Электромобиль что это такое простыми словами

Что такое электромобиль

Электромобиль — это автомобиль, который приводится в движение не двигателем внутреннего сгорания, а одним или несколькими электродвигателями, питающимися от аккумуляторов или топливных элементов. Как это ни странно, но электромобиль появился раньше своего бензинового аналога. Первый электромобиль, созданный в 1841 году, представлял собой тележку с электромотором. Благодаря недостаточно усовершенствованной системе подзарядки электродвигателя бензиновые автомобили выиграли негласную борьбу за доминирование на автомобильном рынке. Только в 1960 годы вновь стал появляться интерес к электромобилям. Причиной этому стали экологические проблемы автотранспорта и энергетический кризис, который спровоцировал резкий рост стоимости топлива.

Электромобиль обладает рядом неоспоримых достоинств: отсутствие выхлопных газов, которые наносят вред окружающей среде и живым организмам, низкая стоимость эксплуатации (так как электроэнергия гораздо дешевле автомобильного топлива), высокий КПД электродвигателя (составляет 90-95 %, а КПД бензинового двигателя всего 22-42 %), высокая надежность и долговечность, простота конструкции, возможность подзарядки от обычной розетки, низкая взрывоопасность при ДТП, высокая плавность хода. Но не стоит думать, что электромобили лишены недостатков. Среди изъянов данного типа автомобиля можно упомянуть несовершенство аккумуляторов- они либо работают при слишком высоких температурах (более 300 °С), либо имеют слишком высокую стоимость, благодаря наличию в них дорогостоящих металлов. Более того, подобные аккумуляторы имеют высокую степень саморазряда и их подзарядка занимает очень много времени по сравнению с зарядкой топливом. К тому же, проблемой является утилизация аккумуляторов, которые содержат различные ядовитые компоненты и кислоты, отсутствие соответствующей инфраструктуры для зарядки аккумуляторов, возможность возникновения перегрузок в электрических сетях в момент массовой подзарядки от бытовой сети, что может неблагоприятно сказаться на качестве энергоснабжения.

Основная причина, которая сдерживает массовое производство электромобилей- это недостаточный спрос по причине высокой стоимости электромобиля и небольшого пробега от одной подзарядки. Высокая цена обусловлена высокой стоимостью аккумуляторов и их дефицитом, поэтому многие автопроизводители наладили совместное производство с предприятиями, производящими аккумуляторы. Такие подвиды электромобилей как автокар и электропогрузчик широко применяются на вокзалах, в больших магазинах и цехах, т.е. там, где требуется перевозка грузов. Подобный вид транспорта очень практично использовать в подобных целях, так как отсутствие выхлопов и шума- принципиальные моменты для обслуживания закрытых людных территорий. kolbasers.ru считает, что индустрия производства электротранспорта будет развиваться высокими темпами.

Многие компании ведут разработки аккумуляторов с малым временем зарядки, используя при этом наноматериалы и новейшие технологии. Каждый уважающий себя автомобильный концерн считает своим долгом изготовить и выпустить на рынок автомобиль, работающий на электроэнергии. kolbasers.ru считает, что производство электромобилей на данный момент времени — это приоритетное направление для развития мировой автомобильной промышленности. Россия тоже принимает активное участие в разработке электромобиля- в 2007 году по распоряжению мэра Москвы была начата опытная эксплуатация этого вида транспорта. Для этих целей было приобретено 8 грузовиков и 2 автобуса, а студенты Политехнического университета, находящегося в Петербурге, соорудили первый в России солнечный электромобиль.

Copyright © 2006 — 2024 All Rights Reserved

Как работает электромобиль

Прежде чем говорить, как работает электромобиль, сначала определимся, что это за машины, их разновидности, устройство и ключевые отличия. Все категории автомобильного транспорта, двигающегося благодаря одному или нескольким электромоторам, принято обозначать символами EV (Electric Vehicle). Учитывая определенные различия в конструкции, существует три разновидности современных машин, работающих на электротяге:

• BEV — Battery Electric Vehicle. Стандартные электромобили. Ключевая их особенность в том, что здесь отсутствуют другие источники энергии, кроме аккумуляторных батарей. Примеры таких автомобилей, которые можно купить: Zeekr 001, Lotus Eletre, Mengshi M-Hero 917 и др.
• HEV — Hybrid Electric Vehicle. Гибриды (Hybrid) отличаются тем, что в них используется комбинированная силовая установка. В ее составе есть традиционный мотор внутреннего сгорания (бензиновый или значительно реже дизельный), который работает совместно с одним или несколькими электромоторами. В зависимости от схемы, по которой организована совместная работа разнотипных агрегатов, существует семь разновидностей гибридного транспорта. Примеры последовательных гибридов — Lixiang L9, Byd Yangwang U8, Li L8 и др.
• FCEV — Fuel Cell Electric Vehicle. Машины, внутри которых установлены топливные элементы, вырабатывающие электричество. Пример такого транспорта Toyota Mirai, BMW iX5 Hydrogen, Hyundai ix35 Fuel Cell (выпускался до 2018 года) или линейка Audi h-tron.

Устройство автомобиля на водородном топливе

Устройство или принцип работы электромобиля

Простыми словами, принцип работы электромобиля основан на том, что вращение колес обеспечивает один или несколько электромоторов. Их питание осуществляется от штатной батареи, которую еще называют тяговыми. В цепочке между аккумулятором и электромоторами дополнительно смонтирован контроллер или система управления, позволяющая регулировать обороты вращения, а следовательно, и скорость движения. Есть также и редуктор и трансмиссия, с помощью которых крутящий момент от электродвигателя передается на колеса. Плюс к этому в конструкцию электрокара включено и другое оборудование, например, тепловой насос, устройство подогрева АКБ и др.

Как движется электрический автомобиль?

Ответ на вопрос, как работает электрический автомобиль, довольно прост. Конструктивно электрические моторы значительно проще по сравнению с бензиновыми или дизельными двигателями внутреннего сгорания. В основе их конструкции статор — неподвижная часть и ротор — подвижный элемент, смонтированный внутри. При подаче питания в обмотке статора генерируется магнитное поле. Под его действием в обмотке ротора возникают индукционные токи, которые, в свою очередь, также создают вращающие силы. В результате, ротор начинается крутиться. Таким образом, электричество аккумулятора преобразуется в механическую энергию — крутящий момент на валу электромотора.

Как регулируется скорость движения?

Обычно передача вращательного движения ротора на колеса осуществляется с помощью планетарного редуктора. Скорость движения электромобиля регулируется путем изменения напряжения, а точнее, частоты тока, поступающего на обмотки электромотора.

Чем больше энергии, тем выше темп вращения ротора, следовательно, к колесам передается больший крутящий момент, и электромобиль движется быстрее. Контроль напряжения, подаваемого к электродвигателю, как и остаточной емкости батареи и других параметров, осуществляется по показаниям, которые индицируются на панели приборов.

Как меняется направление движения?

Используемый принцип действия электромобиля позволяет двигаться не только вперед, но и назад. Причем изменение направления происходит не благодаря трансмиссии, а за счет изменения фаз питания электромотора.

В конструкции электрокара предусмотрен инвертор — преобразователь. Основная его роль заключается в преобразовании постоянного напряжения тяговой батареи в переменное, которое требуется для питания электродвигателя. Плюс к этому, инвертор позволяет менять фазы, в результате чего, ротор будет вращаться в обратную сторону. Благодаря такому решению, электрическая машина способна двигаться назад с такой же скоростью, как и вперед.

Виды электродвигателей для электрокаров

Разбираясь, как работает электрокар, вполне резонно узнать, какие электромоторы используются для комплектации такого транспорта. В современных моделях применяются электрические двигатели переменного тока как асинхронного, так и синхронного типа.

Первые отличаются тем, что магнитные поля, которые создаются в обмотках статора и ротора вращаются с определенным отставанием. Поле ротора при увеличении напряжения (разгоне) отстает, а при торможении, наоборот, обгоняет поле статора. Такой эффект называется скольжением. Эффективность асинхронных двигателей достигает 90%. Такие моторы отличаются повышенной прочностью, надежностью и долговечностью. Плюс к этому, у них небольшие пусковые моменты и простая регулировка. Электродвигатели этого типа обычно устанавливаются на переднеприводных сборках.

Характерная особенность синхронных электромоторов в том, что скорости вращения магнитных полей статора и ротора совпадают. Такое достигается благодаря особым технологиям, в числе которых чаще используется установка в роторе постоянных магнитов и другого оборудования, что усложняет конструкцию. Для запуска такого электромотора требуется плавная подача тока с постепенным увеличением частоты вплоть до номинальной величины. Поэтому, также нужно использовать дополнительное устройство. Стоимость синхронных моторов выше по сравнению с асинхронными агрегатами, так как для изготовления постоянных магнитов нужны редкоземельные металлы. В то же время, эффективность таких агрегатов выше — до 95%.

Аккумуляторы для электрокаров

Рассматривая принцип работы электрических автомобилей, обязательно следует уделить внимание ключевым и наиболее дорогим их компонентам — источникам питания. Аккумуляторы обеспечивают функционал как электродвигателей, так и многочисленного оборудования. В зависимости от решаемых задач они делятся на два типа: низкого напряжения, входящие в состав бортовой сети, и высокого напряжения, которые еще называют тяговыми.

В первом случае подразумеваются свинцово-кислотные АКБ, которые используются в электромобилях для питания освещения, мультимедиа, систем индикации, электроники и других низковольтных потребителей. Вторая группа источников применяется для обеспечения работы автомобильных кондиционеров и тяговых электромоторов. Они могут быть натрий-серными, никелевыми, литиевыми или другого типа.

Виды аккумуляторов для электромобилей

Классический аккумулятор электромобиля представляет собой модуль из нескольких блоков, внутри которых смонтированы активные элементы. Наряду с блочными батареями, многие производители используют источники питания, компоненты которых размещаются не в моноблоке, а внутри шасси.

Большинство электромобилей, как и гибридов, комплектуется тяговыми литий-ионными батареями (Li-ion), впервые поступившими на мировой рынок в 1991 году. Срок службы таких источников 15–20 лет, что в 3 раза превышает ресурс низковольтных АКБ свинцово-кислотного типа. Существует несколько их разновидностей, как и других типов, которые рассмотрим ниже.

• Никель-марганец-кобальтовые (NMC)
  Это наиболее распространенный тип тяговых батарей, которые заложены в основе принципа работы электроавтомобиля. Широкая их популярность обусловлена высокой плотностью энергии в пределах 250 Вт·ч/кг при довольно компактных размерах. Ключевой недостаток таких АКБ в относительно коротком сроке службы, ограниченном 1–2 тысячами циклов «разрядка-зарядка». Еще один из важных минусов — низкая термостабильность, как следствие, высокая вероятность возгорания.
• Никель-кобальт-алюминиевые (NCA)
  Очередная разновидность литий-ионных аккумуляторов для электромобилей, отличается тем, что вместо марганца здесь используется алюминий, отличающийся более стабильной структурой. Благодаря этому, уменьшен объем кобальта. Однако, существенных изменений в характеристиках это не принесло. Преимущества и недостатки NCA, идентичны описанным выше АКБ серии NMC.
• Литий-железо-фосфатные (LFP)
  Такие батареи отличаются небольшими расходами на производство и чаще используются в основе принципа работы электрокаров ниже среднего ценового диапазона. Срок их службы ограничен 2 тысячами циклов зарядки. Эти аккумуляторы более устойчивы к перегреву, но плотность энергии у них ниже по сравнению с предыдущими источниками. Поэтому, запас хода ниже, а также из-за повышенной чувствительности к холоду, зарядка электромобиля при низкой температуре занимает больше времени.
• Никель-металл-гидридные (NiMH или Ni–MH)
  Батареи этого типа чаще используются для организации принципа работы электрокаров гибридного типа. По сравнению с другими источниками, такие АКБ наиболее емкие и экологичные. Поэтому, их применяют также для комплектации бытовой техники и медицинского оборудования. Помимо низкой токсичности и большого ресурса, в числе их достоинств отсутствие эффекта памяти в сочетании с относительно низкими расходами на производство. В то же время, по сравнению с предыдущими вариантами у таких батарей низкая энергоемкость, больше вес и размеры, а также более длительный период зарядки.

Рекуперация

Рассматривая принцип работы электромобиля, кратко и понятно, следует упомянуть о рекуперации (в переводе с латинского — «обратное получение» или «восстановление»). Это особая технология, позволяющая возвращать часть энергии, расходуемой из аккумулятора, обратно в батарею для повторного применения. Это происходит при торможении или замедлении хода, когда тяговый электромотор не задействуются по основному предназначению.

В электрокарах, оснащенных функцией восстановления энергии, при торможении или замедлении тяговый электродвигатель переключается в режим генератора. В итоге, он начинает генерировать электричество, которое поступает на подзарядку аккумулятора. Режим рекуперации включается автоматически при прекращении разгона или при легком нажатии на педаль основного торможения. В то же время, эта схема не обеспечивает экстренного торможения, а только замедляет машину. Если нужно срочно остановиться, следует использовать стандартные механизмы торможения.

Как работает электромобиль гибридного типа?

Чтобы полностью уяснить принцип работы электромашин, важно также знать, чем отличаются гибриды от классических электрокаров, и какие есть их виды. Как упоминалось в начале статьи, характерная особенность гибридных сборок в том, что такие машины комплектуются двумя типа силовых агрегатов: ДВС и электромоторами. В зависимости от того, по какой схеме они подключены к колесам, существует три вида гибридов: последовательные, параллельные и параллельно-последовательные.

Устройство гибридной силовой установки

Последовательный гибрид

Здесь традиционный мотор (ДВС) не подключен к колесам. Бензиновый или дизельный агрегат используется только для выработки электроэнергии, играя роль привода генератора. Движение машины обеспечивает один или несколько электродвигателей, вращающих колеса. Преимущество такой схемы в максимально комфортной работе ДВС в сочетании с максимальным крутящим моментом и другими привилегиями, которые дает электропривод. Недостаток — двойное преобразование энергии, что сопровождается дополнительными потерями.

Параллельный гибрид

Суть ее в том, что ДВС подключен к колесам и используется в качестве основной движущей силы. Электромотор тоже подключен к колесам, но играет роль дополнительного привода. Он задействуется, когда нужно обеспечить максимальный крутящий момент, например, для интенсивного разгона или при движении под горку. Недостаток такого решения в том, что автомобиль не способен постоянно передвигаться только на электротяге.

Последовательно-параллельный гибрид

Эта схема позволяет использовать преимущества двух предыдущих вариантов, сведя к минимуму их недостатки.

последовательный	параллельный
Комфортная работа ДВС	Высокая эффективность
Не требуется массивная батарея	Нестабильная работа ДВС
Двойное преобразование	Сложная конструкция
Не нужна сложная трансмиссия	Требуется особая трансмиссия

Здесь ДВС используется в качестве как основной движущей силы, так и привода для генератора. Электромоторы также способны обеспечить полноценное движение автомобиля, питаясь от тяговой батареи или генератора, который вращается и вырабатывает электричество благодаря классическому ДВС.

Заключение

Посетите сайт компании «НЕО КАРС», чтобы не только узнать больше информации, как работает электроавтомобиль, но и стать владельцем престижного транспорта на выгодных условиях. У нас большой выбор новых премиальных электрокаров из Китая различных классов. В нашем салоне вы можете купить электромобили и гибриды с длительной гарантией и расширенным списком услуг по техподдержке. Наши мастера проводят русификацию интерфейса, устанавливают дополнительное оборудование, аксессуары и опции, проводят гарантийное и постгарантийное обслуживание, а также ремонт разной сложности.

Автосалон Neocars
31 декабря, 2023

Электромобиль что это такое простыми словами

В данной статье мы постараемся рассмотреть, что представляет собой транспорт будущего, которое уже, можно сказать, становится настоящим – электромобили. История электромобилей составляет около 180 лет. Развитие электромобилей затруднялось отсутствием сравнительно небольших и подзаряжаемых аккумуляторов. Интерес к ним возродился в 90-х годах, когда остро встала проблема загрязнения окружающей среды и истощения нефтяных запасов. На данный момент в Германии разрабатывают электромобиль послезавтрашнего дня – робомобиль. В нем человеку надо будет только контролировать, как вождением занимается бортовой компьютер. Электромобили имеют ряд преимуществ, основным из которых является снижение загрязнения окружающей среды. Но существенным недостатком электромобиля является отсутствие станций для подзарядки. Перспективы электромобилей есть, и они очень широкие.

электромобиль и его особенности
робомобиль
оснащение спутниковым навигатором
бортовой компьютер
преимущества и недостатки электромобиля
аккумуляторные батареи для электромобиля
станции для подзарядки
снижение степени загрязнения окружающей среды

1. Виды альтернативной энергии. – Режим доступа: http://ria.ru/documents /20091113/193404769.html#ixzz3mfRLfVaT.

2. Внедрить электромобили в России будет сложно. – Режим доступа: http://www.autonews.ru/automarket_news/news/1683358.

3. История электромобиля. Режим доступа: http://autoeco.info/hist_ev.php].

4. Отчет International Energy Agency – EVI Global EV Outlook 2013. – Режим доступа: http://www.iea.org/topics/transport/electricvehiclesinitiative/EVI_GEO_2013_FullReport.PDF.

5. Преимущества электромобилей и их недостатки. – Режим доступа: http://nature-time.ru/2014/08/preimushhestva-elektromobilya-i-ego-nedostatki.

6. Принцип работы электромобиля. – Режим доступа: http://www.electra.com. ua/elektroavtomobil/163-kak-rabotaet-elektricheskij-avtomobil.html].

7. Технологическое развитие российского топливно-энергетического комплекса под влиянием экономических санкций / О.Ю. Карамян, К.А. Чебанов, Ж.А. Соловьева // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1. – С. 326.

8. Tesla Model S получила высшие рейтинги безопасности. Электронная версия журнала « За рулем». – Режим доступа: http://www.zr.ru/content/news/567354-tesla_model_ s_ poluchila_ vysshije_ rejtingi_bezopasnosti/.

9. Электромобиль в мегаполисе. – Режим доступа: http://thinkgreen.ru/tg/chto-takoe-elektromobili-i-pochemu-vse-mashiny-eshhe-ne-elektromobili.

Автомобили на сегодняшний день являются одним из популярных и комфортных вариантов перемещения. Однако, несмотря на огромное количество преимуществ, они имеют целый ряд недостатков. Один из самых главных недостатков заключается в том, что автотранспорт наносит большой ущерб окружающей среде – до 63 %. Также бензиновые автомобили являются довольно дорогим видом транспорта. Последнее время нефтепродукты стремительно дорожают. Эти факты привели к тому, что развитые страны стали разрабатывать и выпускать менее расточительные и более экологичные автомобили. В этой статье мы постараемся объяснить, что представляет собой транспорт будущего, которое уже становится настоящим – электромобили.

Для того чтобы понять, что же такое электромобиль, рассмотрим определение, которое представлено в Википедии. Электромобиль – автомобиль, который приводится в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от автономного источника электроэнергии (аккумуляторов, топливных элементов и т.п.), а не двигателем внутреннего сгорания.

История электромобилей составляет около 180 лет. Из этого следует, что первые электромобили появились почти на 50 лет раньше первого автомобиля. Толчком к их развитию послужило открытие Фарадеем явления электромагнитной индукции, после чего инженеры и изобретатели принялись искать пути его практического применения. Все электромобили того времени имели большой вес, передвигались со скоростью не более 4 км/ч и были не совсем пригодны к практическому применению. Развитие электромобилей сдерживало отсутствие сравнительно небольших и подзаряжаемых аккумуляторов [2].

Интерес к электромобилям возродился в 90-х годах 20 века, когда остро встала проблема загрязнения окружающей среды и истощения нефтяных запасов.

Первым серийным электромобилем нашей современности стал GM EV1, выпускавшийся в США с 1996 по 2003 годы.

Наиболее известными серийно выпускаемыми моделями электромобилей можно считать: Toyota RAV4 EV, ZENN, ZAP Xebra, General Motors EV1, Chevrolet Volt, Volvo C30 BEV, Tesla Roadster, Tesla Model S, Modec, Reva NXR, Renault серия Z.E., Nissan LEAF, Tazzari ZERO, Lada Ellada.

В немецком центре полёта Оберпфаффенхофене сейчас разрабатывают электромобиль послезавтрашнего дня, так называемый робомобиль. Он должен без водителя самостоятельно перемещаться по городу и находить место для парковки. Инженер Ёнотан Брембик работает в институте Робототехники и мехатроники. Его робомобиль должен решить проблему парковочных мест и пробок в перенаселенных мегаполисах будущего. Как говорит сам инженер, «это будет машина всеобщего доступа, когда человеку нужна машина, робомобиль подъезжает, его можно использовать для доставки человека к цели, а потом он самостоятельно вернется в гараж, откуда его сможет вызвать следующий пользователь». Робомобиль будет ориентироваться в городе с помощью спутникового навигатора. Многочисленные камеры и датчики помогут ему различать на улице людей и другие машины. Автомобиль оснащен множеством сенсоров, на крыше установлено несколько камер, обеспечивающих обзор 360 градусов, информация от них передается на центральный компьютер, который оценивает её в режиме реального времени и на основе этого прокладывает траекторию движения. Благодаря своему электронному мозгу робомобиль сможет с одинаковой скоростью ехать назад или вперед, поворачивать просто не нужно, а если все же придётся, поможет рулевое управление со всеми поворотными колесами. Внутрь колеса встроены все детали, которые есть в обычном автомобиле, здесь есть привод, который обеспечивает движение машины, каждое колесо управляется по отдельности. Электромотор робомобиля прячется под ободом колеса, освобождая в кузове место для аккумуляторов, а главное, для пассажиров. Но из-за этого увеличивается вес колеса и чтобы оно не стало менее упругим ученые разработали принципиально новую электронную ходовую часть. В робомобиле человеку остаётся только наблюдать – как вождением занимается бортовой компьютер. Он контролирует машину на дороге и напрямую управляет четырьмя моторами внутри колес, значит, он рулит и разгоняется. Особенности этой машины в том, что водители не управляют ничем напрямую, нет рулевого колеса, нет педали тормоза, все обрабатывается через команды. С помощью устройства ввода они обрабатываются компьютером, а тот передает их колесам [6].

Электромобили имеют целый ряд преимуществ и недостатков.

? Снижение расходов на топливо. Стоимость бензина постоянно растёт и зачастую расходуется в больших количествах, что опустошает семейный бюджет, а расход на электроэнергию для подзарядки аккумулятора должен оказаться намного меньше этих расходов.

? Снижение загрязнения окружающей среды. Работающий двигатель электромобиля не выделяет вредных газов в окружающую среду. В идеале, чтобы снизить воздействие на окружающую среду, ее надо производить из чистых, возобновляемых источников энергии.

? Снижение шума. Электромобили способны обеспечивать тихий и плавный разгон, с более быстрым ускорением.

? Безопасность. Электромобили проходят те же процедуры тестирования, что и обычные автомобили. Таким образом, в случае столкновения сработают подушки безопасности, датчики столкновения отключат аккумуляторы, так что электромобиль остановится. Например, электромобиль Tesla Model S в 2013 году получил наивысший рейтинг безопасности из всех автомобилей, когда-либо протестированных в США [7].

? Собственно стоимость. Прошли те времена, когда электромобили стоили огромные деньги. Ранее батареи были очень дорогими, но при массовом производстве их стоимость снижается.

? Надежность. Из-за меньшего количества деталей и узлов, повышается надежность электромобиля и, как следствие, уменьшаются затраты на ремонт и обслуживание.

? Станции для подзарядки. В 2016 г. собираются открыть сеть станций для подзарядки в Москве, однако пока что инфраструктура находится в зачаточном состоянии.

? Электричество не бесплатно. Стоит обратить внимание на то, что у электромобилей разный расход электроэнергии.

? Короткий пробег и ограниченная скорость. Большинство электромобилей могут проходить примерно от 160 до 240 км без подзарядки. Хотя некоторые модели обещают пройти до 480 км без подзарядки.

? Время перезарядки. Для полной зарядки электромобиля требуется около 8–10 часов.

? Обычно они 2-местные. Электромобили не предназначены для перевозки всей семьи, это значит, что поездка втроем может оказаться уже неудобной.

? Замена батареи. Замена производится через каждые 3–10 лет.

? В зимнее время повышается расход энергии аккумулятора на обогрев салона, щеток и фар. Это приводит к тому, что пробег зимой сокращается на 30–50 % по сравнению с летним периодом [3].

Даже, невзирая на то, что имеется много нюансов в использовании электромобилей, следует верить, что в будущем они разрешатся. В первую очередь нужно задуматься о том, что главное достоинство электромобиля ? это снижение степени загрязнения окружающей среды. А в данный момент можно обратить внимание на гибриды электромобиля, которые могут позволить существенно минимизировать недостатки чисто электрических моделей.

Перспективы распространения электромобилей есть, и они широкие. Но любое производство аргументировано спросом. И здесь мы должны проявить максимальное понимание проблем и любовь к окружающей среде.

PricewaterhouseCoopers считает, что сдерживающими факторами роста рынка электромобилей в России являются:

1. Недостаточное внимание к экологическому аспекту со стороны государства и граждан.

2. Сравнительно низкая стоимость бензина и дизельного топлива.

3. Неразвитость инфраструктуры из-за большой территории и значительной протяженности дорог [9].

Езда на автомобиле с двигателем внутреннего сгорания скоро будет казаться вчерашним днем, электромобили ? средство передвижения будущего.

Новые модели автомобилей с электротягой способны конкурировать по мощности с авто с двигателем внутреннего сгорания. Компания Тесла Model S выпустила электросуперкар ? полноценный спортивный автомобиль на электротяге с разгоном до 100 км/ч всего за 6 секунд и максимальной скоростью более 200 км/ч, но его цена составляет 100000 долларов, что является роскошью для большинства людей.

Основными элементами электрооснащения автомобиля являются: электрический двигатель, контролер, аккумуляторные батареи.

Контролер выполняет функцию своего рода педали акселератора, на него подается ток с АКБ, а он передает на электродвигатель, считывая импульсы с потенциометров педали газа, и этими показаниями регулирует обороты электродвигателя.

Электродвигатель – сердце электромобиля, главная движущая система. Электродвигатель работает благодаря принципу электромагнитной индукции (явление, связанное с возникновением электродвижущей силы в замкнутом контуре при изменении магнитного потока), коэффициент преобразования электрической энергии в механическую составляет 85–95 % [4].

Хорошая управляемость автомобиля достигается вследствие связки колеса и мотора, мотор-колесо.

В большинстве электромобилей при торможении мотор способен вырабатывать энергию в режиме генератора, которая скапливается в аккумуляторных батареях и может использоваться в дальнейшем.

Самыми распространенными батареями на сегодняшний день являются свинцово-кислотные, так как они дешевые и пригодны для переработки. Для автомобилей с электротягой же больше подходят литий-ионные батареи, так как они очень энергоемкие, компактные и очень легкие. Однако эти батареи очень дорогие.

Такой автомобиль можно подзарядить от любой розетки, встроенное зарядное устройство будет обеспечивать максимально возможную быструю зарядку.

На сегодняшний день в мире существуют различные способы зарядки электромобилей:

? Способ зарядки электромобиля от бытовой электрической сети называется медленной зарядкой. Процесс зарядки аккумулятора длится 8 часов.

? Способ зарядки на специально оборудованных станциях называется быстрой зарядкой. В течение 20–30 минут аккумуляторная батарея заряжается почти полностью.

? Замена батареи на полностью заряженную, которая осуществляется только на зарядных станциях Tesla Supercharger, называется «горячей» заменой батареи, которую можно произвести за 2 минуты.

На сегодняшний день наибольшее количество быстрых зарядных станций находится в Японии, в США – наибольшее количество медленных.

Одна из областей наибольшего влияния на человечество, несомненно, экологичные источники энергии. Не стоит забывать и о том, что запасы угля и нефти конечны и через несколько столетий они иссякнут. Нам стоит позаботиться о будущем наших детей. Необходим альтернативный источник энергии для автомобилей. Получение электроэнергии – процесс, не наносящий вреда экологии нашей планеты. Преобразуя солнечную энергию, ветровую, волновую энергию, градиент-температурную энергию, приливную энергию, геотермальную энергию в электроэнергию.

Спрос на электромобили может существенно измениться в следующих случаях. Во-первых при росте цен на бензин в 10 раз в стране, то есть ухудшении ситуации с исчерпаемыми энергоресурсами (запасов нефти и газов) [5]. Во-вторых снижение цен на электромобили, которое будет возможна в результате технологического прорыва.

Сегодня анализируя состояние выпуска электромобилей, можно прийти к выводу, что производители стараются понижать цены на электромобили, то есть двигаются по второму пути развития. Почти все крупные производители электромобилей: Mitsubishi, Peugeot, Citroen, Nissan, Renault, Toyota, Kia, Honda, BMW ? планируют в ближайшие десять лет выйти на рынок или запустить производство новых моделей. АвтоВАЗ анонсировал появление электромобиля EL LADA.

Как прогнозирует Международное энергетическое агентство, мировой парк электромобилей к 2025 году увеличится практически в 200 раз, т.е. достигнет 200 млн единиц машин.

С увеличением количества электромобилей острее встает вопрос инфраструктуры. В Москве и Московской области в 2011 году уже запущен проект по развитию сети зарядных станций. Запуск сети зарядных станций в регионах будет целесообразен, когда электромобили будут доступны массовому потребителю. Хотя одна станция, позволяющая заряжать электромобиль за 20–30 минут, стоит немало – примерно 30 тысяч евро.

По этому вопросу еще в 2011 году вышло поручение Президента РФ: «…разработать программу государственного стимулирования поэтапной замены муниципального автотранспорта электромобилями и гибридными автомобилями отечественного производства, а также определить меры финансовой поддержки отечественных разработок, направленные на снижение цены гибридных автомобилей и электромобилей и предусматривающие в том числе предоставление субсидий и налоговых льгот отечественным компаниям…» [8].

Льготы, необходимые для пользователей:

? Государственная субсидия на покупку автомобиля.

? Бесплатная или частичная оплата парковки.

? Предоставление скидок на электроэнергию.

? Освобождение от транспортного налога.

Льготы для производителей:

В сфере производства электротранспорта Россия уступает на сегодняшний день технически развитым странам, таким как Япония, США и др. Вместе с тем проводимые рядом компаний научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы дают надежду на создание электромобиля, соответствующего лучшим зарубежным образцам, из отечественных комплектующих. Интеллектуальный производственный потенциал позволяет России выполнить эту инновационную задачу.

Электромобиль — как работает и сколько стоит транспорт будущего

Здравствуйте, уважаемые читатели проекта Тюлягин! Сегодня мы с вами поговорим о популярных в последнее время электромобилях. Многие предполагают что электромобили полностью изменят ныне существующий рынок автопрома. Впрочем рынок уже меняется под воздействием таких технологий как каршеринг. Однако, электромобили и беспилотные авто под соусом каршеринга изменят в будущем передвижение человека до неузнаваемости. В данной статье мы поговорим о том что такое электромобиль, как он работает и сколько стоит транспорт будущего. Я рассмотрю основные преимущества и недостатки электромобиля, выгоден ли он вообще в наше время в России? Также будет приведен список самых популярных и продаваемых электромобилей в мире на 2019 год. Статья обещает быть весьма интересной, так что устраивайтесь поудобнее.

Содержание статьи:

• Что такое электромобиль
• История электромобилей
• Как работает и устроен электромобиль?
• Виды электромобилей
• Выгода: преимущества и недостатки электромобилей
• Сколько стоит электромобиль — самый дорогой и самый дешевый
• Стоимость владения и обслуживания электромобиля
• Рейтинг самых продаваемых электромобилей в 2019 году

Что такое электромобиль

Типичный электромобиль мало чем внешне отличается от обычного автомобиля, у него также 4 колеса, кузов и всего его традиционные элементы — фары, зеркала, двери и т.д.. Так что же такое электромобиль и чем он отличается от обычного?

Электромобиль — это автомобиль, который передвигается за счет одного или более электродвигателя, а не за счет привычного двигателя внутреннего сгорания. Сам электродвигатель питается от аккумулятора или другого источника электрической энергии, например также это могут быть конденсаторы и топливные элементы. Занимательно, но троллейбусы не являются электромобилями, как и трамваи, несмотря на то что они также двигаются с помощью электроэнергии. Под электромобилем понимаются именно те автомобили, которые используют электроэнергию от химических источников, кроме этого это безрельсовые средства передвижения.

История электромобилей

За последние несколько лет концепция набирает стремительные темпы, во многом благодаря Илону Маску и его компании Tesla, производящей современные электромобили. Однако, мало кто знает, что приблизительно 100 лет назад электромобили уже пытались войти в повсеместное использование у людей, однако проиграли авто с двигателями внутреннего сгорания.

История электромобилей начинается задолго раньше современных машин с бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. Первый электромобиль с электромотором появился еще в 1881 году, а его прообраз — первая тележка на электрической энергии появилась и вовсе в 1828 году, то есть практически два века назад.

Первый электромобиль, созданный в 1881 году, представлял из себя трехколесный велосипед с электрическим приводом и слабо напоминал современные автомобили. Однако несколько лет спустя английский новатор и инженер Томас Паркер создал первый серийный электромобиль с 4-мя колесами, который можно было встретить на улицах Лондона уже в 1884 году.

Великобритания и Франция стали первыми странами, которые запустили развитие электромобилей. Также не отставала и Германия с США, там электромобили появились в 1888 и в 1890-1891 годах соответственно. Первым электромобилем в России принято считать изобретение Ипполита Романова, созданное в 1899 году. Это был целый автобус, который мог перевезти до 17 пассажиров.

Конец 19 века — начало 20 века стало для электромобилей золотой эпохой, так электромобили использовались повсеместно, в том числе и как такси. На тот момент у автомобилей с электродвигателем был ряд преимуществ над паровыми авто и авто с ДВС. Так они не пахли бензином и не имели передач, как авто с двигателями внутреннего сгорания, и не имели проблем с быстрым запуском на холоде, в отличие от паровых авто, которым требовалось около 30-40 минут для запуска в зимнее утро. К началу 20-век в США было зарегистрировано 33 842 электромобиля, что соответствовало 38% от общего числа авто на рынке, против 40% паровых и 22 % машин на бензине.

Однако успех электромобилей продолжался недолго, открытие больших запасов нефти и высокая добыча по всему миру, привело к быстрому распространению автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Уже к 1930-м годам электромобили затерялись в массовом потоке традиционных авто и практически исчезли с улиц.

Интерес к электромобилям стал незначительно возрождаться лишь с 1960-х годов. Однако все созданные электромобили в те годы не доживали до серийного производства. В 1971 году электромобиль стал первым пилотируемым транспортом на Луне в рамках миссии Аполлона 15.

Энергетические кризисы 70-80-х годов 20 века интерес к электромобилям возрос сильнее, так машины с электрическими двигателями не зависели от цен на нефть и другие углеводороды. Кроме того, быстрыми темпами росли выбросы от двигателей внутреннего сгорания, что требовало поиска новых решения в технологиях передвижения. Однако, возросшего интереса так и не хватило для заполнения улиц электромобилями. Все ограничилось выпуском отдельных электрических моделей у автопроизводителей, которые не сильно пользовались спросом у покупателей.

Все изменилось в начале 2000-х. Так именно в эти годы на рынок электромобилей пришла компания Tesla Motors (ныне просто Tesla). Компания основанная в 2003 году стала специализироваться на производстве электромобилей и на солнечной энергии. И уже в 2008 году был представлен первый авто — Tesla Roadster. В качестве питания для электрических двигателей Tesla использует литий-ионные батареи. Одна из следующих моделей — Tesla Model 3 стала самым продаваемым автомобилем за первую половину 2019 году. Всего Teslа продала около 134 тысяч Model 3 за перво полугодие 2019 года, а суммарной количество продаж всех моделей Tesla составило 16 тысяч электромобилей. Не отстают от Tesla китайские конкуренты — BYD и Baic. Китай, кстати говоря занимает первое место по продажам электромобилей в мире и обходит США, Норвегию, Германию и Францию. Также успеха достиг альянс Nissan-Renault с их электромобилем Nissan Leaf.

Всего за первое полугодие 2019 года было продано около 780 000 автомобилей, рост по сравнению с 2018 годом составил 92%. Учитывая темпы рост можно говорить о 1,5 млн — 2 млн машин в год. Но несмотря на возродившийся интерес и высокие темпы роста большинство автопроизводителей электромобилей по-прежнему терпят убытки и не окупают свое производство. Кроме этого доля электромобилей по отношению к авто с ДВС не превышает 2 процентов. Всего 17 автомобилей из тысячи — с электрическими двигателями. Эти факты не позволяют уверенно говорить о том, что электромобили заменят традиционные авто в ближайшие пар лет. Однако в более далекой перспективе, на мой взгляд, будущее за электричеством.

Как работает и устроен электромобиль?

Большинство электромобилей устроены и работают по одинаковым принципам. Кроме того само устройство электромобиле несложно и проще чем конструкция автомобиля с ДВС. С внешней стороны, как я уже писал выше, электромобиль мало чем отличается от традиционного авто с бензиновым или дизельным двигателем. Точно также не отличается его ходовая часть с управлением. Ключевое отличие электромобиля заключается в его моторе, который вместо бензина и дизеля работает на электрическом токе.

В основе принципа устройства и работы электромобиля лежит механизм электромагнитной индукции. Который простыми словами состоит в том, что при присутствии переменного электрического тока в проводнике создается магнитное поле, которое согласно закону Ампера совершает отклоняющее действие. Как правило в электромобилях применяется асинхронный двигатель. Сам двигатель состоит из двух компонентов — ротор и статор. Статор всегда неподвижен, на него подается трехфазный переменный электрический ток. Далее в статоре согласно описанному выше механизму генерируется магнитное поле, которое воздействует на ротор и приводит его в движении, а именно вращение. Получаемая механическая энергия и используется для передвижения электромобиля. Занимательно что скорость вращения ротора напрямую зависит от частоты подаваемого тока, таким образом увеличивая частоту тока в источнике питания увеличивается скорость вращения ротора и как следствие скорость движения электромобиля. Для большей наглядности можете ознакомится с видео ниже.

Как видите все не так уж и сложно. Тем более, что для асинхронного двигателя не требуется коробка передач скоростей, так как он эффективно работает на всем диапазоне скоростей вращения (0 — 18 000 об/мин для двигателя электромобиля Tesla). Благодаря своей простоте по сравнению с двигателем внутреннего сгорания асинхронный двигатель обладает более высокой скоростью реагирования и как следствие более высокую скорость разгона.

Источником питания для электрического двигателя используется аккумулятор. Аккумулятор в электромобиле это не что иное как большая литий-ионная батарейка. В большинстве электромобилях аккумулятор занимает всю ширину и практически всю длину электромобиля и находится в нижней части кузова. Так, например в электромобиле Tesla Model S, в аккумулятор входит 16 блоков, с общим количеством элементов — 7000 единиц. Аккумулятор вырабатывает мощность постоянного тока, а специальный инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный. Также инвертор управляет частотой тока и как следствие скоростью автомобиля.

Виды электромобилей

По типам реализации выделяют следующие виды электромобилей:

• Электромобили, оснащенные аккумуляторными батареями
• Электромобили с топливными элементами и специальным топливом
• Электромобили на солнечных батареях и других альтернативных источниках энергии

Также существуют отдельные виды гибридных автомобилей, но в этой статья мы их рассматривать не будем.

Точно также как и традиционные автомобили можно разделить на легковые и грузовые. Однако грузовые электромобили пока что не так популярны и на текущий момент их серийно производят единицы автопроизводителей. Грузовые электромобили сильно проигрывают традиционным грузовикам на бензине в запасе хода. Однако тут тоже есть потенциал их использования в чертах города для снижения выбросов, и многие автокомпании разрабатывают собственные грузовые электромобили.

Выгода: преимущества и недостатки электромобилей

К основным преимуществам электромобиля следует отнести следующие:

• отсутствие выхлопных газов
• низкая стоимость эксплуатации
• высокий КПД двигателя
• высокая надежность и долговечность
• простота конструкции и устройства автомобиля
• возможность подзарядки от розетки
• быстрый и плавный разгон
• бесшумность
• относительная безопасность
• бесплатные парковки в Москве и других городах России
• большой межсервисный пробег и дешевое ТО

Недостатки электромобилей:

• небольшой выбор авто, высокая цена на электромобили, мало бюджетных моделей
• неразвитая доступность станций для зарядки в развивающихся странах
• длительный процесс зарядки относительно заправки бензином
• пока еще относительно высокая стоимость аккумуляторов, которые но надо менять раз в несколько лет.
• пока еще невысокий пробег на одной зарядке

Однако большинство из перечисленных недостатков (если не все) решаемы и в ближайшие годы должны быть решены по мере развития рынка электромобилей.

Сколько стоит электромобиль — самый дорогой и самый дешевый

К одним из самых дешевых моделей электромобилей можно отнести:

• Renault Twizy — стоимость от 950 тысяч рублей. (однако это скорей электро тележка по своим размерам)
• Renault Fluence Z.E — более похожая на полноценный электромобиль вариант. Однако стоимость уже выше — около 2,4 млн рублей.
• E.Go Life — по многим оценкам это самый доступный по цене электромобиль в Европе. Его стоимость в пересчете на рубли составляет около 850 000 рублей
• BYD Е6 — популярный китайский электромобиль со стоимостью около 1,6 млн рублей.
• Ora R1 — китайский электромобиль, который стоит всего около 600 000 рублей
• Nissan Leaf — лидер среди «бюджетных» электромобилей по продажам, стоит 32 000 евро или около 1,4 млн рублей.
• Tesla Model 3 — несмотря на то что модель является самой дешевой и доступной в линейке Тесла, ее стоимость в российских рублях составляет около 4,5 млн рублей на 2019 год.

Выше приведена стоимость новых моделей, поддержанные модели вы можете найти гораздо дешевле, однако учитывайте что в них может быть уже порядком изношенный аккумулятор.

Список самых дорогих электромобилей:

• Rimac C_Two — стоимость 2 100 000 $. Это хорватский электромобиль, один из самых быстрых в мире. Скорость разгона до 100 км/ч всего 2,5 секунды.
• Lotus Evija — 135 млн рублей (1,7 млн фунтов)
• Genovation GXE — электромобиль стоит 750 000$
• Mercedes Benz SLS Electric Drive — 550 000$
• Rolls-Royce Phantom 102EX — стоимость электромобиля около 500 000$

Самая дорогая модель Tesla Roadster, которая выйдет в 2020 году обойдется ее владельцу в 200 000$ и 250 000 $ по предварительному заказу. Цены на одну из самых популярных моделей — Tesla Model S доходят до 140 000 $.

Стоимость владения и обслуживания электромобиля

Стоимость владения и обслуживание электромобиля является его одним из главных преимуществ по сравнению с автомобилями ДВС. По состоянию на 2019 год эксплуатация электромобилей дешевле чем авто с ДВС, однако как правило электромобиль дороже авто с ДВС по первоначальной стоимость. Средние расходы на электромобиль в США составляют около 450-500 долларов в год, в то время как годовые расходы на авто с ДВС в среднем обходятся в 1100-1200 долларов.

В России стоимость полноценной зарядки автомобиля варьируется в пределах 100 рублей, при том что полный заряд позволяет проехать на большинстве электромобилей 150-300 километров. Так в нашей стране стоимость электроэнергии не такая высокая, то 100 км на электромобиле может вписываться в пределы 20-25 рублей. В пересчете на каждодневные расходы электромобиль получается дешевле чем общественный транспорт в Москве и других крупных городах, и значительно дешевле чем традиционные автомобили. По опросам владельцев электромобилей из недорогого сегмента, таких как Nissan Leaf их ежемесячные расходы на автомобиль и его зарядку составляют всего около 1000-2000 рублей в месяц, при активном использовании.

Рейтинг самых продаваемых электромобилей в 2019 году

По оценкам экспертов и аналитиков Sanford C Bernstein продажи электромобилей в 2019 году вырастут на 23-48 процентов и составят около 2,4-3 млн штук.

По состоянию на июль 2019 года лидерами среди автопроизводителей по продажам электромобилей за месяц являются:

• Tesla — 20 000 шт.
• BYD — 16 000
• BMW — 9 000
• BAIC — 8 000

За первое полугодие самыми продаваемыми оказались следующие модели:

• Tesla Model 3 — 134 000 шт.
• BYD E5 — 55 000
• Baic EU — 41 000
• Nissan Leaf — 35 000
• BYD Yuan — 28 000
• Renault Zoe — 25 000
• Hyundai Kona — 24 000
• Chery EQ1 — 23 000
• Geely Emgrand — 22 000
• SAIC Roewe l5 — 21 000

Как видим суммарно по продажам электромобилей лидируют китайские автопроизводители — BYD, Baic, Chery, Geely, SAIC. Их доля в мире по производству электромобилей составляет около 60%.

Что касается российского рынка, то электромобили в России только начинают набирать популярность. Самым популярным в России электромобилем является Nissan Leaf — его в стране около 3,7 тысячи штук. Также популярны поддержанные Mitsubishi i-MiEV. Далее идут модели Tesla Model S и Model X, российский электромобиль El Lada, Jaguar I-Pace, Renault Twizy, BMW i3 и Tesla Model 3. Суммарное количество автомобилей около 4,5 тысяч.

А на этом сегодня все про электромобили. Надеюсь статья была вам интересна и полезна. До новых встреч на страницах проекта Тюлягин!