Электромобили. В дорогу на батарейках

На сегодняшний день электромобили переживают период ренессанса. Практически каждый серьезный автопроизводитель имеет в своей продуктовой линейке хотя бы один электромобиль или авто с гибридным силовым агрегатом. Удивительно то, что этот новый вид транспорта имеет давнюю историю…

Пока бензиновые «безлошадные экипажи» только делали свои первые неловкие шаги, электромобили уже вовсю колесили по дорогам Европы и Америки. Вы будете весьма удивлены, если узнаете, что история электромобилей началась еще в 30-е годы XIX века. Толчком к их появлению стало открытие Фарадеем явления электромагнитной индукции. С этим революционным для человечества открытием изобретатели всего мира начали искать пути его практического применения. Как и в случае с другими важными изобретениями, в разных концах света естествоиспытатели создали работоспособные конструкции первых электромобилей. В частности, в период с 1830 по 1840 год были зарегистрированы патенты на изобретение нескольких оригинальных конструкций транспортных средств, приводимых в движение электричеством. Среди пионеров нового вида транспорта называют венгра Аньоса Джедлика, шотландца Роберта Андерсона, голландцев Стратина Гронингена и Кристофера Беккера, англичанина Роберта Дэвидсона и американца Томаса Дэвенпорта. Так, например, известно, что Дэвенпорт получил свой патент под номером 132 25 февраля 1837 года. Для реализации собственного проекта Дэвенпорт не только основал электромеханическую компанию, но и издавал собственную газету под названием «Электромагнит», призванную популяризировать среди общественности идеи электрификации. Всего за свою короткую (49 лет), но яркую жизнь он изготовил более сотни электромоторов. Его патенты на изобретения сохранились до наших дней, и сегодня их можно увидеть в знаменитом Смитсоновском институте в Вашингтоне.

 

Аккумуляторы начинают и выигрывают

Однако все ранние конструкции независимо от национальной принадлежности имели ряд общих недостатков, а именно большой вес и малую скорость -не более 4-5 км/ч. Главной проблемой первых электромобилей являлось отсутствие надежного аккумулятора, который можно было бы легко заряжать. В 1859 году французский физик Гастон Планте представил первый в мире свинцовый аккумулятор. На тот момент он не имел практического применения, но принципы работы, заложенные в его конструкцию, послужили основой для создания аккумуляторов, которые используются до сих пор. В 1881 году работы Планте развил другой французский физик — Камиль Форе, который создал работоспособный аккумулятор, получивший промышленное применение.

Благодаря появлению свинцовых аккумуляторов к середине 80-х годов XIX века электромобили вступили в эру своего активного развития. Напомним, что годом рождения автомобиля с двигателем внутреннего сгорания считается 1886-й, когда свои патенты зарегистрировали Карл Бенц и Готлиб Даймлер. Но вернемся немного назад. Так уже в 1881 году французский инженер и предприниматель Раффар в апреле 1881 года презентовал в Париже свой электрический трицикл, а в мае того же года по улицам французской столицы разъезжал уже четырехколесный электромобиль его конструкции. Годом спустя трицикл с электроприводом появился в Лондоне. Его создателем являлся профессор местного университета, физик и специалист в области электротехники Уильям Эдвард Айртон. В числе пионеров создания электромобилей был знаменитый конструктор Фердинанд Порше. В апреле 1900 года на выставке в Париже он представил электромобиль Lohner-Porsche. Каждое мотор-колесо развивало мощность7 л. с. Аккумулятора емкостью 300 ампер-часов и напряжением 80 В хватало, чтобы машина разгонялась до50 км/ч. Запас хода составлял примерно100 км. Масса машины достигала тонны, из которой410 кгприходилось на АКБ и по110 кг- на каждое мотор-колесо. В зависимости от дизайна и комплектации Lohner-Porsche стоил от 10 до 35 тысяч австрийских крон, что было дороже аналогов с ДВС. В том же году Порше сконструировал полноприводную версию с четырьмя мотор-колесами.

 

Золотой век электромобилей

Конец XIX — начало XX века можно с полной уверенностью назвать «золотым веком» электромобиля. В те годы автомобиль с двигателем внутреннего сгорания был крайне ненадежным и хлопотным «чудом техники». К тому времени электромобиль уже мог развивать скорость до30 км/ч, а запаса хода вполне хватало на поездки без подзарядки или замены батарей в течение дня. При этом он был прост в управлении, не требовал переключения передач и работал совершенно бесшумно. А предлагаемый в качестве альтернативы бензиновый автомобиль с трудом заводился, выпускал зловонные клубы газа, пах бензином и маслом, а также требовал немалой сноровки при управлении, переключении передач и т. д. Не стоит забывать, что приобрести новомодный безлошадный экипаж могли позволить себе только достаточно состоятельные граждане, и все тяготы общения с бензиновым авто большинству из них отнюдь не доставляли удовольствия. Неудивительно, что на рубеже столетий 38 процентов авто, производимых в США, имели электропривод, порядка 40 процентов машин приводились силой пара и лишь 22 процента имели двигатель внутреннего сгорания. Интересно, что первым автомобилем, ставшим причиной ДТП со смертельным исходом в США, был именно электромобиль. Первый водитель в мире, которого арестовали за нарушение скорости, управлял электромобилем. И даже карета «скорой помощи», которая в 1901 году использовалась для доставки смертельно раненного президента США Уильяма Мак-Кинли в госпиталь Буффало, имела электропривод. Об успехах «электромобилизации» тех лет говорит и то, что первые рекорды скорости были установлены именно на электромобилях. 18 декабря 1898 года во французском городке Ашер установлен первый официальный рекорд — почин сделал Гастон де Шасслу-Лоба на автомобиле Jeantaud. Машина весила полторы тонны и приводилась в движение двумя электромоторами общей мощностью36 л. с. Ей удалось достичь скорости63,15 км/ч. В то время это было фантастикой. Спустя несколько недель бельгийский гонщик Камиль Женаци на электромобиле собственной конструкции преодолел километровый отрезок со средней скоростью66,66 км/ч, однако его рекорд просуществовал только несколько часов — де Шасслу-Лоба вернул себе первенство с результатом70,31 км/ч. Франко-бельгийское противостояние продолжалось до 29 апреля 1899 года, когда Женаци на своей усовершенствованной «торпеде», получившей необычное имя Jamais Contente (фр. «всегда недовольная»), превысил стокилометровый барьер, показав скорость105,88 км/ч. Достижение продержалось до 13 апреля 1902 года, когда француз Леон Серполле на паромобиле Gardner-Serpollet установил новый рекорд -120,80 км/ч.

 

Удар по электрокарам

В первое десятилетие XX века электромобили получили большое распространение. Они используются в качестве такси, пожарных машин и карет «скорой помощи». Их скорость и дальность поездки без подзарядки увеличиваются. Однако параллельно с совершенствованием конструкции электромобилей активно развивается и традиционное автомобилестроение. Серьезный удар по электрокарам нанес Чарли Кеттеринг. В 1909 году вместе с компаньонами он основал компанию DELCO. Первоначально она занималась разработкой и изготовлением систем зажигания по заказу Генри Лиланда из компании Cadillac. В 1911 году

Чарли получил патент №1150523 на первый электрический стартер, который дебютировал на серийных автомобилях Cadillac в 1912 году. С каждым годом у машин с бензиновым двигателем появлялось все больше поклонников, а электромобили стремительно теряли популярность. Одним из немаловажных факторов, повлиявших на спад интереса к электрическим авто, стал дизайн. Наличие массивных аккумуляторов не позволяло строить легкие и элегантные машины с заказными кузовами. Кроме того, увеличение скоростей требовало повышения мощности электромоторов и, как следствие, увеличение количества батарей. В результате электромобиль становился все тяжелее, и ситуация заходила в тупик. Таким образом, к середине 1920-х годов практически все компании, вовлеченные в этот бизнес, выходили из игры. Аналогичная ситуация постигла и автомобили, приводимые в движение паром. Первые попытки возродить производство электрических транспортных средств датируются серединой 1960-х. Например, в 1966 году в британском исследовательском центре Ford Research & Engineering в Дантоне был построен субкомпактный городской электромобиль Comuta, который показали публике на автошоу в Женеве в 1967 году. Тогдашний руководитель Ford предрекал, что подобные электромобили появятся на дорогах в течение 5-10 лет. Но, к сожалению, процесс затянулся почти на полвека. Периодически появлялись очередные перспективные проекты, но сдерживающим фактором по-прежнему являлось несовершенство конструкции аккумуляторных батарей и управляющей электроники.

 

Возвращение в 1990-х

Об электромобилях вновь заговорили в 1990-х, когда остро встала проблема загрязнения окружающей среды и перспектива истощения запасов нефти. Первенцем новой эпохи развития электромобилей стал компактный автомобиль EV1, выпускавшийся концерном General Motors в США с 1996 по 2003 год. Главной особенностью EV1 было то, что машина создавалась «с чистого листа». Кузов EV1 имел почти идеальную аэродинамическую форму с плоским днищем. Для снижения сопротивления качению установили узкие шины с повышенным давлением воздуха, специально разработанные компанией Michelin. Чтобы снизить общую массу электромобиля, в качестве основы для кузова применили пространственную сварную алюминиевую конструкцию весом всего лишь132 кг. Наружные панели выполнили из полиуретана, а двери, крышу, капот и крышку багажника — из композитного материала. Подвеска почти целиком состояла из алюминиевых сплавов. В итоге снаряженная масса EV1 составляла всего1 350 кг, причем530 кгприходилось на батарею. Переднеприводное двухместное купе приводилось в движение электродвигателем мощностью138 л. с. Вместо коробки передач установили двухступенчатый редуктор. До100 км/чEV1 разгонялся за 9 секунд, а максимальная скорость была принудительно ограничена129 км/ч. С целью снижения себестоимости на первом поколении EV1 применили свинцово-кислотную батарею, которая обеспечивала запас хода120 км. С 1999 года на втором поколении электромобиля применялись улучшенные свинцово-кислотные батареи, обеспечивающие запас хода160 км, либо никель-металлогидридные, с которыми EV1 мог проехать без подзарядки до240 км. Подзарядка батарей могла осуществляться через специальное стационарное зарядное устройство (3 часа) либо от бытовой электросети(10-12 часов). GM EV1 имел комфортабельный салон, полный электропакет, кондиционер, электрообогрев заднего и лобового стекол. В базовое оснащение входили также круиз-контроль, электроусилитель руля, ABS, противобуксовочная система и стереомагнитола. Автомобиль не требовал никакого обслуживания до пробега в 160 тысяч километров, кроме двухразовой замены аккумуляторов.

В пересчете стоимости электроэнергии на стоимость бензина расход составлял около 1л/100 км. Себестоимость EV1 была около $80 тысяч. Клиентам электромобиль не продавался, а сдавался в аренду с фиксированной ежемесячной оплатой без права выкупа. Причем предложение действовало исключительно в Калифорнии и Аризоне. В 2003 году правительство Калифорнии смягчило требования закона «о нулевом выбросе», и General Motors прекратил производство модели EV1. Всего было выпущено 1117 экземпляров.

 

Заявка от «теслы»

Важным шагом на пути развития современных конструкций электромобилей стало появление новых типов аккумуляторных батарей: никель-металлогидридных и литийионных. Технологический прорыв позволил существенно сократить их массу, а также увеличить мощность вырабатываемой энергии.

Современные электромобили по своим потребительским свойствам практически не уступают «собратьям» с ДВС. Ярким примером тому является продукция молодой калифорнийской компании Tesla. В 2008 году был представлен двухместный электромобиль Tesla Roadster, который стал первым серийным спорткаром, получившим в свое распоряжение литий-ионную батарею. Сегодня компания из Пало-Альто предлагает версию с более совершенной батареей, которая на 31% мощнее и эффективнее, — при сохранившихся размерах она выдает 70 кВт/ч электроэнергии. По расчетам представителей компании запас хода новинки превысит640 км(+250 км). Заказы на Roadster 3.0 будут принимать с предстоящей весны, когда компания намерена закончить апробацию новой батареи.

Комментарии запрещены.

Тест-драйв
Питание настоящего мужчины
  • 11.08.2017
    Диета

    Зима — не повод поправляться. Но для многих поддержание веса — программа-минимум: даже в лютую стужу они стремятся похудеть и находят... 
    Читать полностью

  • 28.07.2017
    Как выбрать шоколад

    Ты в последний момент вспомнил о подарке двоюродной тете и решил купить шоколад. Или вот твоя девушка — ее хлебом не корми, дай шоколадных... 
    Читать полностью

Идеальный отдых
  • Преимущества складного теннисного стола

    12.09.2017

    Настольный теннис один из самых распространенный методов полезно отвлечься от работы, то есть обеспечить себе активный отдых. И кто из нас хотя бы раз не брал в руки ракетку и не играл, а также не задумывался купить теннисный стол, цена которого варьирует из-за множества параметров. Компактный,... 
    Читать полностью

  • Горный отдых в Турции в любое время года

    09.09.2017

    Турция имеет весьма интересный рельеф и расположение. Как известно, эта страна делится Босфором на европейскую и азиатскую часть, но кроме этого природа подарила Турции обширные горные массивы. Не смотря на то, что Турция чаще всего вспоминается именно как морские курорты,... 
    Читать полностью