 자동차나 교통사고로 폐차된 차량은 대개 폐기되는데, 이로 인해 상당량의 금속, 플라스틱, 직물 폐기물이 발생하고, 폐기된 부품을 유용한 재료로 재활용하는 데에도 많은 에너지가 소모됩니다.
가격 또한 전기차 개조 시장 성장의 주요 원동력 중 하나입니다. 전기차 배터리와 모터 가격은 최근 몇 년 동안 하락했으며, 개조 비용은 주행 거리, 개조에 사용되는 배터리 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 모든 개조 업체가 동일한 수준의 서비스를 제공하는 것은 아닙니다.
대상
거의 모든 차량을 전기차로 개조할 수 있습니다. 많은 사람들은 배터리 충전당 주행 거리를 극대화하기 위해 가볍고 공기역학적인 차량을 선호합니다. 또한 배터리를 위한 충분한 공간과 적재 용량도 필수적입니다.
구성요소
배터리 팩은 전력을 공급하는 장치입니다. 가장 흔하고 저렴한 배터리는 납축전지입니다. 다음으로는 AGM(흡수성 유리섬유 매트) 밀폐형 무보수 배터리가 있는데, 납축전지보다 출력이 약간 높고 가격도 비쌉니다. 니켈 수소(Ni-MH) 나 리튬이온(Li-ion ) 배터리처럼 좀 더 특수한 배터리도 있습니다. 이러한 배터리 는 구하기는 어렵지만 가볍고 수명이 길며 무보수이고 가격이 훨씬 비쌉니다. 새로운 리튬 배터리는 가까운 미래에 전기차에 적용될 가능성을 보여주고 있습니다 .
개조 전기차의 구성요소는 다음과 같습니다.
배터리에 에너지를 공급하는 충전기(배터리는 차량 내부에 장착되거나 고정된 위치의 특수 충전소에 설치될 수 있음).
배터리와 전기 모터 사이의 에너지 흐름을 조절하는 전력 제어기(전자식 스로틀 로 제어됨).
하나 이상의 전기 모터와 구동계 에 연결되는 기계적 장치.
배터리, 제어기 및 모터를 연결하는 전력 도체.
파워 브레이크 및 난방 시스템과 같은 보조 장비에 전력을 공급하는 부속 장비.
다양한 구성 요소의 제어 및 연동을 가능하게 하는 제어 회로 및 장비.
개조 시스템의 작동 및 유지 관리에 필요한 계측 장비.
관련 산업
전기차 개조는 취미 활동가와 애호가들만의 전유물에서 빠르게 성장하는 산업으로 발전했습니다. US Electricar는 1970년대에 설립되어 납축전지 저장 시스템을 사용하는 기존 자동차의 개조 버전을 미국에서 판매한 최초의 상업용 전기차 개조 회사 중 하나였습니다. Solectria는 또 다른 주목할 만한 초기 개조 업체로, 납축전지를 장착한 Force 모델과 니켈 금속 수소화물 배터리를 사용하여 주행 거리가 더 긴 고급 모델을 제공했습니다.
기후 위기로 인해 전기차 개조가 촉진되면서 새로운 전기차 공급 부족 문제를 해결하고 많은 사람들에게 더 저렴한 경로를 제공합니다. 새로운 전기차는 내연기관 차량보다 여전히 비싸기 때문입니다. 이로 인해 전기차 개조 산업은 클래식카나 고급차만 개조하는 것에서 벗어나 다양해지고 있습니다.
2021년 초 현재 휘발유, 디젤 또는 하이브리드 차량을 약 6,000파운드(8,300달러)에 배터리 전기 자동차로 전환할 수 있습니다.
업계는 안전 프로토콜을 수립하고 전기 변환에 대한 연간 차량 검사 테스트가 다른 전기 자동차와 동일한 방식으로 수행되도록 하기 위해 여러 국가의 규제 기관과 긴밀히 협력해 왔습니다.]
전기차 개조 산업의 광범위한 성공을 가로막는 가장 큰 장벽은 배터리와 모터의 가용성입니다. 자동차 제조업체들이 이러한 목적으로 자사 기술을 판매하기를 꺼려하기 때문입니다. 그러나 비용을 절감하고 가용성 문제를 극복하기 위해 다양한 제조업체의 배터리와 모터를 함께 작동시킬 수 있도록 전기차 개조 산업과 함께 오픈 소스 커뮤니티가 성장해 왔습니다.
전기 자동차 개조를 수행할 수 있는 숙련된 정비공에 대한 수요가 증가함에 따라 New Electric Ireland와 같은 조직에서는 정비공과 취미가에게 개조 수행 방법을 교육하기 위한 교육 프로그램을 개발했습니다.
전기 자동차 개조 산업은 개조 자동차 차고 , 애프터마켓 키트 및 차량 부품을 포함하도록 성장했습니다. 일부 회사는 특정 클래식 자동차 (예: VW 비틀 , 롤스로이스, 재규어, 시트로엥 H 밴 등) 에 특별히 초점을 맞추고 있습니다 .
이들 회사의 작업은 가격이 하락하고 고급 옵션과 함께 저렴한 개조에 대한 수요가 증가했기 때문입니다.
단거리 전기차
단거리 전기차는 주행거리를 희생하는 대신 편의성, 실용성, 그리고 빠른 속도를 제공하여 취미 생활을 즐기는 사람들에게 적합합니다. 단거리 전기차는 고성능 납축전지를 사용하여 제작할 수 있는데, 이는 100~130km 주행에 필요한 무게의 절반 정도만 필요로 합니다. 그 결과, 약 50km의 주행거리를 가진 차량이 탄생하며, 적절한 무게 배분(앞뒤 40/60)을 고려하면 파워 스티어링이 필요 없고 , 주행 가능 거리의 하단부에서 뛰어난 가속력을 제공하며, 고속도로 주행도 가능하고 법규를 준수합니다. 하지만 이러한 고성능 배터리의 높은 가격 때문에 단거리 전기차는 가격이 비쌉니다.
수동 변속기를 탑재하면 주요 제조업체들이 개발한 단일 기어 전기차보다 더 나은 성능과 효율성을 모두 얻을 수 있습니다. 동네 전기차 로 사용되는 개조된 골프 카트와는 달리, 단거리 전기차는 일반적인 교외 도로(일반적인 속도 제한이 60~80km/h인 곳)에서 운행할 수 있습니다.
취미로 전기차를 개조하고 제작하는 사람들을 지원하는 소규모 산업이 있습니다. 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스와 같은 대학에서는 맞춤형 전기차나 하이브리드 전기차를 처음부터 제작하기도 하고, 아인트호벤 공과대학교에서는 완전 전기 포뮬러 스튜던트 경주용 자동차를 제작하기도 하였습니다.
가자 지구의 만성적인 연료 부족에 직면한 팔레스타인 전기 엔지니어 Waseem Othman al-Khozendar는 2008년에 자신의 자동차를 32개의 전기 배터리로 작동하도록 개조하는 방법을 발명했습니다. al-Khozendar에 따르면, 이 배터리는 2달러 상당의 전기로 충전하여 180~240km를 주행할 수 있습니다. 7시간 충전 후에는 자동차가 최대 100km/h의 속도로 주행할 수 있습니다.
개조 프로세스
개조 과정은 연료(휘발유, 디젤 또는 하이브리드)로 구동될 수 있는 기증 차량을 선택하는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 엔진, 연료 탱크 및 변속기를 제거하고 전기 모터, 배터리 및 인버터로 교체합니다.
하이브리드차량인 경우, 이미 전기 자동차 배터리 및 전력 공급 시스템과 함께 작동하도록 설계되었으므로 드라이브 샤프트도 유지할 수 있습니다. 전기 자동차 개조에 사용되는 배터리는 교통사고에 연루된 새 전기 자동차에서 재활용되는 것이 일반적입니다. 유럽에서는 개조 후 기증 차량의 공차 중량을 유지해야 합니다.
개조 후 평가 및 등록
차량 개조가 완료되면 도로에서 사용하기 전에 차량 안전 엔지니어의 평가를 받아야 합니다.
일부 국가에서는 사용자가 자동차 제조업체 대리점 에서 배터리와 모터 비용만 지불하고 설치 비용 없이 모든 모델의 개조 차량을 구매할 수 있습니다(이를 사전 개조 또는 이전 개조라고 합니다).
미국의 차량 등록 절차는 주마다 다르며, 배출가스 규제가 엄격한 주에서 일반적으로 더 어렵습니다. 일부 주에서는 안전 검사를 요구하는데, 이는 주로 겨울철 도로 제빙제로 인한 심각한 부식 발생 가능성이 있는 부위의 차체 무결성을 확인하기 위한 것입니다. 일반적인 등록의 경우, 모든 안전 장비(방향지시등, 브레이크등, 전조등, 경적 등)가 정상적으로 작동해야 합니다. 앞유리에는 균열이 없어야 하며, 작은 돌 조각이나 미세한 흠집은 운전자의 주요 시야를 가리지 않는 한 허용될 수 있습니다. 폐차(등록이 취소된 차량)를 복원한 차량의 경우, 규정 준수 및 폐차 부품 출처의 적법성을 확인하기 위해 더욱 엄격한 검사가 진행될 수 있으며, 이를 위해서는 적절한 구매 영수증을 제출해야 합니다.
반면에 차량 등록을 변경하면 오리건주와 같은 일부 주에서 차량, 충전 시스템 또는 둘 다에 대해 제공되는 세금 혜택을 받을 수 있습니다.
캘리포니아주는 전기차 개조 차량에 대한 검사 규정을 두고 있습니다. 전기차는 배출가스 검사 대상에서 제외됩니다. 검사 대상 차량은 완전히 새롭게 제작된 차량이거나 기존 차량을 개조한 차량일 수 있습니다.
스페인에서는 Real Decreto 866/2010, de 2 de julio, por el que se regula la Traitación de las Reformas de vehículos에 의해 규제됩니다