Электрамабіль

З Вікіпедыі, свабоднай энцыклапедыі
Томас Эдысан ля электрамабіля Detroit Electric

Электрамабіль (ад электра… + лац.: mobilis рухомы) — аўтамабіль, што прыводзіцца ў рух электрарухавіком, які сілкуецца ад змешчанай на гэтым жа аўтамабілі крыніцы току. У якасці крыніцы сілкавання выкарыстоўваюць электрычныя акумулятары, суперкандэнсатары, паліўныя элементы. Для гібрыдных аўтамабіляў для прыводу электрарухавіка служыць бензінавы або дызельны рухавік.

Вызначаюцца бясшумнасцю, бяздымнасцю, прастатой кіравання і высокімі дынамічнымі якасцямі, але маюць малы запас ходу, вялікую масу.

Гісторыя[правіць | правіць зыходнік]

XIX стагоддзе[правіць | правіць зыходнік]

La Jamais Contente, 1899 г.

Электрамабіль з’явіўся раней, чым рухавік унутранага згарання. Першы электрамабіль у выглядзе каляскі з электраматорам быў створаны ў 1841 годзе.

Спецыяльны рэкордны электрамабіль з кулепадобным кузавам La Jamais Contente 29 красавіка альбо 1 мая 1899 года, кіраваны гоншчыкам Камілам Жанаццы, першым пераадолеў 100-кіламетровы (62 мілі/гадзіна) бар’ер хуткасці на сушы. Афіцыйны рэкорд хуткасці склаў 105,882 км/г. Пазней вядомы амерыканскі канструктар электрамабіляў Уолтар Бэйкер дасягнуў хуткасці 130 км/г. Рэкорд па далёкасці прабегу на адной зарадцы паставіў электрамабіль фірмы «Борланд Электрык», праехалі 103,8 мілі (167 км) ад Чыкага да Мілуокі. На наступны дзень (пасля перазарадкі) электрамабіль вярнуўся ў Чыкага сваім ходам. Сярэдняя хуткасць склала 55 км/г.

Першая палова XX стагоддзя[правіць | правіць зыходнік]

Першапачаткова запас ходу і хуткасць у электрычных і бензінавых экіпажаў былі прыкладна аднолькавымі. Галоўным мінусам электрамабіляў была складаная сістэма падзарадкі. Паколькі тады яшчэ не існавала ўдасканаленых пераўтваральнікаў пераменнага току ў пастаянны, зарадка ажыццяўлялася вельмі складаным спосабам. Для падзарадкі выкарыстоўваўся электраматор, які працаваў ад пераменнага току. Ён круціў вал генератара, да якога былі падлучаныя батарэі электрамабіля. У 1906 годзе быў вынайдзены параўнальна просты ў эксплуатацыі выпрамнік току, але гэта істотна праблему падзарадкі не вырашыла.

У першай чвэрці XX стагоддзя шырокае распаўсюджванне атрымалі электрамабілі і аўтамабілі з паравой машынай. У той час з усяго колькасці аўтамабіляў ЗША 38 % мелі электрычныя рухавікі, 40 % — паравыя, 22 % — бензінавыя[1]. Значнае распаўсюджванне ў пачатку стагоддзя атрымалі і грузавыя электрамабілі, а таксама электрычныя амнібусы (электробусы).

1973 GM

Другая палова XX стагоддзя[правіць | правіць зыходнік]

Адраджэнне цікавасці да электрамабіляў адбылося ў 1960-я гады з-за экалагічных праблем аўтатранспарту, а ў 1970-е гады, і з-за рэзкага росту кошту паліва ў выніку энергетычных крызісаў.

Аднак пасля 1982 года цікавасць да электрамабіляў зноў спала. Гэта было выклікана рэзкім змяненнем кан’юнктуры на нафтавым рынку і слабымі эксплуатацыйнымі паказчыкамі доследных партый з-за недахопаў хімічных крыніц энергіі.

У пачатку 1990-х гадоў штат Каліфорнія быў адным з самых загазаваных рэгіёнаў ЗША. Таму Каліфарнійскім Камітэтам Паветраных Рэсурсаў (CARB) было прынята рашэнне — у 1998 годзе 2 % прадаваных у Каліфорніі аўтамабіляў не павінны вырабляць выхлапаў, а да 2003 годзе — 10 %. Кампанія General Motors адрэагавала адной з першых і з 1996 года пачала серыйны выпуск мадэлі EV1 з электрычным прывадам. Некаторыя аўтавытворцы таксама пачалі продажу электрамабіляў у Каліфорніі. Асноўнай масай карыстальнікаў EV1 стала галівудская багемная публіка. Усяго з 1997 года ў Каліфорніі было прададзена каля 5500 электрамабіляў розных вытворцаў.

Затым патрабаванне нулявой эмісіі было заменена на патрабаванне нізкай эмісіі. Амаль усе вырабленыя электрамабілі ў 2002 годзе былі канфіскаваныя ў карыстальнікаў і знішчаныя (толькі Toyota пакінула некаторым уладальнікам электрычныя RAV-4). У якасці прычыны называлася заканчэнне тэрміну службы акумулятараў.[крыніца?] GM адмовіла арандатарам EV1 ў сказе выкупіць электрамабілі. Таксама GM хавала ад іх намер знішчыць канфіскаваныя EV1. Падрабязна аб гэтай гісторыі распавядаецца ў навукова-папулярным фільме 2006 года «Хто забіў электрамабіль?» (англ.: Who killed electric car?Who killed electric car?).

XXI стагоддзе[правіць | правіць зыходнік]

У апошнія гады ў сувязі з бесперапынным ростам кошту на нафту электрамабілі зноў сталі набіраць папулярнасць. У рэпартажы CBS News «Could The Electric Car Save Us?» (англ.) паведамляецца, што ў 2007 г. зноў пачалося разгортванне прамысловай вытворчасці электрамабіляў. У сувязі з гэтай тэндэнцыяй рэжысёр фільма «Хто забіў электрамабіль?» Крыс Пэйн (Chris Paine) выпусціў працяг пад назвай «Помста электракара»  (англ.).

У 2008 годзе Tesla Motors — амерыканская аўтамабільная кампанія з Крамянёвай даліны пачала выпуск спартыўнага электрамабіля Tesla Roadster, не саступаўшага па хадавых якасцях (дынаміка разгону і максімальная хуткасць) звычайным аўтамабілям.

22-23 мая 2010 года пераробленая ў электрамабіль Daihatsu Mira EV, тварэнне Японскага клуба электрамабіляў, праехала 1003,184 кіламетра на адным зарадзе акумулятара[2].

24 жніўня 2010 года электрамабіль «Venturi Jamais Contente» з літый-іоннымі акумулятарамі, на салёным возеры ў штаце Юта, усталяваў рэкорд хуткасці 495 км/г на дыстанцыі ў 1 км. Падчас заезду аўтамабіль развіваў максімальную хуткасць 515 км/г[3].

27 кастрычніка 2010 года электрамабіль «lekker Mobil» канвертаваны з мікравэна Audi A2 здзейсніў рэкордны прабег на адной зарадцы з Мюнхена ў Берлін даўжынёй 605 км ва ўмовах рэальнага руху па дарогах агульнага карыстання, пры гэтым былі захаваны і дзейнічалі ўсе дапаможныя сістэмы, уключаючы ацяпленне. Электрамабіль з электрарухавіком магутнасцю 55 кВт быў створаны фірмай «lekker Energie» на аснове літый-палімернага акумулятара «Kolibri» фірмы «DBM Energy». У акумулятары было назапашана 115 кВт·г, што дазволіла электрамабілю праехаць увесь маршрут з сярэдняй хуткасцю 90 км/г (максімальная на асобных участках маршруту складала 130 км/г) і захаваць пасля фінішу 18 % ад першапачатковага зарада. Па дадзеных фірмы DBM Energy, электрапагрузчык з такім акумулятарам змог бесперапынна прапрацаваць 32 гадзіны, што ў 4 разы больш, чым з звычайным акумулятарам. Прадстаўнік фірмы «lekker Energie» сцвярджае, што акумулятар «Kolibri» здольны забяспечыць сумарны рэсурсны прабег да 500 000 км[4].

29 лістапада 2010 года пераможцам конкурсу Еўрапейскі аўтамабіль года ўпершыню абвешчаны электрамабіль мадэлі Nissan Leaf, які атрымаў 257 ачкоў[5].

У чэрвені 2013 года з невялікім інтэрвалам гоначнымі электрамабілямі ZEOD RC японскай кампаніі Nissan і B12/69EV брытанскай кампаніі Drayson Racing Technologies былі ўсталяваныя чарговыя сусветныя рэкорды хуткасьці сярод электрамабіляў — 300 км/г і 330 км/г адпаведна.

Экалагічны скандал Дызельгейт з Фольксвагенам падштурхнуў многіх аўтавытворцаў да вытворчасці электрамабіляў[6]. Актыўна вядуцца распрацоўкі электрамабіляў у Кітаі.

У студзені 2017 года электрамабіль Rimac Concept_One выйграў дрэг-гонку ў аднаго з самых хуткіх бензінавых аўтамабіляў у свеце — Bugatti Veyron[7].

У 2019 годзе продажы электрамабіляў у Еўропе дасягнулі 383 660 адзінак[8].

Топ-10 электрамабіляў у Еўропе
# Мадэль 2019[8] 2020[9]
1 Renault Zoe 47 408 99 261
2 Tesla Model 3 95 247 85 713
3 Volkswagen ID.3 56 118
4 Hyundai Kona Electric 22 667 47 796
5 Volkswagen e-Golf 28 710 33 650
6 Peugeot 208 31 287
7 Kia Niro EV 10 139 31 019
8 Nissan Leaf 33 155 30 916
9 Audi e-tron 18 483 26 454
10 BMW i3 32 828 23 113

Параўнанне з іншымі транспартнымі сродкамі[правіць | правіць зыходнік]

Электрамабілі адрозніваюцца нізкімі транспартнымі выдаткамі. Ford Ranger спажывае 0,25 кВт·г на адзін кіламетр шляху, Toyota RAV4 EV — 0,19 кВт·г на кіламетр. Сярэдні гадавы прабег аўтамабіля ў ЗША складае 19200 км (г. зн. 52 км у дзень). Пры кошту электраэнергіі ў ЗША ад 5 да 20 цэнтаў за кВт·г кошт гадавога прабегу Ford Ranger складае ад $240 да $1050, RAV-4 — ад $180 да $970.

ККД цягавага электрарухавіка складае 88-95 %.

Існуе меркаванне, што нізкі ўзровень шуму электрамабіляў можа ствараць праблемы — пешаходы, пераходзячы дарогу, часцяком арыентуюцца на гук аўтамабіля. Зразумела, рэзкі шум працуючага магутнага электрарухавіка цяжка з чым-то зблытаць, шум электрапрывадаў тралейбуса (у асноўным, паветраных кампрэсараў і вентылятараў ў старых мадэлях), механічных перадач (дыферэнцыял і карданная перадача), электракара, цягніка метро шырока вядомы, так што электрамабілю неабходна звычайнае для транспарту шумапрыглушэнне. Ды і шум сучаснага аўтамабіля на невялікай хуткасці вельмі малы, у асноўным, гэта шум трэння колаў аб асфальт, жвір або іншае пакрыццё. Аднак пры выкарыстанні маламагутных рухавікоў, як, напрыклад, у трамваях, шум сапраўды практычна адсутнічае і на некаторых якія выпускаюцца электрамабілях штучна павышаюць узровень шуму пры хуткасцях да 30 км/г.

Параўнанне з аўтамабілямі, абсталяванымі РУЗ[правіць | правіць зыходнік]

  • Цягавыя электрарухавікі (ЦЭР) маюць ККД да 90-95 %, па параўнанні з 22-42 % у РУЗ[10].
  • Больш высокая экалагічнасць, з прычыны адсутнасці неабходнасці прымянення нафтавага паліва, антыфрызаў, маторных алеяў, а таксама фільтраў для гэтых вадкасцяў; адсутнасць шкодных выхлапаў у месцы знаходжання аўтамабіля (выкіды небяспечных рэчываў па-ранейшаму адбываюцца ў працэсе генерацыі электрычнасці на электрастанцыях, калі не выкарыстоўваюцца альтэрнатыўныя крыніцы энергіі, як, напрыклад, сонечная энергія ў сеткі аўтамабільных заправак Tesla Motors «Supercharger»).
  • Прастата канструкцыі (прастата электрарухавіка і трансмісіі; адсутнасць неабходнасці ў пераключэнні перадач з прычыны высокай прыстасоўвальнасці крутоўнага моманту ТЭД да зменаў знешняй нагрузкі, нізкай устойлівай частоты кручэння вала электрарухавіка, магчымасці яго рэверсіравання) і кіравання, высокая надзейнасць і даўгавечнасць экіпажнай часткі (да 20-25 гадоў) у параўнанні з звычайным аўтамабілем.
  • РУЗ з’яўляецца крыніцай узнікнення дынамічных нагрузак і круцільных ваганняў у трансмісіі аўтамабіля і крыніцай вібрацый, якія перадаюцца апорнай канструкцыі аўтамабіля, на электрамабілі ЦЭР дынамічна ўраўнаважаны.
  • Меншы шум за кошт меншага колькасці рухомых частак і механічных перадач.
  • Высокая плыўнасць ходу з шырокім інтэрвалам змены частоты кручэння вала рухавіка.
  • Магчымасць тармажэння самім электрарухавіком (рэжым электрамагнітнага тормазу) без выкарыстання механічных тармазоў — адсутнасць трэння і, адпаведна, зносу тармазоў.
  • Простая магчымасць рэалізацыі поўнага прывада і тармажэння шляхам прымянення схемы «матор-кола», што дазваляе, апроч іншага, лёгка рэалізаваць сістэму павароту ўсіх чатырох колаў, аж да становішча, перпендыкулярнага кузаве электрамабіля.
  • Памяншэнне лабавога супраціву аўтамабіля па прычыне адсутнасці радыятара і іншых сістэм астуджэння [11]. Аднак магутныя электрамабілі ўсё ж такі маюць вадкасную сістэму астуджэння і, адпаведна, радыятар.
  • Прастата тэхабслугоўвання, вялікі міжсэрвісны прабег, таннасць ТА і ТР.
  • Нізкая пажара- і выбуханебяспечнасць пры аварыі.[удакладніць]
  • Магчымасць падзарадкі ад бытавой электрычнай сеткі (разеткі), але такі спосаб у 5-10 разоў даўжэй, чым ад спецыяльнага высакавольтнага зараднай прылады.
    • Магчымасць падзарадкі акумулятараў падчас рэкуперацыйнага тармажэння.
    • Магчымасць падзарадкі акумулятараў ад энергіі сонца (як падчас руху, так і падчас прастою аўтамабіля).
    • Магчымасць падзарадкі акумулятараў ад рухаў амартызатараў на няроўнай дарозе.[крыніца не паказана 2909 дзён]
  • Аўтамабіль з электрапрывадам — адзіны варыянт прымянення на легкавым аўтатранспарце таннай (па параўнанні з нафтавым або вадародным палівам) энергіі, што выпрацоўваецца АЭС, ГЭС і да т. п.
  • Масавае прымяненне электрамабіляў змагло б дапамагчы ў вырашэнні праблемы «энергетычнага піка» за кошт падзарадкі акумулятараў ў начны час.
Акумулятар электрамабіля
  • Акумулятары за паўтара стагоддзя эвалюцыі так і не дасягнулі шчыльнасці энергіі і кошту, супастаўнай з гаручым палівам, аднак і гэтага ўжо дастаткова, каб амаль на роўных канкураваць з аўтамабілямі на бензіне.
  • Праблемай з’яўляецца вытворчасць і утылізацыя акумулятараў, якія часта ўтрымліваюць атрутныя кампаненты (напрыклад, свінец або літый) і кіслоты.
  • Частка акумулятараў энергіі траціцца на астуджэнне або абаграванне салона аўтамабіля, а таксама сілкаванне іншых бартавых энергаспажывальнікаў (напрыклад, святло або паветраны кампрэсар). Зімой далёкасць шляху памяншаецца ў 3 разы. Без падагрэву акумулятарныя батарэі значна горш функцыянуюць.
  • Пры масавай зарадцы электрамабіляў ад бытавой сеткі ўзрастаюць перагрузкі электрычных сетак «апошняй мілі», што багата зніжэннем якасці энергазабеспячэння і рызыкай лакальных аварый сеткі.
  • Доўгі час зарадкі акумулятараў у параўнанні з запраўкай палівам[удакладніць]. Аднак, у адрозненне ад АЗС, месцазнаходжання зарадных станцый не маюць гэтак строгіх абмежаванняў і могуць размяшчацца ў больш зручных месцах, напрыклад, на паркоўках каля супермаркетаў, і могуць быць больш распаўсюджаныя, чым аўтазаправачныя станцыі. Таксама ў некаторых электрамабілях ўжо маецца магчымасць хуткай рабатызаванай замены акумулятараў літаральна за некалькі хвілін (гл. «Supercharger»).
  • Малы прабег большасці электрамабіляў на адной зарадцы. Літыевая батарэя ёмістасцю 24 кВт·г дазваляе электрамабілю праехаць каля 160 км. Выкарыстанне кандыцыянера, ацяпляльніка салона, загрузка электрамабіля пасажырамі або грузам, рух з частым разгонам/тармажэннем і хуткасцю больш за 90-100 км/г памяншаюць прабег да 80 км.
  • Высокі кошт літыевых батарэй, або высокая вага досыць ёмістых свінцовых батарэй.
  • Залежнасць ёмістасці акумулятара ад рэжыму разраду. Ёмістасць прыблізна зваротна прапарцыйная квадратнага пні ад разраднага току. Пераход ад секундных рэжымаў разраду (старцёр) да гадзінных павялічвае рэальную ёмістасць у дзясяткі разоў, таму гэты недахоп неістотна.
  • Магутнасць, якая выпрацоўваецца усімі сучаснымі электрастанцыямі, значна менш, чым магутнасць ўсіх сучасных аўтамабіляў. Выпрацоўваемай энергіі не хопіць на адначасовую зарадку вельмі вялікай колькасці электрамабіляў. Аднак варта ўлічыць, што выпрацоўка бензіну таксама патрабуе электрычнасці (да 5 кВт·г на літр), таму па меры памяншэння сусветнага спажывання бензіну магутнасці электрастанцый будуць пераразмяркоўвацца ў бок энергазабеспячэння электрамабіляў. Акрамя таго, у вельмі многіх аўтамабіляў магутнасць рухавіка моцна завышаная для таго, каб забяспечыць хуткі разгон — а электрамабілю гэта не трэба.
  • Для краін з халодным кліматам вельмі востра стаіць пытанне ацяплення салона. Для эфектыўнага ацяплення салона машыны сярэдніх памераў трэба каля 2-3 кВт цеплавой магутнасці, у той час як ёмістасць батарэі Mitsubishi i-MiEV складае каля 16 кВт·г, і ўключаная печ можа істотна адбіцца на яго запасе ходу. Аднак існуюць электрамабілі і з больш ёмістымі батарэямі, як у выпадку з Tesla Model S, уключанай печкі якой хопіць на двое сутак бесперапыннай працы.
  • Электрычны зарад акумулятара паступова слабее, нават калі ён ніяк не выкарыстоўваецца.

Параўнанне з гібрыднымі аўтамабілямі[правіць | правіць зыходнік]

Перавагі
  • Агульная прастата канструкцыі і кіравання ў параўнанні з гібрыднымі аўтамабілямі.
  • Меншае колькасць механічных элементаў і дэталяў.
  • Больш высокая надзейнасць.
  • Прастата рамонту і абслугоўвання, а, як следства, і больш нізкія выдаткі пры эксплуатацыі.
  • Меншае забруджванне навакольнага асяроддзя.
  • Адсутнасць неабходнасці ў паліве. Аднак варта заўважыць, што некаторыя гібрыды таксама могуць абыходзіцца без паліва (тэхналогія PHEV або Plug In Hybrid).
  • Істотная эканомія на 1 км шляху ў мяшаным або загарадным цыкле.
  • Больш простая электроніка, якая кіруе цягавае устаноўкай, так як няма неабходнасці кіраваць асобна разнастайнымі рухавікамі.
  • У большасці выпадкаў больш нізкі кошт.
  • Адсутнасць трансмісіі, у адрозненне ад механічных гібрыдаў.
  • Акумулятары электрамабіля працуюць вельмі актыўна, а, такім чынам, даволі моцна награваюцца. Акумулятары ж гібрыду працуюць у больш зберагалым рэжыме і мала грэюцца. Такім чынам, пры нізкіх тэмпературах навакольнага асяроддзя ёмістасць акумулятараў у гібрыднага аўтамабіля будзе істотна зніжацца. Аднак некаторыя гібрыдныя аўтамабілі (напрыклад, Toyota Prius 3) маюць агульную гібрыдную сістэму астуджэння, награваючую зімой цягавы акумулятар ад РУЗ, а летам, адпаведна, астуджальную.
Недахопы
  • Вялікая маса акумулятараў.
  • Працяглая зарадка акумулятараў[удакладніць], аднак існуюць спосабы «хуткай зарадкі» да няпоўнай ёмістасці батарэі.
  • У большасці выпадкаў — нізкія дынамічныя паказчыкі.
  • У некаторых гібрыдах наогул адсутнічаюць электрычныя акумулятарныя батарэі.
  • У некаторых мадэлях гібрыдных аўтамабіляў магчымая рэалізацыя цягі асобна ад РУЗ і ТЭД[чаму?]. Гэта значыць пры выхадзе з ладу аднаго з іх магчыма рух толькі на адным.
  • Найбольш буйныя аўтамабілебудаўнічыя кампаніі пасля 2000-х надаюць мала ўвагі электрамабіляў у карысць гібрыдаў.

Розныя варыянты рэалізацыі электрамабіля[правіць | правіць зыходнік]

Электрамабілі, абсталяваныя акумулятарнымі батарэямі[правіць | правіць зыходнік]

Электракаляска для інвалідаў і пенсіянераў. Май 2015, Ордалстанген, Нарвегія

Акумулятарныя электрамабілі з’яўляюцца самым першым і простым выглядам электрамабіляў. Першыя працаздольныя мадэлі былі пабудаваныя яшчэ ў канцы XIX стагоддзя. Актыўна выкарыстоўваліся ў ЗША аж да 20-х гадоў XX стагоддзя. На працягу 30-40 гг. найбольш актыўна ўжываліся ў Нямеччыне. З 1947 г. шырока выкарыстоўваюцца ў Англіі[12].

Прынцыповая схема акумулятарнага электрамабіля ў агульным выпадку наступная: акумулятарная батарэя праз сілавую электраправодку і сістэму рэгулявання (кіравання) цягавага электрарухавіка злучаецца з ЦЭР, які, у сваю чаргу, праз карданны вал перадае галоўнай перадачы круцільны момант.

Тэхніка-эканамічныя параметры дадзенага тыпу электрамабіляў, перш за ўсё, залежаць ад характарыстык прымяняюцца акумулятарных батарэй. Велічыня жаданага прабегу электрамабіля на адзін зарад батарэі (запас ходу) прама прапарцыйная адносінах вагі акумулятарнай батарэі да поўнага вазе электрамабіля. Залежнасць вагі батарэі ад грузападымальнасці аўтамабіляў значна вышэй, чым залежнасць вагі карбюратарны рухавіка ад грузападымальнасці аўтамабіля.

Батарэі размяшчаюцца на шасі аўтамабіляў часцей за ўсё такім чынам, каб мелася магчымасць: ажыццяўляць хуткую замену батарэй, акумулятараў, лёгкага доступу да выводным загваздкамі і адтулінам для залівання электраліта. Для гэтага часцей за ўсё батарэі размяшчаюць у двух скрынях па баках электрамабіля.

Электрамабілі, абсталяваныя паліўнымі элементамі[правіць | правіць зыходнік]

Характэрнай асаблівасцю электрамабіляў, аснашчаных ПЭ (паліўнымі элементамі), з’яўляецца тое, што маса энергасілавой устаноўкі не змяняецца пры змене яе энергаёмістасці, а павелічэнне запасу ходу можа быць дасягнута за кошт павелічэння масы паліва ў паліўных баках (як у аўтамабілях з РУЗ).

Такім чынам, з аднаго боку, ПЭ дазваляюць істотна павысіць запас ходу электрамабіля, але, з іншага боку, паліва для іх мае высокі кошт, а таксама можа быць таксічным і пры перапрацоўцы ў ПЭ вылучаць у атмасферу шкодныя рэчывы.

У электрамабілях з паветрана-алюмініевымі электрахімічнымі генератарамі для атрымання электрычнага току выкарыстоўваецца працэс акіслення алюмінія ў паветрана-алюмініевым паліўным элеменце[13].

Камбінаваныя энергаўстаноўкі[правіць | правіць зыходнік]

У канцы 1960-х і пачатку 1970-х гадоў быў распрацаваны шэраг вопытных узораў электрамабіляў з энергасілавымі ўстаноўкамі тыпу «Акумулятарныя батарэі — Паліўныя элементы»:

  • У Англіі на базе DAF 44 быў створаны электрамабіль са змяшанай сістэмай сілкавання ад акумулятарных батарэй і ад гідразійна-паветраных ПЭ з удзельнай магутнасцю 160 Вт/кг Пры разгоне асноўная нагрузка клалася на батарэі, у астатніх рэжымах — на паліўныя элементы, подзараджаючыя акумулятарную батарэю.
  • У ЗША на базе Austin A-40 быў выраблены электрамабіль з камбінаванай сістэмай, у якую ўваходзяць шчолачныя вадародна-паветраныя элементы і свінцова-кіслотныя акумулятарныя батарэі. Запас ходу дасягаў 320 км.

Электрамабілі, якія выкарыстоўваюць іншыя крыніцы энергіі[правіць | правіць зыходнік]

Электрамабілі на сонечных батарэях[правіць | правіць зыходнік]

Існуе мноства канструкцый электрамабіляў на сонечных батарэях, так званых «сонцамабіляў», аднак іх агульнай праблемай з’яўляецца нізкі ККД батарэй (звычайна каля 10-15 %, перадавыя распрацоўкі дазваляюць дамагчыся 30 %), што не дазваляе запасіць значная колькасць энергіі за дзень, скарачаючы сутачны прабег; да таго ж сонечныя элементы бескарысныя ноччу і ў пахмурнае надвор’е. Другая праблема — дарагоўля сонечных батарэй.

Сярод прыкладаў сонцамабіляў можна назваць прататыпы Venturi Astrolab, Venturi Eclectic (дадаткова абсталяваны ветравой устаноўкай), канцэпт-кар ItalDesign-Giugiaro Quaranta (зрэшты, энергіі, якую назапашваюць сонечныя батарэі, хапае ў ім хіба што на сілкаванне бартавой электронікі), італьянскі Phylla, а таксама SolarWorld GT, які ў 2012 годзе здзейсніў кругасветны марафон[14]. Апошні абсталяваны двума матор-коламі Loebbemotor намінальнай магутнасцю 1,4 кВт кожны (пікавая магутнасць — 4,2 кВт кожная, або ў суме — 11,42 конскія сілы). Дзякуючы малой масе (карбонавы кузаў дазволіў дамагчыся вагі 260 кг, сам кузаў важыць 85 кг) і аэрадынамічна дасканалай форме кузава (Сх = 0,137), удалося дамагчыся максімальнай хуткасці 120 км/г. Круізная хуткасць — 50 км/г (пры працы матораў на намінальнай магутнасці), на ёй SolarWorld GT можа праехаць 275 км — больш, чым многія сучасныя электрамабілі. Гэты прабег забяспечвае 21-кілаграмовая літый-іонная батарэя емістасцю 4,9 кВтг[15].

Таксама існуюць гібрыдамабілі, якія прыводзяцца ў рух як сонечнай энергіяй, так і педалямі. У асноўным, гэта самаробныя машыны і прататыпы.

Для заахвочвання вытворчасці сонцамабіляў і іх папулярызацыі існуюць спаборніцтвы накшталт трансаўстралійскага ралі «Сусветны сонечны выклік». На падобных спаборніцтвах звычайна спаборнічаюць студэнты тэхнічных ВНУ, якія ствараюць падобныя мадэлі ў якасці дыпломных работ.

Інфраструктура[правіць | правіць зыходнік]

У залежнасці ад рынка і яго асаблівасцяў, для зарадкі электрамабіляў выкарыстоўваюцца розныя тыпы раздымаў зарадных прыстасаванняў. Найбольш распаўсюджаныя[16]:

  • SAE J1772 (Type 1): для зарадкі пераменным токам (1-фазная). Максімальная намінальная магутнасць — да 19,2 кВт (80 А пры 240 В).
  • Combined Charging System (CCS1), таксама вядомы як SAE J1772 Combo або CCS Combo 1: для хуткай зарадкі пастаянным токам. Максімальная выходная магутнасць складае 500 кВт (пры току 500 А пры напрузе 1000 В).
  • IEC 62196-2 (Type 2): для пераменнага току (аднафазная або трохфазная зарадка). Максімальная выходная магутнасць складае 14,5 кВт (63 А пры 230 В) у 1-фазнага або 43,5 кВт (63 А пры 230 В) у 3-фазнага зараднага прыстасавання.
  • Combined Charging System (CCS2): для хуткай зарадкі пастаянным токам. Максімальная выходная магутнасць складае да 500 кВт (з разліку 500 А пры 1000 В).
  • NACS (North American Charging Standard): для зарадкі пераменным (1-фазным) і пастаянным токам.
  • CHAdeMO: для зарадкі пастаянным токам. Распрацаваны кампаніяй Nissan і ўпершыню ўжыты на мадэлі Nissan Leaf.
  • GB/T: выкарыстоўваецца ў электрамабілях кітайскай вытворчасці. Існуе два асобныя раздымы: адзін для зарадкі пераменным і іншы пастаянным токам.

NACS быў распрацаваны кампаніяй Tesla і выкарыстоўваўся на зарадных станцыях сеткі Tesla Supercharger. 11 лістапада 2022 года Tesla дазволіла выкарыстоўваць свой тып канектара іншым кампаніям, плануючы, што гэты раздым для зарадкі стане стандартам у Паўночнай Амерыцы. У маі 2023 года Ford абвясціў аб пераходзе з CCS1 на NACS, пачынаючы з мадэляў наступнага пакалення. У чэрвені 2023 года аб аналагічным рашэнні абвясціла карпарацыя General Motors. З гэтага моманту ўсё больш вытворцаў сталі далучацца да NACS: Rivian, Volvo, Polestar, Mercedes-Benz, Nissan, Fisker, Honda, Jaguar і BMW аб’явілі аб пераходзе на NACS пачынаючы з 2025 года, Hyundai, Kia і Genesis абвясцілі, што пераход пачнецца ў чацвёртым квартале 2024 года[16].

Па стане на сярэдзіну 2023 года, у ЗША ў адпаведнасці з федэральнымі патрабаваннямі нацыянальнай праграмы National Electric Vehicle Infrastructure Formula Program, каб мець права на атрыманне дзяржаўных сродкаў для будаўніцтва новай зараднай станцыі, кампаніі павінны абсталёўваць станцыі вілкамі CCS1. Усе фінансаваныя дзяржавай зарадныя станцыі пераменнага току павінны мець вілкі J1772. Іншыя тыпы не з’яўляюцца абавязковымі. У праектах, якія не падтрымліваюцца дзяржаўнай праграмай, можна выкарыстоўваць любы тып зараднага прыстасавання[16].

У Японіі выкарыстоўваюцца зарадныя прыстасаванні стандартаў J1772 (пераменны ток) і CHAdeMO (пастаянны ток). У Кітаі вытворцы, у тым ліку Tesla, выкарыстоўваюць зарадныя раздымы і вілкі сумяшчальныя з GB/T[16].

Уздзеянне на навакольнае асяроддзе[правіць | правіць зыходнік]

У электрамабіляў, у адрозненне ад машын з рухавіком унутранага згарання, нулявыя выкіды выхлапных газаў, але іх эксплуатацыя выклікае ўскосныя выкіды, бо электрамабілі атрымліваюць энергію з электрычнай сеткі. Ацэнкі колькасці выкідаў на мілю для электрамабіляў з улікам выкідаў з электрычнай сеткі меншыя, чым для аўтамабіляў з бензінавым рухавіком, але яны не роўныя нулю. Так, ацэньваецца, што Chevrolet Bolt адказвае за выкід каля 92 грамаў вуглякіслага газу на мілю. Для параўнання, Chevrolet Malibu з бензінавым рухавіком робіць выкідаў больш за 320 грамаў на мілю. Аднак, вялікія і магутныя электрамабілі ўсё яшчэ могуць быць горшымі для навакольнага асяроддзя, чым невялікія звычайныя аўтамабілі. Больш высокая энергаэфектыўнасць можа знізіць выкіды ад эксплуатацыі і вытворчасці, а таксама павялічыць запас ходу і знізіць выдаткі. Памяншэнне вагі, паляпшэнне аэрадынамічнасці, удасканаленне электрарухавікоў і памяншэнне памеру батарэй дазволіць падвысіць эфектыўнасць электрамабіляў[17].

Імкненне да павелічэння далёкасці прабегу і выпуску буйнейшых машын патрабуе павелічэння памеру акумулятарнай батарэі. Для вытворчасці акумулятараў выкарыстоўваюць матэрыялы, якія неабходна здабываць і перапрацоўваць, што таксама спрыяе павелічэнню выкідаў забруджвальных рэчываў. Здабыча карысных выкапняў аказвае значнае ўздзеянне на навакольнае асяроддзе і таксама можа мець негатыўныя сацыяльныя наступствы, уключаючы парушэнні правоў чалавека, у тым ліку задакументаваныя пры здабычы кобальту выкарыстанне прымусовай працы, дзіцячай працы і іншыя формы прымусу[18].

Энергетыка[правіць | правіць зыходнік]

Ураўненне балансу энергіі:

e·Gb = ω·L (Ga + Gэ + Gb + Gп)·10³
дзе е — удзельная энергаёмістасць батарэі, Вт*г/кг;
ω — удзельная расход энергіі пры руху ў рэжыме, для якога зададзены запас ходу, Вт*г/(т*км);
Ga — маса экіпажнай часткі, кг;
Gэ — маса электрапрывада, кг;
Gп — карысная нагрузка, кг;
Gб — маса батарэі, кг.

Поўная маса электрамабіля, кг:

G = Gа+Gэ+Gn+Gб

Вага акумулятарнай батарэі (у першым набліжэнні):

Gb = ω·G·L·γ
ω — удзельны расход энергіі на 1 т*км поўнага вагі пры зададзенай хуткасці руху, кВт*г/(т*км);
L — запас ходу, км;
γ — удзельная вага акумулятарнай батарэі, кг/кВт*ч.

Удзельная энергія батарэі:

ωб = K·L/(Gb/G) = K·L/α
дзе Да — выдатак энергіі, аднесеныя да 1 км*кг, Вт*г/(кг*км);
α — адносная маса батарэі.

Максімальная магутнасць забеспячэння механічнага руху:

Рд = ±Рдат±Ра±Рн
дзе Рда — магутнасць, выдаткоўваная на паскарэнне электрамабіля;
Pт — магутнасць, выдаткоўваная на пераадоленне сіл супраціву качэння;
Ра — магутнасць, выдаткоўваная на пераадоленне аэрадынамічнага супраціву;
Рн — магутнасць, выдаткоўваная на пераадоленне пад’ёму.

Поўная магутнасць батарэі:

Рэ = Рд/(ηм·ηэ)+Рвсп
дзе ηэ — страты энергіі на пераўтварэнне электрычнай энергіі ў механічную;
ηм — страты механічнай энергіі пры перадачы на цягавыя колы;
Рвсп — магутнасць, выдаткоўваная на дапаможныя патрэбы.

У Беларусі[правіць | правіць зыходнік]

Станцыя зарадкі для электрамабіляў у Мінску

Па стане на 2021 год у Беларусі 4 тысячы электрамабіляў[19].

У кастрычніку 2014 года ў Мінску была ўсталяваная першая ў Беларусі станцыя экспрэс-зарадкі стандарту CHAdeMO[20]. На канец 2018 года ў Беларусі налічвалася больш за 80 зарадных станцый[21].

Zotye E200 у Мінску

У жніўні 2017 года быў паказаны прататып першага электрамабіля беларускай распрацоўкі. Машына была спраектавана Аб'яднаным інстытутам машынабудавання  (бел. (тар.)) Нацыянальнай акадэміі навук. Кузаў з падвескай і інтэр’ерам быў узяты ад серыйнага седана Geely SC7[22].

У канцы 2018 года ў Беларусі быў прэзентаваны кітайскі электрамабіль Zotye E200[21]. У пачатку 2019 года заводам «Юнісон» сабрана некалькі дзясяткаў гэтых машын, пасля чаго зборка была прыпынена[23].

Электробус АКСМ Е321

У 2017 годзе ў Мінску з’явіліся першыя электробусы[24].

У студзені 2018 года два электробусы з’явіліся на вуліцах Магілёва. Яны былі падораны адміністрацыяй кітайскай правінцыі Хунань[25].

Статыстыка продажаў[правіць | правіць зыходнік]

Электрамабіль BMW у Мінску, на заднім плане — электрамабіль Nissan

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Крыніцы[правіць | правіць зыходнік]

  1. Щетина 1987, с. 11.
  2. Рекорды и опыты открывают дорогу литиевым машинам будущего(недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 1 чэрвеня 2013. Праверана 26 верасня 2017.
  3. Venturi Streamliner Sets New World Speed Record 25 Aug 2010 Архівавана 2 ліпеня 2014.
  4. 600 км без подзарядки: новые перспективы развития электромобилей
  5. назвали «Автомобиль года»
  6. Как произошедшее с Volkswagen изменит мир — Новости Экономики — Новости Mail.Ru Архівавана 19 кастрычніка 2015.
  7. Василий Сычев. Электромобиль обошел в гонке одну из быстрейших бензиновых машин. nplus1.ru. Праверана 18 студзеня 2017.
  8. а б Tesla Model 3 — самый популярный электромобиль в Европе (руск.). adt.by (31 студзеня 2020). Праверана 1 лютага 2020.
  9. EV registrations in Europe more than doubled in 2020 (англ.). jato.com (27 студзеня 2021). Праверана 2 лютага 2021.
  10. Учебник по двигателям внутреннего сгорания Архівавана 25 верасня 2017.
  11. Аэродинамика подкапотного пространства : Carlines.ru — Про авто(недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 28 кастрычніка 2015. Праверана 26 верасня 2017.
  12. О. А. Ставров. Электромобили. Изд-во «Транспорт», 1968 г. УДК 629.113.65
  13. Жук 2012, с. 28.
  14. SolarWorld GT — официальный сайт Архівавана 5 кастрычніка 2012.
  15. SolarWorld GT — технические характеристики Архівавана 20 кастрычніка 2013.
  16. а б в г Mark Kane. CCS1 To Tesla NACS Charging Connector Transition: Everything We Know (англ.). insideevs.com (18 кастрычніка 2023). Праверана 19 кастрычніка 2023.
  17. 9,000-Pound Electric Hummer Shows We Can’t Ignore Efficiency of EVs (англ.). aceee.org (21 чэрвеня 2022). Праверана 16 ліпеня 2022.
  18. Impacts from Mining Lithium, Cobalt, and Other Materials for Electric Car Batteries (англ.). climatenexus.org. Праверана 16 ліпеня 2022.
  19. "Число электромобилей в Беларуси за первое полугодие выросло более чем в 2 раза" [руская]. abw.by. 2021-07-17. Праверана 2021-07-17.
  20. Першую ў Беларусі станцыю экспрэс-зарадкі для электрамабіляў адкрылі на выездзе з Мінска. БелТА (9 кастрычніка 2014). Праверана 20 снежня 2019.
  21. а б Белорусский завод начал продажи первого сертифицированного электромобиля. Он китайский (руск.). dev.by (22 лютага 2019). Праверана 20 снежня 2019.
  22. Прэзентаваны першы беларускі электрамабіль. БелТА (22 жніўня 2017). Праверана 11 снежня 2019.
  23. Белорусский «Юнисон» приостановил сборку электромобилей. Но успел продать пробную партию (руск.). dev.by (4 верасня 2019). Праверана 20 снежня 2019.
  24. Першыя электробусы ў Мінску будуць хадзіць па маршруце тралейбуса №59. zviazda.by (20 мая 2017). Праверана 16 ліпеня 2022.
  25. У Магілёве пачалі курсіраваць электробусы. zviazda.by (20 студзеня 2018). Праверана 16 ліпеня 2022.
  26. Итоги продаж новых авто в 2018 году. LADA Vesta опередила Volkswagen Polo, Geely рвется на подиум (руск.)(недаступная спасылка). news.21.by (15 студзеня 2019). Архівавана з першакрыніцы 11 ліпеня 2021. Праверана 17 ліпеня 2021.
  27. Общее количество новых автомобилей проданных в 2019 году (членами Автомобильной Ассоциации БАА) (руск.). auto-baa.by (16 студзеня 2020). Праверана 16 студзеня 2020.
  28. Рынок премиальных авто вырос. Что покупали богатые белорусы в прошлом году (руск.)(недаступная спасылка). auto.tut.by (20 студзеня 2020). Архівавана з першакрыніцы 15 жніўня 2020. Праверана 20 студзеня 2020.
  29. Год неплохой, но 140-й указ мешает. В БАА отчитались о продажах новых авто в 2020 году (руск.). av.by (16 студзеня 2021). Праверана 16 студзеня 2021.
  30. Названы самые продаваемые машины в Беларуси за 2021 год (руск.). av.by (27 студзеня 2022). Праверана 27 студзеня 2022.

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Электрамабіль // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 18. Кн. 1: Дадатак: Шчытнікі — Яя / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 2004. — Т. 18. Кн. 1. — 472 с. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0035-8. — ISBN 985-11-0295-4 (т. 18. Кн. 1).
  • Щетина В. А., Морговский Ю. Я., Центер Б. И., Богомазов В. А. Электромобиль: техника и экономика. — Л.: Машиностроение, 1987. — 253 с.
  • Жук А.З., Клейменов Б.В., Фортов В.Е., Шейндлин А.Е. Электромобиль на алюминиевом топливе. — М.: Наука, 2012. — 171 с. — ISBN 978-5-02-037984-8.

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]