電気自動車への改造

自動車工学において、電気自動車への改造とは、自動車の燃焼エンジンと関連部品を電気モーターとバッテリーに置き換えて、バッテリー式電気自動車（BEV）を作り出すことを指します。

内燃機関車（別名：燃焼車）をバッテリー式電気自動車に改造する主な目的は2つあります。1つ目は、電気自動車は直接的な排出物を一切出さないため、既に走行している車両の排気ガスをなくすことです。

2つ目は、自動車が耐用年数を終えた際に発生する膨大な量の廃棄物を削減することです。古い車や交通事故で廃車になった車は通常、スクラップとして処分されます。これにより、相当量の金属、プラスチック、布地などの廃棄物が発生し、廃棄された部品を有用な材料にリサイクルするために多大なエネルギーが消費されます。

価格は、成長を続ける電気自動車改造市場におけるもう一つの重要な推進力です。電気自動車用バッテリーとモーターの価格は近年低下しており、改造費用は航続距離や改造に使用するバッテリーなど、多くの要因によって左右されます。改造会社はすべて同じではありません。

ほぼすべての車両を電気自動車に改造できます。多くの人は、バッテリー1回の充電で走行できる距離を最大化するために、軽量で空気抵抗の少ない車両を選ぶことを好みます。また、バッテリーを搭載するための十分なスペースと積載容量も必要です。

バッテリーパックは、電気エネルギー源となるものです。最も一般的で手頃な価格のバッテリーは、液式鉛蓄電池です。次に、AGM（吸収ガラスマット）密閉型メンテナンスフリーバッテリーがあり、こちらは鉛蓄電池よりやや強力で高価です。さらに、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった特殊なバッテリーもあります。これらは入手が困難ですが、軽量で長寿命、メンテナンスフリーで、非常に高価です。新しいリチウム電池は、近い将来、電気自動車（EV）への搭載が期待されています。

バッテリーにエネルギーを回復させる充電器（バッテリーは車両内に搭載されている場合もあれば、固定された場所にある専用充電ステーションに設置されている場合もある）。バッテリーと電気モーター間のエネルギーの流れを調整する電力制御装置（電子スロットルで制御） 。1つまたは複数の電気モーターと、それらの駆動系への機械的な接続部。 バッテリー、制御装置、およびモーターを接続する電力導体。パワーブレーキや暖房システムなどの補助機器に電力を供給する付属機器。各種コンポーネントの制御と連動を可能にする制御回路および機器。改造の操作と保守に特化した計器類。

EVへの改造には通常、バッテリーパック、バッテリー管理システム（BMS）、モーターコントローラー、電気モーター、車載充電器、DC-DCコンバーター、コンタクタと高電圧ジャンクションボックス、ホール効果スロットル、熱管理システム、高電圧ケーブルを含む配線ハーネスという10の主要コンポーネントが含まれます。

電気自動車への改造は、趣味家や愛好家によってのみ行われていたものから、急速に成長する産業へと発展した。^{[ 1 ] [ 2 ]} US Electricarは、1970年代に設立された最初の商業用電気自動車改造会社の1つで、鉛蓄電池システムを使用した従来型自動車の改造版を米国で販売していた。^{[ 3 ]： 247-250 [ 4 ]} Solectriaも初期の注目すべき改造会社で、鉛蓄電池を搭載したForceと、ニッケル水素電池を使用した航続距離の長いプレミアムバージョンを提供していた。^{[ 5 ]： 70}

気候危機に後押しされ、電気自動車への改造は、新車のEVの供給不足を解消するとともに、新車の電気自動車が内燃機関車よりも高価であるため、多くの人々にとってより手頃な選択肢となっている。これにより、EV改造業界は、クラシックカーや高級車のみを改造することから、より多様な分野へと広がっている。^{[ 6 ] [ 7 ]}

2021年初頭現在、ガソリン車、ディーゼル車、ハイブリッド車をバッテリー式電気自動車に改造することが約6,000ポンド（8,300ドル）で可能になっている。^{[ 8 ]}

業界は、多くの国の規制当局と緊密に協力して安全プロトコルを確立し、電気自動車への改造に対する年次車両検査が他の電気自動車と同様の方法で実施されるようにしてきた。^{[ 9 ]}

EV改造産業の普及を阻む最大の障壁は、バッテリーとモーターの入手可能性である。自動車メーカーは、この目的のために自社の技術を販売することに積極的ではないためである。しかし、オープンソースコミュニティは電気自動車改造産業と並行して成長しており、異なるメーカーのバッテリーとモーターが連携して動作することで、コスト削減と入手可能性の問題を克服している。^{[ 10 ]}

電気自動車の改造を行うことができる熟練した整備士に対する需要の高まりに応えるため、ニュー・エレクトリック・アイルランドなどの組織は、整備士や愛好家が改造を行う方法を教育するためのトレーニングプログラムを開発しました。^{[ 11 ] [ 12 ]}

趣味で電気自動車を作る人は、既存の市販車を改造して電気だけで走るようにすることで、独自の電気自動車を作ることが多い。趣味で電気自動車を作る人を支援する小規模産業が存在する。^{[ 13 ]}カリフォルニア大学アーバイン校のような大学は、独自のカスタム電気自動車やハイブリッド電気自動車をゼロから作ることもある。

短距離バッテリー電気自動車は、航続距離を犠牲にするだけで、趣味で乗る人に快適性、実用性、そして速さを提供できます。短距離EVは、高性能鉛蓄電池を使用して製造することができ、100～130km （60～80マイル）の航続距離に必要な質量の約半分で済みます。その結果、約50km （30マイル）の航続距離を持つ車両が実現し、適切な重量配分（前後40/60）で設計すれば、パワーステアリングは不要で、動作範囲の下限で優れた加速性能を発揮し、高速道路での走行も可能で合法です。しかし、これらの高性能バッテリーのコストが高いため、EVは高価になります。マニュアルトランスミッションを搭載することで、短距離EVは、大手メーカーが開発したシングルスピードEVよりも優れた性能と高い効率の両方を実現できます。近隣の電気自動車に使われる改造ゴルフカートとは異なり、短距離EVは一般的な郊外の幹線道路（制限速度が60～80km /h、35～50mphが一般的）で走行でき、そのような道路や郊外によくある高速道路の短い「低速車線」の出入口区間で一般的な交通の流れについていくことができる。    

ガザ地区で慢性的な燃料不足に直面したパレスチナ人電気技師ワシーム・オトマン・アル・ホゼンダールは、2008年に自分の車を32個の電気バッテリーで走行させる方法を発明した。アル・ホゼンダールによれば、バッテリーは2米ドル相当の電気で充電でき、 180～240km （110～150マイル）走行できる。7時間の充電後には、車は時速100km （60マイル）まで走行できるはずだ。^{[ 14 ] [ 15 ]}    

2008年、中国の複数のメーカーがリン酸鉄リチウム（LiFePO4）の販売を開始した。₄）バッテリーを、出力重量比が大幅に向上し車両改造で通常120～240km（75～150マイル）。価格は徐々に下がり、2009年半ばまでに約350米ドル/kWhとなった。LiFePO4は  _4つのセルは3,000サイクルの寿命定格を備えており、一般的な鉛蓄電池の定格300サイクルと比較して、 LiFePOの寿命は₄セルは約10 年。LiFePO4₄セルバッテリーは、鉛蓄電池よりも高価なバッテリー管理システムと充電システムを必要とする。

車載太陽電池は電気自動車の動力源として使用できる。^{[ 16 ] [ 17 ]}車両に搭載された太陽電池によって生成される電力は小さいため、それを補うためにシステム内の他のコンポーネントは特別なものでなければならない。

改造プロセスは、燃料（ガソリン、ディーゼル、ハイブリッド）で動くドナーカーの選択から始まります。次に、エンジン、燃料タンク、ギアボックスを取り外し、電気モーター、バッテリー、インバーターに交換します。^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

ドナー車両がハイブリッド車の場合、ドライブシャフトもそのまま使用できます。これは、すでに電気自動車のバッテリーと電力供給システムに対応するように設計されているためです。電気自動車の改造に使用されるバッテリーは、交通事故に遭った新車の電気自動車からリサイクルされるのが一般的です。^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}ヨーロッパでは、改造後もドナー車の車両重量を維持する必要があります。

改造が完了した車両は、公道で使用する前に車両安全技術者による評価を受ける必要があります。

一部の国では、ユーザーは自動車メーカーの販売店で、バッテリーとモーターの費用のみを支払い、設置費用なしで、任意のモデルの改造車を購入することができます（これは事前改造または以前の改造と呼ばれます）。^{[ 24 ]}

電気自動車改造業界は、改造車ガレージ^{[ 25 ]} 、アフターマーケットキット^{[ 26 ]}、車両部品^{[ 27 ] [ 28 ]}を含むまでに成長しました。一部の企業は、特定のクラシックカー（VWビートル、ロールスロイス、ジャガー、シトロエンHバンなど）に特化しています^{[ 29 ] [ 30 ]。}

これらの企業の取り組みは、Autocar ^{[ 8 ]} Fully Charged ^{[ 31 ]}、Auto Express ^{[ 32 ]}などの出版物で取り上げられており、価格が下がり、高級オプションに加えて手頃な価格の改造に対する需要が高まっている。

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