В продолжение заброшенной мной серии статей об истории развития и эволюции автомобиля и мечтах о совершенстве.



[700x441]
Электромобиль, как уже было сказано ранее, появился на свет практически одновременно с авто- и паромобилем. Но, не выдержав конкуренции по совокупности потребительских и производственных качеств, сошёл со сцены почти век назад. Правда, самодвижущиеся экипажи на электрической тяге всё же продолжали периодически появляться как самостоятельные разработки конструкторских коллективов, так и построенные на базе массовых автомобилей путём замены на них ДВС на электродвигатель и аккумуляторы.
[570x381]

Выпускались электромобили и массово, но видели их немногие, так как для дорог общего пользования они не были предназначены. Это цеховой транспорт - электрокары и электропогрузчики.
[500x485]

Можно было бы сказать, что в последние годы электромобиль получает "второе рождение" - появляется всё больше моделей электролегковушек, делаются пробные шаги и в направлении грузовиков... Вроде бы всё прекрасно, если бы не одно "но".
"Возрождение" электромобиля происходит не в силу объективных причин (закончилась нефть на планете, аккумуляторы вдруг стали экономически выгодны в использовании), а в результате искусственного нагнетания интереса к ним.

Я как-то упустил момент, когда всё это началось. Сейчас уже трудно сказать, кто был инициатором процесса. Возможно, "зелёные", а может быть и нет. В наше время, когда Штаты стремятся обрести тотальную власть над разумом и кошельком каждого человека на планете, а Европу колбасит от толерантности и сексуальных меньшинств - возможно всё. Если знаешь, с какой стороны подойти. Кому-то пришла в голову идея посадить белых людей на экологически чистые машинки. Чтобы было так: вышел с утра на улицу в центре города - а там ни шума, ни дыма. Солнышко светит, птички поют. Идиллия. Разумеется, сразу и в один момент мир не изменится. И даже двух-трёх десятков лет для этого не хватит. Но если упорно и целенаправленно действовать в нужном направлении, то рано или поздно цель будет достигнута. Капля камень точит. Что вы говорите? Аккумуляторы по своим характеристикам остались на уровне столетней давности? Так мы "ввяжемся в бой", а там видно будет! Глядишь, через 10-15 лет понаделаем разных электромобилей, а аккумуляторы как-нибудь сами подтянутся - нужда заставит. Люди распробуют езду на электричестве и сами простимулируют технический прогресс.

И пошло-поехало. Сначала автопроизводителям закидываются деньги на разработки экспериментальных образцов Моторчик, батарейка - сколько машинка сможет проехать? Затем проплачиваются разработки второй волны экспериментальных машинок, с улучшенными эксплуатационными качествами. Чтобы любой человек мог сесть за руль и поехать, а не только водитель-испытатель, готовый к отсутствию отопителя и усилителя тормозов. Параллельно разрабатываются различные варианты гибридов. Авось какую-то пользу это направление принесёт.
Этап третий - добровольно-принудительный. У каждого крупного автопроизводителя в производственной гамме должен появиться электромобиль. Хотя бы небольшой. Иначе - санкции. Ограничение государственных субсидий, ограниченные квоты на выбросы углекислого газа новыми автомобилями производителя и т. п. Рычагов воздействия можно найти множество. А чего, вам так трудно что ли электромашинку выпустить? Вы же уже не первый год экспериментируете, и у вас есть вполне приличные нарабтки.
Этап четвёртый - популяризация и инфраструктура. Значительно увеличивается количество информации об электромобилях в массмедиа, информации на 99% позитивной. Создаётся благоприятный финансовый фон для приобретения и эксплуатации электромобиля: государство оплачивает определённый процент стоимости машины, уравнивая её в цене с машиной бензиновой, владелец освобождается от каких-то налогов. Разрешается парковка в запрещённых или платных зонах. Организуются массовые закупки электромобилей госструктурами. Создаётся сеть зарядных станций и терминалов, практически везде можно зарядиться бесплатно или за чисто символическую цену. Все эти меры должны сформировать у обывателя впечатление, что электромобиль удобнее и дешевле автомобиля. Фактически же все дополнительные и сопутствующие расходы несёт государство. Здесь и далее под словом "государство" следует понимать не конкретную страну, а некое сообщество, заинтересованное в развитии электротранспорта, имеющее рычаги воздействия на законодательные органы многих государств. Короче - деньги и власть, нацеленные на продвижение электромобилизма на планете, электромобильное лобби.
Этап пятый - "приучение" народа к электричеству и изменение общественного мнения в пользу электромобиля. Восторженные рассказы друзей и знакомых, познавших электрохаляву, массированная реклама, создание электромобильного спорта, участие электромобилей в популярных фильмах, сначала понемногу, исподволь, затем - "на главных ролях". Создание культа электромобиля, "электролегенд"... Хе-хе)).
Этап шестой - добровольно-принудительный, но уже в отношении не производителя, а покупателя. Устанавливаются непомерные налоги на автомобили с углеводородным топливом, как на "крайне экологически грязные", тем самым снижается спрос на них и, соответственно, снижается их выпуск автозаводами. Некоторые производители полностью отказываются от выпуска автомобилей с ДВС. Постепенно сворачивается сеть АЗС по всему миру.
Этап седьмой - отбивание вложений. Государство перестаёт спонсировать покупку электромобиля, зарядка на улице давно уже не бесплатная, и цены на электричество растут. Возвращаются различные транспортные налоги (электромобиль ведь ездит колёсами по дорогам и разрушает их). И электролюбители платят. А куда им деваться, ведь альтернативы практически нет. Тем временем медленно умирают заводы и технологии производства ДВС...

Сейчас мы находимся на четвёртом этапе. Пятый, шестой и седьмой - разумеется, мой собственный вымысел. Или творческая интерпретация популяризации однополых браков, полным ходом идущей сейчас в Европе. Возможно, так будет. Возможно, будет немножко не так. Поживём - увидим.



Что же мы имеем в техническом плане, и о чём старательно "забывают" популяризаторы электротяги? Имеем мы несколько действительно новых технологий в аккумуляторном деле. Мы научились делать никель-кадмиевые элементы, затем никель-металлгидридные, литий-ионные, литий-полимерные. У каждого типа есть свои достоинства и недостатки. Но в сравнении со свинцово-кислотными батареями они однозначно имеют гораздо лучшую способность заряжаться большим током - ускоренную зарядку и немного меньший удельный вес на единицу заряда. Остальные же их параметры - так себе. Примерно на уровне столетней давности. Количество циклов заряда-разряда ограничено, то есть ограничено время жизни аккумулятора. Аккумуляторы по-прежнему "не любят" резких скачков потребления тока (разгонов-торможений электромобиля). Климатическая стойкость у них также слабая. Они плохо работают и в мороз и в жару. Производителям приходится приделывать к аккумуляторным батареям электромобилей целые климатические установки, поддерживающие температуру батареи в заданных пределах. Эти установки оснащены обогревателями и кондиционерами, трубки с жидким теплоносителем пронизывают всю батарею насквозь - в общем, достаточно сложная система, потребляющая как электричество из самой батареи, так и финансы из кармана автовладельца. И самое неприятное - батареи по-прежнему занимают много места. Количество электричества на единицу объёма батареи не сильно увеличилось за последние сто лет.
[230x151]

Возросшая электрическая ёмкость батареи с лихвой компенсируется возросшим энергопотреблением современного автомобиля. Основная головная боль разработчиков современного электромобиля - климатическая установка для пассажирского салона. Нагрев воздуха зимой и охлаждение его летом требуют очень серьёзных энергозатрат, которые очень быстро "выдуваются" на улицу системой вентиляции салона. Далее - усилители руля и тормозов также требуют энергии. Автомобильная электрика и электроника (фары, стеклоочистители, стеклоподъёмники, приборы, мультимедиа) - куда без них? Возросшая масса автомобиля, отягощённого всевозможными устройствами безопасности (не говоря уже о массе аккумуляторной батареи) и широкие покрышки также съедают свой ампер-часик. В итоге пробег электрокара на одной зарядке практически остался на уровне столетней давности - порядка 150 км.

Ещё один вопрос - обеспечение электромобилей зарядкой. Я не имею в виду создание инфраструктуры зарядных станций - как показывает время, всё это вполне успешно решается. Я имею в виду обеспечение этих зарядных станций электричеством. Совокупная мощность автопарка планеты на данный момент на несколько порядков превышает совокупную мощность всех электростанций мира. Даже если мы решим перевести на электротягу только легковые машины только в крупных городах только развитых стран - придётся строить десятки и сотни новых электростанций. Вопрос - на чём они будут работать? Уголь? Мазут? Уран? И на сколько нам хватит этих энергоносителей? Не говоря уже об экологии. Гидроэнергетику я даже не рассматриваю - запас крупных рек с большими перепадами высот, ещё не использованный человечеством для выработки энергии, думается, очень невелик. Ветро-, гелио-, гео-, приливная энергетика? "Сразу и много" электроэнергии - это не про них.

Ну и наконец, самый "сладкий" вопрос. То, ради чего якобы и решили возродить электромобили - экология. Электромобиль, проехавший 100 км из пункта А в пункт Б, и при этом не испустивший ни грамма СО и СН экологически чист. Но чист он ровно до того момента, пока его не подключат к розетке.
Из школьного курса физики мы знаем, что КПД двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине - 40%. У дизеля - 45%. Но этой информации четверть века. Современные автомобильные дизели, думаю, обладают уже куда более высоким КПД - 50-55%. А про стационарные дизель-электростанции я слышал цифру и 70%. Но мы возьмём за основу всё же древние 45%.
Лучшие паровые турбины электростанций, оснащённые пароперегревателем, регенеративным водоподогревом и прочими фишками, имеют КПД 42%. Обычные же турбины - 30%. Потери в электросетях составляют 1-2%, в каждом из трансформаторов - 3-5%. КПД аккумулятора - хорошо если 75-80%, электродвигателя - 98%.
Допустим, у нас самая совершенная электростанция, электросети, трансформаторы и т.д. В этом случае общие потери всей цепочки составят порядка 70-75%. То есть чтобы проехать 100 км условная дизельная машина сожгёт 5 литров солярки. А чтобы те же самые 100 км проехал электромобиль с аналогичными характеристиками, электростанция должна сжечь 7-8 литров условной солярки. Где тут выигрыш для экологии?
А что насчёт производства аккумуляторов? Насколько чист экологически процесс добычи и переработки лития? А ведь должна быть ещё и утилизация аккумуляторов, отслуживших свой срок. Чище ли эти процессы, чем добыча и переработка нефти?
[450x310]

Все эти выкладки присутствуют во многих статьях, посвящённых развитию и будущему электромобилей. И вот какой напрашивается вопрос. Неужели те, кто инициировал "второе рождение" электромобиля, создал план на десятилетия вперёд и ежегодно тратит на его выполнение гигантские суммы денег - неужели они всего этого не знали раньше и не знают сейчас? Или надеются на авось - что лет через 10-20 всё вдруг чудесным образом изменится? Логичный ответ - нет, все всё знали, ибо такие силы и средства на авось не спускают. Отсюда следует вывод, что истинная цель возрождения электромобиля - вовсе не забота об экологии. Возможно, цель эта - геополитическая. Основные поставщики углеводородного топлива кто? Арабы и русские. А основные пользователи? Штаты, Европа, Япония. А кто у нас сейчас наиболее активно разрабатывает электромобили и гибриды? Штаты, Европа, Япония. Естественным выглядит их желание обрести топливную независимость от таких "недемократических" поставщиков и одновременно приподнять собственную экономику новой струёй технологий и потребностей. А в идеале ещё и "подсадить" весь мир на свои электротележки и получать с этого прибыль, как получает прибыль корпорация Майкрософт...

Только вот ведь какая беда. Перевести мировой автопарк на новый энергоноситель - это вам не войнушку в Сирии замутить. Приказами и директивами ничего не добьешься, равно как и деньгами. Тут думать надо. Изобретать. Быть гением. И не просто гением, а гением с мотивацией типа "хочу изменить весь мир к лучшему". Альтруистической. Как Леонардо Да Винчи.
Современный же электромобиль при нынешнем уровне развития технологий обречён в лучшем случае на вымирание. В худшем - он будет висеть тяжким бременем на шее прежде всего инициаторов его возрождения.


Вот такое вот длиннющее предисловие, посвящённое, по сути, аккумуляторам. Сами же электромобили от автомобилей конструктивно почти не отличаются. Тот же несущий кузов, те же подвески и колёса, та же компоновка. Электродвигатель обеспечивает привод одной оси, если нужен полный привод - ставят второй электродвигатель. Куда засунуть огромный и тяжёлый аккумулятор, никто толком не знает. Реально мешает он везде - и в центральном тоннеле отнимает место у пассажиров, и в "багажнике" - у груза, и под капотом - у электромотора и управляющей электроники. Неплохое на первый взгляд решение - разместить батарею в утолщённом полу по всей площади машины, как это сделали на Tesla model S. И места в кузове не занимает, и центр тяжести низкий, не позволит сильно крениться в поворотах. Но как поведёт себя эта батарея в случае аварии? Известны случаи возгорания батареи только лишь из-за повреждения днища машины. И насколько удобно будет заменить этот аккумулятор, когда он исчерпает свой ресурс?
[700x408]

В холода салон обогревается обычным прожорливым электрокалорифером. Ну может быть, кое-кто и оснащает электромобиль кондиционером с возможностью реверса (обогрева), но электроэнергии эта система кушает тоже прилично. И никто пока не собирается использовать тепло работающего элетромотора или аккумуляторной батареи. Слишком мало тепла они дают - невыгодно. А выветривается это тепло так же легко, как и из автомобиля. Ведь системы вентиляции в основе своей автомобильные. Хотя, например, Вольво установила на свою машинку отопитель на дизельном топливе. Какова идеология получившейся машины - придумать трудно...
[700x451]

И уж вовсе забавно читать о различных "рейндж экстендерах" - увеличителях пробега. Небольшой бензогенератор ставится либо в багажник, либо в другое свободное место, например, в нишу запасного колеса, и по мере необходимости заряжает аккумулятор. "Это не автомобиль с электротрансмиссией, нет! И не последовательный гибрид! Это всё равно электромобиль!" Только с выхлопом, ага.
[700x427]

То же самое можно сказать и о Шевроле Вольт, в котором ДВС установлен стационарно. За ночь зарядился от сети, проехал 100 км, потом завёл движок и дальше едешь на бензине. Однако он официально считается электромобилем с нулевым выхлопом - ведь нормативную сотню он прошёл на электротяге! Правда, непонятно зачем он при этом тащил на себе ДВС, генератор, топливный бак...
[600x400]

Пробег на одной зарядке ничтожно мал. Как правило, производитель заявляет 150-200 км. Реально же получается 120 км летом и 80 зимой. У Теслы с её огромной батареей - более трёхсот. Реальных. Не так давно в Авторевю прошло сравнение Tesla Model S и BMW M6. У первой запас пробега - 325 км. У второй - где-то 500-600, точно не помню. Электромобиль приближается по пробегу к бензиновому! Ура! Даёшь!
Нет, давайте возьмём древний VW Passat B3 с дизельком в 60 киловатт и 100-литровым баком. 1300 км на одной "зарядке"! Как вам? Я уже не говорю о времени "зарядки".
[700x525]

Есть у электро- производителей любимая фишка. Рекуперативное торможение. Красиво звучит, правда? А когда расшифруют - ещё красивее. Возврат энергии в батарею при торможении машины. "Увеличение пробега на одной зарядке, особо выгодно в рваном городском ритме движения", бла-бла-бла... На экране мультимедийной системы при этом красивые стрелочки бегут от колёс к батарее, символизируя перетекание энергии. Но мне НИ РАЗУ не попалась на глаза информация о том, сколько же процентов возвращённой энергии попадает в аккумулятор, и какая часть идёт "мимо кассы", на обогрев окружающей среды. Помните о том, что аккумулятор "не любит" резких перепадов нагрузки? А тут не то что перепад - реверс! Да ещё какой! Способна ли батарея резко перестроиться с отдачи энергии на принятие? И сколько она "пропустит" в себя? А вот срок жизни аккумулятора рекуперация реально сокращает.
[700x466]


После всего вышесказанного может создаться впечатление, что я - ярый противник электромобилей. Вовсе нет. Более того, я уверен, что за электротягой будущее. Однако я против нынешнего подхода к разработке электромобиля - на авось и методом тыка. На рубеже 19-го и 20-го веков подобная ситуация создалась в зарождающейся авиации - практика воздухоплавания обогнала теорию. В результате - аварии, трагедии, смерти, разочарования. И масса затраченных впустую усилий.
Сейчас мы имеем примерно то же. Конечно, электромобиль не самолёт, до смертей вряд ли дойдёт. Но я что-то не припомню информации о создании какого-либо института, разрабатывающего основные принципы электромобиля и его компонентов. Поэтому как бы красиво ни выглядел новый электромобиль, как бы серьёзна ни была его начинка, он всё равно будет очередным "тыком" наугад.
Но даже если такой институт и появится, он не избавит нас от главной проблемы. Как Леонардо да Винчи не имел двигателя для своих изобретений, так мы не имеем сейчас подходящего энергонакопителя. Одним из проектов да Винчи был геликоптер. Он построил модель, оснастил её часовой пружиной для привода ротора, и его вертолёт летал. Так же и нынешние электромобили - вроде бы ездят, но... без нормального энергонакопителя они - всего лишь игрушки на батарейках.
[588x372]