X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В современном мире все большее распространение получает понятие – электромобиль! Что это? Попробуем разобраться.

Электромобиль появился раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. Первый электромобиль в виде тележки с электромотором был создан в 1841 году. Первый двухместный электромобиль И. Романова образца 1899 г. изменял скорость движения в пределах от 1,6 км/ч до максимальной в 37,4 км/ ч. В первой четверти XX века широкое распространение получили электромобили и автомобили с паровой машиной. В 1900 году примерно половина автомобилей в США была на паровом ходу, в 1910-х в Нью-Йорке в такси работало до 70 тысяч электромобилей. Значительное распространение в начале века получили и грузовые электромобили, а также электрические омнибусы (электробусы).

Изначально запас хода и скорость у электрических и бензиновых экипажей были примерно одинаковыми. Главным минусом электромобилей была сложная система подзарядки. Поскольку тогда еще не существовало усовершенствованных преобразователей переменного тока в постоянный, зарядка осуществлялась крайне сложным способом. Для подзарядки использовался электромотор, работавший от переменного тока. Он вращал вал генератора, к которому были подсоединены батареи электромобиля. В 1906г. был изобретен сравнительно простой в эксплуатации выпрямитель тока, но это существенно проблему подзарядки не решило.

Электромобиль La Jamais Contente 29 апреля либо 1 мая 1899 года установил рекорд скорости на суше. Он первым в мире преодолел скорость 100 км/ч и достиг скорости 105,882 км/ч. Известный американский конструктор электромобилей Уолтер Бейкер получил скорость 130 км/ч. А электромобиль фирмы "Борланд Электрик" проехал от Чикаго до Милуоки (167 км) на одной зарядке. На следующий день, после перезарядки, электромобиль вернулся в Чикаго своим ходом. Средняя скорость составила 55 км/ч.

Существует легенда, что электромобили отличаются низким уровнем шума, что может создавать проблемы — пешеходы, переходя дорогу, зачастую ориентируются на звук автомобиля. В некоторых странах даже предлагается искусственно повысить уровень шума электромобилей. Разумеется, резкий шум работающего мощного электродвигателя трудно с чем-то спутать, шум электроприводов троллейбуса, механических передач, электрокара, поезда метро широко известен, так что электромобилю необходимо обычное для транспорта шумоподавление. Да и шум современного автомобиля на небольшой скорости очень мал, в основном это шум трения колёс об асфальт, гравий или другое покрытие. Однако при использовании маломощных двигателей, как, например, в трамваях, шум действительно практически отсутствует и на некоторых выпускаемых электромобилях искусственно повышают уровень шума.

Электромобиль как любое техническое средство имеет свои достоинства и недостатки. В зависимости от этих критерий можно оценивать нужность и важность этого изобретения для современной жизни. Самое главное преимущество электрических автомобилей состоит в том, что для движения автомобиля не требуются горючие смеси, такие как бензин, газ, дизельное топливо. Все что ему требуется — это электричество. А его можно получить из возобновляемых источников энергии. Таковых, к счастью, предостаточно — использование солнечной энергии, энергии ветра, энергии воды и так далее. На сегодняшний день есть нефть, причем достаточно дешевая и ее достаточно много, но так будет не всегда. По расчетам ученых нефть иссякнет к 2100 году, а это уже не за горами. А вот солнечную энергию, энергию ветра и воды мы сможем использовать еще миллионы лет.

Следующим существенным достоинством является отсутствие вредных выхлопов в месте нахождения электромобиля. Высокая экологичность, ввиду отсутствия применения нефтяных топлив, антифризов, трансмиссионных и моторных масел, а также фильтров для этих жидкостей. Простота техобслуживания, большой межсервисный пробег.

Низкая пожаро- и взрывоопасность при аварии. Возможность подзарядки от бытовой электрической сети (розетки), но такой способ в 5—10 раз дольше, чем от специального высоковольтного зарядного устройства. Электромобиль — единственный вариант применения на легковом автотранспорте дешевой (по сравнению с бензином) энергии, вырабатываемой АЭС, ГЭС и электростанциями других типов. Массовое применение электромобилей смогло бы помочь в решении проблемы «энергетического пика» за счёт подзарядки аккумуляторов в ночное время. Меньший шум за счёт меньшего количества движимых частей и механических передач. Высокая плавность хода с широким интервалом изменения частоты вращения вала двигателя. Возможность подзарядки аккумуляторов во время рекуперативного торможения и при движении вниз по склонам (при переключении двигателя в режим генератора). Возможность подзарядки аккумуляторов от энергии солнца (как во время движения, так и во время простоя автомобиля). Возможность торможения самим электродвигателем (режим электромагнитного тормоза) без использования механических тормозов — отсутствие трения и соответственно износа тормозов.

Простая возможность реализации полного привода и торможения путем применения схемы "мотор-колесо", что позволяет, помимо прочего, легко реализовать систему одновременного поворота всех четырех колес, вплоть до перпендикулярного положения.

Наряду с достоинствами у электромобилей есть и свои недостатки. На первом месте стоит конечно же недостаточное качество аккумуляторных батарей (для потребностей современного мира). Аккумуляторы за полтора века эволюции так и не достигли характеристик, позволяющих электромобилю на равных конкурировать с автомобилем по запасу хода и стоимости, несмотря на значительное усовершенствование конструкции. Имеющиеся высокоэнергоемкие аккумуляторы либо слишком дороги из-за применения драгоценных или дорогостоящих металлов (серебро, литий), либо работают при слишком высоких температурах (рабочая температура натрий-серного аккумулятора — более 300 °С). Кроме того, такие аккумуляторы отличаются высоким саморазрядом. Аккумуляторы хорошо работают при движении электромобиля на постоянных скоростях и при плавных разгонах. При резких стартах тяговые АКБ теряют много энергии. Для увеличения пробега электромобиля необходимы специальные стартовые системы, например, на конденсаторах, а также применение систем рекуперации энергии (экономия до 25 %). Проблемой является производство и утилизация аккумуляторов, которые часто содержат ядовитые компоненты (например, свинец или литий) и кислоты. Часть энергии аккумуляторов тратится на охлаждение или обогрев салона автомобиля, а также питание прочих бортовых энергопотребителей (например, свет или воздушный компрессор).

Для массового применения электромобилей требуется создание соответствующей инфраструктуры для подзарядки аккумуляторов («авто зарядные» станции).При массовом использовании электромобилей в момент их зарядки от бытовой сети возрастают перегрузки электрических сетей, что чревато снижением качества энергоснабжения и риском локальных аварий сети. Длительное время зарядки аккумуляторов по сравнению с заправкой топливом тоже снижает критерии оценки электромобилей. Малый пробег от одного заряда. Литиевая батарея емкостью 24 А*ч при средних условиях движения (60-90 км/ч, ближний свет фар (фары на светодиодах), без отопления салона, без кондиционера) позволяет электромобилю проехать около 160 км.

Ну и конечно же останавливает цена, которая значительно выше чем на аналогичные с обычным двигателем внутреннего сгорания.

Несмотря на все достоинства и недостатки развитие электромобилей в современном мире идет бурными темпами. Многие электромобили, выпущенные в середине 90-х, до сих пор «бегают» по дорогам США и стран Европы, радуя своих владельцев. Жаль, что волна электромобилизации, которая стала нарастать в то время, была прервана в самом начале нашего века. Существует множество причин и версий того, почему это произошло - это и противодействие нефтяных компаний, и подешевевшая в конце 90-х нефть, и несовершенство технологий (прежде всего аккумуляторных батарей), и просто неготовность рядовых потребителей к электромобилям.

Однако мир меняется, и сегодня существуют все предпосылки для очередного возрождения электромобилей, но уже на совершенно новом уровне. Сегодня нефть уже не такая дешевая, как раньше и крупнейшие индустриальные страны озабочены своей зависимостью от ее поставщиков. Технологии аккумуляторных батарей значительно продвинулись вперед. И тенденции нескольких последних лет, которые происходят в мировом автопроме, дают надежду на то, что вскоре мы увидим новое поколение электромобилей, которые будут выпускаться серийно крупнейшими автопроизводителями (Renault, Nissan, General Motors, Mitsubishi,Tesla, BYD и другие) и будут доступны рядовым потребителям.

Многие в нашей стране не воспринимают электромобили всерьёз, и, действительно, по принципу работы они напоминают детские игрушки. Но вот ресурс у них совсем не детский. Лучшие электромобили мира по характеристикам превосходят многие традиционные автомобили премиум-класса, не говоря уже о стоимости. В некоторых странах для автопроизводителей даже предусмотрены субсидии, чтобы электромобили предлагались конечным потребителям подешевле. Ведь они намного сложнее и дороже в производстве.

Конечно, привлечь людей к электромобилям, непросто. Главное препятствие для нашей страны, это даже не стоимость, а инфраструктура, то есть наличие достаточного количества заправочных станций. Пока они активно развиваются только в Москве, причём большинство заправок платные. Есть планы по расширению сети по России, но пока электромобили не завоевали должной популярности.

Для жителей городов электрокар действительно может улучшить экологическую обстановку. Поэтому именно в крупных мегаполисах власти пытаются стимулировать людей к покупке электромобилей.

Каждый день наша планета подвергается ужасному воздействию парниковых газов, вырабатываемых автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. Электромобили — это экологически чистый аналог автомобиля с ДВС. Они работают без привычного для транспорта топлива, используя чистую и возобновляемую энергию электричества. В настоящий момент производители авто всего мира ежедневно работают над тем, чтобы улучшить качество и стандарты сферы электромобилей.

С каждым днём все большее количество людей приходит к осознанию того, что экологические проблемы человечества нужно ставить на первое место по сравнению со своими запросами, поэтому электромобили мы по праву можем считать – транспортом будущего!

Список использованной литературы

1.Энциклопедия Брокгауза Ф. А. и Ефрона И. А.

2.Электротехнический справочник: В 4 т. / Под общ. ред. В. Г. Герасимова, А. Ф. Дьякова, А. И. Попова. — 9-е, стереотипное. — М.: Издательство МЭИ, 2004. — Т. 4. Использование электрической энергии. — С. 526. — 696 с. — ISBN 5-7046-0988-0, ББК 31.2я21, УДК [621.3+621.3.004.14](035.5).

3.Электромобили (год выпуска 2006) Ставров О. А

4.Электромобили (год выпуска 2004) Отроша И. С.

Код для цитирования: Скопировать