История появления электромобилей
Первые электрические транспортные средства появились еще в девятнадцатом веке. Они уверенно конкурировали с несовершенными двигателями внутреннего сгорания и громоздкими паровыми машинами. Скорость в 100 км/ч впервые покорилась именно электромобилю. И только в двадцатые годы прошлого столетия ДВС, который совершенствовался быстрыми темпами, стал основным типом двигателя для автомобилей. Электромобили требовали длительной зарядки и имели ограниченный запас хода.Очередная волна увлечения электрическими машинами началась в шестидесятые - семидесятые годы. Причина - энергетический кризис и развернувшаяся борьба за сохранение окружающей среды. И снова ДВС победил: стал совершеннее, экономичнее, чище. Электрокарам достались узкие ниши коротких городских перевозок, специального экологически чистого и бесшумного транспорта. Но массовыми они так и не стали. Причина та же - несовершенные аккумуляторы и ограниченный запас хода.
Сейчас мы переживаем третье пришествие электромоторов. И теперь у них есть реальные шансы потеснить ДВС. Ведь принципиально новые аккумуляторные батареи обеспечивают электромобилям солидный запас хода. Неужели главная проблема решена? Давайте разберемся.
Устройство современного электромобиля
Внешне электрический автомобиль мало отличается от собрата с двигателем внутреннего сгорания. Да и конструктивно они схожи: Кузов, подвеска, двигатель, трансмиссия. Но есть ряд серьезных отличий. Первое - аккумуляторы. Современные батареи относительно компактны, но все же занимают большой объем и имеют значительный вес. Их стараются размещать как можно ниже: в днище электрического авто, на полу багажника. У электрических авто нет коробки передач. Оптимальная характеристика крутящего моментам электромотора позволяет от нее отказаться. Да и полный привод можно реализовать с применением отдельных электромоторов для передней и задней осей, без сложной трансмиссии. На некоторых электромобилях сохранились... радиаторы. Электрический двигатель и батарея при работе сильно нагреваются и требуют эффективного жидкостного охлаждения.
Плюсы электромобилей
Электромобили имеют ряд важных преимуществ перед авто с бензиновыми двигателями. Рассмотрим некоторые из них:
Дешевизна электроэнергии
При сегодняшнем уровне цен стоимость электроэнергии, затраченной на километр пробега, заметно ниже затрат на бензин или дизельное топливо на тот же километр.Экологичность
В электродвигателе не сгорает углеводородное топливо, а значит нет вредных выбросов. Но как вырабатывалась потребляемая машиной электроэнергия, насколько она "зеленая"? Тепловые, атомные, гидроэлектростанции с природой не очень дружат. Добыча и производство цветных металлов, которые используются в электродвигателе и аккумуляторной батарее, тоже не самый экологически чистый процесс...Оптимальная характеристика двигателя
Именно она всегда привлекала инженеров. Чем ниже обороты, тем выше крутящий момент. Коробка передач не нужна. Кроме того, современные электромоторы имеют высокий КПД - более 90%. Тепловым машинам такое и не снилось! А система рекуперации при торможении позволяет получить КПД выше 100%.Другие преимущества электромобилей
Можно отметить и другие плюсы электрокаров. Проще механическая часть, меньше движущихся и трущихся частей, не требуется специальное моторное масло. Их проще (и дешевле!) обслуживать, они не знают проблем зимнего пуска, не теряют мощность в горах. А еще не шумят и не создают вибраций при работе.Минусы электромобилей
Недостатков у электромобилей, которые сдерживают их широкое распространение пока достаточно. Рассмотрим основные:Ограниченный пробег
По-прежнему - основная проблема. Современные машины с электромотором проходят на одной зарядке 200...400 километров. Но это в идеальных условиях. В морозы емкость батарей падает, и пробег сокращается. А еще и салон обогревать нужно - на это тоже электроэнергия расходуется.Долгая зарядка
Заправить машину бензином - дело нескольких минут. Зарядка электрокара займет несколько часов. Существуют системы быстрой зарядки: час - другой и - готово. Но такой процесс не слишком полезен для батареи.Отсутствие инфраструктуры
Необходима широкая сеть зарядных станций, что для России, с ее пространствами - серьезная проблема, решение которой потребует больших вложений. Без этого электромобили так и останутся экзотикой. Не от квартирной же розетки на десятом этаже заряжать машину?!Другие недостатки электромобилей
Аккумуляторные батареи имеют свойство деградировать. Со временем их емкость падает, они плохо "держат" заряд. Замена батареи в электромобиле - дорогое удовольствие. Кроме морозов, аккумуляторы не любят и сильной жары - работают нестабильно. Электромобили дороже аналогичных бензиновых или дизельных машин. Их масса выше, за счет тяжелых батарей. Хотя статистика и говорит, что электрокары реже горят, но уж если загорелось... Тушение литиевых аккумуляторов - головная боль пожарных всего мира.Пути совершенствования электромобилей
Электрическая часть, управляющая электроника, шасси современных электромобилей достаточно совершенны. По ходовым качествам они порой даже превосходят машины с ДВС.Прежде всего необходимо увеличивать пробег на одной зарядке и уменьшать время зарядки батареи. Нужны компактные и относительно легкие аккумуляторы большой емкости. Батареи будущего должны быстро заряжаться, держать емкость на морозе и не бояться перегрева. Медленная деградация - еще одно важное требование. Именно прорыв на аккумуляторном фронте сможет уравнять возможности электрических авто и традиционных машин.
Сегодня применяются литий - ионные батареи со всеми их преимуществами и недостатками. Эксперименты с альтернативными типами аккумуляторов: литий - серными, алюминий - ионными, металл - воздушными и другими пока не дали нужного результата. Их достоинства полностью нивелируются недостатками. Одни боятся морозов, другие полностью деградируют за полсотни циклов заряд - разряд. Так что ждем прорыва на аккумуляторном фронте!
Перспективы применения в России
Норвежский путь - полный переход на электромобили к 2024 году - не для России. Электромобили у нас продаются давно. Сегодня у официального дилера можно купить электрокар люксовой марки: Порше, BMW, Мерседес, Ягуар. Особняком стоит китайский JAK. Это говорит о том, что электромобиль сегодня - удел состоятельных россиян. Попытка того же Рено продавать машины с электромотором давно и бесславно завершилась. Неофициальные продавцы предложат практически любую модель, как новую, так и подержанную. Новые электромобили дороги и приобретают их в основном люди состоятельные, которые и зарядку себе в частном доме организуют и...на обычный автомобиль пересядут, когда нужно.
Получается - электромобили в России не имеют перспектив? Вовсе нет. Если государство даст преференции потенциальным владельцам: налоговые льготы, субсидии, выгодные кредиты, бесплатные парковки, низкие расценки на электроэнергию, простимулирует создание широкой сети зарядных станций, то в больших городах, особенно южных, электрические авто вполне могут прижиться. Для совершения не очень далеких поездок по городу и окрестностям, без удаления от зарядных станций современный электромобиль вполне подходит.
А вот поездка на машине с электромотором из Москвы в Якутск пока выглядит фантастикой. Слишком страна у нас большая. А местами и очень холодная.
