Видеоматериалы
В начале 19 века у людей возник большой интерес к автомобильной технике, работающей на электричестве. Интерес был настолько сильным, что на определенном этапе мирового автомобилестроения выпуск машин с электродвигателями превышал количество производимых «железных коней» с бензиновыми и дизельными моторами.
Электромобили отличались бесшумностью, легкостью управления и самое главное, отсутствием выхлопных газов. Даже такие факторы, как небольшой пробег до следующей зарядки аккумуляторов, а также их замена при выходе из строя не отпугивал покупателей.
Владельцами электромобилей часто становились богатые люди, для которых владение таким видом транспорта считалось престижным. Мало кто знает, что в конце 19 века численность электрокаров (1585 единиц) превышала количество машин с двигателями внутреннего сгорания (936 единиц).
С годами автомобили, работающие на бензине и солярке стали совершеннее и дешевле в эксплуатации. Такие параметры как дальность поездки, скорость и ускорение стали важными при выборе машины.
К сожалению, электромобили прошлых лет не могли отвечать требованиям тех лет, что привело к постепенному их исчезновению.
Однако, полностью электромобили не исчезли. На протяжении многих лет наблюдалась эволюция в создании новых технологий, которая привела к появлению новых машин, работающих на электричестве. Они могли проехать уже не 10-20 километров без подзарядки, а 100-150. При этом время на полную подзарядку батарей сократилось от суток до нескольких часов и даже минут.
История создания
Считается, что первые электромобили появились в период с 1830 по 1840 гг. Они были разработаны американцем Томасом Девенпортом и англичанами Робертом Дэвидсоном и Робертом Андерсоном.
Однако эти автомобили сложно назвать полноценным, потому, что они представляли собой небольшие тележки с установленными на них двигателями и батареями и не могли перевозить пассажиров.
Конструкция электрокаров со временем становилась совершеннее, а количество выпускаемых машин постоянно увеличивалось.
Технические данные электромобилей на рубеже 19 и 20 веков также были весьма впечатляющими. Например, первый скоростной рекорд был установлен в 1895. Тогда электромобиль разогнался до скорости 63 км/час. Позднее, в 1899 году гонщик из Бельгии, Камиль Женатци управляя электрокаром "La Jamais Contente" на треке во французском городе Ашер, установил новый рекорд скорости – 100 км/час.
Заметный след в истории электромобильного движения оставил американский конструктор Уолтер Бейкер. В 1897 году он построил современный двухместный городской автомобиль на электротяге, который мог проехать без подзарядки аккумуляторов до 8 часов. Нововведениями тех лет стал электрический клаксон и фары головного света.
Модернизация первого детища Уолтера Бейкера состоялась в 1901 году. Автомобиль оснастили тентом, современным рулевым колесом и удобными креслами с подлокотниками.
Батареи располагались под сиденьями, а электромотор мощностью 0, 75 л. с. передавал усилие на задние колеса с помощью цепного привода. Максимальная скорость электрокара достигала 30 км/час, он мог проехать без подзарядки до 80 км пути.
Очередное обновление электромобиля Бейкера состоялось в 1906 году. Полностью поменялся кузов, а аккумуляторные батареи на некоторых версиях перекочевали под капот. Ещё через 4 года появилась модель с закрытым кузовом «Лимузин». Её скорость достигала 48 км/час.
Компания Уолтера Бейкера просуществовала до 1916 года, пока ее не приобрела фирма “Оуэн Магнетик” впоследствии выпускавшая машины с трансмиссией, состоявшей из ДВС и двух тяговых электродвигателей. Закат электромобилизации пришелся на 20-е годы прошлого века. К 1920 году число электромобилей сократилось до 1%, однако некоторые компании выпускали свои модели и в 30 и 40-е годы. Так компания Detroit Electric с 1907 по 1942 год производила небольшие электрические машины, пользующиеся спросом у населения. Запас хода 130 км и скорость 32 км/час давали возможность эксплуатировать их в небольших американских городах.
Наше время
До 60-х годов прошлого века автопроизводители не предпринимали попыток возрождения электромобилей. Войны и другие кризисные явления первой половины 20 века надолго заставили ведущие автомобилестроительные концерны отказаться от дальнейшего развития электрического транспорта. Вспомнили о нем в 60-х годах, когда во всем мире выросла цена на нефть и топливо заметно подорожало.
«Первой ласточкой» стал электромобиль Henney Kilowatt, построенный в 1959 году компанией National Union Electric Company. Машина получила электромотор мощностью 36 вольт, который разгонял ее до 65 км/час. На одной зарядке аккумулятора Henney Kilowatt мог проехать 64 км. Через год электромобиль получил двигатель мощностью 72 вольт. Максимальная скорость выросла до 98 км/час. Всего в 1959-1960 гг. компания National Union Electric Company выпустила менее 100 экземпляров Henney Kilowatt. Несколько автомашин сохранилось до наших дней.
В США разработка электромобилей продолжилась в 60-70 годах прошлого века. Здесь особо выделяются две фирмы, ставшие в то время лидерами в области строительства электрокаров. Первая компания Sebring – Vanguard производила модель «CitiCar». Машина могла проехать до 95 км без подзарядки с максимальной скоростью 70 км/час. По данным Sebring – Vanguard было выпущено около 2 тыс. таких электромобилей. Вторая компания Elcar Corporation выпускала автомобили Elcar, которые разгонялись до 73 км/час и имели запас хода 95 км. Такой же электрокар, только под названием Zelle выпускала итальянская компания Zagato.
Английская компания Battronic в середине 70-х годов выпускала грузовик на электротяге, способный проехать на одной зарядке батарей до 100 км. Кроме того, компания выпустила 20 электробусов.
В середине 70-х годов прошлого века произошло ещё одно событие, связанное с миром электромобилей. Американский изобретатель Виктор Воук (1919–2005) построил первый в мире гибридный автомобиль на базе седана Buick Skylark. Помимо гибридного привода, седан оснащался электромотором.
Электромобилями занимались не только крупные, но мелкие фирмы. Например компания Renaissance Cars в 90-х годах производила двухместную спортивную модель Tropica.
В начале 90-х годов экология стала играть огромную роль в разработке новых автомобилей. Некоторые страны приняли законы о снижении выбросов углекислого газа в атмосферу, поэтому автомобилестроительные компании начали уделять особое значение вопросам окружающей среды. Результатом стало появление на рынке большого количства гибридных моделей и электромобилей.
В 90-х центром по производству и продаже машин с нулевым выхлопом стал штат Калифорния. В то время здесь был принят закон Zero Emission Mandate, подразумевавший поэтапный переход к экологичным автомобилям. В конце 1998 года количество экокаров должно было составить 2%, а через 5 лет вырасти до 10%.
Для реализации закона производители предлагали различные инновационные разработки. Toyota подтвердила свое желание участвовать в проекте электрическим кроссовером RAV4, производившимся до 2003 года. К кампании присоединились и два других японских производителя – Nissan и Honda.
Компания Ford выпускала фургоны Ecostar и пикапы Ranger на электротяге. Машины могли проезжать без подзарядки аккумуляторов от 100 до 160 км и развивать скорость 120 км/час. Chevrolet представил электропикап S-10 с 85-ваттным двигателем.
General Motors выпускал наиболее инновационные на то время электромобили EV1. Производство модели началось в 1997 году. Машина оснащалась свинцовыми аккумуляторами и могла проехать на одной зарядке 150 км. В 1999 году появилось второе поколение EV1 с никель-металлгидридными батареями. Электромобиль мог уже проезжать до 240 км. Максимальная скорость достигала 130 км/час.
В 2003 году закон Zero Emission Mandate был изненен. В частности пункт об обязательном производстве экологичных машин был упразднен. Бытует мнение, что именно нефтяные компании, увидев с какой скоростью развивается электрический транспорт лоббировали свои интересы в правительстве США. В итоге производство электромобилей практически завершилось.
Однако интерес к электромобилям по другую сторону океана оказался намного сильнее. Европейские автопроизводители, такие как Renault, Citroen, Peugeot и Volkswagen продолжали развивать свои технологии.
Volkswagen разработал электрокары под назанием CityStromer на базе моделей Golf и Jetta. Они оснащались свинцовыми аккумуляторами и могли преодолеть без подзарядки до 90 км пути.
Citroёn до 2005 года выпускал электромобиль Berlingo Electrique. Максимальная скорость машины достигала 97 км/ч, а запас хода 100 км.
Renault в 90-е годы выпускала Clio Electrique. Автомобиль может передвигаться со скоростью 100 км/ч, и преодолевать до 100 км без зарядки батарей.
Peugeot добился определенных успехов с моделью 106 Electrique. Электромобиль был представлен в 1995 году и со временем получил престижный титул самой экологичной машины Европы. Peugeot 106 Electrique разгонялся до 96 км/час и имел запас хода 90 км.
Позднее выпускался электрический развозной фургон Partner Electric.
В настоящее время серийным производством электромобилей занимаются компании Nissan, Tesla, Mitsubishi.
Принцип действия
Крупные автомобилестроительные концерны разрабатывают электромобили, используя в качестве «донора» серийные модели, исключая из конструкции лишь двигатель внутреннего сгорания и топливную систему.
Вместо бензинового или дизельного мотора устанавливается электродвигатель, который получает энергию для движения от аккумуляторных батарей большой емкости, расположенных в основном под днищем автомобиля.
Электромотор работает на переменном напряжении. Специальный инвертор преобразует высоковольтное электричество в переменный ток подающийся на ротор, который в свою очередь приводит в действие оси автомобиля.
Коробка передач как таковая в машине не предусмотрена. Вместо нее установлен 1-скоростной редуктор, позволяющий плавно ускорять и замедлять электромобиль. Более того, трансмиссия не предполагает наличия задней передачи. Движение задним ходом осуществляется с помощью изменения вращения ротора электромотора.
При замедлении электромотор, работающий как генератор, возвращает до 50% кинетической энергии, которая накапливается в аккумуляторных батареях.
Между тем, есть три способа подзарядки батарей. Первый подразумевает быструю зарядку аккумуляторов с помощью 3-х фазного зарядного устройства мощностью 200 вольт. Второй, с помощью бытовой электросети позволяет полностью зарядить автомобиль за 6 часов. Третий заключается в зарядке аккумуляторов от зарядной станции, расположенной на дороге.
Согласно прогнозам аналитиков, к 2020 году электромобили займут 5% европейского рынка автомобилей.