В последнее время автопроизводители наращивают производство электромобилей. Их все чаще и больше можно увидеть в городах Европы и Америки. В нашей стране эта технология пока молода и неразвита. Многие граждане даже не представляют, что такое электромобиль и как он работает. Попробуем разобраться
Как устроен электромобиль?
Внешне электромобиль не отличается от обычного автомобиля: капот, багажник, крыша, четыре колеса. Однако внутри все совершенно иначе. Вместо традиционного двигателя внутреннего сгорания и сложной коробки переключения передач (механики, автомата, вариатора) – электромотор и одноступенчатый редуктор. Вместо систем охлаждения, подачи топлива, отвода выхлопных газов – аккумулятор и преобразователь тока (от зарядки к АКБ и от АКБ к электромотору). Изменилась даже система отопления салона: ведь теперь она не связана с ДВС, а является полностью автономной (ТЭН питается от тягового аккумулятора). В то же время по-прежнему осталась подвеска и тормозная система автомобиля, разве что последняя получила «поддержку» в виде системы рекуперации энергии. В итоге конструкция электрокара оказывается существенно проще устройства традиционного автомобиля с ДВС, что, в свою очередь, обещает высокую надежность. На фоне возможных сложных и дорогостоящих поломок двигателя или трансмиссии, электрокар выглядит образцом надежности!
Что такое «медленная», «ускоренная», «быстрая» зарядка?
Электромобиль можно заряжать тремя способами. Прежде всего, от обычной бытовой розетки. В таком случае максимальная мощность ограничен возможностями розетки и, как правило, составляет 2-3,5 кВт. Таким образом, для полного заряда даже небольшой АКБ (к примеру, 24 кВтч) может потребоваться 7-12 часов – это и есть медленная «ночная» зарядка.
Однако не спешите гневаться на медленную «ночную» зарядку. Во-первых, это самый простой и дешевый способ обустроить зарядную станцию для электромобиля. Фактически нужна лишь розетка с заземлением. Во-вторых, это самый бережливый и комфортный для АКБ способ зарядки.
Следующий этап – т.н. «ускоренная зарядка» (AC-alternating current = переменного тока): использование мощного (10-22 кВт) источника питания с 3-фазным переменным током. Однако здесь все упирается в возможности встроенного зарядного устройства электромобиля. Сегодня электрокары имеют зарядное устройство мощностью 3,6 кВт (в расчете на обычную розетку, и тогда от «ускоренной» мало пользы); 6,6 или 7,2 кВт (некоторые версии Nissan Leaf, VW e-Golf, Ford Focus Electric с разъемами type 1); 10 кВт (электрический Mercedes B-класса, type 2 разъем); 16-22 кВт (Renault Zoe, электромобили Tesla в зависимости от версии- обе type 2). Как правило, чем дороже электромобиль и больше его АКБ, тем более мощного зарядное устройство используется; исключением здесь является лишь Renault Zoe, которая может зарядиться на 150 км за один. При использовании ускоренной зарядки и при наличии ЗУ мощностью 6,6 кВт в электрокаре, условный аккумулятор на 24 кВтч можно зарядить за 4 часа (около 40 км хода за один час); а если будет ЗУ мощностью 10 кВт – то за 2,5-3 часа. Это и есть «ускоренная» зарядка. Больше всего она нужна электромобилям Tesla, которые имеют большие АКБ (60-100 кВтч): в таком случае их можно полностью зарядить за 4-8 часов; иначе полный заряд от розетки мог бы занять 1,5-3 суток.
Наконец, «быстрая зарядка» (DC-direct current = постоянного тока) – это зарядка формата «80% АКБ за 30 минут»: здесь используется постоянный ток высокого напряжения (50 кВт и больше) и электроэнергия поступает в аккумулятор электромобиля напрямую, миную его зарядное устройство. Поэтому данная зарядка требует отдельного зарядного разъема (Combo 1, Combo 2 или Chademo), который отличается от зарядного разъема для «медленной» и «ускоренно» зарядки. Далеко не во всех электрокарах подобный разъем есть: он мог быть вообще не предусмотрен конструктивно либо предлагался в качестве опции за дополнительную плату. Кроме того, для подобной зарядки требуется специальные мощные (и очень дорогие) зарядные станции – сейчас в Украине таких лишь несколько штук, они расположены в крупных городах. Плюс принято считать (хотя это не доказано), что «быстрые» зарядки негативно влияют на состояние АКБ. С другой стороны – пока это единственный способ быстро зарядить электрокар…
Рекуперация – что это? И как проехать больше?
Рекуперация – это накопление энергии во время замедления электромобиля. При отпускании педали акселератора, электромотор начинает работать как генератор: от вращения ротора вырабатывается электроэнергия, которая направляется в АКБ. Это крайне важное и полезное свойство: после разгона или заезда на холм, когда было потрачено много энергии, следует замедление или спуск с холма – и часть энергии можно вернуть назад в АКБ и в будущем использовать для проезда очередных пары-тройки километров! Кроме того, рекуперация замедляет электромобиль, что удобно при неспешной езде и мягких торможениях на светофоре: так можно собирать энергию, а не растрачивать ее на нагрев тормозных дисков. Да и сами тормоза – колодки, диски – служат дольше, поскольку часть «работы» по торможению выполняет система рекуперации.
Словом, если хотите проехать больше – обязательно используйте рекуперацию энергии. Из других советов отметим необходимость предварительного охлаждения или прогрева салона электромобиля во время зарядки – чтобы тратит на это электроэнергию из розетки, а не из тягового аккумулятора. Остальные советы аналогичны обычным автомобилям: плавно разгонятся, стараться просчитывать движения наперед.
Нужно ли ТО и уход для аккумулятора, электромотора, подвески?
Привычного «автомобильного ТО» – масло, фильтры, свечи зажигания – для электрокар нет; что, кстати, здорово экономит деньги. Есть лишь периодическая диагностика ходовой части и замена воздушного фильтра салона; сервис достаточно посещать раз в 30-40 тыс. км. или раз в 1,5-2 года. Согласно рекомендациям производителя, следует менять тормозную жидкость (раз в 2 года), масло в редукторе (согласно пробегу или раз в 5 лет), антифриз в аккумуляторе (раз в 5-10 лет). В остальном – только диагностика и замена деталей электромотора или ячеек АКБ по мере их износа. Как правило, сколько-нибудь существенные ремонты (электромотора или АКБ) требуется лишь спустя 8-10 лет эксплуатации электромобиля. Среди правил ухода отметим лишь одно, но самое главное: периодически, раз в 1-2 недели, доводить АКБ до глубокого разряда (остаток зарядка 5-10%) с последующей медленной «ночной» зарядкой.
Перспективы развития в нашей стране
Все это очень интересно и красиво, но каковы перспективы развития электромобилей в таких странах, как Россия и Беларусь? Тут придётся добавить несколько жирных ложек дегтя.
Проблем с этой технологией тоже хватает. Вероятней всего технология электромобилей будет приживаться у нас очень медленно и неохотно. При детальных подсчетах всех выгод и недостатков выходит, что стоимость эксплуатации электромобиля будет такой же, как хорошей дизельной машины. Нельзя упускать и тот факт, что электромобиль стоит в два и более раза дороже дизельных и бензиновых конкурентов. Аккумулятор тоже не вечен. Его придётся менять как минимум 1 раз в 6 лет, а лучше через каждые 2 года и на данный момент он стоит от 3 до 5 тысяч долларов.
Нужно также заметить, что в случае поломки электромобиля придется ожидать доставки оригинальных запчастей, которые обойдутся очень недешево. Установка же запасных деталей и агрегатов окажется также определенной сложностью, ведь мастеров практически нет. Придется определенным образом снизить удобство и независимость эксплуатации автомобиля или обзавестись еще и машиной на ископаемом топливе, чтобы иметь мобильность и свободу.
Технологии новые, они нуждаются в дополнительной разработке и в снижении цены. Когда аккумулятор будет стоить 500-600 долларов, эксплуатация электромобилей станет выгодной. Интересно, что в Америке и Европе многие банки уже предлагают услугу «аккумуляторный фонд» для владельцев электромобилей. С вашего дохода выделяется определенный процент, чтобы через три-четыре года вы смогли купить новый аккумулятор и не брать на него банковский кредит.
