Статьи
Электромобили: вчера, сегодня, завтра
67

Электромобили: вчера, сегодня, завтра

ElectricCar

Поборники экологии называют электромобили единственными видом транспорта, способным спасти нашу планету. Владельцы автомобилей с двигателями внутреннего сгорания – модными игрушками. Однако технологии не стоят на месте, и с каждым днем моделей на электрической тяге становится все больше, цены на устаревшие решения постепенно снижаются и такие машины перестают быть лишь концептами, непригодными для повседневного использования. Электромобили появились в линейках всех ведущих автопроизводителей. Современные электрокары содержат массу передовых технических идей, представляя собой шедевры инженерной мысли, и очень интересны с точки зрения IT-технологий. Но так было далеко не всегда. История электромобилей началась даже раньше, чем история авто с двигателями внутреннего сгорания. Давайте пройдемся по основным вехам их развития.

Категории автомобилей с электродвигателями

Гибрид Volkswagen XL1
Гибрид Volkswagen XL1

Можно выделить как минимум четыре актуальные разновидности электромобилей. Первые используют один или несколько электромоторов, питаемых от блока литий-ионных батарей – это и есть чистые электрокары. Ко второму относятся электромобили, в которых наряду с электродвигателями используется двигатель внутреннего сгорания (ДВС), – это так называемые гибриды, к примеру, Volkswagen XL1 и BMW i3, или безумно популярная в США модель Toyota Prius. Еще один класс – автомобили, в которых одновременно с электромотором используется силовая установка на топливных элементах, преимущественно на водороде. Такие, например, как Honda FCX 2007 года. Последняя разновидность – электрокары, питающиеся энергией получаемой от солнечных батарей.

История

Flocken Elektrowagen
Flocken Elektrowagen

Многие ошибочно считают, что электромобили появились сравнительно недавно – это не так. На самом деле первый электромобиль был выпущен даже раньше, чем забилось «сердце» большинства современных автомобилей – двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Изобретение автомобиля на электрической тяге приписывают одновременно нескольким людям. Одним из них является Томас Дэвенпорт (Thomas Davenport), создатель первого электромотора постоянного тока, который в 1834 г. был установлен в небольшую самодвижущуюся платформу, перемещающуюся по электрифицированному треку. Уже в 1835 г. профессор Сибрандус Стрэтинг (Sibrandus Stratingh) из Университета Гронингена (University of Groningen) и его ассистент Кристофер Беккер (Christopher Becker) разработали электрическую машину, приводимую в движение первичными гальваническими элементами. Однако официально считается, что создателями первого электромобиля с одноразовой батареей являются Томас Дэвенпорт (Thomas Davenport) и Роберт Дэвидсон (Robert Davidson), а случилось это в 1842 году. После этого Андреасу Флокену (Andreas Flocken) из Германии потребовалось ровно 46 лет для того, чтобы создать Flocken Elektrowagen – первый электрокар с перезаряжаемыми первичными гальваническими элементами.

Jeantaud Duc
Jeantaud Duc

Декабрь 1898 года в истории становления электромобилей был отмечен появлением первой модели (Jeantaud Duc), развивающей скорость более 60 км/ч.

La Jamais Contente
La Jamais Contente

Одним из самых известных электромобилей конца XIX века стала модель La Jamais Contente в форме ракеты, которая преодолела скоростной рубеж в 100 км/ч и держала мировой рекорд скорости целых три года. К слову, первый гибрид, работающий на бензине и электричестве, появился в августе 1916 года.

Стоит отметить, что проблемы инфраструктуры зарядных станций для электромобилей проявились еще в начале XX века. Недостаток «заправочных станций» пытались компенсировать открытием сервисов для замены батареи. Одной из компаний, предоставляющей подобные услуги, была Hartford Electric Light. Схема работала следующим образом: пользователь покупал электромобиль у General Electric, а сменные батареи – у Hartford Electric Light. Сервису удалось просуществовать 14 лет – с 1910 по 1924 год.

Электромобиль Columbia Runabout стал бестселлером в США в 1900 году и разошелся в количестве более 1000 штук
Электромобиль Columbia Runabout стал бестселлером в США в 1900 году и разошелся в количестве более 1000 штук

В начале XX века, а точнее до 1920 года, электромобили на равных конкурировали с аналогами, оснащенными ДВС. Потом, с бурным развитием нефтеперерабатывающей промышленности, бензиновые модели стали намного доступнее и обошли электрических собратьев не только по скоростным показателям, но и по доступности.

Henney Kilowatt
Henney Kilowatt

Ренессанс

Эпоха Ренессанса на рынке электромобилей началась в 90-х годах прошлого века, одновременно с повышением цен на нефть и ростом влияния защитников окружающей среды.

Mitsubishi i-MiEV
Mitsubishi i-MiEV

Мировой финансово-экономический кризис начала XXI века, проблема транспортного коллапса и обеспокоенность вопросами экологии заставили производителей первого эшелона отказаться от «прожорливых» внедорожников и посмотреть в сторону небольших городских автомобилей, гибридов и электромобилей. Одним из бестселлеров начала XXI века стал электромобиль Mitsubishi i-MiEV, продажи которого стартовали в 2009 году. В Европе данный электромобиль более известен как Peugeot iOn и Citroën C-Zero.

В феврале 2011 года Mitsubishi i MiEV стал первым электромобилем, который разошелся тиражом в 10 000 штук.

Nissan Leaf
Nissan Leaf

Еще одним ярким представителем семейства электромобилей является Nissan Leaf, первый 5-дверный хэтчбек на электрической тяге. По состоянию на август 2013 года продано более 75 000 электромобилей Nissan Leaf.

Renault Fluence Z.E
Renault Fluence Z.E

Отдельно стоит упомянуть об Renault Fluence Z.E, являющимся первым коммерческим электромобилем, в котором была реализована технология замены блока аккумуляторных батарей. Услуги предоставляла компания Better Place, которая построила более двух десятков станций в Израиле и Дании. На замену батареи необходимо всего 5 минут.

Tesla Roadster
Tesla Roadster

Одна из значимых вех на рынке электромобилей – Tesla Roadster, разработка которого началась еще в 2004 году, но продажи стартовали лишь в 2008 году. Стоит отметить, что Tesla Roadster стал первым электромобилем в мире, в котором была применена литий-ионная батарея, и это не единственное достижение. Этому электрокару также принадлежит первенство по показателю автономной работы аккумуляторной батареи – ее хватает более чем на 320 км.

По состоянию на август 2013 года на мировом рынке доступны следующие электромобили: Buddy, Mitsubishi i MiEV, Chery QQ3 EV, JAC J3 EV, Nissan Leaf, Smart ED, Wheego Whip LiFe, Mia electric, BYD e6, Bolloré Bluecar, Renault Fluence Z.E., Renault Twizy, Ford Focus Electric, BMW ActiveE, Tesla Model S, Honda Fit EV, RAV4 EV (второе поколение), Renault Zoe, Roewe E50, Mahindra e2o, Lumeneo Neoma и Chevrolet Spark EV.

На данный момент титул самого популярного электромобиля удерживает Nissan Leaf. Второе место за Mitsubishi i MiEV. По состоянию на август 2013 года по всему миру их было продано более 30 000 единиц. Тройку лидеров замыкает Tesla Model S, которых реализовано уже 12 700 штук (июль 2013 года) при весьма существенной цене на этот автомобиль. По итогам 2012 года, самая большая доля рынка электромобилей принадлежит японским автопроизводителям – 28 процентов. На втором и третьем месте американские и китайские фирмы – 26 и 16 процентов соответственно.

Рекорды

White Lightning Electric Streamliner
White Lightning Electric Streamliner

Если в далеком прошлом электрокары и уступали по скорости бензиновым автомобилям, то сейчас это далеко не так. Достаточно вспомнить White Lightning Electric Streamliner, который в 1999 году развил скорость 400 км/ч.

Venturi Buckeye Bullet
Venturi Buckeye Bullet

Спустя 11 лет спортивный электрокар Venturi Buckeye Bullet преодолел барьер в 500 км/ч.

Eliica
Eliica

Если говорить о самых быстрых серийных электрокарах, то стоит упомянуть восьмиколесное японское чудо Eliica, максимальная скорость которого составляет 370 км/ч.

Sunswift IV
Sunswift IV

Что касается электромобилей на солнечных батареях, то здесь пальма первенства принадлежит Sunswift IV созданному студентами университета Нового Южного Уэльса в Австралии. Результат их детища – 88,74 км/ч.

PAC-Car II
PAC-Car II

Теперь от самых быстрых плавно перейдем к самому экономичному. Ярким примером в этом классе является модель PAC-Car II, созданная группой ученых из Швейцарской высшей политехнической школы. По словам разработчиков, нужно всего лишь восемь литров водорода (!), чтобы PAC-Car II объехал вокруг земного шара.

Проблемы и перспективы

Преимуществ у электромобилей масса – более низкие транспортные расходы, отсутствие вредных выхлопов, низкая пожаро- и взрывоопасность при авариях, высокий КПД электродвигателя, подзарядка аккумуляторов во время рекуперативного торможения, но и проблем предостаточно.

Станции зарядки
Станции зарядки

Основной вопрос даже не в том, что запас хода у электромобилей слишком мал, а в том, что зарядка аккумулятора занимает слишком много времени. Отдельной проблемой является утилизация батарей. В них содержатся тяжелые металлы, кислоты, щелочи, которые, попадая в воду или почву, наносят значительный ущерб окружающей среде. Нужно также учесть процесс производства электронного оборудования, требующего использования различных материалов, зачастую являющихся не самыми «зелеными». Существует даже мнение, что эта отрасль может оказаться еще более вредной по сравнению с традиционной автомобильной промышленностью, в связи с увеличением объемов добычи электричества, но здесь стоит учитывать способ добычи. Ведь энергию можно запасать с помощью ветряных и солнечных электростанций, используя их для синтеза водорода, используемого в зависимости от потребностей.

Еще одним недостатком, который по праву можно назвать историческим, является неразвитая сеть станций зарядки электромобилей. В настоящее время в мире существует два типа зарядной инфраструктуры. Первый – стандартные зарядные станции (использующие переменный током мощностью до 40 кВт). Второй – так называемые станции экспресс-зарядки, основанные на японском стандарте CHAdeMO, которые предлагают применять ток мощностью 50 кВт. Новый стандарт SAE J1772, разработка которого была завершена в октябре прошлого года, подразумевает использование тока мощностью до 100 кВт. Такие станции позволят сократить время зарядки на 80 процентов, примерно до 20 минут, но их пока катастрофически мало. Да и 20 минут – это все равно очень долго по сравнению со временем заправки бензином на традиционной АЗС.

Улучшенные батареи
Улучшенные батареи

Стоит отметить, что за последние несколько лет ученые существенно продвинулись не только в поисках технологий, которые могут существенно улучшить литий-ионные батареи, но и в исследованиях и проектировании совершенно новых источников питания. К примеру, литий-кислородные батареи, разрабатываемые IBM, или проект ученых Южно-Калифорнийского университета, в которой предполагается замена графитовых анодов кремниевыми нанопроводами. Еще один из путей решения – внесение изменений в алгоритмы работы системы управления батареями. Подобных проектов можно насчитать много и до промышленного внедрения некоторых из них, скорее всего, не так далеко. Не так давно компания Tesla сделала довольно громкое заявление, согласно которому, в ближайшем будущем им удастся сократить время зарядки аккумуляторов электрокаров до 5 минут.

Что же касается появление большего числа станций зарядки, то это только вопрос времени. С ростом популярности электромобилей число станций начнет расти экспоненциально.

Насколько светло будущее электромобилей?

Mitsubishi i MiEV
Mitsubishi i MiEV

Несмотря на все свои недостатки, электромобили уже сейчас являются конкурентоспособными по сравнению со своими собратьями с ДВС и с каждым днем становятся только лучше и доступнее. Все ведущие автопроизводители, заботясь о своем имидже и следуя трендам, внесли в свои будущие линейки сразу по несколько гибридных и чистых электрокаров. Но локомотивом и ударной силой электромобильного лобби сейчас является компания Tesla, добившаяся на этом поле наиболее впечатляющих успехов. В следующем материале мы отдельно расскажем об истории этой инновационной компании, которую многие называют Apple от автопромышленности.


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: