Наши путешествия со временем постоянно меняются. Благодаря технологическому прогрессу и острой потребности в большей устойчивости автомобили становятся чище и умнее. Но являются ли электромобили - будущее аватотранспорта? В этой статье мы узнаем, что такое электромобили и как они работают. Мы также рассмотрим, насколько они экологичны и могут ли они стать решением для экологичного транспорта будущего.
Что такое электромобили?
Начнем с определения электромобиля. Мы знаем, что транспортные средства используются для перевозки транспортных средств или товаров по суше, воде или воздуху. Электромобиль - это транспортное средство, которое приводится в действие электричеством, обычно в виде электродвигателей, работающих от батарей или топливных элементов. Когда мы видим это определение, легко думать только о таких вещах, как электромобили. Однако к электромобилям относится и другой автомобильный транспорт (например, грузовики, велосипеды и автобусы), а также электрические самолеты и даже лодки.
Вы часто увидите множество типов электромобилей, подходящих под этот термин. Они включают в себя:
- Полностью электрические транспортные средства. В этом типе электромобилей аккумулятор является единственным источником питания.
- Гибридные транспортные средства. В них используется комбинация двигателя внутреннего сгорания с электродвигателем, последний заряжается, когда транспортное средство находится в движении.
- Подключаемые гибриды. Они также сочетают двигатели внутреннего сгорания с перезаряжаемыми батареями, но батареи также можно заряжать непосредственно при подключении.
- Транспортные средства на топливных элементах. Они вырабатывают собственную электроэнергию из бортового топлива, такого как водород. Им не нужно подключаться к электрической розетке для подзарядки.
Краткая история электромобилей
Электромобили и другие транспортные средства очень сильно ощущают концепции настоящего и будущего. Новые технологии и законодательство означают, что производители во всем мире обращают свое внимание на полностью или частично электрические автопарки. Но на самом деле идея использования электричества для транспортировки энергии возникла более 100 лет назад.
На протяжении 19 века проводились различные эксперименты с электромобилями. Первый электродвигатель с батарейным питанием был изобретен Томасом Давенпортом в 1834 году, и в последующие десятилетия различные ученые и инженеры возились с его конструкцией. Электрокары, автомобили, трамваи и даже поезда начали появляться в середине-конце 1800-х годов. Однако основная проблема этих транспортных средств заключалась в том, что используемые батареи не были перезаряжаемыми, что делало их непрактичным для коммерческого использования.
Детали первых электромобилей часто обсуждаются. Некоторые предполагают, что первый электромобиль с автономным двигателем, на котором находится человек, был создан французским изобретателем Гюставом Труве в 1881 году. Однако широко распространено мнение, что первый серийный электромобиль был разработан в Лондоне в 1884 году Томасом Паркером.
Вскоре электромобили стали невероятно популярными, особенно в США. Большая часть автомобилей на дорогах в начале 1900-х годов была электрическими. Однако крупномасштабное производство бензиновых автомобилей Ford и все более доступная цена на нефть вскоре привели к тому, что электромобили не смогли конкурировать.
Только в 1970-х годах интерес к технологиям электромобилей возобновился, когда были произведены такие автомобили, как CitiCar. В середине 1990-х General Motors выпустила EV1, и Toyota Prius стала первым серийным гибридным автомобилем.
Проблемы мощности и запаса хода оставались проблемой до конца 2000-х, когда Tesla выпустила свой первый родстер. В настоящее время большинство крупных производителей имеют в своем ассортименте по крайней мере несколько электрических или гибридных автомобилей, а производство аккумуляторов сейчас лучше, чем когда-либо.
Современные технологии электромобилей
Итак, электромобили существуют дольше, чем вы думаете. Но какова нынешняя технология? Помимо электромобилей (мы рассмотрим их позже), существует несколько примечательных видов электрического транспорта:
- Транспортные средства логистики. От больших грузовиков до погрузочно-разгрузочных работ существует целый ряд компаний, создающих электрические логистические транспортные средства. Однако считалось, что электрические батареи для грузовых автомобилей будут дорогими и непрактичными. Новые исследования показывают, что лучшая сеть зарядки может решить эту проблему.
- Общественный транспорт. Электрические автобусы уже пользуются огромной популярностью в Китае, в то время как Европа набирает обороты. В Великобритании электрифицировано около 38% железнодорожной сети. Электротрамваи также популярны во всем мире. Даже в Москве можно наблюдать всеми известные "Электробусы", которые курсируют практически по всему городу.
- Самолет. Электроэнергетика все еще находится в зачаточном состоянии. По мнению некоторых экспертов, современным пассажирским самолетам «потребуются батареи, вес которых в 30 раз превышает его текущий расход топлива, а это означает, что они никогда не оторвутся от земли». Однако прогресс наблюдается, и электрические самолеты все же существуют.
- Лодки. Аккумуляторная батарея также является проблемой для электрических лодок. Ограниченная мощность создает проблемы, особенно для больших автомобилей и длительных поездок. Однако начинают появляться прототипы, доказывающие, что электромобили могут существовать во многих различных форматах.
Как работают электромобили?
Давайте подробнее рассмотрим, как работают электромобили, а также некоторые ключевые вопросы, которые их окружают. Сосредоточимся на полностью электрических автомобилях, а не на гибридах или подключаемых гибридах. Мы сохраним здесь простое объяснение, охватывающее некоторые основы.
По сути, электромобили используют электродвигатель для приведения в действие колес транспортного средства. Эти двигатели получают энергию от батарей, которые обычно устанавливаются в автомобиле внизу. Часто также имеется дополнительная батарея, питающая электрику, освещение и другие подобные элементы. Батареи в электромобилях являются перезаряжаемыми и могут заряжаться от электросети. Это означает, что требуется настенное зарядное устройство или быстрое зарядное устройство (например, на станциях технического обслуживания).
Конечно, электромобилям нужен способ контролировать, сколько энергии они потребляют от батарей для питания двигателя. Для этой задачи используется блок управления. По сути, он использует ускоритель для определения необходимой мощности, имитируя работу двигателя внутреннего сгорания.
Сколько времени нужно на зарядку электромобиля?
Когда дело доходит до зарядки электромобиля, следует учитывать несколько факторов. Во-первых, тип используемой батареи - в большинстве случаев используется литий-ионная (литий-ионная) батарея, хотя емкость часто отличается.
Далее следует тип используемой зарядки - стандартная домашняя точка зарядки мощностью 7 кВт будет намного медленнее, чем быстрая зарядка на 150 кВт. Например, Tesla Model S 2019 года имеет аккумулятор емкостью 75 кВтч. По оценкам, для полной подзарядки требуется 11 часов для зарядного устройства на 7 кВт, но менее часа для зарядного устройства на 150 кВт.
На сколько хватает аккумуляторов электромобилей?
Есть два способа ответить на этот вопрос. Во-первых, это диапазон электромобилей - насколько далеко автомобиль может проехать с полным зарядом. Как и следовало ожидать, это также зависит от автомобиля и типа аккумулятора. Тем не менее, средний показатель составляет около 200 миль, при этом Tesla Model S достигает 345 миль, а Nissan Leaf - 135 миль.
Другое соображение - это срок службы батарей электромобиля. Батареи, которые используются в электромобилях, со временем становятся менее эффективными, а это означает, что в конечном итоге они содержат меньше заряда. Тем не менее, согласно отраслевой статистике, большинство аккумуляторов электромобилей прослужат от 10 до 20 лет, прежде чем потребуется их замена.
Могут ли электромобили создать экологически безопасный транспорт?
Как мы выяснили в наших публикациях о сокращении вашего углеродного следа и выбросов парниковых газов, на транспорт приходится около одной пятой мировых выбросов CO2. Более того, почти 75% этих выбросов приходится на автотранспорт. Очевидно, что во всем мире существует потребность в более экологичных транспортных и энергетических системах.
Итак, насколько экологичны электромобили? И как они влияют на окружающую среду? Когда мы смотрим на эти вопросы, снова возникает несколько соображений. Поэтому мы рассмотрим каждый из них более подробно:
Насколько экологичны электромобили?
Одним из самых больших преимуществ электромобилей и других транспортных средств является то, что они производят нулевые выбросы во время работы. Поскольку процесс сгорания отсутствует, топливо не сжигается и выбросы CO2 не выбрасываются в атмосферу. Конечно, этим автомобилям по-прежнему требуется электричество для зарядки аккумуляторов. И ключевой вопрос, когда речь идет об устойчивости и изменении климата, заключается в том, откуда берется эта электроэнергия. Электроэнергия, поступающая от ветряных турбин, солнечных панелей или других возобновляемых источников энергии, как правило, довольно чистая. Однако во многих регионах мира энергия производится за счет сжигания ископаемого топлива.
Какое воздействие на окружающую среду?
Помимо выбросов при использовании, есть и другие проблемы. Производство электромобилей, особенно литий-ионных аккумуляторов, может быть довольно энергоемким процессом. Некоторые исследования показывают, например, что более трети выбросов CO2 от электромобилей происходит за счет энергии, используемой для производства автомобиля. Чтобы электромобили были более экологичными, необходимо улучшить производственные процессы, а также переработку аккумуляторов и повышение эффективности. При этом в отчете правительства за 2018 год сделан вывод о том, что аккумуляторные электромобили «имеют значительно более низкие выбросы парниковых газов, чем обычные автомобили, даже с учетом источника электроэнергии и электроэнергии, используемой для производства аккумуляторов».
Электромобили - будущее глобального транспорта?
Вот мы и подошли к главному вопросу статьи.
Итак, могут ли электромобили стать экологически чистым транспортным решением будущего? Многие страны, похоже, проводят политику, основанную на том факте, что будущее, по крайней мере, за электромобилями. Более того, по данным исследователей Wood Mckenzie, к 2040 году ожидается, что продажи электромобилей достигнут 45 миллионов в год, в результате чего общий мировой запас электромобилей составит 323 миллиона.
Однако есть проблемы с электромобилями. Аккумуляторные технологии прошли долгий путь за последние годы, но для более крупных транспортных средств, в частности, выходной мощности еще недостаточно, чтобы сделать их жизнеспособными. Точно так же необходимо устранить выбросы, связанные с производством литий-ионных батарей, и переработку этих компонентов также необходимо улучшить. У электромобилей определенно есть потенциал для сокращения выбросов и помощи в борьбе с изменением климата. И мы, вероятно, увидим, как они во многих случаях заменят двигатели внутреннего сгорания. Однако для создания устойчивого будущего необходимы усилия во многих различных областях. Наконец, чтобы электромобили были действительно эффективными, они должны питаться от возобновляемых источников энергии.
Понравилась ли Вам данная статья? С удовольствием почитаю Ваше мнение в комментариях! Если да - рекомендую подписаться на мой канал, чтобы не пропускать новый материал!
См. также:
Двигатели, которые были прорывом в индустрии машиностроения (Часть 1)
Стучат поршни? Нужно срочно принимать меры
Автомобильное реле. Разбираемся в устройстве
Запотели стекла в автомобиле? Решаем проблему вместе
