Если я заменю батарейки
Фото: Автопилот
Электромобиль появился чуть ли не на полвека раньше, чем автомобиль с таким привычным для нас ДВС. B начале ХХ века электромобиль считался едва ли не перспективнее. Отсутствие шума и выхлопа создавало фантастический уровень комфорта для шофера и пассажиров в отличие от коптящих и шумящих бензиновых машин. Кстати, передачи переключать тоже не надо было. А для автомобилей того времени это было той еще задачей. Однако у электромобилей была серьезная проблема – запас хода. И к 20-м годам ХХ века электромобиль начал сдавать позиции. Развитие дорог и улучшение двигателей внутреннего сгорания, появление развитой сети заправочных станций и другие причины сделали радиус действия обычного автомобиля фактически бесконечным. А на электромобиле уехать дальше чем на 50 км было по-прежнему невозможно.
Об электромобилях вспомнили во второй половине 1960-х, когда в Калифорнии впервые были введены нормы содержания отравляющих веществ в отработавших газах. Экономия топлива стали всерьез волновать всех в 1970-е, когда сильно подорожала нефть. Вскоре электромобили стали модным явлением, поддерживаемым многими государствами и горячо одобряемым всевозможными экологическими движениями. И сегодня они есть в модельной линейке практически любой уважающей себя автомобильной фирмы.
Главные проблемы, с которыми сталкивается современная индустрия автомобилей на электричестве, прежние: долгое время зарядки аккумуляторов и ограниченный пробег на одном заряде.
В течение долгого времени на электромобилях в основном ездили богатые игроки в гольф и не слишком богатые водители погрузчиков на складах.
Фото: Автопилот
Сегодня подавляющее большинство производителей используют литий-ионные батареи как в смарфонах, только большие. Их существенным минусом является не только большая масса, но и продолжительность процесса зарядки. Так, например, Nissan Leaf полностью заряжается от 220-вольтовой розетки за 11 часов. А знаменитая Tesla Model S, обладая батареями еще большей емкости, вообще прибавляет за каждый час зарядки всего 14–15 км, если речь идет про обычную домашнюю электрическую розетку.
Это стало одной из причин, по которой некоторые автопроизводители решили не отказываться полностью от двигателей внутреннего сгорания, но использовать их как генераторы для выработки электрического тока, подзаряжающего аккумуляторы. Такой двигатель стоит, например, на Chevrolet Volt. Даже на сугубо электрический BMW i3 можно заказать Range Extender – двухцилиндровый бензиновый мотор и небольшой бензобак. Еще дальше пошли в компании Mitsubishi. PHEV умеют не только заряжаться от работы ДВС, но и применять его для непосредственного вращения колес.
В 2004 году ученые открыли новый материал – графен, на основе которого можно производить в том числе аккумуляторные батареи. Которые будут примерно вполовину легче литий-ионных, в производстве будут дешевле, но самое главное – заряжаться будут в несколько сотен раз быстрее. Испанская компания Graphenano, которая производит подобные аккумуляторы, уже поставляет их для всесторонних испытаний ведущим немецким автокомпаниям.
Фото: Автопилот
Солнцемобили строили в разное время. Но это направление автомобилестроения считается крайне неперспективным. Современные технологии выработки электроэнергии из солнечного света весьма громоздки. Поэтому в данный момент удел солнечных батарей – это единичные и зачастую самодельные машины, используемые для гонок экологически чистого транспорта.
Фото: Автопилот
Но все это, конечно, полумеры и в какой-то степени шаги назад. Популяризации Model S, помимо того что она красивая и престижная, способствовало то, что компания Tesla стала строить специальные зарядные станции. Электричество для этих станций вырабатывается экологически чистым способом прямо на месте. Владельцы моделей Tesla могут заряжаться на таких заправках, которые производитель называет Supercharger, абсолютно бесплатно. Притом напряжение 400 В позволяет зарядить батареи наполовину всего за 20 минут. Компания Porsche заявляет, что их будущий электроседан e-Mission будет заряжаться на 80 процентов уже за 15 минут.
Для этого, правда, потребуется особая зарядная станция с напряжением уже 800 В, которых пока не существует… И тут становится понятно, что успех электромобилей – вопрос не только инженерных решений, но и сотрудничества автопроизводителей с государствами и друг с другом. Например, сегодня существует полдюжины различных разъемов для зарядки электромобилей. Каждый производитель видит собственный вид вилки и розетки оптимальным. Хотя универсальный разъем для Европы – Mennekes Type 2 – был выбран еще в 2009 году, он отличается от разъема для Tesla и некоторых других моделей.
Отдельная тема – сменные батареи единого стандарта. Если бы их удалось придумать, то водитель электромобиля тратил бы на заправке не больше времени, чем дачник, меняющий пустой газовый баллон на полный. Но до этого пока далеко.
Мирный атом
В 1958 году мир грезил будущим и космосом. Автомобильные концепты больше походили на самолеты-истребители, а инженеры не боялись экспериментировать. Одним из самых удивительных примеров такой фантазии является концепт Ford Nucleon. Экстравагантная внешность с далеко вынесенной вперед кабиной водителя объяснялась конструктивными особенностями: людей хотели удалить от источника радиации и уравновесить тяжелую защиту. Автомобиль должен был работать исключительно за счет энергии ядерного реактора, что обещало пробег на одной заправке до нескольких тысяч километров! Но реализовать идею компактного реактора не удалось.
Фото: Автопилот
Сейчас, когда после Чернобыля и Фукусимы атомную энергетику считают слишком рискованной, появление новых проектов в этом направлении практически исключено.
И снова водород
О преимуществах решений, которые реализовали BMW и Mazda, мы уже говорили. Если автомобиль негде заправить водородом, он едет на обычном бензине. В конструкции используются привычные силовые агрегаты, так что автопроизводителям не нужно переоборудовать свои заводы. Однако мир, похоже, всерьез готовится к реформе – и сегодня предпочтительным методом использования водорода становятся топливные элементы: в них водород реагирует с кислородом воздуха, в результате чего вырабатывается электричество. Ну а дальше все как в обычном электромобиле.
Уже сегодня в некоторых странах можно приобрести Toyota Mirai – это серийная модель на топливных элементах. Так же как продавалась Honda Clarity до недавнего времени. Сердцем этих японских автомобилей является установка на топливных элементах. В результате химической реакции взаимодействия водорода и кислорода вырабатывается электроэнергия, а продуктом реакции является лишь водяной пар.
Физкульт-привет
В начале XVII века, задолго до первых автомобилей, житель Новгородской области Леонтий Шамшуренков разработал «самобеглую коляску» с педальным приводом. Так мир начал передвигаться с помощью тех же ног, но уже намного эффективнее и быстрее. Сегодня подобные транспортные средства это целая индустрия, с собственными соревнованиями, чемпионами и рекордами. Так, например, рекорд скорости для педального автомобиля составляет 133,78 км/ч.
Вот к этому типу привода мы со временем, вероятно, и придем.
Фото: Автопилот