Факторы, влияющие на развитие электромобилей

Эффективность техники в условиях научно-технического прогресса зависит от реализации требований технического, экологического, психологического и эстетического характера. Обеспечение указанных требований прямо или косвенно влияет на экономическую эффективность техники.

Всесторонний подход к проблеме создания и оценки эффективности электромобилей предполагает изучение и анализ указанных факторов в отдельности. В связи с этим остановимся на каждом из них подробнее.

электромобили

Технический фактор. Техническое совершенство электромобилей проявляется в дальнейшем улучшении конструкции и технологии их изготовления.

Конструктивное совершенство предполагает:

  • уменьшение (по сравнению с автомобилем) деталей, узлов и агрегатов, так как у электромобиля отсутствует двигатель внутреннего сгорания, система охлаждения с массивным радиатором, а также довольно часто коробка передач, сцепление, механическая трансмиссия;
  • меньшее число кинематических пар в узлах и агрегатах, требующих высокой точности изготовления, а также сопряженных деталей, испытывающих высокие удельные давления, температуры и контактные напряжения;
  • компактность, за счет упрощения конструкции рамы, шасси и формы кузова и равномерного распределения нагрузки.

Перечисленные преимущества электромобиля во многом обусловлены применением электрического привода, к достоинствам которого следует отнести:

  • гибкость, т. е. возможность простого и удобного подвода электрической энергии к электродвигателю;
  • более удовлетворительную тягово-динамическую характеристику электродвигателя по сравнению с двигателем внутреннего сгорания, что особенно важно при их эксплуатации в условиях города (частые остановки, разгон и торможение);
  • широкие возможности выбора и применения компоновочных схем (возможен раздельный привод двух или четырех колес, что особенно важно для обеспечения безопасности при движении по скользкой дороге и на поворотах);
  • чистоту, простоту в обслуживании и ремонте; более высокий КПД, чем в ДВС; возможность доступной автоматизации, большой срок службы и т. п.

Конструктивные преимущества электрических автомобилей порождают ряд технологических достоинств:

  • сокращение количества производственных операций и (как следствие) производственного цикла, а также уменьшение трудоемкости;
  • применение более простого и дешевого оборудования в связи с возможностью использования деталей с более низким классом точности и чистоты обработки;
  • большие возможности автоматизации производственных процессов.
электромобили

Зарядная станция в Германии

Сказанное относится в полной мере как к производству, так и к техническому обслуживанию и ремонту электрических автомобилей.

Перечисленные преимущества электромобилей способствуют снижению затрат как в сфере производства, так и в сфере эксплуатации, а также косвенно в некоторых сопряженных отраслях, например нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности.

Несовершенство современных источников тока для электромобилей существенно снижает многие из приведенных их достоинств.

Выше было отмечено, что в дальнейшем ожидается создание более энергоемких, надежных и сравнительно дешевых источников тока. Это позволит реализовать преимущества электромобилей.

Экологический фактор. Повышение экологичности техники, особенно автомобильного транспорта, являющегося основным загрязнителем воздушной среды, обусловлено решением следующих задач: рационального использования природных ресурсов и комплексной утилизации отходов; обеспечения природного равновесия; защиты атмосферы, био-, гидро- и геосферы от загрязнения отходами производства; управления воспроизводством и эволюцией природы как условиями жизни и развития человека и общества.

Рациональное использование природных ресурсов. Необходимость рационального использования природных ресурсов обусловлена их ограниченностью на Земле. Следует отметить, что многие виды природных ресурсов, особенно это касается топливно-энергетических, являются невосполнимыми. Это относится и к нефти, примерно 40%  добычи которой перерабатывается в бензин и используется в качестве топлива для автомобилей с ДВС.

Проводимые многими экспертами прогнозы наличия запасов минеральных топливно-энергетических ресурсов показывают, что наибольший удельный вес приходится на уголь, а запасы нефти в мире значительно ограничены. Так, по оценке, проведенной академиком И. В. Мельниковым, на долю угля приходится 80%, нефти и природного газа –10% запасов минеральных ресурсов.

Рост общего потребления энергии в мире происходил последние 25-30 лет главным образом за счет нефти. При этом темпы добычи нефти были весьма высоки.

Сопоставляя темпы роста потребления топливно-энергетических ресурсов и удельного веса нефти в общем объеме используемых энергоресурсов, а также их запасы, можно сделать вывод, что запасы нефти на Земле значительно ограничены, а темпы ее потребления постоянно возрастают, поэтому вопрос об исчерпаемости ее запасов становится весьма актуальным. Это подтверждается данными ряда экспертов. Так, согласно расчетам, выполненным Г. Люстингом, нефти человечеству хватит до2100 г. По оценке Массачусетского технологического института при современном объеме потребления нефти на земном шаре ее хватит на 300 лет, а в случае пятикратного увеличения разведанных запасов, но с учетом наметившегося прироста потребления — на 500 лет.

Мировые цены на нефть и газ выше внутренних замыкающих оценок и сохраняют устойчивую тенденцию к повышению: эта тенденция, очевидно, будет сохраняться.

Ограниченность мировых запасов нефти и сопутствующая этому нестабильность цен на нефтепродукты выдвигают проблему поиска иных источников энергии для автомобильного транспорта. Своевременный и постепенный перевод автомобилей на новые источники энергии, в том числе применение электромобилей, позволит в дальнейшем без значительных экономических затрат резко ограничить потребление нефтепродуктов, увеличив тем самым продолжительность их использования для тех случаев, когда они не могут быть легко заменены другими источниками энергии.

Сергей Вячеславович Иванов, эксперт и директор Конгресс-центра «Московский центр внедрения достижений науки и техники», г. Москва.

Немного истории…

Первый электромобиль в виде тележки с электромотором был создан в далеком 1841 г. Уже в 1899 г. первый отечественный двухместный электромобиль инженера-изобретателя Ипполита Романова мог изменять скорость движения в девяти градациях — от 1,6 км/ч до 37,4 км/ч. В первой четверти XX в. широкое распространение получили электромобили и автомобили с паровой машиной. В 1900 г. примерно половина автомобилей в США были на паровом ходу, а в 1910-х таксопарк Нью-Йорка насчитывал до 70 тыс. электромобилей.

электромобили

           La Jamais Contente, 1899 г.

Изначально запас хода и скорость у электрических и бензиновых экипажей были примерно одинаковыми. Главный минус электромобилей того времени — сложная система подзарядки, из-за отсутствия усовершенствованных преобразователей переменного тока в постоянный. Для подзарядки использовался электромотор, работавший от переменного тока. Он вращал вал генератора, к которому были подсоединены батареи электромобиля. Лишь в 1906 г. был изобретен сравнительно простой в эксплуатации выпрямитель тока, но и он существенно проблему подзарядки не решил.

электромобили

           Томас Эдисон у электромобиля Detroit Electric

В Энциклопедии Брокгауза Ф.А. и Ефрона И.А. электромобиль характеризуется так: «Самым многообещающим типом автомобиля в будущем можно считать электрический, но пока он еще недостаточно усовершенствован. Электрические двигатели не дают ни шума, ни копоти, они, бесспорно, удобнее и совершеннее всех других, но автомобиль должен везти свой источник энергии: аккумуляторную батарею, которая пока еще слишком тяжела и непрочна. Поэтому невозможно возить с собою запас энергии на длинный путь, а вновь заряжать аккумуляторы и заменять истощенные другими возможно лишь при езде в городах или от одной специально устроенной станции до другой. Существуют уже более легкие аккумуляторы Эдисона, но они еще не получили распространения, так как, вероятно, еще недостаточно усовершенствованы своим изобретателем…».

электромобили

           Электромобиль-грузовик, 1943 г. Швеция

Вновь электромобили привлекли к себе внимание лишь в 60–70-е гг. прошлого века из-за экологической проблемы автотранспорта и роста цен на топливо.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *