Электромобили. Какими бывают и чем отличаются
Все знают, что такое электрический автомобиль или electric vehicle (EV)? На всякий случай, напомним — это автомобиль, который приводится в движение электромотором, питающимся от перезаряжаемых аккумуляторных батарей или иных накопителей электрической энергии (электричества). Это такое классическое определение электрокаров, в которых есть электродвигатель и он питается от автономного бестопливного источника. Но на деле электромобилями часто называют все (любые) автомобили, в которых есть электромотор. Мы хотим рассказать вам об отличиях и особенностях всех, существующих на сегодня, видов электрического транспорта. Но сначала немного истории.
История электрических повозок уходит глубоко в 19 век — именно тогда, в 1828 году, венгр Аньос Джедлик создал крошечный автомобиль, больше похожий на скейтборд, с самым первым вариантом электромотора. Чуть позже шотландец Роберт Андерсон изобрел первый экипаж на электрической тяге. В 1835 году появился первый электромобиль, построенный голландцами Стратином Гронингеном и его помощником Кристофером Беккером. Более привычный для современного человека агрегат представили публике в 1881 году на «Парижской выставке электричества». Электромобиль Густава Труве имел запас хода на 36 километров и максимальную скорость 12 км/ч. При этом, ещё в 1847 году в городе Питсбург работал уже целый локомотив, который «питался» электрическим током от рельсов. В 80-х годах 19 века Ральф Уорд запустил в Лондоне линию движения электрических омнибусов, а в 1897 году в Нью-Йорке запущены электрические такси. В 1899 году на построенном бельгийцем Камилем Женатци электромобиле La Jamais Contente был установлен рекорд скорости всей планеты — почти 106 км/ч! Пик производства электромобилей приходился на 1912 год, в 20-х годах 20 века они использовались уже очень широко, в основном для пассажирских перевозок.
Так отчего же и почему мир в итоге пошёл по пути двигателей внутреннего сгорания? И практически на 100 лет забыл о своём славном электромобильном прошлом?.. Увеличившаяся добыча нефти, которая стала доступной и более дешёвой — раз. Изобретение электромотора-стартёра для ДВС, значительно облегчившего жизнь водителя, которому больше не приходилось «дёргать ручку» или заводить с «толкача» — два. И наконец Генри Форд со своим конвейерным массовым производством, повлекшим за собой падение цен на автомобили с ДВС — три… На этом была поставлена жирная точка на электрокарах почти на целый век, пока в 1997 году Toyota не представила свой гибридный Prius. Автомобиль, открывший новую эру экологических стандартов и кардинально изменивший представление потребителей о личном транспорте.
Гибридные автомобили — HEV (Hybrid Electric Vehicle)
- Отличие: заряжаются от топливного двигателя во время движения
В основе гибридного автомобиля — силовая установка, состоящая из топливного двигателя и электромотора, который питается от аккумулятора, заряжающегося от топливного двигателя во время движения и от электродвигателя во время торможения. Подключить батарею к внешним источникам питания нельзя. Мощности электродвигателя хватает на управление автомобилем на малых скоростях, поэтому гибрид особенно выгоден при городском цикле движения.
- Представители: Тойота Приус
Приус — самый известный представитель гибридов, выпускается с 1997 года и до сих пор остается одной из самых популярных в своем сегменте. Даже сейчас, когда все буквально ринулись выпускать «электрички», Toyota продолжает активно заниматься гибридными технологиями. Например, недавно компания открыла доступ к 24 тысячам патентов, связанных с гибридными и водородными технологиями. Любой желающий может ознакомиться с разработками Toyota бесплатно. Таким образом японский производитель хочет подстегнуть рынок HEV, который в последнее время заметно просел.
Подключаемые или плагин-гибридные автомобили — PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)
- Отличие: заряжаются от внешнего источника питания (розетки) или от двигателя
PHEV — это тоже гибридные автомобили, но у них, в отличие от HEV, аккумулятор можно подзарядить от внешних источников питания (зарядной станции или розетки), а не только от двигателя во время движения автомобиля. Запас батареи у современных подряжаемых гибридов достаточно большой. Подключаемые гибриды, как и их предшественники, отлично справляются с городским циклом. При таком ритме движения основную работу выполняет электродвигатель, а ДВС используется для подзарядки аккумуляторов.
- Представители: Шевроле Вольт, Митсубиши Аутлендер PHEV
Первым современным автомобилем с PHEV принято считать Renault Elect’Road — гибридную версию модели Kangoo, выпущенную в 2003 году. Электромобиль не получил широкого распространения и предлагался только корпоративным клиентам. Вторым авто с PHEV стал Шевроле Вольт, серийно выпущенный GM в 2010 году. Митсубиши Аутлендер PHEV — третий автомобиль, стоявший у истоков эпохи подключаемых гибридов и первый в мире кроссовер с подобным двигателем.
Полностью электрические автомобили BEV (Battery Electric Vehicle)
- Отличие: «чистые» электрические автомобили, без ДВС, которые подзаряжаются от внешних источников питания
BEV — это когда есть только электрический мотор, который питается от аккумулятора, который заряжается от зарядных станций или обычных домашних розеток. Современные электромобили подразделяются по емкости аккумуляторов и запасу хода (дальности хода). Они тише, чем обычные автомобили, они не выбрасывают в атмосферу через выхлопные трубы различные вредные и загрязняющие газы. Многие новые электромобили поддерживают функцию быстрой зарядки, когда буквально за полчаса заряд батареи можно восполнить до 80%.
- Представители: Тесла Model 3, Тесла Model S, Ниссан Лиф
Самая раскрученная машина в этом сегменте — Тесла Model 3. На ее фоне часто теряется другие, не менее важные, например, Ниссан Лиф, серийное производство которого успешно идет с 2010 года. Пока именно Теслы являются самыми популярными электромобилями в мире, но им буквально на пятки наступают Мерседес и Ауди, Фольксваген и БМВ, Ягуар, Вольво и даже классические американские «топливные» автопроизводители типа GM.
Электромобиль на топливных элементах — FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle)
- Отличие: заряжаются водородом на специальных зарядных станциях
Для движения FCEV преобразуют водородную энергию в электрическую. Автомобиль заправляется водородом от специальной колонки, принцип схож с заправкой обычным топливом. В процессе работы водород взаимодействует с кислородом, и в результате реакции высвобождается энергия, которая питает электродвигатель. Несмотря на свою экологичность, FCEV так и не получил массового распространения. Первые модели FCEV появились на дорогах в начале нулевых. Хотя ещё в 70-х годах 20 века нефтяные кризисы вдохновили BMW на создание первого автомобиля с водородным двигателем. В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. По-настоящему серийным автомобилем с водородным двигателем стала Тойота Мирай (2014 год).
- Представители: БМВ Hydrogen, Мерседес В-класс F-CELL, Хюндай Nexo, Тойота Мирай
Нынешнее поколение FCEV имеет достаточный запас хода. Например, Hyundai Nexo на одной заправке проезжает до 600 км. Одна из главных проблем FCEV (помимо стоимости) — отсутствие инфраструктуры зарядных станций. К примеру, в 2018 году крупнейшая сеть водородных заправочных станций США насчитывала всего 18 точек. Великобритания — около 16 000 пунктов зарядки электромобилей и всего 11 станций для водородных авто (данные на 2019/2020 годы). Но основной проблемой пока остаётся опасность взрыва, поскольку водород очень летуч и при первой же искре взрывается.
