Электромобили: преимущества, недостатки, перспективы

На улицах российских городов появляется все больше электрокаров. Их называют экологически безопасным и экономичным транспортным средством. Наши эксперты отвечают на вопрос, стоит ли покупать электромобиль в 2021 году,https://vd-tv.ru/content/avtomobili-tesla-glavnye-osobennosti-preimushhestva-pokupki-v-ssha

Как появились электромобили?

Первая тележка с электродвигателями и батареями на борту смогла преодолеть расстояние в 100 метров еще в 1841 году. А настоящие электромобили появились на европейских дорогах только в конце XIX века. Тогда они опережали бензиновых и паровых конкурентов по всем параметрам: скорости, динамике разгона, грузоподъемности и запасу хода. Минусом был только сложный процесс зарядки батарей. Пока не изобрели выпрямитель тока, приходилось соединять между собой электродвигатель переменного тока и генератор постоянного тока. Механизм тратил много энергии и часто ломался. Тем временем бензиновые машины становились все более совершенными — минусы электромобилей заставили надолго забыть об этом виде транспорта.

К ним вернулись на рубеже 1960-70-х годов, когда стоимость горючего резко возросла, а в крупных городах остро встала проблема выхлопов. Электромобили выпускались небольшими сериями, но по-прежнему оставались диковинкой. В 1990-х были выпущены первые крупные партии электротранспорта, который можно было взять в лизинг или аренду в США. Наглядно плюсы электромобилей продемонстрировала компания Илона Маска Tesla Motors. Ее спорткар Roadster приближался к бензиновым конкурентам по динамике и запасу хода.

В 2010-х выпуск электрокаров начали многие автомобильные компании: Mitsubishi, Nissan, Volkswagen, Toyota, Jaguar, Renault и другие. Благодаря массовому производству их цена снизилась в 1,5–2 раза. Экологически чистый транспорт впервые стал доступным.

Устройство электромобиля

Конструктивно у электрокаров мало отличий от бензиновых и дизельных автомобилей. Они также опираются на колеса, которые соединены с кузовом эластичной подвеской. Органами управления служат руль и две педали, как в машинах с автоматической коробкой передач.

Вместо двигателя внутреннего сгорания используется электрический. Его конструкция намного проще, в нем меньше движущихся частей, он реже требует обслуживания. Источником питания служит батарея. Трансмиссия максимально проста: обычно это одноступенчатый планетарный редуктор, который служит автоматической коробкой передач.

Выгода от использования электромобиля

Чтобы продемонстрировать плюсы электрокаров, сделаем несложный расчет. По данным аналитического агентства «Автостат», среднегодовой пробег автомобилей в России — 16 тысяч километров. Для сравнения возьмем два максимально похожих друг на друга транспортных средства — бензиновый Nissan Note 1,6 и электрический Nissan Leaf.

Бензиновый автомобиль расходует в городском цикле около 7,5 литров горючего на 100 км. При цене топлива около 50 рублей за литр его годовая заправка будет стоить 7,5 * (16 000 / 100) * 50 = 7,5 * 160 * 50 = 60 000 рублей.

При зарядке электромобиль потребляет около 30 кВт*ч электроэнергии. Этого хватает на 120 километров пробега в городе. Средний расход — 25 кВт*ч на 100 км. Стоимость одного киловатта в Москве — 5,66 рублей. Годовая зарядка будет стоить 25 * 160 * 5,66 = 22 640 рублей.

Это в 2,65 раз или на 63 % меньше, чем у традиционного двигателя внутреннего сгорания.

Стоимость обслуживания ходовой части, электроники, салона и кузова приблизительно одинаковая. Различия только в двигателе и трансмиссии.

Бензиновому автомобилю нужна смена масла, ремня газораспределительного механизма и свечей. В расчете на 16 тысяч километров это будет стоить около 8–10 тысяч рублей.

Из планового обслуживания электромобиля — только замена масла в редукторе, диагностика двигателя и определение остаточного ресурса батареи.

Стоимость материалов и работ в расчете на годовой пробег — около 2500 рублей, то есть в 4 раза меньше.

Другие преимущества электромобиля

1. Безопасность для городской среды. Нулевой выхлоп означает, что воздух вокруг нас становится чище.
2. Меньший уровень шума — в крупных городах с электрическим транспортом жить намного комфортнее.
3. Упрощенная конструкция — ремонт стоит дешевле и занимает меньше времени.
4. Лучшая динамика. Максимальный крутящий момент достигается с малых оборотов, электромобиль вырывается вперед на светофоре.
5. Безопасность. Центр тяжести смещен вниз, где находится батарея. Из-за этого электромобили реже переворачиваются и лучше управляются при резких маневрах.

Недостатки электромобилей

1. Ограниченный запас хода. У моделей стоимостью 3,5 миллионов рублей — до 200–250 километров. У бюджетных электрокаров — около 100–120 километров. Из-за этого их можно использовать только в городе. Премиальные электромобили лишены таких недостатков — Tesla Model S и Jaguar F-Pace проезжают более 500 км на одной зарядке.
2. Высокая цена. Стоимость бюджетного электромобиля — от 2–2,5 миллионов рублей, в 1,5–2 раза больше, чем у недорогих хетчбэков японского или европейского производства.
3. Чувствительность к температуре воздуха. Исследования показывают, что при 5° емкость батареи снижается на 20 %, при -5° — на 35–40 %, а при -12° — на 50 %.
4. Проблемы с микроклиматом в салоне. Кондиционер и печка питаются от батареи. Включая их, вы уменьшаете запас хода еще на 20–25 %. Частично проблему можно решить установкой автономного отопителя на бензине или дизтопливе, но тогда появится дополнительный источник затрат.
5. Слабая инфраструктура. Для комфортного пользования электромобилем подходят только крупнейшие города России, включая Санкт-Петербург, Москву, Новосибирск, Казань и Ростов. В большинстве случаев электротранспорт приходится заряжать от собственной розетки в доме или квартире.

Виды электромобилей

Формально к электротранспорту относятся и гибридные автомобили. В них электромотор «помогает» бензиновому или дизельному, снижая расход топлива и уменьшая выбросы вредных веществ.

В классическом гибриде энергия накапливается при торможении — электромотор служит генератором. Подключаемые (Plug-In) модели можно заряжать от сети, увеличивая запас хода. В последовательных гибридах двигатель внутреннего сгорания крутит генератор, который заряжает батарею.

В настоящем электромобиле двигатель внутреннего сгорания отсутствует. Электромотор соединен с батареей, которая заряжается от сети и при торможении. Существуют также электрокары на топливных элементах. В них энергия вырабатывается за счет химической реакции — в выхлопную трубу отправляется чистый водяной пар. Такие машины нужно заправлять водородом — из-за сложности процесса они не получили широкого распространения.

Нюансы зарядки

В современных электромобилях используются два типа батарей. Никель-металлгидридные стоят дешевле, но весят больше, быстрее изнашиваются и сильнее теряют емкость при снижении температуры. Литий-ионные дороже, но легче, долговечнее и стабильнее. Идут эксперименты с электромобилями на алюминий-ионных, литий-железофосфатных и кремний-кислородных аккумуляторах — о преимуществах и недостатках этих батарей мы узнаем в ближайшие годы.

Электромобили заряжаются тремя способами:

• от двухфазной бытовой сети 220 В — от 5 до 20 часов;
• от трехфазных станций 380–480 В (supercharger) — до 60 % за 45–90 минут;
• от промышленных источников тока мощностью до 50 кВт — до 90 % за 15–40 минут.