Электромобиль

17.04.2019


Электромобиль


Основная статья: Электротранспорт
Электромобиль-грузовик 1943 года постройки, Швеция
Подзарядка аккумуляторов электромобиля Global Electric Motorcars

Электромобиль — автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от автономного источника электроэнергии (аккумуляторов, топливных элементов, конденсаторов и т. п.), а не двигателем внутреннего сгорания. Электромобиль следует отличать от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и электрической передачей, а также от троллейбусов и трамваев.

Под термином электромобиль имеется в виду автомобиль, у которого для привода ведущих колес используется электрическая энергия, получаемая от химического источника тока.


— О. А. Ставров

Также можно сказать, что электромобиль — это безрельсовое транспортное средство с автономным химическим источником энергии (тока).

История

XIX век

La Jamais Contente, 1899 г.

Электромобиль появился раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. Ещё в 1828 году венгерский изобретатель Аньос Джедлик смастерил передвигающуюся на электрической энергии тележку, больше напоминающую скейтборд, нежели автомобиль. Впрочем, изобретение Джедлика послужило мощным толчком в развитии данного направления инженерии. Первый электромобиль в виде тележки с электромотором был создан в 1841 году.

В 1899 году в Санкт-Петербурге русский дворянин и инженер-изобретатель Ипполит Романов создал первый русский электрический омнибус на 17 пассажиров. Его общая компоновка была заимствована у английских кэбов, где извозчик располагался на высоких козлах позади пассажиров. Экипаж был двухместным и четырёхколёсным, передние колёса по диаметру были больше задних. На первом электромобиле использовался свинцовый аккумулятор системы Бари, имевший 36 банок (вольтовых столбов). Он требовал подзарядки каждые 60 вёрст (~64 километра). Суммарная мощность автомобиля составляла 4 лошадиные силы. Разработка экипажа была заимствована у моделей американской фирмы «Моррис-Салом», которая выпускала автомобили с 1898 года. Электромобиль изменял скорость движения в девяти градациях от 1,6 до 37,4 км/час. Романов также разработал схему городских маршрутов для этих прародителей современных троллейбусов и получил разрешение на работу. Однако найти нужные инвестиции не смог, поэтому дело не получило развитие.


Специальный рекордный электромобиль с пулевидным кузовом La Jamais Contente 29 апреля либо 1 мая 1899 года, управляемый гонщиком Камилем Женацци, первым преодолел 100-километровый (62 мили/ч) барьер скорости на суше. Официальный рекорд скорости составил 105,882 км/ч. Позже известный американский конструктор электромобилей Уолтер Бейкер достиг скорости в 130 км/ч. Рекорд по дальности пробега на одной зарядке поставил электромобиль фирмы «Борланд Электрик», проехавший 103,8 мили (167 км) от Чикаго до Милуоки. На следующий день (после перезарядки) электромобиль вернулся в Чикаго своим ходом. Средняя скорость составила 55 км/ч.

Первая половина XX века

Изначально запас хода и скорость у электрических и бензиновых экипажей были примерно одинаковыми. Главным минусом электромобилей была сложная система подзарядки. Поскольку тогда ещё не существовало усовершенствованных преобразователей переменного тока в постоянный, зарядка осуществлялась крайне сложным способом. Для подзарядки использовался электромотор, работавший от переменного тока. Он вращал вал генератора, к которому были подсоединены батареи электромобиля. В 1906 году был изобретён сравнительно простой в эксплуатации выпрямитель тока, но это существенно проблему подзарядки не решило.

C 1900 по 1910 год широкое распространение получили электромобили и автомобили с паровой машиной. В то время из всего числа автомобилей США 38 % имели электрические двигатели, 40 % — паровые, 22 % — бензиновые. Значительное распространение в начале века получили и грузовые электромобили, а также электрические омнибусы (электробусы).

Томас Эдисон у электромобиля Detroit Electric
1973 GM

Энциклопедия Брокгауза Ф. А. и Ефрона И. А. описывает электромобили следующим образом:

Самым многообещающим типом автомобиля в будущем можно считать электрический, но пока он ещё недостаточно усовершенствован. Электрические двигатели не дают ни шума, ни копоти, они, бесспорно, удобнее и совершеннее всех других, но А. должен везти свой источник энергии: аккумуляторную батарею, которая пока ещё слишком тяжела и непрочна. Поэтому невозможно возить с собою запас энергии на длинный путь, а вновь заряжать аккумуляторы и заменять истощённые другими возможно лишь при езде в городах или от одной специально устроенной станции до другой. Существуют уже более лёгкие аккумуляторы Эдисона, но они ещё не получили распространения, так как, вероятно, ещё недостаточно усовершенствованы своим изобретателем. Электрические А. были пущены в обращение Jeantaud и многими другими с самого начала автомобилизма: на конкурсе 1904 г. в Париже были даже, по-видимому, парадоксальные А. Жанто и Крижера: газолиново-электрические, действовавшие недурно. В нём газолиновый мотор приводил в движение динамо-машину, которая давала ток для электрического двигателя; оказалось, что такая электрическая трансмиссия поглощает процентов на 20 меньше энергии, чем обыкновенная механическая и удобна для регулирования скорости.

Вторая половина XX века

Возрождение интереса к электромобилям произошло в 1960-е годы из-за экологических проблем автотранспорта, а в 1970-е годы и из-за резкого роста стоимости топлива в результате энергетических кризисов.

Однако после 1982 года интерес к электромобилям снова спал. Это было вызвано резким изменением конъюнктуры на нефтяном рынке и слабыми эксплуатационными показателями опытных партий из-за недостатков химических источников энергии.

В начале 90-х годов штат Калифорния был одним из самых загазованных регионов США. Поэтому Калифорнийским Комитетом Воздушных Ресурсов (CARB) было принято решение — в 1998 году 2 % продаваемых в Калифорнии автомобилей не должны производить выхлопов, а к 2003 году — 10 %. Компания General Motors отреагировала одной из первых и с 1996 года начала серийный выпуск модели EV1 с электрическим приводом. Некоторые автопроизводители также начали продажи электромобилей в Калифорнии. Основной массой пользователей EV1 стала голливудская богемная публика. Всего с 1997 года в Калифорнии было продано около 5500 электромобилей разных производителей.

Затем требование нулевой эмиссии было заменено на требование низкой эмиссии. Почти все произведённые электромобили в 2002 году были изъяты у пользователей и уничтожены (только Toyota оставила некоторым владельцам электрические RAV-4). В качестве причины называлось окончание срока службы аккумуляторов. GM отказала арендаторам EV1 в предложении выкупить электромобили. Также GM скрывала от них намеренность уничтожить изъятые EV1. Подробно об этой истории рассказывается в научно-популярном фильме 2006 года «Кто убил электромобиль?» (англ. Who killed electric car? ).

XXI век

В последние годы в связи с непрерывным ростом цен на нефть электромобили вновь стали набирать популярность. В репортаже CBS News «Could The Electric Car Save Us?» (англ.) сообщается, что в 2007 г. вновь началось развёртывание промышленного производства электромобилей. В связи с этой тенденцией режиссёр фильма «Кто убил электромобиль?» Крис Пейн (Chris Paine) выпустил продолжение под названием «Месть электрокара» (англ.)русск..

В 2008 году Tesla Motors — американская автомобильная компания из Кремниевой долины начала выпуск спортивного электромобиля Tesla Roadster, не уступавшего по ходовым качествам (динамика разгона и максимальная скорость) обычным автомобилям.

22-23 мая 2010 года переделанная в электромобиль Daihatsu Mira EV, творение Японского клуба электромобилей, проехала 1003,184 километра на одном заряде аккумулятора.

24 августа 2010 года электромобиль «Venturi Jamais Contente» с литий-ионными аккумуляторами, на солёном озере в штате Юта, установил рекорд скорости 495 км/ч на дистанции в 1 км. Во время заезда автомобиль развивал максимальную скорость 515 км/ч.

27 октября 2010 года электромобиль «lekker Mobil» конвертированный из микровэна Audi A2 совершил рекордный пробег на одной зарядке из Мюнхена в Берлин длиной 605 км в условиях реального движения по дорогам общего пользования, при этом были сохранены и действовали все вспомогательные системы, включая отопление. Электромобиль с электродвигателем мощностью 55 кВт был создан фирмой «lekker Energie» на основе литий-полимерного аккумулятора «Kolibri» фирмы «DBM Energy». В аккумуляторе было запасено 115 кВт·ч, что позволило электромобилю проехать весь маршрут со средней скоростью 90 км/ч (максимальная на отдельных участках маршрута составляла 130 км/ч) и сохранить после финиша 18 % от первоначального заряда. По данным фирмы DBM Energy, электропогрузчик с таким аккумулятором смог непрерывно проработать 32 часа, что в 4 раза больше, чем с обычным аккумулятором. Представитель фирмы «lekker Energie» утверждает, что аккумулятор «Kolibri» способен обеспечить суммарный ресурсный пробег до 500 000 км.

29 ноября 2010 года победителем конкурса Европейский автомобиль года впервые объявлен электромобиль модели Nissan Leaf, получивший 257 очков.

В октябре 2011 года в России начал продаваться первый электромобиль — Mitsubishi i-MiEV. За первые три месяца был продан 41 электромобиль. Министерство энергетики США назвало i-MiEV самым экономичным автомобилем (http://www.fueleconomy.gov/feg/topten.jsp). Mitsubishi i-MiEV получил «Экологический знак качества» общероссийской общественной экологической организации «Зеленый патруль».

В июне 2013 года с небольшим интервалом гоночными электромобилями ZEOD RC японской компании Nissan и B12/69EV британской компании Drayson Racing Technologies были установлены очередные мировые рекорды скорости среди электромобилей — 300 км/час и 330 км/час соответственно.

Экологический скандал Дизельгейт с VW подтолкнул многих автопроизводителей к производству электромобилей. Активно ведутся разработки электромобилей в Китае.

В январе 2017 года электромобиль Rimac Concept One выиграл дрэг-гонку у одного из самых быстрых бензиновых автомобилей в мире Bugatti Veyron.

В России

По распоряжению мэра Москвы в 2007 году в городе началась опытная эксплуатация электромобилей. Было закуплено 8 малотоннажных грузовиков и 2 автобуса. По итогам опытной эксплуатации техники Департамент транспорта и связи Москвы представит на рассмотрение правительства Москвы проект распорядительного документа по использованию электромобильной техники для обеспечения внутригородских грузовых и пассажирских перевозок.

30 марта 2007 года впервые в России электромобиль, переоборудованный Игорем Корховым из обычного автомобиля, получил заключение по допуску к участию в дорожном движении и был зарегистрирован в органах ГИБДД благодаря помощи научного работника и общественного деятеля Юрия Юрьевича Шулипы.

В 2009 году в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете сконструировали первый в России солнечный электромобиль (СЭМ). За ночь его можно зарядить от обычной электророзетки, а днём он питается от солнечных батарей, расположенных на капоте. Скорость СЭМа — 40 км/час, а запас хода на одной зарядке аккумуляторной батареи — 60 километров. Электродвигатель мощностью 3 кВт.

Lada Ellada

В 2012 году в серию запущен электромобиль EL Lada по инициативе министра энергетики, промышленности и связи Ставропольского края Саматова Дмитрия Рафаиловича. Lada Ellada получила практическое применение в городе-курорте Кисловодск Ставропольского края, в качестве легкового такси. Этот проект стал первым в России по использованию электромобиля в пассажирских перевозках.

14 июля 2013 года в столице и на территории новой Москвы прошел первый в России экопробег электромобилей «Изумрудная планета», в котором приняли участие политики, журналисты, звезды и представители бизнеса. Экопробег проходил при поддержке Департамента развития новых территорий Москвы и Департамента транспорта и развития дорожно-транспортной инфраструктуры города Москвы. Инициатором проведения экопробега выступила Экологическая инициатива «Изумрудная планета» и её лидер, эколог Елена Шаройкина. Целью акции было привлечь внимание власти и широкой общественности к экологическим и инфраструктурным проблемам мегаполиса, а также к современному новому виду транспорта как способу уменьшить нагрузку на окружающую среду.

В Новосибирске успешно эксплуатируется совместная разработка компаний ООО «Сибирский троллейбус» и НПФ «АРС ТЕРМ» — троллейбус с длительным автономным ходом СТ 6217. В троллейбусе используются литий-ионные аккумуляторы «Лиотех». Дальность автономного хода от одной зарядки аккумулятора — 60 км. Первый российский электробус проверят сибирской зимой .

Электромобили в России могут получить зеленые номера. Об этом рассказал советник одного из руководителей рабочей группы НТИ «Автонет» Роман Малкин. По его словам, эта инициатива уже одобрена «Автонетом» и станет началом «масштабной работы по популяризации электромобилей», а также сделает экологичный транспорт узнаваемым.

Сравнение с другими транспортными средствами

Электромобили отличаются низкими транспортными расходами. Ford Ranger потребляет 0,25 кВт·ч на один километр пути, Toyota RAV4 EV — 0,19 кВт·ч на километр. Средний годовой пробег автомобиля в США составляет 19200 км (то есть 52 км в день). При стоимости электроэнергии в США от 5 до 20 центов за кВт·ч стоимость годового пробега Ford Ranger составляет от $240 до $1050, RAV-4 — от $180 до $970.

В России стоимость электроэнергии — порядка 12 центов (3,8 руб) за кВт·ч по дневному тарифу и около 3 центов (0,95 руб) за кВт·ч ночью. Таким образом, транспортные расходы электромобиля в России будут несколько ниже, чем в США, поскольку заряжаться он будет, скорее всего, ночью. КПД тягового электродвигателя составляет 88—95 %.

Существует мнение, что низкий уровень шума электромобилей может создавать проблемы — пешеходы, переходя дорогу, зачастую ориентируются на звук автомобиля. Разумеется, резкий шум работающего мощного электродвигателя трудно с чем-то спутать, шум электроприводов троллейбуса (в основном, воздушных компрессоров и вентиляторов в старых моделях), механических передач (дифференциал и карданная передача), электрокара, поезда метро широко известен, так что электромобилю необходимо обычное для транспорта шумоподавление. Да и шум современного автомобиля на небольшой скорости очень мал, в основном, это шум трения колёс об асфальт, гравий или другое покрытие. Однако при использовании маломощных двигателей, как, например, в трамваях, шум действительно практически отсутствует и на некоторых выпускаемых электромобилях искусственно повышают уровень шума при скоростях до 30 км/ч.

Сравнение с автомобилями, оснащёнными ДВС

Преимущества
  • Тяговые электродвигатели (ТЭД) имеют КПД до 90-95 %, по сравнению с 22-42 % у ДВС.
  • Уменьшение лобового сопротивления автомобиля по причине отсутствия радиатора и других систем охлаждения. Однако мощные электромобили все таки имеют жидкостную систему охлаждения и, соответственно, радиатор.
  • Простота техобслуживания, большой межсервисный пробег, дешевизна ТО и ТР

Различные варианты реализации электромобиля

Электромобили, оснащенные аккумуляторными батареями

Электроколяска для инвалидов и пенсионеров. Май 2015, Ордалстанген, Норвегия

Аккумуляторные электромобили являются самым первым и простым видом электромобилей. Первые работоспособные модели были построены ещё в конце XIX века. Активно использовались в США вплоть до 20-х годов XX века. В течение 30-40 гг. наиболее активно применялись в Германии. С 1947 г. широко используются в Англии.

Принципиальная схема аккумуляторного электромобиля в общем случае следующая: аккумуляторная батарея через силовую электропроводку и систему регулирования (управления) тягового электродвигателя соединяется с ТЭД, который, в свою очередь, передаёт главной передаче крутящий момент.

Технико-экономические параметры данного типа электромобилей, прежде всего, зависят от характеристик применяемых аккумуляторных батарей. Величина желаемого пробега электромобиля на один заряд батареи (запас хода) прямо пропорциональна отношению веса аккумуляторной батареи к полному весу электромобиля. Зависимость веса батареи от грузоподъемности электромобиля значительно выше, чем зависимость веса карбюраторного двигателя от грузоподъемности автомобиля.

Электромобили, оснащенные топливными элементами

Характерной особенностью электромобилей, оснащенных ТЭ (топливными элементами), является то, что масса энергосиловой установки не изменяется при изменении её энергоёмкости, а увеличение запаса хода может быть достигнуто за счет увеличения массы топлива в топливных баках (как в автомобилях с ДВС).

Таким образом, с одной стороны, ТЭ позволяют существенно повысить запас хода электромобиля, но, с другой стороны, топливо для них имеет высокую стоимость, а также может быть токсичным и при переработке в ТЭ выделять в атмосферу вредные вещества. В электромобилях с воздушно-алюминиевыми электрохимическими генераторами для получения электрического тока используется процесс окисления алюминия в воздушно-алюминиевом топливном элементе.

Комбинированные энергоустановки

В конце 60-х и начале 70-х годов был разработан ряд опытных образцов электромобилей с энергосиловыми установками типа «Аккумуляторные батареи — Топливные элементы»:

  • В Англии на базе DAF 44 был создан электромобиль со смешанной системой питания от аккумуляторных батарей и от гидрозийно-воздушных ТЭ с удельной мощностью 160 Вт/кг. При разгоне основная нагрузка ложилась на батареи, в остальных режимах — на топливные элементы, подзаряжающие аккумуляторную батарею.
  • В США на базе Austin A-40 был изготовлен электромобиль с комбинированной системой, включающей щелочные водородно-воздушные элементы и свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Запас хода достигал 320 км.

Электромобили, использующие другие источники энергии

Электромобили на солнечных батареях

Существует множество конструкций электромобилей на солнечных батареях, так называемых «солнцемобилей», однако их общей проблемой является низкий КПД батарей (обычно порядка 10-15 %, передовые разработки позволяют добиться 30 %), что не позволяет запасать значительное количество энергии за день, сокращая суточный пробег; к тому же солнечные элементы бесполезны ночью и в пасмурную погоду. Вторая проблема — дороговизна солнечных батарей.

Среди примеров солнцемобилей можно назвать прототипы Venturi Astrolab, Venturi Eclectic (дополнительно оснащённый ветровой установкой), концепт-кар ItalDesign-Giugiaro Quaranta (впрочем, энергии, которую накапливают солнечные батареи, хватает в нём разве что на питание бортовой электроники), итальянский Phylla, а также SolarWorld GT, который в 2012 году совершил кругосветный марафон. Последний оборудован двумя мотор-колёсами Loebbemotor номинальной мощностью 1,4 кВт каждое (пиковая мощность — 4,2 кВт каждое, или в сумме — 11,42 лошадиные силы). Благодаря малой массе (карбоновый кузов позволил добиться веса 260 кг, сам кузов весит 85 кг) и аэродинамически совершенной форме кузова (Сх = 0,137), удалось добиться максимальной скорости 120 км/ч. Круизная скорость — 50 км/ч (при работе моторов на номинальной мощности), на ней SolarWorld GT может проехать 275 км — больше, чем многие современные электромобили. Этот пробег обеспечивает 21-килограммовая литий-ионная батарея ёмкостью 4,9 кВч.

Также существуют гибридомобили, которые приводятся в движение как солнечной энергией, так и педалями. В основном, это самодельные машины, однако существуют проекты по серийному выпуску подобного транспорта, в частности, SolarLab rickshaw и венгерский Antro Solo.

Для поощрения производства солнцемобилей и их популяризации существуют соревнования вроде трансавстралийского ралли «Всемирный солнечный вызов (англ.)». На подобных соревнованиях обычно состязаются студенты технических ВУЗов, создающие подобные модели в качестве дипломных работ.

Производство и эксплуатация

Современное применение

Основная статья: Зарядная станция
15-местный прогулочный электроавтобус
15-местный прогулочный электроавтобус
2011 Chevrolet Volt
Электромобиль Reva NXR (Индия) ~9,995 евро
Электромобиль для коротких (до 40 км) поездок — NEV от Dynasty IT
Электроцикл украинского производства

В 2004 году в США эксплуатировалось 55852 электромобиля. Кроме этого, в США эксплуатируется большое количество самодельных электромобилей. Наборы комплектующих для конвертации автомобиля в электромобиль продаются в магазинах. Мировой лидер по производству электрического транспорта — Китай. В 2014 году в Китае было продано 75 тысяч электромобилей, что составляло 25 % мирового рынка.

Помимо этого, небольшие электромобили упрощённой конструкции (электрокары, электропогрузчики и т. д.) широко применяются для перевозки грузов на вокзалах, в цехах и больших магазинах, а также как аттракцион. В данном случае все недостатки в виде малого запаса хода и скорости, высокой собственной стоимости батарей и массы, перекрываются преимуществами: отсутствием вредных выхлопов и шума, что принципиально важно для работы в закрытых людных помещениях. Формально к электромобилям такие машины относить не принято из-за специфичности их применения.

Также созданы и активно эксплуатируются прогулочные электроавтобусы открытого типа на 14-15 мест для мест массового отдыха и посещения природных заповедников.

Основной фактор, сдерживающий массовое производство электромобилей, — малый спрос, обусловленный высокой стоимостью и малым пробегом от одной зарядки. Существует точка зрения, что широкое распространение электромобилей сдерживается дефицитом аккумуляторов и их высокой ценой. Для разрешения этих проблем многие автопроизводители создали совместные предприятия с производителями аккумуляторов. Например, Volkswagen AG создал совместное предприятие с Sanyo Electric, Nissan Motor с NEC Corporation и т. д.

Имеющееся серийное производство

Электромобили производят множество автомобилестроительных компаний (Nissan, BMW, Mitsubishi, Сhevrolet и др.). Здесь представлены только компании, выпускающие преимущественно электромобили:

  • Rimac Automobili
  • Tesla Motors
  • Modec
  • Lightning car
  • БГ Кар
  • ZENN Motor Company
  • ZAP! (Zero Air Pollution)
  • Phoenix Motorcars
  • REVA

Модели электромобилей

Прототип Eliica (Япония). Мощность 640 л. с. Развивает скорость 370 км/ч.

Наиболее известными серийно выпускающимися моделями электромобилей можно считать: Toyota RAV4 EV, ZENN, ZAP Xebra, General Motors EV1, Chevrolet Volt, Volvo C30 BEV, Tesla Roadster, Tesla Model S, Modec EV, Reva NXR, Renault серия Z.E., Renault ZOE, Nissan LEAF, Tazzari ZERO, Lada Ellada.

Прототип Mitsubishi i MiEV (Япония)

Лидеры рынка на конец 2011 года: Mitsubishi i MiEV, совокупные продажи в Японии и Европе достигли 15000 по состоянию на сентябрь 2011 года, в том числе 4000 единиц марки, как Peugeot ion и Citroen C-ZERO во Франции, Nissan LEAF, продажи достигли 15 000 единиц к сентябрю 2011 года.

Электробус «Лужок» предназначен для перевозки тридцати пассажиров с максимальной скоростью 25 км/ч в парковых и выставочных зонах городов. Работает на аккумуляторных или конденсаторных батареях, питающих двигатель постоянного тока ДПТ-45 мощностью 45 кВт. При торможении рекуперирует энергию назад в батареи. На одной зарядке способен проехать 15 км.

Электромобиль ГАЗ 330 21Е «Газель-Электро» предназначен для перевозки грузов в городе. При максимальной скорости в 75 км/ч и грузоподъёмности в 1000 кг способен без подзарядки проехать 20 км. Работает на аккумуляторной или конденсаторной батарее. В качестве двигателя используется коллекторный электродвигатель постоянного тока ДПТ-45 или асинхронный АЧТ 160 М4.

Грузовые электромобили

На сегодняшний день существует уже довольно много разных электрических грузовиков, причём это как электроверсии ранее существовавших дизельных машин, так и полностью самостоятельных конструкций .Примером самостоятельной конструкции на сегодняшний день является "Tesla Semi , Cummins AEOS" а также много других менее известных машин .

Интеграция дома и электромобиля

Разрабатываются различные концепции интеграции электромобилей и жилых домов (анг. Vehicle-to-Home (V2H)). Например, старые аккумуляторы электромобиля могут несколько лет проработать в роли стационарных накопителей электроэнергии. Собранные вместе, снабжённые инвертором и сетевым фильтром, 5-10 аккумуляторов от электромобиля Chevrolet Volt могут обеспечить несколько коттеджей или малый бизнес резервным питанием во время аварийных отключений на несколько часов.

Стандарт быстрой зарядки CHAdeMO начиная с версии 1.1 поддерживает как зарядку электромобиля, так и питание от него внешних потребителей. Соответственно подключенный электромобиль может работать как буферный аккумулятор в системе бесперебойного питания здания.

Перспективы

Согласно исследованиям IDTechEx, индустрия электротранспорта достигла в 2005 году уровня продаж в 31,1 миллиардов долларов по всему миру (включая гибридный транспорт). К 2015 году рынок электротранспорта вырастет примерно в 7 раз и достигнет $227 млрд.

Некоторые автопроизводители не собираются производить гибридные автомобили, а сразу начать производство электромобилей. Они отстали в научных разработках, не могут самостоятельно создать гибридный автомобиль, или считают гибриды бесперспективными. Например, японская компания Mitsubishi Motors в 2009 году начала промышленное производство электромобилей на базе Colt. На нём будут установлены литий-ионные аккумуляторы. Существующие прототипы имеют дальность пробега 150 км.

Ведутся работы над созданием аккумуляторных батарей с малым временем зарядки (около 15 минут), в том числе и с применением наноматериалов. В начале 2005 года компания Altairnano объявила о создании инновационного материала для электродов аккумуляторов. В марте 2006 года Altairnano и Boshart Engineering заключили соглашение о совместном создании электромобиля. В мае 2006 года успешно завершились испытания автомобильных аккумуляторов с Li4Ti5O12 электродами. Аккумуляторы имеют время зарядки 10—15 минут.

Рассматривается также возможность использования в качестве источников тока не аккумуляторов, а суперконденсаторов (ИКЭ-конденсаторов), имеющих очень малое время зарядки, высокую энергоэффективность (более 95 %) и намного больший ресурс циклов зарядка-разрядка (до нескольких сотен тысяч). Опытные образцы ионисторов на графене имеют удельную энергоёмкость 32 Вт·ч/кг, сравнимую с таковой для свинцово-кислотных аккумуляторов (30–40 Вт·ч/кг).

Разрабатываются электрические автобусы на воздушно-цинковых (Zinc-air) аккумуляторах.

Toyota работает над созданием нового поколения гибридных автомобилей Prius (полный гибрид, plug-in гибрид, PHEV). В новой версии водитель по желанию может включать режим электромобиля, и проехать на аккумуляторах примерно 15 км. Подобные же модели разрабатывает Ford — модель Mercury Mariner — пробег в режиме электромобиля 40 км, и Citroen — модель C-Metisse — пробег в режиме электромобиля 30 км и другие. Toyota изучает возможность установки устройств для зарядки аккумуляторов гибридов на бензозаправочных станциях.

General Motors в январе 2007 года представил концепт Chevrolet Volt, способный проезжать в режиме электромобиля 65 км.

Почта Японии, начиная с 2008 года, планирует приобрести 21000 электромобилей для доставки почтовых отправлений на короткое расстояние.

По прогнозам PriceWaterhouseCoopers к 2015 году мировое производство электромобилей вырастет до 500 тыс. штук в год.Основатель компании POD Point Эрик Фэирберн рассказал, что проект поддержали множество крупных инвесторов, таких как Barclays, что является огромным шагом вперед в развитии индустрии электромобилей.

В России производители гибридов пока не видят больших перспектив развития рынка электромобилей. Аргументируют это отсутствием правительственной поддержки, большими географическими границами и акцентом на сырьевую экономику. Существенной проблемой также является резкое сокращение пробега машины при включении обогрева от аккумулятора в зимнее время.

Планы автопроизводителей

Компания Страна год планы
Rimac Automobili Хорватия 2013
2016
начало продаж Rimac Concept One, в настоящее время также продаётся Rimac Concept S — прибавка почти 300 л. с. и 200 Н*м крутящего момента к предыдущей модели и имеет более агрессивный аэродинамический обвес
Tesla Motors США 2012
2015

2017

начало продаж Model S
начало производства Model X

начало продаж Model 3

Renault Франция 2012 начало продаж Renault Zoe
Nissan Япония 2012
2013
серийное производство
начало производства e-NV200 в Испании
Detroit Electric Китай — США 2012 увеличить производство до 270 тысяч в год.
BMW Германия 2012 начало продаж в США
Dongfeng Nissan Китай — Япония 2012 начало продаж в Китае
Ford США 2010
2011
2012
Коммерческий грузовик
Микроавтомобиль
Автомобиль С-класса
Toyota Япония 2012 начало производства iQ
Honda Япония 2012
2012
начало продаж в Китае Fit EV
начало продаж в США Fit EV
Chrysler США 2012 Начало производства.
Автоваз Россия 2012 Начало продаж Lada ELLada
Kia Ю. Корея 2012 Начало производства Ray EV.
General Motors США 2013 Начало производства Cadillac Converj
BYD Daimler New Technology Co. Ltd. Китай — Германия 2013 Начало производства Denza
GM Korea Ю. Корея 2013 Начало производства Chevrolet Spark.
Mercedes-Benz Германия 2014 Начало продаж электромобиля B-класса.
Mitsubishi Motors Япония 2015 Начало продаж в России 7 моделей электромобилей, в том числе с увеличенным запасом хода.
SEAT Испания 2016 Начало производства Altea XL Electric Ecomotive

Правительственные планы


Германия

Зарядная станция в Германии
Зарядная станция для электромобилей в Москве.

В 2011 году правительство Германии приняло программу развития производства и эксплуатации электромобилей. Цель программы — довести число автомобилей с электробатареями в стране к 2020 году до 1 миллиона, а до 2030 года число таких машин должно возрасти уже до 6 миллионов. При этом программа предполагает ряд мер для стимулирования спроса на такие автомобили. В частности, на 10 лет владельцы электромобилей освобождаются от налогов на транспортное средство. Помимо специальных парковочных мест для электромобилей, в Германии предполагается создать ещё и специальные полосы для них.

На разработку батарей для автомобилей правительство до 2013 года выделяет дополнительно 1 миллиард евро. Ранее на программу уже была выделена такая же сумма. Для координации работы при правительстве будет создана специальная группа. Кроме того, к 2014 году планируется выстроить инфраструктуру для подзарядки батарей и создать примерно 7 тысяч общественных зарядных станций.

Правительство Германии планирует к 2020 году вывести на дороги страны 1 миллион электромобилей, гибридных автомобилей и полных гибридов (PHEV). Серийное производство началось уже в 2011 году. В 2012 году на эти цели из бюджета выделено 500 миллионов евро.

Франция

Правительство Франции планирует к 2012 году вывести на дороги страны более 100 тысяч электромобилей.

Ирландия

Правительство Ирландии планирует к 2020 году 10 % транспорта перевести на электроэнергию.

Япония

В августе 2006 года Министр экономики, торговли и промышленности Японии утвердил план развития электромобилей, гибридных автомобилей и аккумуляторов для них. Планом предусмотрено к 2010 году начать в Японии массовое производство двухместных электромобилей с дальностью пробега 80 км на одной зарядке, а также увеличить производство гибридных автомобилей.

Китай

Правительство Китая планирует начать испытания до 2012 года в 11 городах страны 60 тысяч автомобилей, включая электромобили, гибриды и автомобили на водородных топливных элементах.

Министерство Науки и технологий Китая разрабатывает 12-й пятилетний план для электромобилей на 2012—2016 годы. В план могут войти положения:

  • снизить стоимость аккумуляторов на 50 %;
  • вывести на дороги страны 1 миллион электромобилей к 2015 году;
  • увеличить мощности по производству аккумуляторов до 10 000 МВт. в год;
  • разработать стандарты для электромобилей;
  • и т. д.

К 2030 году в Китае запланировано прекратить производство автомобилей с бензиновыми двигателями.

Южная Корея

Правительство Южной Кореи поставило цель автомобилестроительным компаниям начать массовое производство электромобилей до второй половины 2011 года и произвести 1 миллион электромобилей к 2020 году.

Индия

В Индии принят National Electric Mobility Mission Plan 2020 (NEMMP 2020), согласно которому, к 2020 году планируется увеличить парк электрического транспорта до 6—7 миллионов штук.

Норвегия

Правительство Норвегии планирует к 2025 году полностью перевести на электромобили весь автотранспорт в стране.

Швеция

Шведское правительство запланировало к 2030 году полностью прекратить продажу автомобилей с бензиновым двигателем.

Энергетика

Уравнение баланса энергии:

e·Gб = ?·L (Ga + Gэ + Gб + Gп)·10 где е — удельная энергоемкость батареи, Вт*ч/кг; ? — удельный расход энергии при движении в режиме, для которого задан запас хода, Вт*ч/(т*км); Ga — масса экипажной части, кг; Gэ — масса электропривода, кг; Gп — полезная нагрузка, кг; Gб — масса батареи, кг.

Полная масса электромобиля, кг:

G = Gа+Gэ+Gп+Gб

Вес аккумуляторной батареи (в первом приближении):

Gб = ?·G·L·? ? — удельный расход энергии на 1 т*км полного веса при заданной скорости движения, кВт*ч/(т*км); L — запас хода, км; ? — удельный вес аккумуляторной батареи, кг/кВт*ч.

Удельная энергия батареи:

?б = K·L/(Gб/G) = K·L/? где К — расход энергии, отнесенный к 1 км*кг, Вт*ч/(кг*км); ? — относительная масса батареи.

Максимальная мощность обеспечения механического движения:

Рд = ±Ркт±Ра±Рн где Рк — мощность, затрачиваемая на ускорение электромобиля; Рт — мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления качению; Ра — мощность, затрачиваемая на преодоление аэродинамического сопротивления; Рн — мощность, затрачиваемая на преодоление подъёма.

Полная мощность батареи:

Рэ = Рд/(?м·?э)+Рвсп где ?э — потери энергии на преобразование электрической энергии в механическую; ?м — потери механической энергии при передаче на тяговые колеса; Рвсп — мощность, затрачиваемая на вспомогательные нужды. В ближайшее время планируется строительство зарядных станций в Лондоне и других городах Великобритании.