Что такое электромобили и почему все машины еще не электромобили?

Мы на ThinkGreen.ru решили попробовать публиковать статьи на интересные темы связанные с защитой окружающей среды или современным обществом. Это будут статьи с развернутыми ответами на вопросы типа «Что» и «Как», то есть просто полезное полезное для тех, кто может знает о теме мало. Перед вами первая пробная статья. Приживется ли такой жанр на нашем сайте будет зависеть от того, насколько они вам статьи понравятся, так что будем рады отзывам.

Автотранспорт сегодня является самым распространённым и удобным способом передвижения. Но, несмотря на свои преимущества, он наносит основную долю экологического ущерба окружающей среде — до 63 %. Причём, загрязнение происходит и на стадиях производства, и в процессе эксплуатации, и при утилизации автомобилей, масел и топлива. При сжигании бензина в атмосферу выбрасываются тонны оксидов серы и азота, вызывая кислотные дожди. Также, бензиновые автомобили являются довольно затратным видом транспорта. Эти факты привели к тому, что прогрессивные страны стали проектировать и создавать менее расточительные и более экологичные автомобили. В этой статье мы расскажем вам, что представляет собой, как мы надеемся, транспорт будущего, который уже становится настоящим — электромобили.

Электромобиль Smart ED. Фото: Flickr, DDOTDC

Что такое электромобиль?

Электромобили — это такие автомобили, которые приводятся в движение электродвигателем, а не двигателем внутреннего сгорания. Питаются электромобили от топливных элементов или аккумуляторов, заряжающихся от обычной домашней сети. Вначале электроэнергия приходит на электромагнитный разъём, затем под управлением водителя она поступает к электродвигателю, который вращает колёса. Вал двигателя в электромобилях присоединён непосредственно к колесу, поэтому таким машинам не нужна коробка передач. И это второе отличие электромобилей от бензиновых, которые, кстати, появились гораздо позже!

История электромобилестроения

Первая тележка с электромотором появилась в 1841. А первый настоящий двухместный автомобиль, развивающий скорость до 37 км/час, создал в 1899 году русский инженер-изобретатель Ипполит Романов. В начале 20-го века электромобили были широко распространены. Также не редкостью были авто с паровой машиной, как, например, в Америке — там в те годы половина автомобилей были паровыми. В Нью-Йоркском такси работало около 70-ти тысяч электромобилей! Довольно распространены были грузовые электромобили и электробусы.

Первый в мире автомобиль, разогнавшийся до 100 км/ч, был электромобиль La Jamais Contente, произошло это в 1899 году. Затем конструктор Уолтер Бейкер преодолел отметку в 130км/ч. А позже электромобиль фирмы «Борланд Электрик» преодолел расстояние в 167 км на одной зарядке, при средней скорости 55 км/ч. Как видите, изначально электромобили были равны бензиновым автомобилям по скорости и запасу хода. Единственная сложность заключалась в том, что электромобилю требовалось много времени, чтобы зарядиться. Потом, как мы знаем, стали развиваться автомобили на бензине. Интерес к электромобилям возродился в шестидесятых годах 20-го столетия из-за экологических автотранспортных проблем и возрос в семидесятых из-за энергетического кризиса, когда стоимость топлива резко увеличилась.

La Jamais Contente — первый электромобиль разогнавшийся до 100 км/ч.

Преимущества электромобилей

Главное достоинство электрических автомобилей состоит в их высокой экологичности. У этих машин совершенно нет вредных выхлопов, потому что не используются нефтяные топлива, антифризы, моторные и трансмиссионные масла. В связи с этим многократно снижается и взрывоопасность. Электромобили предельно просты по конструкции и в техобслуживании, отличаются невысокой стоимостью техобслуживания. Используемая в них энергия, вырабатываемая на электростанциях, гораздо дешевле бензина. Тяговый электродвигатель имеет КПД 90-95%, в то время как двигатель внутреннего сгорания — всего 42%. Благодаря схеме «мотор-колесо» возможность полного привода, торможения и одновременного поворота колёс становится легко реализуемой. Аккумуляторы могут подзаряжаться во время движения со склона, когда двигатель переключается в режим генератора; в ночное время от сети; днём от солнца. Но есть и минусы.

Недостатки электромобилей

Основной сложностью в массовом распространении электромобилей является проблема производства ёмких, недорогих и безвредных аккумуляторов, а также создание автозарядной инфраструктуры. Имеющиеся высокоэнергоёмкие аккумуляторы слишком дороги из-за используемых в них драгоценных металлов и быстро разряжаются. Есть аккумуляторы дешевле, например, натрий-серные, но они работают лишь при очень высоких температурах — свыше 300 градусов. Проблемой является и утилизация аккумуляторов, так как они содержат ядовитые компоненты. При массовой подзарядке электромобилей есть опасность перегрузки электросетей. Ещё один недостаток — малый пробег между зарядами. При скорости менее 90 км/ч, плавным разгоном и торможением, без отопления и кондиционера, со светодиодными фарами на литиевых батареях 24кВт/ч можно проехать лишь около 160 км. Но такие аккумуляторы стоят несколько тысяч долларов. Есть свинцовые энергоёмкие батареи, но они слишком тяжёлые.

Распространение и перспективы

Электромобили больше всего распространены в Норвегии. На фото Tesla Roadster, REVAi и Th!nk City на бесплатной зарядоной станции в Осло.

Наборы для конвертации обычного автомобиля в электромобиль можно купить в магазине и стоят недорого. Однако, аккумуляторы стоят в десятки раз больше. Сегодня для решения этого вопроса некоторые автопроизводители создают совместные предприятия с производителями батарей. В 2011 году лидерами серийного производства являются Mitsubishi i MiEV — 15000 продаж за сентябрь. Также электромобили выпускают Peugeot и Citron. 2010 год был богат на достижения в области электромобилей: поставлены новые скоростные и протяжённые рекорды, фирма «DBM Energy» создала аккумулятор «Kolibri», который позволяет электропогрузчику работать на одной зарядке 32 часа, а на конкурсе «европейский автомобиль года» впервые победил электромобиль Nissan Leaf. Ведутся работы по созданию быстрозарядных аккумуляторов на основе наноматериалов. В Японии и Европе правительства разрабатывают планы развития и массового производства электромобилей. Создаются станции для зарядки, работающие на энергии солнца и ветра.

Электромобиль Mitsubishi i MiEV. Фото: Flickr, mariordo59.

Электромобиль Nissan Leaf. Фото: Flickr, Tom Raftery.

Перспективы есть и они широкие. Но любое производство аргументировано спросом. И здесь мы с вами должны проявить максимальную сознательность и любовь к природе.