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.

Традиционно именно электромобили считаются транспортом будущего . Объясняется это простотой электродвигателей, имеющих отличную моментную характеристику, не нуждающихся в трансмиссии, бесшумных и безвредных для окружающей среды.

Множество электромобилей появилось за последние годы. Их характеристики все улучшаются, электрические двигатели становятся мощнее и компактнее. Их даже удается размещать в колесах машины, к примеру, так сделано в Mitsubishi Lancer Evolution MIEV .

Единственный автомобиль, который почти подобрался к серийному выпуску, – Chevrolet Volt . Эта машина для подзарядки батарей может использовать как встроенный бензогенератор, так и внешний источник энергии.

Основное препятствие на пути распространения автомобилей с электродвигателями – недостаточная емкость источников электроэнергии, за счет чего дальность поездки электромобилей практически не превышает 300км, а процесс зарядки довольно длительный – как минимум несколько часов.

Гибридные силовые установки

Все чаще появляется информация о гибридных установках , как о двигателях будущего . Гибридные установки – это сочетание двух двигателей: электрического и (обычно) бензинового. В зависимости от нагрузки работают либо два двигателя сразу, либо только ДВС, либо электромотор. Электромотор питается от аккумулятора, который подзаряжается при торможении или от генератора ДВС. Преимуществами данной схемы являются хорошая динамика, экономия топлива и уменьшение выбросов вредных веществ.

Наиболее распространенные представители гибридных автомобилей в России: Lexus RX400h и LS600h.

Японцы являются лидерами в разработке гибридов. Еще в 1997-ом компания Toyota опробовала на Toyota Prius систему Hybrid Synergy Drive, которая позволяет гибко управлять совместной работой моторов. Сейчас компания успешно применяет свою систему на дорогих гибридных автомобилях Lexus GS450h, Lexus RX400h, рассчитывая довести выпуск до 1 000 000 в год к 2110-ому. Honda старается не отставать, предлагая гибридные варианты Honda Civic, Insight и Accord.

Но и у гибридных двигателей есть недостатки. При стоянии в пробке или движении по шоссе невозможно накопление энергии из-за отсутствия торможений. Частые отключения мотора могут приводить неэффективной работе и остыванию нейтрализаторов.

Вывод по теме: «Двигатели будущего»

Все перечисленные варианты двигателей в этой и предыдущей статье очень сложно, да и некорректно сравнивать, ведь они находятся на различных этапах внедрения и развития. Но мы попробуем оценить перспективы.

Ситуация с экологией и ценами на топливо подводит историю с бензиновыми дизельными двигателями внутреннего сгорания к концу. Имеющиеся резервы – сложные системы нейтрализаторов, сверхобедненная смесь и турбина – лишь отсрочат переход. На что будет осуществляться переход? По-видимому, на гибридные автомобили . Стоимость их силовой установки достигла приемлемого уровня, и ее потребительские характеристики априори намного лучше, чем у одиночных моторов.

Когда многомиллионные инвестиции правительств различных стран позволят изменить топливную инфраструктуру и перейти на водород, тогда водородным двигателям будет дан зеленый свет, а если к тому моменту удастся снизить цену топливных элементов, то не заставят себя ждать и электромобили .

Электрическим считается автомобиль, у которого вместо ДВС установлены электрические двигатели, работающие от аккумуляторной батареи. Если электромоторы питаются от топливных элементов или от бензинового\дизельного генератора, то такая машина считается гибридной. Впервые электрокары появились в середине позапрошлого столетия, в сороковых годах 19 века.

Энергетический кризис породил интерес к электромобилям

Несмотря на свой солидный возраст, электромобиль стал привлекать достаточное внимание на потребительском не нишевом рынке совсем недавно. Причиной этого интереса стал энергетический кризис, а также усиливающиеся признаки ухудшения экологической обстановки в больших городах. Цены на топливо из нефти стали высокими, люди стали задумываться об альтернативах. На сегодня электромобили являют новую концепцию в отрасли.

Какие преимущества у электрокаров

Преимуществ у автомобилей на электрической тяге, на самом деле, множество, и это признаёт большинство специалистов и потребителей. Главный плюс, это, конечно, экологическая чистота транспорта, он не выбрасывает в атмосферу никаких газов, более того, у таких машин просто отсутствует выхлопная система. Кроме того, электрические двигатели более эффективны. Если автомобиль, работающий на бензиновом ДВС преобразует энергию топлива в механическую всего на 20-25 процентов, то электрокар делает то же самое с энергией аккумулятора с эффективность 60 и более процентов.

Эффективность электродвигателя выше

Также использование вместо традиционного транспорта электромобилей помогает некоторым странам избавиться от зависимости от капризов на нефтяных рынках. Ведь уже ни для кого не секрет, что многие добывающие страны используют своё положение для решения геополитических задач. Да и стоимость электричества гораздо дешевле стоимости ГСМ. На возражения нефтяных адептов по поводу того, что электричество вырабатывается сжиганием нефтегаза, заметим – количество ГЭС в странах очень велико, и большую часть электричества мы получаем именно оттуда и от работы атомных станций. Здесь нет никакого сжигания нефти и газа.

Электрический автомобиль требует на порядок меньших расходом на эксплуатацию, обслуживание. Деталей в автомобиле гораздо меньше, трущихся, движущихся компонентов в разы снижено, соответственно, ломаются такие машины гораздо реже. Эти автомобили практически бесшумны, чем не могут похвастать машины с ДВС. Для городов этот параметр очень важен. Кроме того, электрокар превосходит традиционные ТС по уровню безопасности. Никаких взрывоопасных веществ в нём нет, и при повреждениях не нужно беспокоиться о том, что машина взорвётся. Есть некоторые проблемы с батареями, но они единичны, в пределах статистической погрешности.

Что выгоднее в эксплуатации

Какие есть минусы у электрокаров

Конечно, идеального авто пока не создали, и электромобили тоже имеют свои минусы. Первый недостаток, это зависимость от электрических сетей, машину нужно регулярно заряжать. Конечно, это не недостаток, это особенность, ведь ДВС-автомобиль тоже нужно постоянно заправлять топливом. Но если традиционный автомобиль можно заправить на станции, которые раскиданы в любом населённом пункте, то с электрокарами пока ситуация хуже. Электрических зарядных станций в мире ещё не так много, особенно в нашей стране.

Необходимость постоянно подзаряжаться

Эта особенность порождает другой недостаток – ограниченный запас хода. Большая часть современных электрокаров имеет не более 250 километров автономного хода на одной зарядке. Поэтому приходится серьёзно задумываться при построении маршрута. Особенно за город, межгород. Потом, сам аккумулятор имеет ограниченный ресурс, и через некоторое время ёмкость батареи будет падать, тогда как объём бензобака остаётся без изменений. Менять батарею придётся лет через семь-десять, что выльется в немалые расходы.

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

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.