Артыкул вымагае праверкі арфаграфіі Магчымы машынны пераклад, ужыванне ненарматыўнага правапісу або лексікону. Для праверкі ёсць адмысловыя праграмы. |
Электрамабіль (ад электра… + лац.: mobilis рухомы) — аўтамабіль, што прыводзіцца ў рух электрарухавіком, які сілкуецца ад змешчанай на гэтым жа аўтамабілі крыніцы току. У якасці крыніцы сілкавання выкарыстоўваюць электрычныя акумулятары, суперкандэнсатары, паліўныя элементы. Для гібрыдных аўтамабіляў для прыводу электрарухавіка служыць бензінавы або дызельны рухавік.
Вызначаюцца бясшумнасцю, бяздымнасцю, прастатой кіравання і высокімі дынамічнымі якасцямі, але маюць малы запас ходу, вялікую масу.
Электрамабіль з’явіўся раней, чым рухавік унутранага згарання. Першы электрамабіль у выглядзе каляскі з электраматорам быў створаны ў 1841 годзе.
Спецыяльны рэкордны электрамабіль з пулевидным кузавам La Jamais Contente 29 красавіка альбо 1 мая 1899 года, кіраваны гоншчыкам Камілам Женаццы, першым пераадолеў 100-кіламетровы (62 мілі/гадзіна) бар’ер хуткасці на сушы. Афіцыйны рэкорд хуткасці склаў 105,882 км/ч. Пазней вядомы амерыканскі канструктар электрамабіляў Уолтар Бэйкер дасягнуў хуткасці 130 км/ч. Рэкорд па далёкасці прабегу на адной зарадцы паставіў электрамабіль фірмы «Борланд Электрык», праехалі 103,8 мілі (167 км) ад Чыкага да Мілўокі. На наступны дзень (пасля перазарадкі) электрамабіль вярнуўся ў Чыкага сваім ходам. Сярэдняя хуткасць склала 55 км/ч.
Першапачаткова запас ходу і хуткасць у электрычных і бензінавых экіпажаў былі прыкладна аднолькавымі. Галоўным мінусам электрамабіляў была складаная сістэма падзарадкі. Паколькі тады яшчэ не існавала ўдасканаленых пераўтваральнікаў пераменнага току ў пастаянны, зарадка ажыццяўлялася вельмі складаным спосабам. Для падзарадкі выкарыстоўваўся электраматор, які працаваў ад пераменнага току. Ён круціў вал генератара, да якога былі падлучаныя батарэі электрамабіля. У 1906 годзе быў вынайдзены параўнальна просты ў эксплуатацыі выпрамнік току, але гэта істотна праблему падзарадкі не вырашыла.
У першай чвэрці XX стагоддзя шырокае распаўсюджванне атрымалі электрамабілі і аўтамабілі з паравой машынай. У той час з усяго колькасці аўтамабіляў ЗША 38% мелі электрычныя рухавікі, 40% - паравыя, 22% -бензінавыя[1]. Значнае распаўсюджванне ў пачатку стагоддзя атрымалі і грузавыя электрамабілі, а таксама электрычныя амнібусы (электробусы).
Адраджэнне цікавасці да электрамабіляў адбылося ў 1960-я гады з-за экалагічных праблем аўтатранспарту, а ў 1970-е гады, і з-за рэзкага росту кошту паліва ў выніку энергетычных крызісаў.
Аднак пасля 1982 года цікавасць да электрамабіляў зноў спала. Гэта было выклікана рэзкім змяненнем кан’юнктуры на нафтавым рынку і слабымі эксплуатацыйнымі паказчыкамі вопытных партый з-за недахопаў хімічных крыніц энергіі.
У пачатку 90-х гадоў штат Каліфорнія быў адным з самых загазаваных рэгіёнаў ЗША. Таму Каліфарнійскім Камітэтам Паветраных Рэсурсаў (CARB) было прынята рашэнне — у 1998 годзе 2 % прадаваных у Каліфорніі аўтамабіляў не павінны вырабляць выхлапаў, а да 2003 годзе — 10 %. Кампанія General Motors адрэагавала адной з першых і з 1996 года пачала серыйны выпуск мадэлі EV1 з электрычным прывадам. Некаторыя аўтавытворцы таксама пачалі продажу электрамабіляў у Каліфорніі. Асноўнай масай карыстальнікаў EV1 стала галівудская багемная публіка. Усяго з 1997 года ў Каліфорніі было прададзена каля 5500 электрамабіляў розных вытворцаў.
Затым патрабаванне нулявой эмісіі было заменена на патрабаванне нізкай эмісіі. Амаль усе вырабленыя электрамабілі ў 2002 годзе былі канфіскаваныя ў карыстальнікаў і знішчаныя (толькі Toyota пакінула некаторым уладальнікам электрычныя RAV-4). У якасці прычыны называлася заканчэнне тэрміну службы акумулятараў.[крыніца?] GM адмовіла арандатарам EV1 ў сказе выкупіць электрамабілі. Таксама GM хавала ад іх намер знішчыць канфіскаваныя EV1. Падрабязна аб гэтай гісторыі распавядаецца ў навукова-папулярным фільме 2006 года «Хто забіў электрамабіль?» (англ.: Who killed electric car?Who killed electric car? ).
У апошнія гады ў сувязі з бесперапынным ростам коштаў на нафту электрамабілі зноў сталі набіраць папулярнасць. У рэпартажы CBS News «Could The Electric Car Save Us?» (англ.) паведамляецца, што ў 2007 г. зноў пачалося разгортванне прамысловай вытворчасці электрамабіляў. У сувязі з гэтай тэндэнцыяй рэжысёр фільма «Хто забіў электрамабіль?» Крыс Пэйн (Chris Paine) выпусціў працяг пад назвай «Месть электрокара»(англ.) бел.(англ.) бел..
У 2008 годзе Tesla Motors — амерыканская аўтамабільная кампанія з Крамянёвай даліны пачала выпуск спартыўнага электрамабіля Tesla Roadster, не саступаўшага па хадавых якасцях (дынаміка разгону і максімальная хуткасць) звычайным аўтамабілям.
22-23 мая 2010 года пераробленая ў электрамабіль Daihatsu Mira EV, тварэнне Японскага клуба электрамабіляў, праехала 1003,184 кіламетра на адным зарадзе акумулятара[2].
24 жніўня 2010 года электрамабіль «Venturi Jamais Contente» з літый-іённымі акумулятарамі, на салёным возеры ў штаце Юта, усталяваў рэкорд хуткасці 495 км/ч на дыстанцыі ў 1 км. Падчас заезду аўтамабіль развіваў максімальную хуткасць 515 км/г[3].
27 кастрычніка 2010 года электрамабіль «lekker Mobil» конвертированный з мікравэна Audi A2 здзейсніў рэкордны прабег на адной зарадцы з Мюнхена ў Берлін даўжынёй 605 км ва ўмовах рэальнага руху па дарогах агульнага карыстання, пры гэтым былі захаваны і дзейнічалі ўсе дапаможныя сістэмы, уключаючы ацяпленне. Электрамабіль з электрарухавіком магутнасцю 55 кВт быў створаны фірмай «lekker Energie» на аснове літый-палімернага акумулятара «Kolibri» фірмы «DBM Energy». У акумулятары было назапашана 115 кВт·г, што дазволіла электрамабілю праехаць увесь маршрут з сярэдняй хуткасцю 90 км/г (максімальная на асобных участках маршруту складала 130 км/ч) і захаваць пасля фінішу 18 % ад першапачатковага зарада. Па дадзеных фірмы DBM Energy, электропогрузчик з такім акумулятарам змог бесперапынна прапрацаваць 32 гадзіны, што ў 4 разы больш, чым з звычайным акумулятарам. Прадстаўнік фірмы «lekker Energie» сцвярджае, што акумулятар «Kolibri» здольны забяспечыць сумарны рэсурсны прабег да 500 000 км[4].
29 лістапада 2010 года пераможцам конкурсу Еўрапейскі аўтамабіль года ўпершыню абвешчаны электрамабіль мадэлі Nissan Leaf, які атрымаў 257 ачкоў[5].
У чэрвені 2013 года з невялікім інтэрвалам гоначнымі электрамабілямі ZEOD RC японскай кампаніі Nissan і B12/69EV брытанскай кампаніі Drayson Racing Technologies былі ўсталяваныя чарговыя сусветныя рэкорды хуткасьці сярод электрамабіляў - 300 км/гадзіну і 330 км/гадзіну адпаведна.
Экалагічны скандал Дызельгейт з Фольксвагенам падштурхнуў многіх аўтавытворцаў да вытворчасці электрамабіляў[6]. Актыўна вядуцца распрацоўкі электрамабіляў у Кітаі.
У студзені 2017 года электрамабіль Rimac Concept_One выйграў дрэг-гонку ў аднаго з самых хуткіх бензінавых аўтамабіляў у свеце - Bugatti Veyron[7].
У 2019 годзе продажы электрамабіляў у Еўропе дасягнулі 383 660 адзінак[8].
# | Мадэль | 2019[8] | 2020[9] | |
---|---|---|---|---|
1 | ![]() |
Renault Zoe | 47 408 | 99 261 |
2 | ![]() |
Tesla Model 3 | 95 247 | 85 713 |
3 | ![]() |
Volkswagen ID.3 | — | 56 118 |
4 | ![]() |
Hyundai Kona Electric | 22 667 | 47 796 |
5 | ![]() |
Volkswagen e-Golf | 28 710 | 33 650 |
6 | ![]() |
Peugeot 208 | — | 31 287 |
7 | ![]() |
Kia Niro EV | 10 139 | 31 019 |
8 | ![]() |
Nissan Leaf | 33 155 | 30 916 |
9 | ![]() |
Audi e-tron | 18 483 | 26 454 |
10 | ![]() |
BMW i3 | 32 828 | 23 113 |
Электрамабілі адрозніваюцца нізкімі транспартнымі выдаткамі. Ford Ranger спажывае 0,25 кВт·г на адзін кіламетр шляху, Toyota RAV4 EV — 0,19 кВт·г на кіламетр. Сярэдні гадавы прабег аўтамабіля ў ЗША складае 19200 км (г. зн. 52 км у дзень). Пры кошту электраэнергіі ў ЗША ад 5 да 20 цэнтаў за кВт·ч кошт гадавога прабегу Ford Ranger складае ад $240 да $1050, RAV-4 — ад $180 да $970.
ККД цягавага электрарухавіка складае 88-95 %.
Існуе меркаванне, што нізкі ўзровень шуму электрамабіляў можа ствараць праблемы — пешаходы, пераходзячы дарогу, часцяком арыентуюцца на гук аўтамабіля. Зразумела, рэзкі шум працуючага магутнага электрарухавіка цяжка з чым-то зблытаць, шум электрапрывадаў тралейбуса (у асноўным, паветраных кампрэсараў і вентылятараў ў старых мадэлях), механічных перадач (дыферэнцыял і карданная перадача), электракара, цягніка мятро шырока вядомы, так што электрамабілю неабходна звычайнае для транспарту шумапрыглушэнне. Ды і шум сучаснага аўтамабіля на невялікай хуткасці вельмі малы, у асноўным, гэта шум трэння колаў аб асфальт, жвір або іншае пакрыццё. Аднак пры выкарыстанні маламагутных рухавікоў, як, напрыклад, у трамваях, шум сапраўды практычна адсутнічае і на некаторых якія выпускаюцца электрамабілях штучна павышаюць ўзровень шуму пры хуткасцях да 30 км/ч.
Перавагі
Недахопы
Акумулятарныя электрамабілі з’яўляюцца самым першым і простым выглядам электрамабіляў. Першыя працаздольныя мадэлі былі пабудаваныя яшчэ ў канцы XIX стагоддзя. Актыўна выкарыстоўваліся ў ЗША аж да 20-х гадоў XX стагоддзя. На працягу 30-40 гг. найбольш актыўна ўжываліся ў Нямеччыне. З 1947 г. шырока выкарыстоўваюцца ў Англіі[13].
Прынцыповая схема акумулятарнага электрамабіля ў агульным выпадку наступны: акумулятарная батарэя праз сілавую электраправодку і сістэму рэгулявання (кіравання) цягавага электрарухавіка злучаецца з ТЭД, які, у сваю чаргу, праз карданны вал перадае галоўнай перадачы крутоўны момант.
Тэхніка-эканамічныя параметры дадзенага тыпу электрамабіляў, перш за ўсё, залежаць ад характарыстык прымяняюцца акумулятарных батарэй. Велічыня жаданага прабегу электрамабіля на адзін зарад батарэі (запас ходу) прама прапарцыйная адносінах вагі акумулятарнай батарэі да поўнага вазе электрамабіля. Залежнасць вагі батарэі ад грузападымальнасці аўтамабіляў значна вышэй, чым залежнасць вагі карбюратарны рухавіка ад грузападымальнасці аўтамабіля.
Батарэі размяшчаюцца на шасі аўтамабіляў часцей за ўсё такім чынам, каб мелася магчымасць: ажыццяўляць хуткую замену батарэй, акумулятараў, лёгкага доступу да выводным загваздкамі і адтулінам для залівання электраліта. Для гэтага часцей за ўсё батарэі размяшчаюць у двух скрынях па баках электрамабіля.
Характэрнай асаблівасцю электрамабіляў, аснашчаных ПЭ (паліўнымі элементамі), з’яўляецца тое, што маса энергосиловой ўстаноўкі не змяняецца пры змене яе энергаёмістасці, а павелічэнне запасу ходу можа быць дасягнута за кошт павелічэння масы паліва ў паліўных баках (як у аўтамабілях з РУЗ).
Такім чынам, з аднаго боку, ПЭ дазваляюць істотна павысіць запас ходу электрамабіля, але, з іншага боку, паліва для іх мае высокі кошт, а таксама можа быць таксічным і пры перапрацоўцы ў ПЭ вылучаць у атмасферу шкодныя рэчывы.
У электрамабілях з паветрана-алюмініевымі электрахімічнымі генератарамі для атрымання электрычнага току выкарыстоўваецца працэс акіслення алюмінія ў паветрана-алюмініевым паліўным элеменце[14].
Гл. таксама: GM Electrovan
У канцы 60-х і пачатку 70-х гадоў быў распрацаваны шэраг вопытных узораў электрамабіляў з энергасілавыми ўстаноўкамі тыпу «Акумулятарныя батарэі — Паліўныя элементы»:
Існуе мноства канструкцый электрамабіляў на сонечных батарэях, так званых «солцамабілей», аднак іх агульнай праблемай з’яўляецца нізкі ККД батарэй (звычайна каля 10-15 %, перадавыя распрацоўкі дазваляюць дамагчыся 30%), што не дазваляе запасіць значная колькасць энергіі за дзень, скарачаючы сутачны прабег; да таго ж сонечныя элементы бескарысныя ноччу і ў пахмурнае надвор’е. Другая праблема — дарагоўля сонечных батарэй.
Сярод прыкладаў солцамабілей можна назваць прататыпы Venturi Astrolab, Venturi Eclectic (дадаткова абсталяваны ветравой устаноўкай), канцэпт-кар ItalDesign-Giugiaro Quaranta (зрэшты, энергіі, якую назапашваюць сонечныя батарэі, хапае ў ім хіба што на харчаванне бартавы электронікі), італьянскі Phylla, а таксама SolarWorld GT, які ў 2012 годзе здзейсніў кругасветны марафон[15]. Апошні абсталяваны двума матор-коламі Loebbemotor намінальнай магутнасцю 1,4 кВт кожны (пікавая магутнасць — 4,2 кВт кожная, або ў суме — 11,42 конскія сілы). Дзякуючы малой масе (карбоновый кузаў дазволіў дамагчыся вагі 260 кг, сам кузаў важыць 85 кг) і аэрадынамічна дасканалай форме кузава (Сх = 0,137), удалося дамагчыся максімальнай хуткасці 120 км/ч. Круізная хуткасць — 50 км/ч (пры працы матораў на намінальнай магутнасці), на ёй SolarWorld GT можа праехаць 275 км — больш, чым многія сучасныя электрамабілі. Гэты прабег забяспечвае 21-кілаграмовая літый-іенная батарэя емістасцю 4,9 кВч[16].
Таксама існуюць гибридомобили, якія прыводзяцца ў рух як сонечнай энергіяй, так і педалямі. У асноўным, гэта самаробныя машыны, аднак існуюць праекты па серыйнай выпуску падобнага транспарту, у прыватнасці, SolarLab rickshaw і венгерская Antro Solo.
Для заахвочвання вытворчасці солнцемобилей і іх папулярызацыі існуюць спаборніцтвы накшталт трансавстралийского ралі «Сусветны сонечны выклік». На падобных спаборніцтвах звычайна спаборнічаюць студэнты тэхнічных Вну, якія ствараюць падобныя мадэлі ў якасці дыпломных работ.
Стандарт хуткай зарадкі CHAdeMO пачынаючы з версіі 1.1 падтрымлівае як зарадку электрамабіля, так і сілкаванне ад яго знешніх спажыўцоў. Адпаведна падлучаны электрамабіль можа працаваць як буферны акумулятар ў сістэме бесперабойнага сілкавання будынка.
Распрацоўваюцца розныя канцэпцыі інтэграцыі электрамабіляў і жылых дамоў (анг. Vehicle-to-Home (V2H)). Напрыклад, старыя акумулятары электрамабіля могуць некалькі гадоў прапрацаваць у ролі стацыянарных назапашвальнікаў электраэнергіі. Сабраныя разам, забяспечаныя інвертарам і сеткавым фільтрам, 5-10 акумулятараў ад электрамабіля Chevrolet Volt могуць забяспечыць некалькі катэджаў або малы бізнес рэзервовым харчаваннем падчас аварыйных адключэнняў на некалькі гадзін[17].
У электрамабіляў, у адрозненне ад машын з рухавіком унутранага згарання, нулявыя выкіды выхлапных газаў, але іх эксплуатацыя выклікае выкіды парніковых газаў, бо электрамабілі атрымліваюць энергію з электрычнай сеткі. Да таго часу, пакуль сетка не стане цалкам безвугляроднай, будуць выкіды ад вытворчасці электраэнергіі для запуску электрамабіляў.
Ацэнкі колькасці выкідаў на мілю для электрамабіляў з улікам выкідаў з электрычнай сеткі меншыя, чым для аўтамабіляў з бензінавым рухавіком, але яны не роўныя нулю. Так, напрыклад, Chevrolet Bolt адказвае за выкід каля 92 грамаў вуглякіслага газу на мілю. Для параўнання, Chevrolet Malibu з бензінавым рухавіком робіць выкідаў больш за 320 грамаў на мілю. Аднак, вялікія і магутныя электрамабілі ўсё яшчэ могуць быць горшымі для навакольнага асяроддзя, чым невялікія звычайныя аўтамабілі. Больш высокая энергаэфектыўнасць можа знізіць выкіды ад эксплуатацыі і вытворчасці, а таксама павялічыць запас ходу і знізіць выдаткі. Памяншэнне вагі, паляпшэнне аэрадынамічнасці, удасканаленне электрарухавікоў і памяншэнне памеру батарэй дазволіць падвысіць эфектыўнасць электрамабіляў[18].
Уздзеянне электрамабіляў на навакольнае асяроддзе складаецца не толькі ў электраэнергіі, неабходнай для сілкавання. Імкненне да павелічэння далёкасці прабегу і выпуску буйнейшых машын патрабуе павелічэння памеру акумулятарнай батарэі. Для вытворчасці акумулятараў выкарыстоўваюць мінералы, якія неабходна здабываць і перапрацоўваць, што таксама спрыяе павелічэнню выкідаў забруджвальных рэчываў. Здабыча карысных выкапняў аказвае значнае ўздзеянне на навакольнае асяроддзе і таксама можа мець негатыўныя сацыяльныя наступствы, уключаючы задакументаваныя парушэнні правоў чалавека, звязаныя са здабычай кобальту, у тым ліку абвінавачванні ў выкарыстанні прымусовай працы, дзіцячай працы і іншых формах прымусу ў ланцужку паставак[19].
Ураўненне балансу энергіі:
e·Gb = ω·L (Ga + Gэ + Gb + Gп)·103 дзе е — удзельная энергаёмістасць батарэі, Вт*г/кг; ω — удзельная расход энергіі пры руху ў рэжыме, для якога зададзены запас ходу, Вт*г/(т*км); Ga — маса экіпажнай часткі, кг; Gэ — маса электрапрывада, кг; Gп — карысная нагрузка, кг; Gб — маса батарэі, кг. Поўная маса электрамабіля, кг:
G = Gа+Gэ+Gn+Gб Вага акумулятарнай батарэі (у першым набліжэнні):
Gb = ω·G·L·γ ω — удзельны расход энергіі на 1 т*км поўнага вагі пры зададзенай хуткасці руху, кВт*г/(т*км); L — запас ходу, км; γ — удзельная вага акумулятарнай батарэі, кг/кВт*ч. Удзельная энергія батарэі:
ωб = K·L/(Gb/G) = K·L/α дзе Да — выдатак энергіі, аднесеныя да 1 км*кг, Вт*г/(кг*км); α — адносная маса батарэі. Максімальная магутнасць забеспячэння механічнага руху:
Рд = ±Рда+Рт±Ра±Рн дзе Рда — магутнасць, выдаткоўваная на паскарэнне электрамабіля; Pт — магутнасць, выдаткоўваная на пераадоленне сіл супраціву качэння; Ра — магутнасць, выдаткоўваная на пераадоленне аэрадынамічнага супраціву; Рн — магутнасць, выдаткоўваная на пераадоленне пад’ёму. Поўная магутнасць батарэі:
Па стане на 2021 год у Беларусі 4 тысячы электрамабіляў[21].
У кастрычніку 2014 года ў Мінску была ўсталяваная першая ў Беларусі станцыя экспрэс-зарадкі стандарту CHAdeMO[22]. На канец 2018 гада ў Беларусі налічвалася больш за 80 зарадных станцый[23].
У жніўні 2017 года быў паказаны прататып першага электрамабіля беларускай распрацоўкі. Машына была спраектавана Аб’яднаным інстытутам машынабудавання(бел. (тар.)) бел. Нацыянальнай акадэміі навук. Кузаў з падвескай і інтэр’ерам быў узяты ад серыйнага седана Geely SC7[24].
У канцы 2018 года ў Беларусі быў прэзентаваны кітайскі электрамабіль Zotye E200[23]. У пачатку 2019 года заводам «Юнісон» сабрана некалькі дзясяткаў гэтых машын, пасля чаго зборка была прыпынена[25].
У 2017 годзе ў Мінску з’явіліся першыя электробусы[26]. Першыя мадэлі камплектаваліся кітайскімі суперкандэнсатарамі. Для вытворчасці назапашвальнікаў на тэрыторыі кітайска-беларускага індустрыяльнага парку «Вялікі камень» пабудуюць завод.
У студзені 2018 года два электробусы з’явіліся на вуліцах Магілёва. Яны былі падораны адміністрацыяй кітайскай правінцыі Хунань[27]. Плануецца, што да 2025 года ў буйных гарадах Беларусі доля электрыфікаванага грамадскага транспарту будзе даведзена да 30%[28].