Электромобиль - транспортное средство, ведущие колеса которого приводятся от электромотора, питаемого аккумуляторными батареями. Сегодня электромобили стремительно набирают популярность, причем с каждым годом все больше и больше. Это происходит в первую очередь, по причине постоянного развития новых технологий, что делают производство и эксплуатацию электротранспорта с каждым годом дешевле, а также с постоянным ростом цен на органическое топливо для обычных (бензиновых и дизельных) автомобилей и ухудшением экологической обстановки, вызванной массовыми выбросами вредных веществ двигателями автомобилей.
Этот современный вид транспорта называют автомобилем будущего. Технические характеристики электромобиля положительны, но существует и много недостатков.
История появления электромобилей
Электромобили появились на 50 лет раньше первого автомобиля. Их развитие было обусловлено открытием Фарадея о явлении электромагнитной индукции, после которого все изобретатели и инженеры были увлечены путями его практического применения. К сожалению, о времени появления и создателе первого электромобиля сведений не сохранилось. Об успехе электромобилей тех лет гласит и то, что первые рекорды по скорости были установлены именно на электромобилях. В 1895 году состоялся первый в мире официально зарегистрированный заезд, во время которого электромобиль француза Шарля Жанто показал скорость 63 км/ч. А в 1899 году впервые в истории наземное транспортное средство превысило 100 — километровый скоростной рубеж. Электромобиль Jamais Contente (Всегда недовольная), построенный бельгийцем Камилем Иенатци, разогнался до 105 км/ч. В первое десятилетие ХХ века электромобили получили еще большее распространение. Они используются в качестве такси, пожарных машин и карет скорой помощи. Увеличивается их скорость и дальность поездки без подзарядки.
Тяговый электродвигатель в таких машинах получал питание от батарей свинцовых аккумуляторов с энергоемкостью всего 20 ватт-часов на килограмм. В общем, чтобы питать двигатель мощностью в 20 киловатт в течение часа, требовался свинцовый аккумулятор массой в 1 тонну.
Спад электромобилей
Снижением популярности электромобилей послужила активная разработка двигателей внутреннего сгорания и открытие богатых месторождений нефти, и, как следствие к производству дешевого бензина. Развитие автомагистралей подарило возможность совершать дальние путешествия, но электромобили не могли их совершать ввиду малого запаса хода. Стоит отметить, по скоростным и весовым параметрам конструкции они существенно уступали своим главным конкурентам. Применение электрического стартера и коробки передач значительно упростило их эксплуатацию. Популярность электромобилей пошла на спад, и к 1920 году их доля составляла около 1 %. К 1930 году их производство практически прекратилось. Затишье длилось вплоть до конца 1980 года, пока остро не встала проблема загрязнения окружающей среды и перспектива истощения запасов нефти. Ряд компаний приступили к выпуску электрических транспортных средств, не предназначенных, однако, для личного использования.
Проблемы, которые может решить электромобиль
С изобретением двигателя внутреннего сгорания производство автомобилей стало стремительно набирать обороты, а об электромобилях забыли до возникновения серьезных экологических проблем. Во-первых, развитие парникового эффекта с последующим необратимым изменением климата и, во-вторых, снижение иммунитета многих людей вследствие нарушения основ генетической наследственности.
Данные проблемы были спровоцированы токсическими веществами, которые в достаточно больших количествах содержатся в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания. Решение проблем состоит в снижении уровня токсичности отработавших газов, особенно окиси и двуокиси углерода, притом что объем производства автомобилей нарастает.
Ученые, проведя ряд исследований, наметили несколько направлений решения перечисленных задач, одной из которых является производство электромобилей. Это, по сути, первая технология, официально получившая статус нулевого выброса, и она уже представлена на рынке.
Электромобили сейчас
Следующий всплеск интереса к электромобилям, который мы наблюдаем и в настоящее время, произошел в 90-х годах прошлого века в связи с существенным ужесточением законодательства о загрязнении воздуха. Первым серийным электромобилем нашей современности стал GM EV1, выпускавшийся в США с 1996 по 2003 годы.
Полная зарядка батарей с нуля занимает пока 5–9 ч, но имеет устойчивую тенденцию к сокращению. Сбережению энергии помогает система управления, которая позволяет осуществлять режим рекуперации. Когда машина тормозит или спускается с горы, двигатель становится генератором и возвращает драгоценную энергию в аккумуляторы. Специальные зарядные станции позволяют осуществить экспресс-зарядку до 80 % емкости батарей всего за полчаса. Батареи выдерживают по 2–3 тыс. циклов зарядки-разрядки, что вполне достаточно для многих лет эксплуатации машины.
К настоящему моменту созданы и производятся серийно модели автомобилей с электротягой, которые способны конкурировать с авто с двигателем внутреннего сгорания, как по мощности, так и по максимальной скорости движения и дальности хода на одной заправке. Так, компания Tesla выпустила полноценный автомобиль на электротяге Tesla ModelS с разгоном до 100 км/ч всего за 6 секунд и максимальной скоростью более 200 км/ч, но его цена в России составляет на данный момент от 5000000 рублей, что является роскошью для большинства людей. Однако, как установили эксперты, эксплуатация такого электромобиля оказывается экономически эффективнее автомобиля с дизельным (а тем более с бензиновым) ДВС, даже в условиях такой страны, как Германия, где цены на электроэнергию одни из самых высоких в Европе.
Плюсы электромобиля
Чем привлекателен электромобиль, наверно, представляет каждый. В первую очередь, он почти не дает выброса вредных веществ. Ядовитых газов, попадающих в атмосферу при зарядке и разрядке аккумуляторных батарей, несравненно меньше, чем при работе двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Чтобы отапливать электромобили зимой, на них устанавливают автономные обогреватели, потребляющие бензин или дизельное топливо. Но они, понятно, не загрязняют атмосферу так сильно, как ДВС.
Среди преимуществ электромобиля можно выделить:
‒ экономия на топливе;
‒ малое загрязнение окружающей среды;
‒ отмена для владельцев налогов, платы за парковку и др.;
‒ после усовершенствования электромобили смогут заряжаться не только от сети, но и от других источников;
‒ тишина — двигатель работает беззвучно.
Минусы электромобиля
К недостаткам электромобилей следует отнести:
‒ мало автозаправочных станций;
‒ небольшой модельный ряд на рынке;
‒ высокая стоимость аккумуляторной батареи;
‒ сравнение в пробеге электромобиля до полного исчерпания заряда батареи с типичным автомобилем значительно уступает показателям обычного автомобиля до исчерпания запасов топлива в баке;
‒ безопасность электромобиля ниже обычного авто, так как он имеет облегченный вариант конструкции;
‒ техническое обслуживание сулит быть проблематичным, ввиду малого количества деталей на рынке и специально обученного персонала;
‒ скорость — ее обычно ограничивают в целях экономии заряда;
‒ утилизация (аккумуляторы содержат опасные химические вещества и кислоты).
Не менее актуальной является проблема обеспечения комфорта водителя и пассажиров, в первую очередь – обеспечение приемлемого микроклимата. В бензиновом или дизельном автомобиле для обогрева салона используется тепло, вырабатываемое самим двигателем, которое в любом случае нужно отводить. Для охлаждения воздуха в салоне в основном используется кондиционер, компрессор которого приводится в действие с помощью ДВС. В электромобиле для этих целей нужно делать отдельный обогреватель и охладитель, для работы которого затрачивается драгоценная энергия. Если прибавить сюда затраты энергии на работу навигационного оборудования, мультимедийной системы, освещения и т.д., то они окажутся настолько существенными, что даже могут превысить затраты энергии на работу тягового двигателя, что совершенно неприемлемо.
Следует напомнить и о том, что никто пока толком ничего не знает о влиянии на человеческий организм мощного высоко- частотного электромагнитного излучения, которое неизбежно будет действовать на водителя и пассажиров электромобиля.
Заключение
Таким образом, даже не смотря на большой прогресс в развитии электромобилей, особенно в последнее десятилетие, в наше время этот вид транспорта пока еще уступает по своим характеристикам автомобилям с классическим ДВС в целом.
Но топ-менеджеры и аналитики из автоиндустрии убеждены: приближается переломный момент, когда массовое внедрение таких машин станет неизбежным. Его простимулируют появление дешевых аккумуляторов, давление со стороны регулирующих органов и щедрые государственные субсидии. «Эти факторы объединились, чтобы заставить традиционную промышленность серьезно отнестись к электрификации — и это произошло быстрее, чем мы ожидали, — сказал Макс Уорбертон, аналитик исследовательской компании Bernstein. — Это действительно сейчас происходит».
По данным Bernstein, резкое снижение цен на аккумуляторы позволит ведущим автопроизводителям продавать полностью электрические автомобили дешевле, чем те, что работают на бензине и дизельном топливе, уже к 2022 году. Электрокары, утверждает Bernstein, уже набрали обороты, хотя совсем недавно, в 2010 году, их продажи были близки к нулю.
9
Список литературы
1. Трескова, Ю. В. Электромобили и экология. Перспективы использования электромобилей / Ю. В. Трескова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 12
2. Поливанов А.А., Галущак В.С., Зенина О.А., Тихонин С.Н. СОВРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ: ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ // Международный студенческий научный вестник. – 2018. – № 3-2
3. Гулиа Н.В., Юрков С. Новая концепция электромобиля: Наука и техника – 2000 - №2.
4. Постников Д. Электромобиль: «за» и «против»: За рулем – 1997 - №2.
5. Анна Полякова. Электромобиль будущего: каким он будет в России и за рубежом. https://rb.ru/story/electric-car-future/
