[править]Преимущества
§ Общая простота конструкции и управления в сравнении с гибридными автомобилями.
§ Меньшее количество механических элементов и деталей.
§ Более высокая надежность.
§ Простота ремонта и обслуживания, а как следствие и более низкие затраты при эксплуатации.
§ Меньшее загрязнение окружающей среды.
§ Отсутствие необходимости в топливе. Однако стоит заметить, что некоторые гибриды тоже могут обходится без топлива (технология PHEV или Plug In Hybrid).
§ Существенная экономия на 1 км пути в смешанном или загородном цикле.
§ Более простая электроника, управляющая тяговой установкой, так как нет необходимости управлять отдельно разнородными двигателями.
§ В большинстве случаев более низкая стоимость.
§ Отсутствие трансмиссии в отличие от механических гибридов.
§ Аккумуляторы электромобиля работают очень активно, а следовательно достаточно высоко нагреваются. Аккумуляторы же гибрида работают в более щадящем режиме и мало греются. Следовательно при низких температурах окружающей среды ёмкость аккумуляторов у гибридного автомобиля будет существенно снижаться.
[править]Недостатки
§ Большая масса аккумуляторов.
§ Длительная зарядка аккумуляторов, однако существуют способы «быстрой зарядки» до неполной ёмкости батареи.
§ В большинстве случаев низкие динамические показатели.
§ В некоторых гибридах вообще отсутствуют электрические аккумуляторные батареи.
§ Наиболее крупные автомобилестроительные компании после 2000-х уделяют мало внимания электромобилям в пользу гибридов.
§ В некоторых моделях гибридных автомобилей возможна реализация тяги отдельно от ДВС и ТЭД. То есть при выходе из строя одного из них возможно движение только на другом.
[править]Различные варианты реализации электромобиля
[править]Электромобили оснащенные аккумуляторными батареями
Аккумуляторные электромобили являются самым первым и простым видом электромобилей. Первые работоспособные модели были построены ещё в конце XIX века. Активно использовались в США вплоть до 20-х годов XX века. В течение 30-40 гг. наиболее активно применялись в Германии. С 1947 г. широко используются в Англии.[9]
Принципиальная схема аккумуляторного электромобиля в общем случае следующая: аккумуляторная батарея через силовую электропроводку и систему регулирования (управления) тягового электродвигателя соединяется с ТЭД, который в свою очередь через карданный вал передаёт главной передаче крутящий момент.[9]
Технико-экономические параметры данного типа электромобилей прежде всего зависят от характеристик применяемых аккумуляторных батарей. Величина желаемого пробега электромобиля на один заряд батареи (запас хода) прямо пропорциональна отношению веса аккумуляторной батареи к полному весу электромобиля. Зависимость веса батареи от грузоподъемности электромобиля значительно выше, чем зависимость веса карбюраторного двигателя от грузоподъемности автомобиля.[9]
Батареи располагаются на шасси электромобиля чаще всего таким образом, чтобы имелась возможность: осуществлять быструю замену батарей аккумуляторов, легкого доступа к выводным штырям и отверстиям для заливки электролита. Для этого чаще всего батареи располагают в двух ящиках по бокам электромобиля.[9]
[править]Электромобили оснащенные топливными элементами
| Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного из участников Википедии, на этом месте должен располагаться специальный раздел. Вы можете помочь проекту, написав этот раздел. |
Характерной особенностью электромобилей оснащенных ТЭ является то, что масса энергосиловой установки не изменяется при изменении ее энергоемкости, а увеличение запаса хода может быть достигнуто за счет увеличения массы топлива в топливных баках (как в автомобилях с ДВС)[2].
Таким образом, с одной стороны ТЭ (топливные элементы) позволяют существенно повысить запас хода электромобиля, но с другой стороны топливо для них имеет высокую стоимость, а также может быть токсичным и при переработке в ТЭ выделять в атмосферу вредные вещества.
[править]Комбинированные энергоустановки
В конце 60-х и начале 70-х годов был разработан ряд опытных образцов электромобилей с энергосиловыми установками типа «Аккумуляторные батареи — Топливные элементы» [2]:
§ В Англии на базе DAF 44 был создан электромобиль со смешанной системой питания от аккумуляторных батарей и от гидрозийно-воздушных ТЭ с удельной мощностью 160 Вт/кг. При разгоне основная нагрузка ложилась на батареи, в остальных режимах — на топливные элементы, подзаряжающие аккумуляторную батарею.
§ В США на базе Austin A-40 был изготовлен электромобиль с комбинированной системой, включающей щелочные водородно-воздушные элементы и свинцово-кислотныеаккумуляторные батареи. Запас хода достигал 320 км.
[править]Электромобили использующие другие источники энергии
|
| Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного из участников Википедии, на этом месте должен располагаться раздел, посвящённый сравнению классических электромобилей с транспортными средствами использующими энергию солнца, ветра и т.п.. Вы можете помочь проекту, написав этот раздел. |
[править]Электромобили на солнечных батареях
|
| Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного из участников Википедии, на этом месте должен располагаться специальный раздел. Вы можете помочь проекту, написав этот раздел. |
[править]Производство и эксплуатация
[править]Инфраструктура зарядки электромобилей
Основная статья: Инфраструктура зарядки электромобилей
[править]Современное применение
2011 Chevrolet Volt
Электромобиль Reva NXR (Индия) ~9,995 евро
Электромобиль для коротких (до 40 км) поездок — NEV от Dynasty IT
Электроцикл украинского производства
В 2004 году в США эксплуатировалось 55852 электромобиля. Кроме этого в США эксплуатируется большое количество самодельных электромобилей. Наборы комплектующих для конвертации автомобиля в электромобиль продаются в магазинах.
Мировой лидер по производству электрического транспорта — Китай.
Помимо этого, небольшие электромобили упрощённой конструкции (электрокары, электропогрузчики и т. д.) широко применяются для перевозки грузов на вокзалах, в цехах и больших магазинах, а также как аттракцион. В данном случае все недостатки в виде малого запаса хода и скорости, высокой собственной стоимости батарей и массы, перекрываются преимуществами: отсутствием вредных выхлопов и шума, что принципиально важно для работы в закрытых людных помещениях. Формально к электромобилям такие машины относить не принято из-за специфичности их применения.
Основной фактор, сдерживающий массовое производство электромобилей — малый спрос, обусловленный высокой стоимостью и малым пробегом от одной зарядки[12]. Существует точка зрения, что широкое распространение электромобилей сдерживается дефицитом аккумуляторов и их высокой ценой. Для разрешения этих проблем многие автопроизводители создали совместные предприятия с производителями аккумуляторов. Например, Volkswagen AG создал совместное предприятие с Sanyo Electric, Nissan Motor с NEC Corporation, и т. д.
[править]Имеющееся серийное производство
Электромобили производят множество автомобилестроительных компаний (Nissan, BMW, Mitsubishi, Сhevrolet и др.). Здесь представлены только компании, выпускающие преимущественно электромобили:
§ Европа
§ Великобритания
§ Modec
§ Lightning car
§ Болгария
§ БГ Кар
§ Северная Америка
§ Канада
§ ZENN Motor Company
§ США
§ ZAP! (Zero Air Pollution)
§ Phoenix Motorcars
§ Tesla Motors
§ Азия
§ Индия
§ REVA
[править]Модели электромобилей
Прототип Eliica (Япония). Мощность 640 л.с. Развивает скорость 370 км/ч.
Наиболее известными серийно выпускающимися моделями электромобилей можно считать: Toyota RAV4 EV, ZENN, ZAP Xebra, General Motors EV1, Chevrolet Volt, Volvo C30 BEV[13], Tesla Roadster, Modec, Reva NXR, Renault серия Z.E., Nissan LEAF, Tazzari ZERO.
Прототип Mitsubishi i MiEV (Япония)
Лидеры рынка на конец 2011 года: Mitsubishi i MiEV, совокупные продажи в Японии и Европе достигли 15000 по состоянию на сентябрь 2011 года, в том числе 4000 единиц марки, как Peugeot ion и Citroën C-ZERO во Франции, Nissan LEAF, продажи достигли 15 000 единиц к сентябрю 2011 года.
Электробус «Лужок» предназначен для перевозки тридцати пассажиров с максимальной скоростью 25 км/ч в парковых и выставочных зонах городов. Работает на аккумуляторных или конденсаторных батареях питающих двигатель постоянного тока ДПТ-45 мощностью 45 кВт. При торможении рекуперирует энергию назад в батареи. На одной зарядке способен проехать 15 км[14].
Электромобиль ГАЗ 330 21Е «Газель-Электро» предназначен для перевозки грузов в городе. При максимальной скорости в 75 км/ч и грузоподъёмности в 1000 кг, способен без подзарядки проехать 20 км. Работает на аккумуляторной или конденсаторной батарее. В качестве двигателя используетсяколлекторный электродвигатель постоянного тока ДПТ-45 или асинхронный АЧТ 160 М4[14].
[править]Интеграция дома и электромобиля
Разрабатываются различные концепции интеграции электромобилей и жилых домов (анг. Vehicle-to-Home (V2H)). Например, старые аккумуляторы электромобиля могут несколько лет проработать в роли стационарных накопителей электроэнергии. Собранные вместе, снабжённые инвертором и сетевым фильтром 5-10 аккумуляторов от электромобиля Chevrolet Volt могут обеспечить несколько коттеджей или малый бизнес резервным питанием во время аварийных отключений на несколько часов[15].
[править]Перспективы
Согласно исследованиям IDTechEx, индустрия электротранспорта достигла в 2005 году уровня продаж в 31,1 миллиардов долларов по всему миру (включая гибридный транспорт). К2015 году рынок электротранспорта вырастет примерно в 7 раз и достигнет $227 млрд.
Некоторые автопроизводители не собираются производить гибридные автомобили, а сразу начать производство электромобилей. Они отстали в научных разработках, не могут самостоятельно создать гибридный автомобиль, или считают гибриды бесперспективными. Например, японская компания Mitsubishi Motors в 2009 году начала промышленное производство электромобилей на базе Colt. На нём будут установлены литий-ионные аккумуляторы. Существующие прототипы имеют дальность пробега 150 км.
Ведутся работы над созданием аккумуляторных батарей с малым временем зарядки (около 15 минут), в том числе и с применением наноматериалов. В начале 2005 года компанияAltairnano объявила о создании инновационного материала для электродов аккумуляторов. В марте 2006 года Altairnano и Boshart Engineering заключили соглашение о совместном создании электромобиля. В мае 2006 года успешно завершились испытания автомобильных аккумуляторов с Li4Ti5O12 электродами. Аккумуляторы имеют время зарядки 10—15 минут.
Рассматривается также возможность использования в качестве источников тока не аккумуляторов, а ионисторов (суперконденсаторов), имеющих очень малое время зарядки, высокую энергоэффективность (более 95 %) и намного больший ресурс циклов зарядка-разрядка (до нескольких сотен тысяч). Опытные образцы ионисторов на графене имеют удельную энергоемкость 32 Вт·ч/кг, сравнимую с таковой для свинцово-кислотных аккумуляторов (30−40 Вт·ч/кг)[16].
Разрабатываются электрические автобусы на воздушно-цинковых (Zinc-air) аккумуляторах[17].
Toyota работает над созданием нового поколения гибридных автомобилей Prius (полный гибрид, plug-in гибрид, PHEV). В новой версии водитель по желанию может включать режим электромобиля, и проехать на аккумуляторах примерно 15 км. Подобные же модели разрабатывает Ford — модель Mercury Mariner — пробег в режиме электромобиля 40 км, иCitroën — модель C-Metisse — пробег в режиме электромобиля 30 км и другие. Toyota изучает возможность установки устройств для зарядки аккумуляторов гибридов на бензозаправочных станциях.
General Motors в январе 2007 года представил концепт Chevrolet Volt, способный проезжать в режиме электромобиля 65 км.
Почта Японии, начиная с 2008 года, планирует приобрести 21000 электромобилей для доставки почтовых отправлений на короткое расстояние[18].
По прогнозам PriceWaterhouseCoopers к 2015 году мировое производство электромобилей вырастет до 500 тыс. штук в год[19].
В России производители гибридов пока не видят больших перспектив развития рынка электромобилей. Аргументируют это отсутствием правительственной поддержки, большими географическими границами и акцентом на сырьевую экономику.[20]
[править]Планы автопроизводителей
| Компания | Страна | год | планы |
| Tesla Motors | США | 2012 2013 | начало продаж Model S[21] начало производства Model X[22] |
| Phoenix Motorcars | США | 100000 шт. в год | |
| Renault | Франция | начало продаж Renault Zoe[23] | |
| Nissan | Япония | 2012 2013 | серийное производство[24] начало производства e-NV200 в Испании[25] |
| Detroit Electric | Китай — США | увеличить производство до 270 тысяч в год[26]. | |
| BMW | Германия | начало продаж в США[27] | |
| Dongfeng Nissan | Китай — Япония | начало продаж в Китае[28] | |
| Ford | США | 2010 2011 2012 | Коммерческий грузовик Микроавтомобиль Автомобиль С-класса[29] |
| Toyota | Япония | начало производства iQ[30] | |
| Honda | Япония | 2012 2012 | начало продаж в Китае Fit EV[31] начало продаж в США Fit EV[32] |
| Chrysler | США | Начало производства[33]. | |
| General Motors | США | Начало производства Cadillac Converj[34] | |
| Автоваз | Россия | Начало продаж Lada ELLada[35] | |
| SEAT | Испания | Начало производства Altea XL Electric Ecomotive[36] | |
| Kia | Ю. Корея | Начало производства Ray EV[37]. | |
| BYD Daimler New Technology Co. Ltd. | Китай — Германия | Начало производства Denza[38] | |
| Mercedes-Benz | Германия | Начало продаж электромобиля B-класса[39]. | |
| Mitsubishi Motors Corparation | Начало продаж в России 7 моделей электромобилей, в том числе с увеличенным запасом хода. |