fallback-image

Автомобілі з електричним двигуном: плюси і мінуси електромобіля

Як зазначають багато експертів, електричний автомобіль сьогодні є не просто альтернативою, а вже становить пряму конкуренцію для звичного двигуна внутрішнього згоряння.

Звичайно, про масове витіснення ДВС мова поки не йде, однак фахівці вважають, що це всього лише питання часу. Справа в тому, що на тлі глобального екологічного та паливної кризи у електромобілів з’явилися всі шанси відсунути поршневі мотори на задній план.

Більш того, якщо судити за кількістю проектів та обсягами вкладених у розробку електрокарів коштів, тоді мимоволі напрошується висновок про те, що і самі автовиробники електромобілям пророкують велике майбутнє.

У цій статті ми розглянемо пристрій і загальний принцип роботи ТЗ на електротязі, їх особливості, переваги та недоліки. Також ми спробуємо розібратися, який варіант кращий, електромобіль або гібрид, що краще вибрати в тому чи іншому випадку і т. д.

Електромобілі: особливості електричних авто

Почнемо з того, що до недавнього часу автомобілі з гібридним двигуном марки Toyota і інших фактично були одним з найбільш бажаних, затребуваних і поширених варіантів по всьому світу. За прикладами не потрібно далеко ходити, оскільки досить згадати преміальну модель Lexus RX450h F Sport або більш скромний і доступний Toyota Prius і т. д.

При цьому навіть сьогодні склалася ситуація не сильно змінилася, хоча останнім часом на ринку з’явилася велика кількість конкурентів, які здатні запропонувати споживачеві різні версії так званих «зелених» авто.

Справа в тому, що при всіх своїх плюсах автомобілі з гібридними двигунами все ж являють собою нерозривний симбіоз електромотори і ДВС. Це означає, що мова більше йде про економію палива, при цьому «нульових» викидів в атмосферу і повної відмови від нафтопродуктів при використанні таких машин домогтися все одно не виходить.

Поршневий двигун, який не можна виключити із загальної схеми гібрида, продовжує мати потребу в пальному, його система змащення вимагає моторного масла і т. д. З цієї причини гібридна силова установка може вважатися швидше черговим витком еволюції ДВС, але ніяк не повноцінним альтернативним варіантом.

З урахуванням вищесказаного стає зрозуміло, що на сьогоднішній день відмова від ДВС здатний запропонувати тільки повністю електричний автомобіль. До речі, ідея далеко не нова, так як перші машини з електромотором з’явилися навіть раніше транспортних засобів з двигуном внутрішнього згорання.

Однак на початковому етапі творці електричних авто зіткнулися з масою проблем (малий запас ходу, велика вага, складність зарядки батарей тощо), в результаті чого такий варіант не витримав конкуренції, а мотори на бензині та солярці швидко і надовго витіснили електрокари.

Все змінилося відносно недавно, зокрема завдяки розвитку сучасних технологій і створенню необхідних пристроїв для накопичення і зберігання електроенергії. Простими словами, мова йде про енергоємних батареях для електромобілів, а також про рішення для їх швидкої підзарядки.

В результаті електрокар зовсім недавно став загальнодоступним серійним продуктом. Такі автомобілі в наші дні виробляються японськими та європейськими, американськими, а також китайськими виробниками. Окремо варто виділити популярний електрокар Nissan Leaf, що добре відомі моделі Tesla Model S і Roadster, а також Toyota RAV4EV, BMW Active C і т. д.

Схема пристрою електричної машини

Почнемо з того, що конструкція передбачає набагато менше рухомих деталей в порівнянні з ДВС. Іншими словами, електромобіль влаштований простіше, а простота завжди означає підвищену надійність.

Основними конструктивними елементами є:

  • акумулятор
  • електромотор;
  • спрощена трансмісія;
  • спеціальний зарядний пристрій на борту;
  • інвертор і перетворювач постійного струму;
  • розвинена система електронного управління;

Батарея в електромобілях потрібна для живлення електродвигуна. Зазначена тягова акумуляторна батарея сьогодні літій-іонна і складається з модулів (банок), які послідовно з’єднуються між собою. Що стосується місткості, на різних моделях доступні різні варіанти. Як правило, батарея підбирається до автомобіля виходячи з потужності електромотора.

Тяговий електродвигун створює крутний момент на колесах автомобіля і є синхронним або асинхронним трифазним двигуном змінного струму (асинхронні), видаючи в середньому від 20 до 150 кВт і більше. Зазначимо, що ККД у електромотора набагато вище двигуна внутрішнього згорання, особливо бензинового. Іншими словами, втрати корисної енергії в ДВС можуть доходити до 70%, тоді як у електродвигуна втрачається лише 10%.

Як вже було сказано, електричний автомобіль приводиться в рух від електродвигунів, яких при цьому може бути кілька. Живлення електромотора зазвичай реалізовано від акумуляторної батареї, при цьому також можливо використання сонячних батарей і т. п. Однак на практиці серійні електрокари найчастіше оснащуються тільки акумуляторною батареєю.

Така батарея потребує зарядці, яка може відбуватися як від зовнішнього джерела, так і під час руху електричного авто. У другому випадку мова йде про рекуперації енергії гальмування.

Отже, основними перевагами електродвигуна можна вважати доступний максимум крутного моменту на будь-якій швидкості, такий двигун може крутити колеса назад і вперед без необхідності встановлювати додаткові рішення. Також виділяють відсутність необхідності охолоджувати такий двигун, електродвигун здатний виконувати функції генератора і т. д.

Як правило, в електрокарах сьогодні встановлені відразу кілька електродвигунів (на кожне колесо). В результаті тяга значно поліпшується порівняно зі схемою, яка передбачає оснащення одним електромотором.

Також зустрічаються рішення, коли електродвигун фактично встановлено в колесі. З одного боку, трансмісія в цьому випадку максимально спрощується, проте збільшується кількість непідресорених мас і страждає загальна керованість машини.

До речі, трансмісія електрокарів сама по собі спочатку проста і часто являє одноступінчатий зубчастий редуктор. Що стосується зарядного пристрою, рішення розташовується на самому авто і дає можливість заряджати батарею, причому від звичайної електророзетки. Також існує окремий «вихід» для швидкої зарядки батареї на спеціальних станціях.

Інвертор служить для того, щоб реалізувати перетворення постійного струму від батареї у трифазну напругу змінного струму. Саме такий струм потрібен для живлення електромотора.

Ще відзначимо, що в конструкцію електромобілів включено і подобу добре знайомої автомобілістам АКБ на 12 Вольт. За зарядку такого додаткового акумулятора в цьому випадку відповідає перетворювач постійного струму, а сама батарея потрібна для живлення різних бортових пристроїв та систем (електропідсилювач керма, габарити і світло фар, кліматична установка, підігрів скла та сидінь, аудіосистема з акустикою і т. д.).

Електронна система, яка відіграє роль ЕСУД в електромобілі, має цілий набір функцій. Система відповідає за активну безпеку, контролює роботу електромоторів, стежить за станом тягової батареї і рівнем заряду, визначає витрату енергії і задіє режими енергозбереження при їзді і т. д.

Якщо говорити про пристрої, є блок управління (аналогічно ЕБУ) і велика кількість датчиків, а також різні виконавчі пристрої. Датчики фіксують швидкість автомобіля, ступінь навантаження на електромотори, а також положення педалі газу, гальма і ряд інших параметрів.

Сигнали від датчиків надходять до контролер, після чого блок прагне створити якнайкращі умови стосовно до того чи іншого режиму під час руху електрокара. Також на панелі приладів водій може спостерігати інформацію про швидкість руху, споживанні заряду, залишковий заряд, скільки кілометрів ще можна проїхати і т. д.

 Види електромобілів і практична експлуатація: плюси і мінуси електрокарів

Світові автовиробники в цій області сьогодні йдуть двома шляхами:

  • створюються абсолютно нові моделі електричних авто;
  • відбувається трансформація вже наявних в лінійці виробника автомобілів в електрокар;

Ще електромобілі можна умовно розділити на кілька типів. Як і у випадку з ДВС, машини давно прийнято ділити на міські малолітражки, спорткари і т. п. З електромобілями ситуація схожа.

  1. Існують електричні авто, які позиціонуються як рішення виключно для міста. Максимальна швидкість у таких ТЗ відносно низька (трохи більше 100 км/ч), а також порівняно невеликий запас ходу (70-80 км.) в режимах середніх і високих навантажень.
  2. Також слід виділити «універсальний» варіант. Такі електричні авто здатні розганятися до 140-160 км/год, автономність також збільшена. Це дозволяє здійснювати поїздки по трасі.
  3. Що стосується спортивних версій, такі електромобілі мають швидкість близько 200 км/год і вище. Розгінна динаміка також вельми вражає. Наприклад, сьогодні електрокари фірми Тесла здатні набрати «сотню» менше ніж за 3 сек., а максимальна швидкість найшвидшого електромобіля в світі, який був побудований на базі Chevrolet Corvette американською компанією Genovation, під час випробувань в 2017 році перевалила за 300 км/ч.

Здавалося б, такі машини впритул наблизилися по ряду найважливіших показників до автомобілів з ДВС. На перший погляд, у електромобілів з’явилася достатня автономність і прийнятна динаміка розгону. Також можна виділити простоту експлуатації, низькі витрати на зміст і обслуговування, що обов’язково повинно схилити розумних споживачів до вибору саме електричного авто. Однак на практиці все виглядає дещо інакше.

Відразу зазначимо, саме особливості експлуатації та ряд інших факторів досі не дозволяють електрокарам стати масовим рішенням. Перш за все, вартість такого транспорту продовжує залишатися досить високою на тлі конкурентів з бензиновим або дизельним ДВС.

Більш того, економічність сучасних дизельних моторів дозволяє цим агрегатів серйозно конкурувати не тільки з бензиновими авто, але і з електромобілями. Ще слід окремо виділити те, що від побутової розетки акумулятор електрокара заряджається довго, а станції для швидкої підзарядки зустрічаються не часто з причини слабкого розвитку інфраструктури. Особливо це актуально для країн СНД.

Що стосується автономності, ті дані, які заявлені виробником, часто не зовсім відповідають дійсності. Перше, на практиці, особливо в холодну пору року, батарея розряджається швидше.

Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що таке двигун FSI. З цієї статті ви дізнаєтеся про особливості, а також про переваги та недоліки даного типу двигунів.

Друге, якщо водій практикує динамічну їзду, тоді повного заряду батареї може не вистачати на 70-80 км. по місту, а всього лише на 40-50. Для підтвердження цієї інформації достатньо ознайомитися з реальними відгуками власників Nissan Leaf, так як ця бюджетна версія електромобіля за ціною є однією з найбільш доступних і сьогодні найбільш поширена.

Простими словами, пробіг електромобіля без підзарядки не постійна, а залежить від численних чинників, починаючи від стану і ємності батареї і закінчуючи стилем водіння. Якщо до цього додати використання кондиціонера, габаритів, підігрівів та інших рішень, тоді на одному заряді навіть при ідеальних дорожніх умовах пробіг неминуче скоротиться на 20-30% і більше.

Якщо ж при цьому стиль водіння активний (постійно перевищує середню швидкість 60 км/год), тоді цілком можна розраховувати і на всі 50%. Виходить, якщо виробник обіцяє 140-160 км на одному заряді, то даний показник передбачає їзду зі швидкістю не більше 70 км/год, і то за умови повністю справної батареї (без втрати ємності акумулятора).

Однак якщо розганяти електрокар, наприклад, до 130 км/год по трасі, тоді пробіг без підзарядки складе всього 70 км. Як видно, якщо для міста це ще прийнятно, то використовувати електромобіль для заміських поїздок досить важко.

Тепер кілька слів про батарею. Акумулятор, який сьогодні повсюдно використовується літій-іонний. Для його виробництва необхідні великі затрати, що сильно впливає і на загальну вартість електричних авто. При цьому термін служби таких батарей обмежений середньої відміткою близько 5 років.

Це означає, що хоча базові витрати на утримання електричного автомобіля в кілька разів нижче аналогів з ДВС, більш висока початкова вартість і необхідність заміни дорогої батареї (в середньому, через 5 років) ставлять економічні переваги і доцільність придбання такого авто під великий сумнів. Ще до цього варто додати і постійне зростання цін на електроенергію, то також відбивається на вартості володіння електромобілем.

Що в підсумку

З урахуванням вищесказаного стає зрозуміло, що активне впровадження інноваційних технологій дозволило значно збільшити автономність сучасного електромобіля. Однак застосування таких технологій сильно впливає на кінцеву вартість транспортного засобу, не дозволяючи зробити його масовим рішенням.

Що стосується більш доступних за ціною версій, акумулятори, час зарядки від побутової мережі близько 7-8 годин, а також невеликий запас ходу продовжують залишатися слабкими місцями таких електромобілів.

Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що таке двигун GDI. З цієї статті ви дізнаєтеся про відмінні особливості конструкції, а також про плюси і мінуси силових агрегатів даного типу.

Ще слід відзначити те, що далеко не у всіх країнах спостерігається активний розвиток інфраструктури у вигляді створення спеціальних станцій для швидкої зарядки або заміни батарей. Також йдуть справи і зі спеціалізованими сервісами з ремонту та обслуговування електромобілів. Якщо в Європі і США цьому питанню приділяється велика увага, на території СНД, на жаль, все ще не можна говорити про створення прийнятних умов для нормальної експлуатації електрокарів.

Цілком можливо, що незабаром ситуація зміниться, однак сьогодні електромобіль на вітчизняних дорогах продовжує залишатися великою рідкістю. Зазвичай таку машину можна зустріти у великих містах. При цьому забезпечені власники часто набувають електричні автомобілі швидше для розваги, ніж в практичних цілях.

Іншими словами, для переважної більшості водіїв не варто розглядати електромобіль в якості основного і постійного транспортного засобу, особливо якщо говорити про країни на території СНД.

Схожі записи

Чому гріється двигун дизельний

Чому гріється двигун дизельний

BMW 3-SERIES 2017-2018 РОКИ: характеристики, комплектація, ціна, відгуки

BMW 3-SERIES 2017-2018 РОКИ: характеристики, комплектація, ціна, відгуки

Рейтинг кращих літніх шин 2017: правила вибору виробника

Рейтинг кращих літніх шин 2017: правила вибору виробника

Як зняти бампер на Калині: відеоінструкція

Як зняти бампер на Калині: відеоінструкція