Еще несколько лет назад автомобиль, подключенный к розетке, мог вызвать удивление и привлечь внимания не меньше, чем главный претендент на «Оскар». Однако с каждым годом парк электроавтомобилей расширяется, и они становятся все привычнее.
Многие думают, что идея двигать «железного коня» с помощью электричества возникла каких-нибудь пару десятилетий назад, и удивляются быстрому развитию техники. Если же мы заглянем в историю, то увидим, что движимые электричеством легковые машины уже колесили по улицам городов аж в XIX веке, когда привычных нам бензиновых еще не было!
От проволочки с магнитом до электромобиля
История электродвигателей началась в 1821 году с эксперимента знаменитого ученого Майкла Фарадея, в ходе которого металлическая проволочка при пропускании через нее электричества вращалась вокруг постоянного магнита. Опыт, показавший возможность превращать электрическую энергию в механическое движение, подтолкнул ученых к попыткам создания электродвигателя.
В конце 1820-х годов венгерский физик Аньош Иштван Йедлик сконструировал первую в мире модель электродвигателя вращательного типа. Немногим позже Йедлик собрал занятное устройство: небольшую доску на колесиках с маленьким моторчиком, работавшим от батарейки, — этакий электроскейтборд, показавший миру, что электрический транспорт реален.
Американский кузнец Томас Дэвенпорт в 1834 году запатентовал первый электродвигатель, который можно было использовать в практических целях, причем его конструкция была схожа с современными. Однако потребовалось еще несколько лет, прежде чем удалось оснастить им автомобиль.
Многие ученые со всего света предлагали свои электродвигатели и пытались приспособить их к транспорту. Наконец, в 1842 году все тот же Томас Дэвенпорт совместно с шотландским изобретателем Робертом Андерсоном создал модель, которую принято считать первым в истории полноценным электромобилем.
Электромобиль набирает обороты
В XIX веке заряжать аккумуляторы еще не умели, поэтому первые электромобили работали на одноразовых батарейках. Громоздкость этой системы сильно мешала распространению электрических «повозок». Однако в 1859 году французский физик Гастон Планте изобрел заряжаемый свинцово-кислотный аккумулятор, а его соотечественник, инженер Камиль Альфонс Фор, спустя два десятилетия добился увеличения емкости и надежности аккумуляторов. Это сделало электротранспорт намного мобильнее.
А что же автомобили с двигателем внутреннего сгорания (ДВС)? Первый из них, Motorwagen, созданный Карлом Бенцем, увидел свет только в 1885 году — на 43 года позже электромобиля. В серийную продажу он поступил еще через два года.
Автомобили с ДВС по началу были восприняты неоднозначно. Их шум здорово пугал лошадей, которых было еще очень много на улицах, а людям не нравилась вонь от выхлопных газов. Поэтому в начале XX века предпочтение отдавалось электромобилям, лишенным этих недостатков. В США и Англии их использовали как такси. А в Чикаго и вовсе автомобилей, работающих на электричестве, было вдвое больше автомобилей с ДВС. К 1912 году общемировое производство электромобилей достигло своего пика.
Первые российские электромобили
Сведений о первых российских электромобилях сохранилось очень мало. В газетах упоминается электромобиль, сконструированный владельцем петербургской мастерской «Сила и свет» инженером-электриком Щавинским. Однако, судя по скудности информации, модель не получила особого внимания.
Традиционно первым российским электромобилем считается модель 1899 года, созданная под руководством изобретателя Ипполита Романова. Одного заряда аккумулятора хватало примерно на 60 км пути, а разгоняться он мог почти до 40 км/ч. Примечательно использование так называемого рекуперативного торможения, которым оборудованы все современные электромобили.
Рекуперативное торможение — система, которая использует часть энергии торможения автомобиля для подзарядки аккумулятора.
Позже Романов построил электроомнибус на 17 человек и в 1901 году получил одобрение Городской Думы Санкт-Петербурга на запуск 80 таких машин по 10 пассажирским маршрутам. Однако собрать достаточно средств для реализации проекта не удалось. Помешали в том числе владельцы конного транспорта, увидевшие в проекте слишком сильную конкуренцию.
В Москве был построен электроомнибус на 20 человек для обслуживания гостиниц. Также на российских улицах можно было встретить отечественные грузовики, фургон и легковые автомобили на электрической тяге.
Что же пошло не так?
До появления в 1911 году стартера для запуска бензинового двигателя приходилось раскручивать его вручную специальной рукояткой, что требовало немалой физической силы, а электродвигателю этого не требовалось. Плюсы электромобилей, казалось бы, очевидны: тихие, экологичные, практичные. Так почему же их предали забвению на долгие годы?
Автомобильный стартер — это небольшой электромотор, работающий от аккумулятора. Его назначение — раскрутить коленвал двигателя до оборотов, необходимых для запуска.
С ростом качества дорог в начале XX века возникла потребность в более дальних поездках. Технологии же не поспевали, и электромобили все еще не могли ездить далеко без подзарядки. К тому же стоимость их была очень высока.
В 1908 году Генри Форд наладил конвейерное производство своего знаменитого Ford Model T с бензиновым двигателем. Несмотря на все недостатки машин с ДВС, конкурентные преимущества новой модели были налицо: легкость дозаправки давала большой запас хода, а стоимость авто была намного ниже. Электрические авто стали вытесняться с дорог так стремительно, что к 1920-м годам их уже было меньше, чем бензиновых, а еще через 10 лет и вовсе почти не осталось.
В середине XX века попытки развивать технологии электромобилей продолжались, но дальше эпизодических экспериментов дело не шло ни в одной стране.
А может, все-таки?..
Об электромобилях вспомнили в 1960-х годах, когда стала очевидна серьезность экологических проблем, создаваемых бензиновыми авто. Череда топливных кризисов и скачков цен на бензин во второй половине XX века тоже сильно подогрела интерес к поиску альтернатив.
В американском штате Калифорния постановили, что часть продаваемых в штате авто не должны были производить выхлопов, так как к началу 1990-х штат был самым загазованным в США. В ответ компания General Motors в 1996 году выпустила электромобиль EV1, ставший популярным у голливудских звезд — более 5000 проданных экземпляров. Однако вскоре развитие электромобилей снова забуксовало из-за отмены постановления.
В начале XXI в. скачок в развитии литий-ионных аккумуляторов вывел экологичных «зеленых коней» на уровень, близкий к привычным бензиновым авто. Огромный вклад внес китайский производитель аккумуляторов BYD, в 2008 году выпустивший свое первое гибридное авто. Тогда же американская Tesla Motors начала делать электромобили спортивного класса Tesla Roadster. В городах стало появляться больше общественных зарядных станций.
BEV — полноценный электромобиль. Работает исключительно на электродвигателе от аккумуляторов (например, все серийные машины Tesla).
PHEV — подключаемый гибрид. Оборудован электродвигателем и ДВС. Когда кончается заряд аккумулятора, можно продолжать движение на обычном топливе.
HEV — обычный гибрид. ДВС используется как основной. Электродвигатель можно использовать на малых скоростях и дистанциях. Невозможно зарядить аккумулятор от внешней сети — только от рекуперации и работы ДВС.
На электромобиле в 2010 году был установлен рекорд скорости — 495 км/ч, а осенью того же года на одном заряде преодолели путь в 605 км из Мюнхена в Берлин со средней скоростью 90 км/ч. Российские электромобили Lada Ellada запустили в качестве экологичного такси в городе-курорте Кисловодск. Известный польский путешественник Марек Каминский в 2018 году совершил путешествие из Польши в Японию на популярном электромобиле Nissan LEAF. Все это показывает, насколько далеко шагнуло развитие «зеленых коней».
Настоящее и будущее электромобилей
Особую популярность электромобили набрали в Китае: здесь используется и производится огромное их количество, а к 2030 году планируется полностью прекратить производство авто с ДВС. В Норвегии уже сейчас 96% продаваемых машин — с электродвигателями. Некоторые страны ввели запрет на ввоз бензиновых авто или планируют сделать это в ближайшие 5–10 лет. Существуют государственные программы, стимулирующие использование электродвигателей.
Range anxiety — страх остаться с разряженной батареей вдали от розетки — главная причина выбора потенциальных покупателей в пользу авто с ДВС.
Экологичность электротранспорта иногда ставят под сомнение. Все дело в аккумуляторах: их производство негативно влияет на окружающую среду. Однако статистика показывает, что за пять лет использования суммарное загрязнение от авто с ДВС будет все же заметно больше.
Идет активная работа над улучшением емкости аккумуляторов и развитием инфраструктуры для электромобилей. Потенциальные покупатели еще сильно осторожничают, выбирая электрическое авто. Однако, глядя на сегодняшнюю ситуацию, можно утверждать, что на этот раз электромобили уверенно занимают место на дорогах и в будущем именно они будут колесить по миру.