Электромобили их плюсы и минусы. Электромобили в России: плюсы и минусы

Как отмечают многие эксперты, электрический автомобиль сегодня является не просто альтернативой, а уже составляет прямую конкуренцию для привычного двигателя внутреннего сгорания.

Конечно, о массовом вытеснении речь пока не идет, однако специалисты полагают, что это всего лишь вопрос времени. Дело в том, что на фоне глобального экологического и топливного кризиса у электромобилей появились все шансы отодвинуть поршневые моторы на задний план.

Более того, если судить по количеству проектов и объемам вложенных в разработку электрокаров средств, тогда невольно напрашивается вывод о том, что и сами автопроизводители прочат электромобилям большое будущее.

В этой статье мы рассмотрим устройство и общий принцип работы ТС на электротяге, их особенности, преимущества и недостатки. Также мы попробуем разобраться, какой вариант предпочтительнее, электромобиль или гибрид, что лучше выбрать в том или ином случае и т.д.

Читайте в этой статье

Электромобили: особенности электрических авто

Начнем с того, что до недавнего времени марки Toyota и других фактически являлись одним из наиболее предпочтительных, востребованных и распространенных вариантов по всему миру. За примерами не нужно далеко ходить, так как достаточно вспомнить премиальную модель Lexus RX450h F Sport или более скромный и доступный Toyota Prius и т.д.

При этом даже сегодня сложившаяся ситуация не сильно поменялась, хотя за последнее время на рынке появилось большое количество конкурентов, которые способны предложить потребителю различные версии так называемых «зеленых» авто.

Дело в том, что при всех своих плюсах автомобили с гибридными двигателями все же представляют собой неразрывный симбиоз электромотора и ДВС. Это значит, что речь больше идет об экономии топлива, при этом «нулевых» выбросов в атмосферу и полного отказа от нефтепродуктов при использовании таких машин добиться все равно не получается.

Поршневой двигатель, который нельзя исключить из общей схемы гибрида, продолжает нуждаться в горючем, его система смазки требует моторного масла и т.д. По этой причине гибридная силовая установка может скорее считаться очередным витком эволюции ДВС, но никак не полноценным альтернативным вариантом.

С учетом вышесказанного становится понятно, что на сегодняшний день отказ от ДВС способен предложить только полностью электрический автомобиль. Кстати, идея далеко не новая, так как первые машины с электромотором появились даже раньше транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания.

Однако на начальном этапе создатели электрических авто столкнулись с массой проблем (малый запас хода, большой вес, сложность зарядки батарей и т.д.), в результате чего такой вариант не выдержал конкуренции, а моторы на бензине и солярке быстро и надолго вытеснили электрокары.

Все изменилось относительно недавно, в частности благодаря развитию современных технологий и созданию необходимых устройств для накопления и хранения электроэнергии. Простыми словами, речь идет об энергоемких батареях для электромобилей, а также о решениях для их быстрой подзарядки.

В результате электрокар совсем недавно стал общедоступным серийным продуктом. Такие автомобили в наши дни производятся японскими, европейскими, американскими, а также китайскими производителями. Отдельно стоит выделить популярный электрокар Nissan Leaf, хорошо известные модели Tesla Model S и Roadster, а также Toyota RAV4EV, BMW Active C и т.д.

Схема устройства электрической машины

Начнем с того, что конструкция предполагает намного меньше подвижных деталей по сравнению с ДВС. Другими словами, электромобиль устроен проще, а простота всегда означает повышенную надежность.

Основными конструктивными элементами являются:

• аккумулятор
• электромотор;
• упрощенная трансмиссия;
• специальное зарядное устройство на борту;
• инвертор и преобразователь постоянного тока;
• развитая система электронного управления;

Батарея в электромобилях нужна для питания электродвигателя. Указанная тяговая аккумуляторная батарея сегодня литий-ионная и состоит из модулей (банок), которые последовательно соединяются между собой. Что касается емкости, на разных моделях доступны различные варианты. Как правило, батарея подбирается к автомобилю исходя из мощности электромотора.

Тяговый электродвигатель создает крутящий момент на колесах автомобиля и является трехфазным синхронным или асинхронным двигателем переменного тока (асинхронные), выдавая, в среднем, от 20 до 150 кВт и более. Отметим, что у электромотора намного выше двигателя внутреннего сгорания, особенно бензинового. Другими словами, потери полезной энергии в ДВС могут доходить до 70%, тогда как у электродвигателя теряется только 10%.

Как уже было сказано, электрический автомобиль приводится в движение от электромоторов, которых при этом может быть несколько. Питание электромотора обычно реализовано от аккумуляторной батареи, при этом также возможно использование солнечных батарей и т.п. Однако на практике серийные электрокары зачастую оснащаются только аккумуляторной батареей.

Такая батарея нуждается в зарядке, которая может происходить как от внешнего источника, так и во время движения электрического авто. Во втором случае речь идет о рекуперации энергии торможения.

Итак, основными преимуществами электродвигателя можно считать доступный максимум крутящего момента на любой скорости, такой двигатель может крутить колеса назад и вперед без необходимости устанавливать дополнительные решения. Также выделяют отсутствие необходимости охлаждать такой мотор, электродвигатель способен выполнять функции генератора и т.д.

Как правило, в электрокарах сегодня установлены сразу несколько электродвигателей (на каждое колесо). В результате тяга значительно улучшается сравнительно со схемой, которая предполагает оснащение одним электромотором.

Также встречаются решения, когда электродвигатель фактически установлен в колесе. С одной стороны, трансмиссия в этом случае максимально упрощается, однако увеличивается количество неподрессоренных масс и страдает общая управляемость машины.

Кстати, трансмиссия электрокаров сама по себе изначально простая и зачастую представляет одноступенчатый зубчатый редуктор. Что касается зарядного устройства, решение располагается на самом авто и дает возможность заряжать батарею, причем от обычной электророзетки. Также существует отдельный «выход» для быстрой зарядки батареи на специальных станциях.

Инвертор служит для того, чтобы реализовать преобразование постоянного тока от батареи в трехфазное напряжение переменного тока. Именно такой ток нужен для питания электромотора.

Еще отметим, что в конструкцию электромобилей включено и подобие хорошо знакомой автомобилистам на 12 Вольт. За зарядку такого дополнительного аккумулятора в этом случае отвечает преобразователь постоянного тока, а сама батарея нужна для питания различных бортовых устройств и систем (электроусилитель руля, габариты и свет фар, климатическая установка, подогрев стекол и сидений, аудиосистема с акустикой и т.д.).

Электронная система, которая играет роль в электромобиле, имеет целый набор функций. Система отвечает за активную безопасность, контролирует работу электромоторов, следит за состоянием тяговой батареи и уровнем заряда, определяет расход энергии и задействует режимы энергосбережения при езде и т.д.

Если говорить об устройстве, имеется блок управления (аналогично ) и большое количество датчиков, а также различные исполнительные устройства. Датчики фиксируют скорость автомобиля, степень нагрузки на электромоторы, а также положение педали газа тормоза и ряд других параметров.

Сигналы от датчиков поступают в контроллер, после чего блок стремится создать наилучшие условия применительно к тому или иному режиму во время движения электрокара. Также на панели приборов водитель может наблюдать информацию о скорости движения, потреблении заряда, остаточном заряде, сколько километров еще можно проехать и т.д.

Виды электромобилей и практическая эксплуатация: плюсы и минусы электрокаров

Мировые автопроизводители в этой области сегодня идут двумя путями:

• создаются абсолютно новые модели электрических авто;
• происходит трансформация уже имеющихся в линейке производителя автомобилей в электрокар;

Еще электромобили можно условно разделить на несколько типов. Как и в случае с ДВС, машины давно принято делить на городские малолитражки, спорткары и т.п. С электромобилями ситуация похожая.

1. Существуют электрические авто, которые позиционируются в качестве решений исключительно для города. Максимальная скорость у таких ТС относительно низкая (чуть более 100 км/ч), а также сравнительно небольшой запас хода (70-80 км.) в режимах средних и высоких нагрузок.
2. Также следует выделить «универсальный» вариант. Такие электрические авто способны разгоняться до 140-160 км/ч, автономность также увеличена. Это позволяет совершать поездки по трассе.
3. Что касается спортивных версий, такие электромобили имеют «максималку» около 200 км/ч и выше. Разгонная динамика также весьма впечатляет. Например, сегодня электрокары фирмы Тесла способны набрать «сотню» меньше чем за 3 сек., а максимальная скорость самого быстрого электромобиля в мире, который был построен на базе Chevrolet Corvette американской компанией Genovation, во время испытаний в 2017 году перевалила за 300 км/ч.

Казалось бы, такие машины вплотную приблизились по ряду важнейших показателей к автомобилям с ДВС. На первый взгляд, у электромобилей появилась достаточная автономность и приемлемая динамика разгона. Также можно выделить простоту эксплуатации, низкие расходы на содержание и обслуживание, что обязательно должно склонить разумных потребителей к выбору именно электрического авто. Однако на практике все выглядит несколько иначе.

Сразу отметим, именно особенности эксплуатации и ряд других факторов до сих пор не позволяют электрокарам стать массовым решением. Прежде всего, стоимость такого транспорта продолжает оставаться достаточно высокой на фоне конкурентов с бензиновым или дизельным ДВС.

Более того, экономичность современных дизельных моторов позволяет этим агрегатам серьезно конкурировать не только с бензиновыми авто, но и с электромобилями. Еще следует отдельно выделить то, что от бытовой розетки аккумулятор электрокара заряжается долго, а станции для быстрой подзарядки встречаются не часто по причине слабого развития инфраструктуры. Особенно это актуально для стран СНГ.

Что касается автономности, те данные, которые заявлены производителем, часто не совсем соответствуют действительности. Первое, на практике, особенно в холодное время года, батарея разряжается быстрее.

Второе, если водитель практикует динамичную езду, тогда полного заряда батареи может хватать не на 70-80 км. по городу, а всего лишь на 40-50. Для подтверждения этой информации достаточно ознакомиться с реальными отзывами владельцев Nissan Leaf, так как эта бюджетная версия электромобиля по цене является одной из самых доступных и сегодня наиболее распространена.

Простыми словами, пробег электромобиля без подзарядки не постоянен, а зависит от многочисленных факторов, начиная от состояния и емкости батареи и заканчивая стилем вождения. Если к этому добавить использование кондиционера, габаритов, подогревов и других решений, тогда на одном заряде даже при идеальных дорожных условиях пробег неизбежно сократится на 20-30% и более.

Если же при этом стиль вождения активный (постоянно превышает среднюю скорость 60 км./ч), тогда вполне можно рассчитывать и на все 50%. Получается, если производитель обещает 140-160 км на одном заряде, то данный показатель предполагает езду со скоростью не более 70 км/ч, и то при условии полностью исправной батареи (без потери емкости аккумулятора).

Однако если разгонять электрокар, например, до 130 км/ч по трассе, тогда пробег без подзарядки составит всего 70 км. Как видно, если для города это еще приемлемо, то использовать электромобиль для загородных поездок весьма затруднительно.

Теперь несколько слов о батарее. Аккумулятор, который сегодня повсеместно используется, литий-ионный. Для его производства необходимы большие затраты, что сильно влияет и на общую стоимость электрических авто. При этом срок службы таких батарей ограничен средней отметкой около 5 лет.

Это значит, что хотя базовые расходы на содержание электрического автомобиля в несколько раз ниже аналогов с ДВС, более высокая начальная стоимость и необходимость замены дорогостоящей батареи (в среднем, через 5 лет) ставят экономические преимущества и целесообразность покупки такого авто под большое сомнение. Еще к этому стоит добавить и постоянный рост цен на электроэнергию, то также отражается на стоимости владения электромобилем.

Что в итоге

С учетом вышесказанного становится понятно, что активное внедрение инновационных технологий позволило значительно увеличить автономность современного электромобиля. Однако применение таких технологий сильно влияет на конечную стоимость транспортного средства, не позволяя сделать его массовым решением.

Что касается более доступных по цене версий, аккумуляторы, время зарядки от бытовой сети около 7-8 часов, а также небольшой запас хода продолжают оставаться слабыми местами таких электромобилей.

Еще следует отметить то, что далеко не во всех странах наблюдается активное развитие инфраструктуры в виде создания специальных станций для быстрой зарядки или замены батарей. Также обстоят дела и со специализированными сервисами по ремонту и обслуживанию электромобилей. Если в Европе и США этому вопросу уделяется большое внимание, на территории СНГ, к сожалению, все еще нельзя говорить о создании приемлемых условиях для нормальной эксплуатации электрокаров.

Вполне возможно, что в скором времени ситуация изменится, однако сегодня электромобиль на отечественных дорогах продолжает оставаться большой редкостью. Обычно такую машину можно встретить в крупных городах. При этом обеспеченные владельцы зачастую приобретают электрические автомобили скорее для развлечения, нежели в практических целях.

Другими словами, для подавляющего большинства водителей не стоит рассматривать электромобиль в качестве основного и постоянного транспортного средства, особенно если говорить о странах на территории СНГ.

Читайте также

Конструктивные особенности двигателей GDI с непосредственным впрыском от моторов с распределенным впрыском топлива. Режимы работы, неисправности GDI.

Электрические транспортные средства заслуживают большую долю рынка, чем та, которая есть у них сейчас. Но главные проблемы электромобилей остаются одними и теми же на протяжении многих лет – небольшой (хотя сейчас с этим можно поспорить) выбор, стоимость, отсутствие понимания возможностей и преимуществ электромобилей и отсутствие обслуживающей инфраструктуры в большинстве стран. Но, тем не менее, даже в США, из 16.5 млн. проданных в прошлом году легковых автомобилей и легких грузовиков лишь 63 000 были полностью электрическими.

Электромобили становятся лучше и дешевле с каждым годом. Новые, более легкие литиевые батареи могут обеспечить 150-200 км запаса хода, чего вполне должно хватать для ежедневных городских нужд. Но кроме электрокаров существуют также плаг-ин гибриды, как Chevrolet Volt, и гибриды, как Toyota Prius.

Электрокар vs. Плаг-ин vs. Гибрид

Транспортные средства на батареях это автомобиль с электрическим двигателем и аккумуляторной батарей в багажнике. В некоторых внедорожниках типа SUV батарея может находится под полом, в так называемом тоннеле трансмиссии. Раньше предпочтение отдавалось никель-металл-гидридным батареям, но они уступают литий-ионным, которые могут вместить на 50% больше мощности в том же объеме.

Обычно их запас хода не превышает 120-180 км (в реальной жизни, а не по техпаспорту). У Tesla Model S с расширенными батареями запас превышает 320 км и, как утверждается, доходит до 430 км. Дальность поездки может зависеть от множества факторов - от погодных условий и загруженности дороги до стиля вождения и использования опций, таких как кондиционер или подогрев сидений. На данный момент два наиболее продаваемых электрокара это Nissan Leaf и Tesla Model S - два совершенно разных по классу транспортных средства.
Среди 63 000 проданных в США электромобилей продажи Nissan Leaf составили около половины или 30 000 машин, затем Tesla Model S (17000), BMW i3 (2500, 6000, если считать плаг-ин гибрид), Mercedes-Benz SmartforTwoEV (2500), электрический Ford Focus (2000). Среди прочих доступных вариантов присутствуют также Fiat 500E, Toyota RAV4 EV, электрический Chevrolet Spark , электрический Mercedes-Benz B-Class , Honda Fit EV, Kia Soul EV, Volkswagen E-Golf, и Mitsubishi i-MiEV.
Большинство из этих транспортных средств это малолитражки или компактные седаны и хэтчбеки. Масса - враг эффективности, поэтому сейчас мы не увидим на рынке много электрических внедорожников, хотя в 2015 был выпущен компактный внедорожник Toyota RAV4 EV. Они предназначены для длительных поездок, а единственный электромобиль, который может обеспечить длительное путешествие без долгих перезарядок это Модель S и то с поправкой на сеть зарядных станций Tesla.

Plug-in hybrids: это электроавтомобиль на 20-70 км, а потом заводим двигатель

Электрические транспортные средства типа плаг-ин определенное время работают на батарее (обычно 20-70 км), а затем переключаются на бензиновый двигатель. Для ежедневных поездок на работу должно хватать запаса электричества, в то время как для длительных путешествий используется бензин.
Среди наиболее полулярных машин этой конструкции Chevrolet Volt, Toyota Prius Plug In, Ford Fusion Energi, Ford C-Max Energi и The Honda Accord Plug.
Среди других игроков на рынке гибридов - Porsche, BMW и Cadillac, и они работают над ними из-за невероятного потенциала мощности электродвигателя, соединенного с двигателем внутреннего сгорания с турбонаддувом. Электродвигатель может развивать максимальный крутящий момент при 0 оборотов в минуту. В этом компоненте бензиновый движок слабее, особенно с турбонаддувом, которому требуется полсекунды после нажатия педали, чтобы увеличить мощность. Так, BMW представили спортивный автомобиль BMW i8, а Porsche новые модели: седан Panamera S E-Hybrid и внедорожник Porsche Cayenne S E-Hybrid. В свою очередь Cadillac ELR это спортивна версия Chevrolet Volt. Также должен появиться новый Volvo XC90 мощностью 400 л.с., в котором передние колеса будут иметь смешанный привод, а задние только электрический.
Гибрид Toyota Prius отпразднует свое 20-летие через два года, и на данный момент Toyota продала почти 4 млн. этих машин. Их технология включает в себя небольшой аккумулятор, электрический двигатель, который часто работает как генератор или стартер и бензиновый двигатель. На батарее автомобиль пройдет всего пару километров, но скорость и запас хода это лишь вторичные атрибуты, главное здесь - концепция. Батарея заряжается от торможения и работы бензинового двигателя. Использование энергии на подзарядку аккумулятора, а также движение за счет электродвигателя на низкой скорости существенно оптимизирует работу двигателя. Гибриды позволяют повысить экономию топлива, особенно при езде в городе. Гибридные трансмиссии встречаются не только на маленьких автомобилях, но и на средних внедорожниках типа SUV, а также седанах, включая BMW, Lexus и Mercedes-Benz.

Каково ездить на электромобиле

Езда на электрокаре (электроавтомобиле) ненамного отличается от езды на бензиновом автомобиле. Конечно, внешний дизайн электрических транспортных средств зачастую немного специфичен, примеры этого можно увидеть на фото, но внутри они не слишком отличаются от обычных машин среднего класса. Кроме того, они создают меньше шума, поэтому пешеходам нужно чаще оглядываться по сторонам. Существует даже движение, требующее, чтобы двигатели электромобилей издавали шум.
Водить электромобиль, возможно, немного легче. Кнопка старта, никаких коробок передач и электрически усиленный руль, облегчающий повороты. Чувство ускорения приходит лишь с увеличивающимся дорожным шумом, поэтому стоит быть осторожным и не давить на газ (может стоит назвать педаль газа как-то по другому?), хотя, в конце концов, это же всего лишь электромобиль. Также можно услышать шум трансмиссии, который может показаться индикатором поломки, но так и должно быть. К этому привыкают.
Значительно отличаться может только торможение. Наиболее эффективные электромобили, регенерирующие большее количество кинетической энергии обратно в потенциальную, начинаются тормозить немедленно и регенерируют энергию, когда вы отпускаете газ. Если вы когда-то ездили на картинге или хотя бы играли в гоночные симуляторы, вы поймете, о чем речь - как только вы перестаете давить на газ, машина заметно замедляется. Электромобили часто имеют непропорциональную чувствительность тормоза, и незначительная разница в нажатии может вызвать разительно отличающееся замедление. Впрочем, некоторые автомобили позволяют регулировать уровень регенерации.

Как повысить запас хода

Чтобы осведомлять водителя о состоянии автомобиля в большинстве электромобилей используется приборная панель с дисплеем на центральной консоли. Все ваши действия могут отображаться на заряде батарее. Это касается климат-контроля и подогрева сидений (если они есть), режима двигателя, работы фар и всего остального.

Но главным образом на запас хода влияет стиль вождения, и если вы хотите продлить работу аккумулятора, то дни максимально быстрого разгона до сотни и резких торможений должны остаться позади. Кроме того, неторопливый стиль вождения снижает риск аварии. Это может показаться скучным для многих автомобилистов, но электромобили редко покупают для развлечений на дороге. За исключением авто от Tesla.

Что с зарядкой?

В основном электрические транспортные средства поставляются с зарядным кабелем, который подключается к любой 120-вольтовой розетке и может зарядить машину за ночь. Это называют зарядкой первого уровня. Большинство владельцев предпочитают устанавливаться зарядку второго уровня на 220 вольт, что позволит зарядить аккумулятор за 2-4 часа. Цены на зарядные устройства падают и его можно купить за $1000 - $2000. Почти все электрокары, кроме Tesla и Nissan используют для зарядного устройства и подключения промышленный стандарт J1772. Nissan использует нечто под названием CHAdeMO (на фотографии ниже), а Tesla включает свой адаптер, который позволяет специальному кабелю Tesla работать с обычными розетками.

Большинство электромобилей оснащены встроенной телематикой, которая оповещает, когда машина полностью заряжена. Специальные приложения от производителей позволяют распланировать зарядный цикл, основываясь на текущем уровне заряда. Например, вам нужно, чтобы автомобиль был готов к семи утра, и приложение подскажет вам, когда лучше начать зарядку. Кроме того, приложение позволяет предварительно подогреть кабину или просто сообщить, что кабель зарядного устройства не отключен (или не подключен).

Опасности быть ударенным током практически нету, даже если вы босиком ходите по влажному гаражу. Кабели очень надежно изолированы, но что еще важнее, они ведут себя как пустые садовые шланги. В кабеле электричество не задерживается благодаря микропроцессорам на обоих его концах. Даже если отключить кабель и бросить его в ведро с водой, ничего не произойдет (теоретически), кроме повреждений самого кабеля.

Загадка Tesla - не только лучший электромобиль, но и отличная машина

Есть электромобили, есть электромобили высокого класса (как BMW i3), а есть Tesla Model S. Все, что вы слышали о Tesla, это правда. А вы слышали примерно половину. Это фантастический автомобиль, собравший множество наград. Это полноразмерный спортивный седан с большим задним сиденьем, отличным внешним видом и техническим оснащением (например, 17-дюймовый ЖК-дисплей на центральной консоли). Если бы Mercedes не придумали этот слоган сто лет назад, Tesla могли бы говорить «Лучшее или ничего». Также Маску и его компании следует отдать должное за то, что они выстроили альтернативный канал продаж и создали беспрецедентную систему обслуживания, включающую сотни бесплатных зарядных станций.

Итог: позволит ли электромобиль сэкономить деньги?

Чем больше автовладельцев знают об электромобилях, тем больше шансов, что они предпочтут их, особенно в семьях, где несколько машин или водителей. Независимо от того, что говорят сторонники технологии, если электрокар это ваше единственное транспортное средство, запас хода всегда будет ограничивать ваши возможности. 20 километров на работу и обратно - без проблем, но если вы поедете на обед к другу, который живет за 20-30 км от вас, в холодный, зимний день, а вы не успели зарядить батарею на 100%, у вас могут появиться проблемы.
Также вызывает вопросы срок пригодности батареи. Однако, следует отметить, что аккумуляторы на автомобилях изнашиваются значительно медленнее, чем на телефонах и другой электронике. Поэтому даже если вы берете электромобиль в кредит, можете не волноваться, что после его погашения через 10 лет батарея перестанет работать. Сообщение о нулевом заряде появляется на 25% зарядки, а полной считается батарея, заряженная на 75% от своих реальных возможностей. Это продлевает их срок годности.

Все еще идут споры, помогают ли владельцы электромобилей окружающей среде, ведь для производства электроэнергии также используется ископаемое топливо, но, тем не менее, нельзя отрицать, что электрические транспортные средства (включая гибриды и плаг-ины) значительно сокращают расход энергии.
В конце концов, вопрос может быть не в том, лучше ли Nissan Leaf, чем Ford Focus Electric, а лучше ли они чем бензиновые Nissan Versa или Ford Focus. Можно найти много хороших автомобилей в соответствующем ценовом диапазоне, да еще и на $ 2500-$5000 дешевле, чем сопоставимый электрокар. Но тут вступает в дело экономия топлива. Всё зависит от целей покупки автомобиля - для городских поездок электромобиль или гибрид, наверное, лучший вариант, в то время как для долгих путешествий еще не нашли альтернативы старому доброму двигателю внутреннего сгорания.

В данной статье рассматриваются ключевые преимущества и недостатки электромобилей по сравнению с автомобилями c ДВС. Рассмотрены аспекты надежности и долговечности, стоимость обслуживания, скорость, безопасность, запас хода и наличие необходимой инфраструктуры.

Надежность и долговечность

Электромобили значительно надежнее, чем их бензиновые, дизельные и газовые собратья. В них меньше подвижных и изнашиваемых частей, так как двигатель и коробка передач устроены гораздо проще.

В популярном американском электрокаре Chevrolet Bolt всего 35 подвижных частей, которые подвержены износу. В бензиновом автомобиле того же класса Volkswagen Golf таких частей 167.

Кроме того, ДВС из-за своей неэффективности выделяют большое количество тепла во время работы, что ускоряет износ компонентов силового агрегата.

Единственная часть электромобиля, которая может вызывать опасения в плане надежности, это аккумуляторная батарея. Со временем она деградирует, то есть теряет часть своей изначальной энергетической емкости. Однако статистические данные позволяют судить о том, что при надлежащем уходе очень маловероятно, что батарея потеряет более 20% емкости до пробега 250000 км.

На сегодняшний день лишь у 0,003% электромобилей наблюдаются проблемы с батареей, которые требуют её замены до окончания расчетного срока службы транспортного средства (8-10 лет).

Стоимость обслуживания и эксплуатации

Следствием высокой надежности электромобилей являются низкие затраты их владельцев на ремонт и обслуживание.

По данным Американской ассоциации автомобилистов, при 240000 км пробега электромобиль в среднем требует на $2100 рублей меньше расходов на ремонт и замену изношенных частей, чем обычный автомобиль того же класса.

В дополнение к этому, у электрических транспортных средств существенно меньше расходных материалов и жидкостей, требующих регулярной замены. Их тормозные колодки изнашиваются медленнее благодаря технологии рекуперативного торможения.

Наконец, автомобили с электрическим двигателем позволяют крупно сэкономить на топливных расходах. Полная зарядка электричеством даже в пиковые часы будет обходиться владельцу машины дешевле, чем заправка бака обычного автомобиля самым дешевым топливом - сжатым природным газом.

К 100 тыс. км пробега топливная экономия от использования электричества вместо бензина составит около 300 тыс. рублей (при зарядке в ночное время).

Стоимость покупки

Одним из главных на сегодняшний день недостатков электромобилей является их высокая стоимость, которая обусловлена дороговизной аккумуляторных батарей. При отсутствии государственных субсидий и налоговых льгот покупка электромобиля пока не может быть экономически обоснована, даже с учетом экономии при эксплуатации.

Динамика цен на аккумуляторные ячейки позволяет прогнозировать паритет стоимости электромобилей и автомобилей с ДВС не раньше, чем к началу 2020-х годов.

Запас хода

На данный момент, электромобили всё еще отстают от бензиновых и дизельных автомобилей по запасу хода. Лишь немногие модели способны проехать на одном заряде более 500 км. Более того, в условиях низких температур эффективность батарей падает, на обогрев салона требуется дополнительная энергия, поэтому запас хода может уменьшиться на 20%.

Исследование, проведенное в Массачусетском Технологическом Институте, показало, что запас хода современных бюджетных электромобилей достаточен, чтобы покрыть ежедневные нужды 87% американцев без дополнительной подзарядки в течение дня.

С развитием аккумуляторных технологий отставание от бензиновых и дизельных автомобилей удастся сократить, а строительство скоростных зарядных станций вдоль автомагистралей позволит использовать электромобили для дальних поездок (см. п.7).

Скорость и безопасность

Электродвигатели не требуют коробки передач и способны мгновенно передавать максимальный крутящий момент на колеса, благодаря чему электромобили очень динамичны и позволяют безопасно проводить обгоны.

Электрический седан Tesla Model S P100D является одним из самых быстрых серийных автомобилей на планете с разгоном 0-100 км/ч за 2,5 секунды.

Электрическая силовая установка является более эффективной (КПД>90%), чем ДВС и позволяет моментально изменять усилие на каждом из ведущих колес. Это даёт электромобилям высокую курсовую устойчивость и снижает риск заноса.

Низкое расположение аккумуляторной батареи понижает центр тяжести и повышает жесткость кузова, что положительно сказывается на управляемости.

Отсутствие массивного двигателя в передней части электромобиля создает своего рода «буферную зону», смягчающую последствия фронтального столкновения. А наличие батареи под полом защищает пассажиров от боковых ударов.

Технологичность

В электрический транспорт проще интегрировать технологии автономного вождения (автопилот).

Недавно американская компания Waymo (подразделение Google, входящее в холдинг Alphabet), объявила о закупке 20 тысяч электромобилей Jaguar I-Pace для организации собственного сервиса беспилотного такси в США.

Еще одной технологией, доступной только для электромобилей является Vehicle-to-Grid (V2G), которая позволяет сделать их частью энергетической системы. Электрические авто при этом помогают сбалансировать нагрузку на энергосеть и вдобавок дают возможность своим владельцам немного подзаработать на разнице ночных и дневных тарифов.

Удобство зарядки/заправки

Одним из факторов, сдерживающих распространение электромобилей, является медленная скорость зарядки и недостаточное количество зарядных станций.

Количество публично доступных зарядных станций увеличивается, их уже около 500 тысяч, а отношение к количеству электромобилей на дорогах на данный момент составляет 1:6. Тем не менее, мощность большинства публичных зарядных станций не превышает 50кВт. Это значит, что для полной зарядки электромобиля требуется больше часа, в то время как на заправку топливного бака обычного автомобиля уходит не более 10 минут.

Ситуация усугубляется большим количеством стандартов зарядных разъемов, это приводит к несовместимости некоторых моделей электромобилей с зарядными станциями определенного типа. Но, благодаря международному сотрудничеству автопроизводителей, в 2011 году удалось разработать универсальный зарядный стандарт ССS. Он позволяет сочетать зарядку с использованием постоянного и переменного тока, а его последние модификации имеют максимальную мощность в 350 кВт, которая позволяет зарядить электромобиль за 15 минут. На данный момент строительство зарядных станций данного типа активно ведется в ЕС, США, Японии и Китае, однако пока ни один электромобиль не поддерживает зарядку такой мощности.

Экологичность и низкий уровень шума

Производство электромобилей наносит больший экологический вред, чем производство автомобилей с ДВС. Причина - энергоемкость и ресурсоемкость производства батарей, содержащих редкоземельные металлы.

На этап производства приходится около половины всех выбросов парниковых газов за весь жизненный цикл электромобилей.

Тем не менее, большинство научных исследований сходятся на том, что электромобили полностью компенсируют большее экологическое воздействие на производственном этапе меньшими выбросами в процессе эксплуатации. Скорость, с которой они «выходят в плюс» напрямую зависит от уровня развития ВИЭ и других низкоуглеродных источников энергии.

В Норвегии, которая более 95% электроэнергии получает от электростанций - это 25000км пробега, для Москвы (ТЭС на природном газе) - примерно 70000км.

Не стоит забывать, что в месте эксплуатации электромобилей выбросы отсутствуют. Это позволяет вынести загрязнения за пределы городов в районы расположения электростанций, где относительно низкая плотность населения.

Также для электромобилей, в сравнении с традиционными автомобилями, характерно низкое шумовое загрязнение.

Обобщая всё вышесказанное, можно сделать вывод, что на текущей стадии развития технологий, электрические авто уже обладают рядом бесспорных преимуществ по сравнению с бензиновыми и дизельными автомобилями, а в будущем они будут только усиливаться.

Просмотры: 1 852

Электродвигатель представляет электромашину, перестраивающую электрическую энергию в механическую. Обычно электрическая машина реализует механическую работу благодаря потреблению приложенной к ней электроэнергии, преобразовывающейся во вращательное движение. Ещё в технике есть линейные двигатели, способные создавать сразу поступательное движение рабочего органа.

Особенности конструкции и принцип действия

Не важно какое конструктивное исполнение, но устройство любых электродвигателей однотипное. Ротор и статор находятся внутри цилиндрической проточки. Вращение ротора возбуждают магнитное поле, отталкивающее его полюса от статора (неподвижной обмотки). Сохранять постоянное отталкивание можно путём перекоммутации обмоток ротора, или образовав вращающееся магнитное поле непосредственно в статоре. Первый способ присущий коллекторным электродвигателям, а второй — асинхронным трехфазным.

Корпус любых электродвигателей обычно чугунный или выполнен из сплава алюминия. Однотипные двигатели, не смотря на конструкцию корпуса производятся с одинаковыми установочными размерами и электрическими параметрами.

Работа электродвигателя базируется на принципах электромагнитной индукции. Магнитная и электрическая энергия создают электродвижущуюся силу в замкнутом контуре, проводящем ток. Это свойство заложено в работу любой электромашины.

На движущийся электроток в середине магнитного поля постоянно воздействует механическая сила, стремительно пытающаяся отклонить направление зарядов в перпендикулярной силовым магнитным линиям плоскости. Во время прохождения электротока по металлическому проводнику либо катушке, механическая сила норовит подвинуть или развернуть всю обмотку и каждый проводник тока.

Назначение и применение электродвигателей

Электрические машины имеют много функций, они способны усиливать мощность электрических сигналов, преобразовывать величины напряжения либо переменный ток в постоянный и др. Для выполнения таких разных действий существуют многообразные типы электромашин. Двигатель представлят тип электрических машин, рассчитанных для преобразования энергии. А именно, этот вид устройств превращает электроэнергию в двигательную силу или механическую работу.

Он пользуется большим спросом во многих отраслях. Их широко используется в промышленности, на станках различного предназначения и в других установках. В машиностроении, к примеру, землеройных, грузоподъёмных машинах. Также они распространены в сферах народного хозяйства и бытовых приборах.

Классификация электродвигателей

Электродвигатель, является разновидностью электромашин по:

• Специфике, создающегося вращательного момента:
  гистерезисные;
  магнитоэлектрические.
• Строению крепления:
  с горизонтальным расположением вала;
  с вертикальным размещением вала.
• Защите от действий внешней среды:
  защищённые;
  закрытые;
  взрывонепроницаемые.

В гистерезисных устройствах вращающий момент образуется путём перемагничивания ротора или гистерезиса (насыщения). Эти двигатели мало эксплуатируются в промышленности и не считаются традиционными. Востребованными являются магнитоэлектрические двигатели. Существует много модификаций этих двигателей.

Их разделяют на большие группы по типу протекающего тока:

• Постоянного тока.
• Переменного тока.
• Универсальные двигатели (работают на постоянном переменном токе).

Особенности магнитоэлектрических двигателей постоянного тока

С помощью двигателей постоянного тока создают регулируемые электрические приводы с высокими эксплуатационными и динамическими показателями.

Типы электродвигателей:

• С электромагнитами.
• С постоянными магнитами.

Группа электродвигателей, питание которых выполняется постоянным током, подразделяется на подвиды:

• Коллекторные . В этих электроприборах присутствует щёточно-коллекторный узел, обеспечивающий электрическое соединение неподвижной и вращающейся части двигателя. Устройства бывают с самовозбуждением и независимым возбуждением от постоянных магнитов и электромагнитов.
• Выделяют следующие виды самовозбуждения двигателей:
  параллельное;
  последовательное;
  смешанное.
• Коллекторные устройства имеют несколько минусов:
  Низкая надёжность приборов.
  Щёточно-коллекторный узел довольно сложная в обслуживании составляющая часть магнитоэлектрического двигателя.
• Безколлекторные (вентильные) . Это двигатели с замкнутой системой, работающие по аналогичному принципу работы синхронных устройств. Оснащены датчиком положения ротора, преобразователем координат, а также инвертором силовым полупроводниковым преобразователем.

Эти машины выпускаются различных размеров от самых маленьких низковольтных до громадных размеров (в основном до мегаватта). Миниатюрными электродвигателями оснащены компьютеры, телефоны, игрушки, аккумуляторные электроинструменты и т.п.

Применение, плюсы и минусы электродвигателей постоянного тока

Электромашины постоянного тока применяют в разных областях. Ими комплектуют подъёмно-транспортные, красочно-отделочные производственные машины, а также полимерное, бумажное производственное оборудование и т.д. Часто электрический двигатель этого типа встраивают в буровые установки, вспомогательные агрегаты экскаваторов и другие виды электротранспорта.

Преимущества электрических двигателей:

• Лёгкость в управлении и регулировании частоты вращения.
• Простота конструкции.
• Отменные пусковые свойства.
• Компактность.
• Возможность эксплуатации в разных режимах (двигательном и генераторном).

Минусы двигателей:

• Коллекторные двигатели требуют трудное профилактическое обслуживание щёточно-коллекторных узлов.
• Дороговизна производства.
• Коллекторные устройства имеют не большой срок службы из-за изнашивания самого коллектора.

Электродвигатель переменного тока

В электродвигателях переменного тока электроток описывается по синусоидальному гармоническому закону, периодично меняющему свой знак (направление).

Статор этих устройств изготавливают из ферромагнитных пластинок, имеющих пазы для помещения в них витков обмотки с конфигурацией катушки.

Электродвигатели по принципу работы бывают синхронными и асинхронными . Главным их отличием является то, что скорость магнитодвижущей силы статора в синхронных приборах равна скорости вращения ротора, а в асинхронных двигателях эти скорости не совпадают, обычно ротор вращается медленнее поля.

Синхронный электродвигатель

Из-за одинакового (синхронного) вращения ротора с магнитным полем, аппараты именуют синхронными электродвигателями. Их подразделяют на подвиды:

• Реактивный.
• Шаговый.
• Реактивно-гистерезисный.
• С постоянными магнитами.
• С обмотками возбуждения.
• Вентильный реактивный.
• Гибридно-реактивный синхронный двигатель.

Большая часть компьютерной техники оснащена шаговыми электродвигателями. Преобразование энергии в этих устройствах основано на дискретно угловом передвижении ротора. Шаговый электродвигатель имеет высокую продуктивность, независящую от их мизерных размеров.

Достоинства синхронных двигателей:

• Стабильность частоты вращения, что не зависит от механических нагрузок на валу.
• Низкая чувствительность к скачкам напряжения.
• Могут выступать в роли генератора мощности.
• Снижают потребление мощности, предоставляемой электростанциями.

Недостатки в синхронных устройствах:

• Сложности с запуском.
• Сложность конструкции.
• Затруднения в регулировки частоты вращения.

Недостатки синхронного двигателя, делают более выгодным для использования электродвигатель асинхронного типа. Тем не менее, большинство синхронных двигателей из-за их работы с постоянной скоростью востребованы для установок в компрессоры, генераторы, насосы, а также крупные вентиляторы и пр. оборудование.

Асинхронный электродвигатель

Статор асинхронных двигателей представляет распределённую двухфазную, трехфазную, реже многофазную обмотку. Ротор выполняют в виде цилиндра, используя медь, алюминий либо металл. В его пазы залиты либо запрессованные токопроводящие жилы к оси вращения под определённым углом. Они соединяются в одно целое на торцах ротора. Противоток возбуждается в роторе от переменного магнитного поля статора.

По конструктивным особенностям выделяют два вида асинхронных двигателей:

• С фазным ротором.
• С короткозамкнутым ротором.

В остальном конструкция приборов не имеет отличий, статор у них абсолютно одинаковый. По числу обмоток выделяют такие электродвигатели:

• Однофазные . Этот тип двигателей самостоятельно не запускается, ему требуется стартовый толчок. Для этого применяется пусковая обмотка либо фазосдвигающая цепь. Также приборы запускаются вручную.
• Двухфазные . В этих устройствах присутствуют две обмотки со смещёнными на угол фазами. В приборе возникает вращающееся магнитное поле, напряженность которого в полюсах одной обмотки нарастает и синхронно спадает в другой.
  Двухфазный электродвигатель может самостоятельно запускаться, но с реверсом присутствуют сложности. Часто этот тип устройств подключают к однофазным сетям, включая вторую фазу через конденсатор.
• Трехфазные . Достоинством этих типов электродвигателей является легкий реверс. Основные части двигателя – это статор с тремя обмотками и ротор. Позволяет плавно регулировать скорость ротора. Эти приборы довольно востребованы в промышленности и технике.
• Многофазные . Состоят эти устройства из встроенной многофазной обмотки в пазах статора на его внутренней поверхности. Эти двигатели гарантируют высокую надёжность при эксплуатации и считаются усовершенствованными моделями двигателей.

Асинхронные электрические двигатели значительно облегчают работу людей, поэтому они незаменимы во многих сферах.

Достоинствами этих приборов, которые сыграли роль в их популярности, являются следующие моменты:

• Простота производства.
• Высокая надёжность.
• Не нуждаются в преобразователях для включения в сеть.
• Небольшие расходы при эксплуатации.

Ко всему этому, можно добавить относительную стоимость асинхронных приборов. Но они также имеют и недостатки:

• Невысокий коэффициент мощности.
• Трудность в точной регулировке скорости.
• Маленький пусковой момент.
• Зависимость от напряжения сети.

Но благодаря питанию электродвигателя с помощью частотного преобразователя, некоторые недостатки устройств устраняются. Поэтому потребность асинхронных моторов не падает. Их применяют в приводах разных станков в областях металлообработки, деревообработки и пр. В них нуждаются ткацкие, швейные, землеройные, грузоподъёмные и другие виды машин, а также вентиляторы, насосы, центрифуги, разные электроинструменты и бытовые приборы.

Стоит ли покупать электромобиль и какая выгода будет. Сравним и рассмотрим экономию денежных средств, при езде на электромобиле и на обычном автомобиле. В конце статьи видео-обзор самых продаваемых электрокаров.

Одним из первых серийных электромобилей, о котором знают все, конечно же Tesla. Среди других электромобилей, данная марка показала максимально эффективные результаты по мощности и запасу хода. Помимо характеристик, компания Tesla заложила фундамент в сфере разработки и строительства электромобилей. На сегодня многие производители стараются сделать хотя бы одну электрическую модель в своем арсенале.

На автодорогах разных стран все чаще можно встретить Nissan Leaf, Volkswagen e-Golf, BMW i3 или Tesla. Власти разных стран так же идут навстречу производителям, снимая акцизы, уменьшая налоги или вовсе компенсируя половину финансовых расходов на электромобили. В некоторых странах, вам могут вернуть половину суммы от полной цены электромобиля. Все это делается для уменьшения использования автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и переход на полностью экологические электромобили.

Особенности современных электромобилей

В связи с резким ростом цен на топливо, популярность электромобилей стремительно стала расти. Как сэкономить на топливе и передвигаться с максимальной выгодой придумывали еще глубоко до появления электромобилей. Одни водители стали переделывать автомобили с бензиновыми двигателями, добавляя газовые установки, другие водители пересели на дизельные агрегаты. Но как показала статистика и испытания, самым экономным стал электромобиль.

В странах Европы все чаще стали покупать электромобили, причин на то много. Первая и конечно же главная, это значительная экономия финансовых расходов, второе – расходы на техническое обслуживание так же значительно меньше, нежели для обычных автомобилей, к тому же сервис для новых автомобилей нужно проходить намного реже, что так же сказывается на финансовом положении.

Чтоб не говорили поклонники классических автомобилей, но век электроники и прогресс делают свое дело. Современные электромобили становятся максимально похожи и удобны, а в некоторых случаях превосходят автомобили, к тому же по цене становятся дешевле.

Какой запас хода в электромобилей?

Средний запас хода современного электромобиля составляет порядка 100-150 километров, последние генерации обычных серийных моделей электромобилей имеют запас хода около 300 км. Прогресс и работа инженеров существенно заметны. Более дорогие гиперкары могут проехать на одном заряде до 500 км.

Вывод достаточно прост, если вам подходит езда на короткие дистанции, а подзарядить электромобиль не составит труда, то выгода будет однозначная. Экономия денежных средства будет минимум в 5 раз, сравнивая с заправкой бензином, дизелем или газом.

Плюсы и минусы электромобилей

Подзаряжать электромобиль приходится самыми необычными способами, одни умудряются возить с собой небольшой генератор, другие же просят подзарядиться в обычном магазине или кафе. Но все же сеть понемногу развивается и через 5 лет планируют установить не меньше станций подзарядки, нежели автозаправочных станций, к тому же сами АЗС подумывают о наличии такой услуги.

Пример тому использование электроприборов, осветительных приборов и систем безопасности. Чем дольше будет нагрузка на них, тем меньше запаса хода будет в электромобиле. Еще один нюанс – погодные условия, как правило, электромобили тестируются в идеальных условиях, а жаркая погода или куда хуже мороз сразу же изменят емкость аккумулятора в худшую сторону. Поэтому чаще всего не нужно рассчитывать на паспортные данные, а оставлять небольшой запас хода во время поездки.

С плюсов электромобилей естественно комфорт, экономия и набор различных систем. Множество из них превосходят безопасность топовых производителей автомобилей. Пример тому автопилот на электромобиле Tesla, производитель первым заявил и начал испытания в этом направлении. На сегодня инженеры компании Tesla добились многих позитивных результатов, а сама система отлично зарекомендовала себя на практике. Немало разработок внесли и другие электромобили, например ассистент автоматической парковки, система контроля и прогрева двигателя, а так же автономные системы комфорта в салоне.

Экономно ли ездить на электромобиле?

Подсчитать экономию денежных средств, для передвижения на электромобиле достаточно не сложно. На сегодня средняя цена литры бензина марки АИ92 составляет около 35 рублей, на 100 км пути смешанного цикла понадобится заправить порядка 8 литров, итого 280 рублей. Если заправлять газом, то необходимо где-то 10 литров, на сегодня цена пропана в среднем 17 рублей, суммарно нужно будет выложить 170 рубля.

Дизелька выйдет на порядок дешевле, средний расход топлива на сотню около 6 литров, по 37 рублей за литр, в итоге нужно будет заправить минимум на 222 рубля. Учитывая скачки цен на топливо, конечная расчетная сумма может меняться.

Всем известный электромобиль Tesla S немного прожорливей, но и комфортней. Полная зарядка аккумулятора на 75 кВт*час обойдется порядка 262,5 рублей. Этого заряда минимум хватить на пробег в 350 км. На каждые 100 километров пробега Tesla S потребляет 6,5 кВт, что равно 22,75 р.

Что ж, как не крути, а содержать электромобиль выходит куда дешевле, нежели заправлять обычный автомобиль топливом. По словам специалистов и владельцев электромобилей, себя он окупит от 3 до 5-ти лет, при этом техобслуживание самое элементарное: замена масла, замена покрышек и мелких расходников. Особенно выгодным электромобиль будет для водителей, дистанция поездки которых составляет не более 5-10 километров. Можно сказать, это будет идеальный вариант сочетания комфорта, качества и экономии.

Видео-обзор самых продаваемых электромобилей в Европе: