Электрамабіль

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Электрамабіль-грузавік 1943 года пабудовы, Швецыя
Падзарадка акумулятараў электрамабіля Global Electric Motorcars[1]

Электрамабільаўтамабіль, прыводны ў рух адным ці некалькімі электрарухавікамі з харчаваннем ад аўтаномнай крыніцы электраэнергіі (акумулятараў, паліўных элементаў і т . п.), а не рухавіком унутранага згарання. Электрамабіль варта адрозніваць ад аўтамабіляў з рухавіком унутранага згарання і электрычнай перадачай, а таксама ад тралейбусаў і трамваяў.

Таксама можна сказаць, што электрамабіль — гэта безрэйкавы транспартны сродак з аўтаномнай хімічнай крыніцай энергіі (току).

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.

У 1899 годзе ў Санкт-Пецярбургу рускі дваранін і інжынер-вынаходнік Іпаліт Раманаў стварыў першы рускі электрычны амнібус на 17 пасажыраў. Яго агульная кампаноўка была запазычаная ў ангельскіх кебаў, дзе рамізнік размяшчаўся на высокіх козлах ззаду пасажыраў. Экіпаж быў двухмесным і чатырохколавым, пярэднія колы па дыяметры былі больш задніх. На першым электрамабілі выкарыстоўваўся свінцовы акумулятар сістэмы Бары, які меў 36 слоікаў (вальтовая слупоў). Ён патрабаваў падзарадкі кожныя 60 вёрст (~64 кіламетра). Сумарная магутнасць аўтамабіля складала 4 конскія сілы. Распрацоўка экіпажа была запазычаная ў мадэляў амерыканскай фірмы «Морыс-Салам», якая выпускала аўтамабілі з 1898 года. Электрамабіль змяняў хуткасць руху ў дзевяці градацыях ад 1,6 да 37,4 км/гадзіну. Раманаў таксама распрацаваў схему гарадскіх маршрутаў для гэтых продкаў сучасных тралейбусаў і атрымаў дазвол на працу. Аднак знайсці патрэбныя інвестыцыі не змог, таму справа не атрымала развіццё.

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

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[2]. Значнае распаўсюджванне ў пачатку стагоддзя атрымалі і грузавыя электрамабілі, а таксама электрычныя амнібусы (электробусы).

Томас Эдысан ў электрамабіля Detroit Electric
1973 GM

Энцыклапедыя Бракгаўза Ф. А. і Ефрона І. А. апісвае электрамабілі наступным чынам[3]:

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 вопытных партый з-за недахопаў хімічных крыніц энергіі.

У пачатку 90-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 коштаў 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 «Месть электрокара»(англ.) бел.(англ.) бел..

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[4].

24 жніўня 2010 года электрамабіль «Venturi Jamais Contente» з літый-іённымі акумулятарамі, на салёным возеры ў штаце Юта, усталяваў рэкорд хуткасці 495 км/ч на дыстанцыі ў 1 км. Падчас заезду аўтамабіль развіваў максімальную хуткасць 515 км/г[5].

27 кастрычніка 2010 года электрамабіль «lekker Mobil» конвертированный 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/ч) і захаваць пасля фінішу 18 % ад першапачатковага зарада. Па дадзеных фірмы DBM Energy, электропогрузчик 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[6].

29 лістапада 2010 года пераможцам конкурсу Еўрапейскі аўтамабіль года ўпершыню абвешчаны электрамабіль мадэлі Nissan Leaf, які атрымаў 257 ачкоў[7].

У кастрычніку 2011 года ў Расеі пачаў прадавацца першы электрамабіль — Mitsubishi i-MiEV. За першыя тры месяцы быў прададзены 41 электрамабіль. Міністэрства энергетыкі ЗША назвала i-MiEV самым эканамічным аўтамабілем (http://www.fueleconomy.gov/feg/topten.jsp). Mitsubishi i-MiEV атрымаў «Экалагічны знак якасці» агульнарасійскай грамадскай экалагічнай арганізацыі «Зялёны патруль».

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/гадзіну і 330 км/гадзіну адпаведна.

Экалагічны скандал Дызельгейт з Фольксвагенам падштурхнуў многіх аўтавытворцаў да вытворчасці электрамабіляў[8]. 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[9].

У Расіі[правіць | правіць зыходнік]

Па распараджэнні мэра Масквы ў 2007 г. у горадзе пачалася доследная эксплуатацыя электрамабіляў. Было закуплена 8 малатанажных грузавікоў і 2 аўтобусы. Па выніках доследнай эксплуатацыі тэхнікі Дэпартамент транспарту і сувязі Масквы прадставіць на разгляд урада Масквы праект распарадчага дакумента па выкарыстанні электромобильной тэхнікі для забеспячэння ўнутрыгарадскіх грузавых і пасажырскіх перавозак.

30 сакавіка 2007 года ўпершыню ў Расіі электрамабіль, пераабсталяваны Ігарам Корховым з звычайнага аўтамабіля, атрымаў заключэнне па допуску да ўдзелу ў дарожным руху і быў зарэгістраваны ў органах ДІБДР дзякуючы дапамозе навуковага работніка і грамадскага дзеяча Юрыя Юр'евіча Шуліпы.

У 2009 годзе ў Санкт-Пецярбургскім дзяржаўным політэхнічным універсітэце сканструявалі першы ў Расіі сонечны электрамабіль (СЭМ). За ноч яго можна зарадзіць ад звычайнай электраразеткі, а днём ён сілкуецца ад сонечных батарэй, размешчаных на капоце. Хуткасць СЭМа — 40 км/гадзіну, а запас ходу на адной зарадцы акумулятарнай батарэі — 60 кіламетраў. Электрарухавік магутнасцю 3 кВт[10].

Lada Ellada

У 2012 годзе ў серыю запушчаны электрамабіль EL Lada па ініцыятыве міністра энергетыкі, прамысловасці і сувязі Стаўрапольскага краю Саматова Дзмітрыя Рафаиловича. Lada Ellada атрымала практычнае прымяненне ў горадзе-курорце Кіславодск Стаўрапольскага краю, у якасці легкавога таксі. Гэты праект стаў першым у Расіі па выкарыстанні электрамабіля ў пасажырскіх перавозках.

14 ліпеня 2013 года ў сталіцы і на тэрыторыі новай Масквы прайшоў першы ў Расіі экопробег электрамабіляў «Ізумрудная планета»[11], у якім прынялі ўдзел палітыкі, журналісты, зоркі і прадстаўнікі бізнесу. Экопробег праходзіў пры падтрымцы Дэпартамента развіцця новых тэрыторый Масквы і Дэпартамента транспарту і развіцця дарожна-транспартнай інфраструктуры горада Масквы. Ініцыятарам правядзення экопробега выступіла Экалагічная ініцыятыва «Ізумрудная планета» і яе лідэр, эколаг Алена Шаройкіна. Мэтай акцыі было прыцягнуць увагу ўладаў і шырокай грамадскасці да экалагічных і інфраструктурных праблем мегаполіса, а таксама да сучаснага новага віду транспарту як спосабу паменшыць нагрузку на навакольнае асяроддзе[12].

22 жніўня 2015 года кампаніяй White Square Motors пры дзяржпадтрымцы запушчаны праект расійскага серыйнага электрамабіля SONA RR100[13]. Выхад на дарогі пілотнага ўзору чакаецца ўжо ў 2018 годзе.

У Новасібірску паспяхова эксплуатуецца сумесная распрацоўка кампаній ТАА «Сібірскі тралейбус» і НПФ «АРС ТЭРМ» - тралейбус з доўгім аўтаномным ходам СТ 6217. У тралейбусе выкарыстоўваюцца літый-іённыя акумулятары «Ліатэх». Далёкасць аўтаномнага ходу ад адной зарадкі акумулятара – 60 км. Першы расійскі электробус правераць сібірскай зімой [14].

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·ч кошт гадавога прабегу Ford Ranger складае ад $240 да $1050, RAV-4 — ад $180 да $970.

У Расеі кошт электраэнергіі — каля 12 цэнтаў (3,8 руб) за кВт·г па дзённага тарыфу і каля 3 цэнтаў (0,95 руб) за кВт·ч ноччу[15]. Такім чынам, транспартныя выдаткі электрамабіля ў Расеі будуць некалькі ніжэй, чым у ЗША, паколькі зараджацца ён будзе, хутчэй за ўсё, ўначы.

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 мятро 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 ўзровень шуму пры хуткасцях да 30 км/ч.

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

  • Цягавыя электрарухавікі (ТЭД) маюць ККД да 90-95 %, па параўнанні з 22-42 % у ДВС[16].
  • 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 реверсирования) і кіравання, высокая надзейнасць і даўгавечнасць экіпажнай часткі (да 20-25 гадоў) у параўнанні з звычайным аўтамабілем.
  • ДВС з'яўляецца крыніцай ўзнікнення дынамічных нагрузак і круцільных ваганняў у трансмісіі аўтамабіля і крыніцай вібрацый, якія перадаюцца апорнай канструкцыі аўтамабіля, на электрамабілі ТЭД дынамічна ураўнаважаны.
  • 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 [17]. Аднак магутныя электрамабілі ўсё ж такі маюць вадкасную сістэму астуджэння і, адпаведна, радыятар.
  • Прастата тэхабслугоўвання, вялікі межсервисный прабег, таннасць ТО 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.Шаблон:Нет АИ 2
  • 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 харчаванне іншых бартавых энергопотребителей (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·ч 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/ч 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 (стартар) 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[Што гэта?] трэба каля 2-3 кВт цеплавой магутнасці, у той час як ёмістасць батарэі прадаецца ў Расіі Mitsubishi i-MiEV складае каля 16 кВт·ч, і уключаная 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 ў гібрыднага аўтамабіля будзе істотна зніжацца. Аднак некаторыя гібрыдныя аўтамабілі (напрыклад, Toyota Prius 3) маюць агульную гібрыдную сістэму астуджэння, награваючую зімой цягавы акумулятар ад ДВС, 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 ТЭДШаблон:Почему. 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[18].

Прынцыповая схема акумулятарнага электрамабіля ў агульным выпадку наступны: акумулятарная батарэя праз сілавую электраправодку і сістэму рэгулявання (кіравання) цягавага электрарухавіка злучаецца з ТЭД, які, у сваю чаргу, праз карданны вал перадае галоўнай перадачы крутоўны 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 энергосиловой ўстаноўкі 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[19].

Камбінаваныя энергаўстаноўкі[правіць | правіць зыходнік]

У канцы 60-х і пачатку 70-х гадоў быў распрацаваны шэраг вопытных узораў электрамабіляў з энергасілавыми 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 «солцамабілей», 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 солцамабілей 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 харчаванне бартавы электронікі), італьянскі Phylla, а таксама SolarWorld GT, які ў 2012 годзе здзейсніў кругасветны марафон[20]. 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 (карбоновый 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/ч. Круізная хуткасць — 50 км/ч (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-іенная батарэя емістасцю 4,9 кВч[21].

Таксама існуюць гибридомобили, якія прыводзяцца ў рух як сонечнай энергіяй, так і педалямі. У асноўным, гэта самаробныя машыны, аднак існуюць праекты па серыйнай выпуску падобнага транспарту, у прыватнасці, SolarLab rickshaw і венгерская Antro Solo.

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

Вытворчасць і эксплуатацыя[правіць | правіць зыходнік]

Сучаснае прымяненне[правіць | правіць зыходнік]

15-мясцовы прагулачны электроавтобус
15-мясцовы прагулачны электроавтобус
Электрамабіль Reva NXR (Індыя) ~9,995 еўра
Электрамабіль для кароткіх (да 40 км) паездак — NEV ад Dynasty IT
Электрацыкл ўкраінскай вытворчасці

У 2004 годзе ў ЗША эксплуатавалася 55852 электрамабіля. Акрамя гэтага, у ЗША эксплуатуецца вялікая колькасць самаробных электрамабіляў. Наборы камплектуючых для канвертавання аўтамабіля ў электрамабіль прадаюцца ў крамах.

Сусветны лідэр па вытворчасці электрычнага транспарту — Кітай. У 2014 годзе ў Кітаі было прададзена 75 тысяч электрамабіляў, што складала 25 % сусветнага рынку[22].

Акрамя гэтага, невялікія электрамабілі спрошчанай канструкцыі (электракары, электрапагрузчыкі і г . д.) шырока прымяняюцца для перавозкі грузаў на вакзалах, у цэхах і вялікіх крамах, а таксама як атракцыён. У дадзеным выпадку ўсе недахопы ў выглядзе малога запасу ходу і хуткасці, высокай уласнай кошту батарэй і масы, перакрываюцца перавагамі: адсутнасцю шкодных выхлапаў і шуму, што прынцыпова важна для працы ў закрытых людных памяшканнях. Фармальна да электрамабіляў такія машыны адносіць не прынята з-за спецыфічнасці іх прымянення.

Таксама створаны і актыўна эксплуатуюцца прагулачныя электрааўтобусы адкрытага тыпу на 14-15 месцаў для месцаў масавага адпачынку і наведвання прыродных запаведнікаў.

Асноўны фактар, які стрымлівае масавае вытворчасць электрамабіляў, — малы попыт, абумоўлены высокай коштам і малым прабегам ад адной зарадкі. Існуе пункт гледжання, што шырокае распаўсюджванне электрамабіляў стрымліваецца дэфіцытам акумулятараў і іх высокай коштам. Для дазволу гэтых праблем многія аўтавытворцы стварылі сумесныя прадпрыемствы з вытворцамі акумулятараў. Напрыклад, Volkswagen AG стварыў сумеснае прадпрыемства з Sanyo Electric, Nissan Motor з NEC Corporation, і г . д.

Наяўная серыйная вытворчасць[правіць | правіць зыходнік]

Электрамабілі вырабляюць мноства аўтамабілебудаўнічых кампаній (Nissan, BMW, Mitsubishi, Сhevrolet і інш.). Тут прадстаўлены толькі кампаніі, якія выпускаюць пераважна электрамабілі:

Мадэлі электрамабіляў[правіць | правіць зыходнік]

Прататып Eliica (Японія). Магутнасць 640 л. с. Развівае хуткасць 370 км/ч.

Найбольш вядомымі серыйна выпускающимися мадэлямі электрамабіляў можна лічыць: Toyota RAV4 EV, ZENN, ZAP Xebra, General Motors EV1, Chevrolet Volt, Volvo C30 BEV, Tesla Roadster, Tesla Model S, Modec EV, Reva NXR, Renault серыя Z. E., Nissan LEAF, Tazzari ZERO, Lada Ellada.

Прататып Mitsubishi i MiEV (Японія)

Лідэры рынку на канец 2011 года: "Mitsubishi i MiEV", сукупныя продажу ў Японіі і Еўропе дасягнулі 15000 па стане на верасень 2011 года, у тым ліку 4000 адзінак маркі, як Peugeot ion і Citroën C-ZERO ў Францыі, Nissan LEAF, продажу дасягнулі 15 000 адзінак да верасня 2011 года.

Электробус «Лужок» прызначаны для перавозкі трыццаці пасажыраў з максімальнай хуткасцю 25 км/г у паркавых і выставачных зонах гарадоў. Працуе на акумулятарных або кандэнсатарныя батарэях, тым, што кормяць рухавік пастаяннага току ДПТ-45 магутнасцю 45 кВт. Пры тармажэнні рэкуперуе энергію назад у батарэі. На адной зарадцы здольны праехаць 15 км[23].

Электрамабіль ГАЗ 330 21Е «Газэль-Электра» прызначаны для перавозкі грузаў у горадзе. Пры максімальнай хуткасці ў 75 км/ч і грузападымальнасці ў 1000 кг здольны без падзарадкі праехаць 20 км. Працуе на акумулятарнай або кандэнсатарнай батарэі. У якасці рухавіка выкарыстоўваецца калектарны электрарухавік пастаяннага току ДПТ-45 або асінхронны АЧТ 160 М4.

Інтэграцыя дома і электрамабіля[правіць | правіць зыходнік]

Распрацоўваюцца розныя канцэпцыі інтэграцыі электрамабіляў і жылых дамоў (анг. Vehicle-to-Home (V2H)). Напрыклад, старыя акумулятары электрамабіля могуць некалькі гадоў прапрацаваць у ролі стацыянарных назапашвальнікаў электраэнергіі. Сабраныя разам, забяспечаныя інвертарам і сеткавым фільтрам, 5-10 акумулятараў ад электрамабіля Chevrolet Volt могуць забяспечыць некалькі катэджаў або малы бізнес рэзервовым харчаваннем падчас аварыйных адключэнняў на некалькі гадзін[24].

Стандарт хуткай зарадкі CHAdeMO пачынаючы з версіі 1.1 падтрымлівае як зарадку электрамабіля, так і сілкаванне ад яго знешніх спажыўцоў. Адпаведна падлучаны электрамабіль можа працаваць як буферны акумулятар ў сістэме бесперабойнага сілкавання будынка.

Перспектывы[правіць | правіць зыходнік]

Паводле даследаванняў IDTechEx, індустрыя электратранспарту дасягнула ў 2005 годзе ўзроўню продажаў у 31, 1 мільярдаў даляраў па ўсім свеце (у тым ліку гібрыдны транспарт). Да 2015 годзе рынак электратранспарту вырасце прыкладна ў 7 разоў і дасягне $227 млрд.

Некаторыя аўтавытворцы не збіраюцца вырабляць гібрыдныя аўтамабілі, а адразу пачаць вытворчасць электрамабіляў. Яны адсталі ў навуковых распрацоўках, не могуць самастойна стварыць гібрыдны аўтамабіль, або лічаць гібрыды бесперспектыўнымі. Напрыклад, японская кампанія Mitsubishi Motors ў 2009 годзе пачала прамысловая вытворчасць электрамабіляў на базе Colt. На ім будуць устаноўлены літый-іённыя акумулятары. Існуючыя прататыпы маюць далёкасць прабегу 150 км.

Вядуцца работы над стварэннем акумулятарных батарэй з малым часам зарадкі (каля 15 хвілін), у тым ліку і з ужываннем нанаматэрыялаў. У пачатку 2005 года кампанія Altairnano абвясціла аб стварэнні інавацыйнага матэрыялу для электродаў акумулятараў. У сакавіку 2006 года Altairnano і Boshart Engineering заключылі пагадненне аб сумесным стварэнні электрамабіля. У маі 2006 года паспяхова завяршыліся выпрабаванні аўтамабільных акумулятараў з Li4Ti5O12 электродамі. Акумулятары маюць час зарадкі 10-15 хвілін.

Разглядаецца таксама магчымасць выкарыстання ў якасці крыніц току не акумулятараў, а суперкандэнсатараў (ІКЭ-кандэнсатараў), якія маюць вельмі малы час зарадкі, высокую энергаэфектыўнасць (больш за 95 %) і нашмат большы рэсурс цыклаў зарадка-разрадка (да некалькіх сотняў тысяч). Вопытныя ўзоры іяністараў на графене маюць удзельную энергаёмістасць 32 Вт·г/кг, параўнальную з такой для свінцова-кіслотных акумулятараў (30-40 Вт·г/кг)[25].

Распрацоўваюцца электрычныя аўтобусы на паветрана-цынкавых (Zinc-air) акумулятарах[26].

Toyota працуе над стварэннем новага пакалення гібрыдных аўтамабіляў Prius (поўны гібрыд, plug-in гібрыд, PHEV). У новай версіі кіроўца па жаданні можа ўключаць рэжым электрамабіля, і праехаць на акумулятарах прыкладна 15 км. Падобныя ж распрацоўвае мадэлі Ford — мадэль Mercury Mariner — прабег у рэжыме электрамабіля 40 км, і Citroën — мадэль C-Metisse — прабег у рэжыме электрамабіля 30 км і іншыя. Toyota вывучае магчымасць ўстаноўкі прылад для зарадкі акумулятараў гібрыдаў на бензазаправачных станцыях.

General Motors ў студзені 2007 года прадставіў канцэпт Chevrolet Volt, здольны праязджаць у рэжыме электрамабіля 65 км.

Пошта Японіі, пачынаючы з 2008 года, плануе набыць 21000 электрамабіляў для дастаўкі паштовых адпраўленняў на кароткую адлегласць[27].

Па прагнозах PriceWaterhouseCoopers да 2015 годзе сусветнае вытворчасць электрамабіляў вырасце да 500 тыс. штук у год[28].

У Расіі вытворцы гібрыдаў пакуль не бачаць вялікіх перспектыў развіцця рынку электрамабіляў. Аргументуюць гэта адсутнасцю урадавай падтрымкі, вялікімі геаграфічнымі межамі і акцэнтам на сыравінную эканоміку. Істотнай праблемай таксама з'яўляецца рэзкае скарачэнне прабегу машыны пры ўключэнні абагравання ад акумулятара ў зімовы час.

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 бліжэйшы час плануецца будаўніцтва зарадных станцый у Лондане і іншых гарадах Вялікабрытаніі. Заснавальнік кампаніі POD Point Эрык Фэірберн распавёў, што праект падтрымалі мноства буйных інвестараў, такіх як Barclays, што з'яўляецца вялізным крокам наперад у развіцці індустрыі электрамабіляў. [29]

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. (занимает 5-6 часов)
  2. Щетина, 1987, с. 11
  3. Автомобиль // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.) — СПб., 1890—1907.
  4. Рекорды и опыты открывают дорогу литиевым машинам будущего
  5. Venturi Streamliner Sets New World Speed Record 25 Aug 2010
  6. 600 км без подзарядки: новые перспективы развития электромобилей
  7. назвали «Автомобиль года»
  8. Как произошедшее с Volkswagen изменит мир - Новости Экономики - Новости Mail.Ru
  9. Василий Сычев Электромобиль обошел в гонке одну из быстрейших бензиновых машин. nplus1.ru. Праверана 18 студзеня 2017.
  10. Петербургские студенты изобрели первый в России солнечный электромобиль
  11. Ридус Впервые в России состоялся экопробег электромобилей «Изумрудная планета» (ru-ru). Ридус. Праверана 7 чэрвеня 2016.
  12. В Москве стартовал экопробег "Изумрудная планета". m24.ru. Праверана 7 чэрвеня 2016.
  13. SONA RR100 — российский электромобиль от White Square Motors | White Square Journal — деловой интернет журнал | WSJournal | WSJ | WHITE NEWS | деловой онлайн журнал. wsjournal.ru. Праверана 12 верасня 2015.
  14. 10 тысяч километров на электротяге. liotech.ru. Праверана 15 ліпеня 2016.
  15. В Москве вводится многозоновый тариф на электроэнергию // РБК
  16. Учебник по двигателям внутреннего сгорания
  17. Аэродинамика подкапотного пространства : Carlines.ru - Про авто
  18. О. А. Ставров. Электромобили. Изд-во «Транспорт», 1968 г. УДК 629.113.65
  19. Жук, 2012, с. 28
  20. SolarWorld GT — официальный сайт
  21. SolarWorld GT — технические характеристики
  22. Renault-Nissan: China to become top EV market by 2020. 15 January 2016
  23. {{{назва}}} — 2004 Т. 4. Использование электрической энергии. — [[Special:Booksources/5-7046-0988-0, ББК 31.2я21, УДК [621.3+621.3.004.14](035.5)|ISBN 5-7046-0988-0, ББК 31.2я21, УДК [621.3+621.3.004.14](035.5)]].
  24. Леонид Попов, Проверено вторичное использование электромобильных батарей 22 июля 2011
  25. S.R.C.Vivekchand; Chandra Sekhar Rout, K.S.Subrahmanyam, A.Govindaraj and C.N.R.Rao (2008). "Graphene-based electrochemical supercapacitors". J. Chem. Sci., Indian Academy of Sciences 120, January 2008: 9−13. http://ias.ac.in/chemsci/Pdf-Jan2008/9.pdf. 
  26. Zinc-air bus project
  27. Japan Post looking to switch fleet to electric cars
  28. PriceWaterhouseCoopers Projects Growth of Electric Car Market
  29. В создание зарядных станций для электрокаров планируют вложить 9 миллионов фунтов , theUK.one .

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]