Несмотря на свои современные корни, электромобили стали отличным вариантом давно до появления машин с двигателями внутреннего сгорания: уже в 1842 году англичанин Роберт Дэвидсон осваивал «вагон», который работал на серной кислоте и электродах. К началу XX века количество бензиновых автомобилей достигло 936, а электрических — 1585! Через 12 лет только в США на дорогах уже насчитывалось примерно 10 000 электромобилей. На сегодняшний день их число в мире составляет около полумиллиона. Много ли это? Да, если учесть, что общий автопарк США превышает 220 миллионов автомобилей.
Сравнение ампер-часов и литров топлива становится все более актуальным с ростом популярности электромобилей. Ампер-часы (Ah) измеряют емкость аккумуляторов, в то время как литры бензина или дизельного топлива обозначают объем и соответственно потенциальную энергию, которую они могут обеспечить. Эффективность электромобилей также можно оценивать через энергетическую плотность аккумуляторов, которая выражается в ватт-часах на килограмм (Wh/kg). На сегодняшний день современные литий-ионные аккумуляторы обеспечивают энергетическую плотность примерно 150-250 Wh/kg, что сопоставимо с 8-12 литрами топлива на 100 км в автомобиле с ДВС.
Отличительной чертой электромобилей является их эффективность, которая может достигать 70-90%, тогда как традиционные бензиновые машины расходуют лишь 25-30% энергии из топлива на движение. Это делает электромобили более экономичными и экологически чистыми в долгосрочной перспективе. По мере развития технологий мы можем ожидать еще большего увеличения емкости батарей и улучшения их характеристик, что, безусловно, повлияет на будущее автомобилестроения.
Первенец и. пасынок
Электромобиль, как первый представитель автомобиля, все еще остается немного в тени. Является ли он тупиковым направлением в развитии автомобилестроения? Давайте разберемся.
Электромобиль — это, по сути, отличный транспорт. Он не загрязняет окружающую среду, работает практически бесшумно, а двигатели можно скрыть прямо в колесах. (В эпоху компьютеров это идеальное решение для различных систем стабилизации!) Но вот емкость аккумуляторов не идет ни в какое сравнение с бензиновыми об tankами. Например, традиционный легковой автомобиль может проехать на литре топлива от 10 до 20 километров, а вот что может сделать аккумулятор весом в 1 килограмм? Удастся ли ему даже тронуться с места?
Чтобы добиться сравнимых показателей с современным автомобилем, придется создать батарею на несколько тысяч ампер-часов. Используя привычные свинцово-кислотные аккумуляторы, получим груз около полутонны — это слишком тяжело для легковой машины. С другой стороны, если применить несколько тысяч современных литий-ионных батарей, как у мобильных телефонов, то можно уменьшить вес, но дорогостоящая такая версия обойдется в десятки тысяч долларов!
Кроме того, зарядить батарею нельзя так быстро, как залить бензин — на это уйдут часы. Даже если попробовать зарядить её быстро, не считаясь с износом дорогостоящее батареи, ток для заряда составит около ста ампер, что потребует проводов с диаметром в палец!
Также возникает вопрос: откуда взять столько электроэнергии? В нашей стране до сих пор две трети электроэнергии производятся за счет сжигания ископаемого топлива. Таким образом, экономия ресурсов не будет достигнута, за исключением большей эффективности электропривода: по показателям, соответствующим бензину, четырехместный электромобиль уступит всего 2,5 литра на 100 километров.
И все-таки они ездят!
Полмиллиона электромобилей на сегодняшний день. Что они могут предложить сейчас и какие перспективы у них в будущем?
Посмотрим, как обстоят дела в Лондоне — исторической родине электромобилей, где на улицах уже можно встретить множество маленьких Smart ForTwo EV (Electric Vehicle), созданных на базе серийного автомобиля с помощью компании Zytek. Полвторого мощного типа размещается под полом багажника вместо ДВС и имеет мощность 30 кВт. Все силовое оборудование весит только 70 килограммов, а установленная возле бака никель-кальций-хлоридная батарея тянет еще на 60. Однако заряда хватает лишь на 110 километров пробега, что вполне подойдет для повседневных поездок на работу и обратно. В вечернее время можно подзарядить машину от домашней розетки, что займет всего два-три часа. Максимальная скорость 120 км/ч — довольно хорошая цифра, а на разрешенных в Лондоне 50 км/ч эта машинка разгоняется всего за 6,5 секунд. Будущие покупатели будут привлечены тем, что такая машина освобождена от платы за въезд в центр города, и что пробег на бензиновом Smart стоит 6 евроцентов за километр против 2 евроцентов для электрокара!
Тем не менее, давайте переместимся на континент и заглянем в швейцарский Цюрих, где электромобили пользуются особенно большой популярностью. Здесь вам предложат такие модели как Panda Elettrica или Twingo Quickshift Elettrica. Стоимость их колеблется от 25 до 32 тысяч долларов. Эти автомобили немного больше Smart, поэтому батареи (тоже электрохимической системы) весит порядка 160 килограммов, обеспечивая схожие характеристики (пробег около 130 километров, разгон до 50 км/ч — 6—7 секунд, до сотни — 20—28 секунд). Интересная особенность: электродвигатель в этих автомобилях охлаждается антифризом, как и в версиях с бензиновым двигателем, что позволило сохранить прежнюю систему обогрева салона.
Также в Швейцарии есть такие электромобили, которые привлекают, так сказать, специфических ценителей. Один из таких моделей — электровеломобиль Twike III. Этот «педальный транспорт» собрал вокруг себя немалую армию поклонников, которые активно выезжают на природу, укрепляя свое здоровье. Никель-кадмиевая батарея обеспечивает пробег до 90 километров со скоростью до 85 км/ч, но у Twike III также имеются педали, которые позволяют сбрасывать лишний вес и экономить дорогую электроэнергию в пробках. В транспортном средстве две сидячие позиции, расположенные друг за другом. Вес трехколесного «тренажера» составляет всего 294 килограмма, а цена — около 15 000 долларов, ведь за уникальность приходится платить!
Трехколесный SAM будет почти вдвое дешевле: в нем отсутствуют педали, и используется свинцовая батарея с весом 140 килограммов. Поэтому и пробег не превысил 50—70 километров. Однако учитывайте: для проезда этих километров в SAM потребуется всего 4 кВт.ч электроэнергии, что по швейцарским расценкам обойдется в 85 центов.
А что в Америке?
Американцы, особенно жители солнечной Калифорнии, одержимы идеями охраны экологии. Поэтому не удивляйтесь, что электромобили встречаются на калифорнийских автомагистралях. Но встретить их можно разве что в зоопарках. Например, пикапы Ford Ranger EV используются для доставки корма животным и информировании посетителей о защите окружающей среды (правда, срок их эксплуатации уже подошел к концу, и большинство уже уходит в лизинг в частные руки). Никель-металлогидридные батареи Ford позволяют ему проходить 170 километров, а заряд до 80% можно получить всего за 15—20 минут! Если вам покажется, что этого недостаточно, то стоит отметить, что предыдущая модель 1998 года работала на свинцовых батареях весом 908 килограммов, и ее показатели были такими: 80 километров и 6 часов заряда соответственно!
Пикап — это, конечно, довольно банально. Но что вы скажете о модели Tango от компании Commuter Cars Corporation? Его считают самым быстроходным городским транспортом — такой внешний вид на это просто не намекает. Запоминающаяся цифра — скорость 240 км/ч! (Интересно, где в мире, кроме Москвы, можно позволить себе такие скорости?) Ускорение до сотни занимает всего 4 секунды. Однако минусом можно срок пробега в 100—130 километров и зарядку за время 3 часа. Хотя можно подзарядиться и за 10 минут, но только если пробки выдержат ток в 200 А. Батареи Tango свинцовые, но их конструкция является самой передовой и гелевой (производство фирмы Optima). Это важный момент, так как все батареи располагаются под полом, создавая почти идеальный центр тяжести, поэтому устойчивость двухместного спортивного электромобиля сопоставима с картом! Кстати, Tango можно собрать и в Москве, заказав детали на сайте www.commutercars.com.
На Запад!
Следующая остановка в нашем путешествии — Япония. На острове Сикоку регулярно проходят ралли для электромобилей Shikoku EV Rallye. В 2005 году Mitsubishi продемонстрировала там электромобиль на базе Lancer Evolution IX с технологией MIEV (с моторами, размещенными в колесах). На каждое колесо приходится по 50 кВт мощности, а энергия запасена в литий-ионной батарее, емкостью 2280 ампер-часов. Полная масса электромобиля составила всего 1590 килограммов, а запас хода составил 250 километров, с максимальной скоростью в 180 км/ч! Кстати, у компании также есть более простой вариант — Colt EV с такой же дальностью пробега.
Тем не менее, Mitsubishi не единственная. На японских островах можно встретить Honda-EV Plus, Nissan Altima EV и Toyota RAV-4EV. Цены на них являются довольно приемлемыми (с учетом экономии на бензине) — в пределах 45—50 тысяч долларов.
Три года до фантастики?
И вот мы устремили свой взгляд в недалекое будущее. Уже к 2010 году компания ZAP (Zero Air Pollution) из Санта-Розы (Калифорния, США) планирует представить общественности электрический джип ZAP-X, созданный на базе концептуальной модели Lotus APX. Этот семиместный SUV с мотор-колесами общей мощностью 644 л. с. будет оснащен не только литий-ионными батареями, но и буферным суперконденсатором, который способен обеспечивать огромные пиковые токи. Он будет разгоняться до ста км/ч за 4,8 секунды и достигать скорости 250 км/ч. А вот самое удивительное в характеристиках этого автомобиля — запас хода в 560 километров и возможность зарядки от трехфазной сети за всего 10 минут! И, чтобы окончательно задать тон конкуренции, предлагающей, к примеру, Tesla Roadster за 98000 долларов, ZAP объявила неизменную цену на свою новинку — всего за 60000 долларов. Тем не менее, аналитики не исключают, что именно в данной цифре ZAP может столкнуться с проблемами. Остальные характеристики, впрочем, уже выглядят вполне надежно. Ждем осуществления задумок — около трех лет.
