Человечество давно задумывалось об использовании электричества в качестве силы, способной приводить в движение транспортные средства. Ещё до создания двигателя внутреннего сгорания появился электромобиль. Произошло это в 1841 году. Через 58 лет в Санкт-Петербурге был презентован 17-местный омнибус, оснащенный 4-сильным электродвигателем с запасом хода 64 км.
Следующая веха в истории электромобилей относится к началу 30-х годов XX века. В 1931 году гениальный изобретатель Никола Тесла, купив в обычном магазине радиоэлектронные детали, собрал устройство, которое при установке вместо бензинового двигателя могло сдвинуть автомобиль с места. Мощность агрегата составляла 80 л.с.
В течение следующих почти 55 лет технология практически не изменилась. В 1996 году с конвейера сходит первый серийный электромобиль, разработкой которого занималась компания General Motors. Однако это произошло не из-за желания автопроизводителя или требований рынка: просто в Калифорнии, где продавались автомобили GM, вышел закон, ужесточивший требования к автомобилям: новые автомобили, по мнению авторов законопроекта, не должны были загрязнять окружающую среду. Но довольно скоро он был отменен, потому что технически выполнить его в то время было невозможно. General Motors выпускает электромобили уже 7 лет, но не могла похвастаться солидными продажами: за этот промежуток времени было продано чуть более 1150 экземпляров модели, которые до сих пор хранятся в частных коллекциях.
На сегодняшний день двигателем идеи электромобилей является Илон Маск, владелец Tesla Motors и серьезно занялся ее развитием. Серийный электромобиль Tesla Roadster, выпущенный в 2008 году, продавался в течение 4 лет, но из-за слишком высокой стоимости, он был доступен только очень богатым людям. В 2012 году был выпущен более доступный автомобиль Model S, который впоследствии претерпел две модернизации и был благосклонно встречен как экспертами, так и обычными автомобилистами.
В 2015 году был выпущен Model X: кроссовер с большим запасом хода (от 354 до 539 километров в зависимости от модификации и других параметров), отличной динамикой (модель разгоняется до 100 км за 3,2 секунды).
Принцип работы современных электромобилей
Электромобиль, в отличие от автомобиля с традиционным двигателем внутреннего сгорания, не нуждается в сложном двигателе со значительным количеством недостатков (различные проблемы при эксплуатации, сложный ремонт, шум при эксплуатации и т.д.). Электродвигатель абсолютно бесшумен и нетребователен к топливу, так как электричество одинаково все по всему миру.
Еще одним преимуществом электромобилей является отсутствие коробки передач, что значительно упрощает как управление, так и техническое обслуживание. Формально коробка есть, но вся мощность сразу поступает на колеса, поэтому люди в салоне не ощущают рывков, неизбежных при переключении передач.
Необходимым условием для работы такого автомобиля является электричество, запас которого хранится в аккумуляторе. Большинство компаний располагают его под днищем, что позволяет, во-первых, сделать салон более просторным, а во-вторых, улучшить управляемость.
В последнее время мировые производители пришли к выводу, что необходимо использовать систему рекуперации, которая генерирует энергию, а затем накапливает ее в случаях, когда автомобиль движется по инерции, что увеличивает запас хода (эта же технология замедляет движение транспортного средства после того, как водитель убирает ногу с педали газа педаль).
В настоящее время в развитии электромобилей наблюдаются следующие тенденции:
1. Осуществление управления с помощью одной педали. Лидером в этой области стала компания Nissan Motor Co., Ltd. с моделью Leaf. Идея прижилась, и все большее число компаний внедряют технологии, в которых торможение будет осуществляться за счет системы рекуперации.
2. Повышение интеллекта электромобилей (есть беспилотные электромобили, которые не нуждаются в действиях человека).
3. Разработка каждой компанией собственной уникальной платформы, благодаря которой покупатель получает возможность стать обладателем чего-то действительно нового и уникального.
Развитие инфраструктуры
Рост производства электромобилей не имеет смысла без расширения сети зарядных станций: зачем покупать электромобиль, если на нем не удастся далеко уехать?
Если первыми на рынок вышли американские электромобили, то в настоящее время у Европы есть все предпосылки для того, чтобы занять лидирующие позиции, где количество зарядных станций стремительно растет, а правительства нескольких стран даже заявляют о возможном полном отказе от использования двигателей внутреннего сгорания.
В ряде европейских стран владельцы автомобилей с электродвигателями получают всевозможные льготы в виде бесплатной парковки и снижения или полной отмены транспортного налога. В США также существует программа поддержки покупателей электромобилей, но она работает до тех пор, пока производитель не выпустит 20 тысяч экземпляров таких транспортных средств.
Многие владельцы покупают зарядную станцию для электромобиля и устанавливают ее прямо в своем гараже: устройство , установленное на стене, делает процесс зарядки автомобиля идентичным зарядке аккумулятора на смартфоне. Особенно большие поклонники автомобилей с электродвигателями монтируют солнечные панели на крыше собственного дома, которые затем накапливают энергию .
Сеть российских зарядных станций не так обширна, как хотелось бы, но прогресс заметен.
Гибридные автомобили
Помимо полностью электрических автомобилей, спросом пользуются гибриды, то есть модели, которые одновременно имеют как электромотор, так и двигатель внутреннего сгорания.
Существует два типа гибридов:
1. Без зарядного разъема. К ним относятся Toyota Prius первого поколения и некоторые другие первые гибридные автомобили. Аккумулятор в них заряжается исключительно за счет работы регенеративной системы;
2. С разъемом для зарядки аккумулятора. Сейчас на рынке представлено абсолютное большинство таких гибридов. Они способны подключаться к внешним источникам энергии, что значительно упрощает процесс пополнения заряда.
Несмотря на наличие электродвигателя, гибриды могут проехать не более 50 км только на электричестве. Если в корпус включен двигатель внутреннего сгорания, то запас хода увеличивается до нескольких сотен километров.
Недостатки электромобилей
Электромобили - развивающийся вид транспорта, поэтому они не лишены недостатков.
Главной проблемой электромобилей, замедляющей их распространение, является высокая цена. Когда будет найден способ открыть массовое производство аккумуляторов, стоимость снизится, но пока ценовой фактор останавливает многих покупателей, которые были бы не прочь отказаться от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
Еще одним существенным недостатком является неразвитая инфраструктура. Если на обычной машине можно добраться практически в любую точку мира, то длительная поездка на электромобиле становится проблематичной. Количество зарядных станций даже в европейских странах слишком мало. Сегодня рост продаж электромобилей значительно опережает рост количества зарядных станций. У проблемы есть и другое решение: важно не только развивать сеть заправочных станций, но и работать над увеличением емкости аккумуляторов, что позволит преодолевать большее расстояние без необходимости подзарядки.
Время от времени даже у поклонников электромобилей возникают сомнения в их экологической безопасности. Само по себе использование электричества абсолютно безвредно, но при его производстве в атмосферу выбрасывается огромное количество вредных веществ. Человечеству еще предстоит найти возможность отказаться от использования тепловых электростанций и перейти на солнечную и ветровую энергию.
Перспективы электромобилей
Большинство экспертов сходятся во мнении, что с каждым годом люди будут покупать все больше и больше электромобилей. Автомобильная промышленность уже давно набрала обороты, и отказаться от разработки электромобилей уже невозможно.
Вычислительная мощность будет продолжать расти, а искусственный интеллект будет становиться все более совершенным, что, несомненно, повлияет на рост количества автомобилей с электродвигателями в мире.
Количество электромобилей в России также растет, хотя и не так быстро, как в Европе или Китае: причиной этого является низкий уровень доходов населения.