История электромобиля в Советском Союзе и России
Анализ работ по созданию электромобилей начиная с его зарождения до сегодняшних дней показывает, что можно выделить шесть периодов развития электромобилей:
- Первый — зарождение (1837-1895 гг.)
- Второй — интенсивное развитие и конкуренция (1896-1930 гг.)
- Третий — локальное использование (1931 — 1960 гг.)
- Четвертый — широкое проведение опытно-конструкторских работ и выпуск большлго количества опытных образцов и малых серий электромобилей (1961-1982 гг.)
- пятый — спад работ, неудачи вызванные несовершенством источников энергии (1982-2000 гг.)
- шестой — активизация деятельности в области электромобилестроения в связи с осложнением экологической обстановки. Появились новые типы источников тока. Осознание неизбежности кризиса с добычей углеводородов после 2030 года.
Первая мировая война и Революционные события в России в начале 20 века надолго приостановили развитие электротранспорта в Советской России.
Однако, как только положение в стране стабилизировалось, экономика встала на ноги, вспомнили о почти забытом транспорте. В эти годы и в нашей стране начали проводиться работы по созданию экспериментальных образцов электромобилей.
В 1935 году на базе автомобиля ГАЗ-А был построен первый советский электромобиль. В тот же период в лаборатории электрической тяги Московского энергетического института (МЭИ) под руководством профессора В.Резенфорда и инженера Ю.Галкина был создан двухтонный электромобиль на базе автомобиля ЗИС-5. Это аккумуляторный мусоровоз на переделанном шасси ЗИС-5. Позади кабины на грузовой платформе размещались в деревянных ящиках 40 аккумуляторов суммарной емкостью 168 А-ч и общей массой 1400 кг. Они питали энергией размещенный под кабиной водителя электродвигатель с последовательным возбуждением. Он развивал мощность 13 кВт при 930 об/мин. Для регулирования скорости движения служил управляемый педалью контроллер, который обеспечивал семь режимов. В снаряженном состоянии электромобиль ЛЭТ, построенный в 1935 г., имел массу около 4200 кг. Мог перевозить два контейнера с мусором массой 1800 кг. Наибольшая скорость машины — 24 км/ч, запас хода — 40 км.
Тогда же был создан первый советский электробус на базе троллейбуса СВАРЗ-ЛК (Лазарь Каганович) вместимостью до 80 человек. Идея троллейбуса впервые возникла в 1924 году, но к реализации приступили только в 1932 году. Для них летом 1933 г. изготовил шасси Ярославский автозавод. В октябре 1933 г. автозавод им. Сталина (АМО-ЗИЛ) изготовил кузова, а завод "Динамо" — электрооборудование по американским чертежам (в т.ч. и электромоторы). Регулярное движение одного троллейбуса началось в 11 часов утра 15 ноября 1933 г. Это была первая в Москве и СССР троллейбусная линия.
Мусоровоз ЛЭТ 1935 г
СВАРЗ-ЛК
Также интерес представляет четырехместный легковой электромобиль, построенный в 1935 г. в Киеве группой специалистов автоотдела республиканского Главдортранса. Машина имела алюминиевые трубчатую раму и кузов. Все колеса были подвешены независимо на пневмо баллонах (новинка для середины 30-х гг.!). Источником энергии служили семь аккумуляторных батарей общей емкостью 112 А-ч, которые питали два электромотора мощностью 3 кВт каждый. Эти двигатели приводили каждый по одному колесу и позволяли отказаться от дифференциала. Такая схема спустя десять с лишним лет возродилась в отечественном сочлененном троллейбусе ТС-2, который выпускался малыми партиями.
Еще одна машина — троллейкар НИИГТ, построенный московским заводом "Аремз" в 1939 г. Это была грузовая машина с комбинированной силовой установкой: автомобильными двигателем и коробкой передач ЗИС-5 и троллейбусным двигателем ДТБ-60 постоянного тока. Троллейкар питался электроэнергией от проводов как троллейбус, но мог выполнять как автомобиль автономные поездки.
Основу машины "НИИГТ-Аремз" составляло шасси троллейбуса ЯТБ-2. При грузоподъемности 6000 кг она имела снаряженную массу 6700 кг и развивала скорость 55 км/ч. Основные размеры: длина-8700 мм, ширина — 2500 мм, колесная база — 5200 мм. Несколько таких троллейкаров эксплуатировались в период 1940-1948 гг. на столичных улицах.
В 1941 году на улицах Москвы появились первые грузовые троллейбусы-троллейвозы. Разбитые от бомбёжек и переделанные пассажирские троллейбусы (пока конечно же без автономности хода). Троллейвоз, в отличие от пассажирского троллейбуса, должен иметь некоторую степень автономности — способность отъехать от контактной сети как минимум на несколько километров. Именно таким стал появившийся в 1960 году первый отечественный троллейвоз промышленного изготовления СВАРЗ ТГ1. Источником энергии для автономного хода служила мощная аккумуляторная батарея, которая автоматически заряжалась при работе под контактной сетью. Запас автономного хода составлял 6 км, т.е. троллейбус мог удалиться от контактной сети на расстояние не более 3 км. Но из-за быстрого старения батарей и большого веса (около 3 тонн), малой скорости 20-25 км/час первые партии машин к концу 60-х годов были списаны. Более совершенные машины, но уже с ДВС вместо аккумуляторов работали до 80-х годов.
Троллейкар НИИГТ
СВАРЗ ТГЗМ
СВАРЗ, Симферополь
СВАРЗ ТГ4
Очень оригинальной, полной технологических новшеств была одна из первых послевоенных моделей автобусов — ЗИС-154, выпускавшийся с 1947 по 1950 год. Корпус без привычного пассажирам капота, необычной для тех времен формы, большой салон (34 сидения). Его кузов выполнялся не из дерева, и даже не из жести, а из алюминия — что было для тех времен настоящей сенсацией. Кроме того, он оснащался дизель-электрической силовой установкой (110 л.с.), которая обеспечивала высокую плавность хода. 110-сильный дизель ЯАЗ-204Д был спарен с генератором постоянного тока (это агрегат размещался под задним пятиместным сиденьем). Тяговый электродвигатель, расположенный под полом кузова, через карданный вал передавал крутящий момент заднему ведущему мосту. Для изменения направления служил электрический переключатель хода, а величина тягового усилия на ведущих колесах устанавливалась автоматически, без вмешательства водителя. Пассажиров удивило поначалу и то, что автобус двигался без привычных рывков и захлебывания двигателя, точно плыл над дорогой. Их было выпущено более 1000 штук.
В конце 50-ых годов, когда дизель ЯАЗ-204Д довели до ума, начали разыскивать оставшиеся ЗИС-154. После установки ЯАЗ-204Д или ЯАЗ-206 (6 цилиндров, 165л.с.) динамика автобуса радикально улучшалась, такие автобусы эксплуатировались до конца 60-х годов.
На базе кузовов этих автобусов долгое время выпускали троллейбусы МТБ-82 (на рисунке ниже).
Автобус ЗИС-154
Троллейбус МТБ-82
В 1948 г. в НАМИ были разработаны и изготовлены электромобили грузоподъемностью 0,5т (НАМИ-750) и 1,5т (НАМИ-751), четыре образца которых использовались для перевозки почты в Москве. Затем 10 опытных образцов этих электромобилей, изготовленных Львовским автобусным заводом, эксплуатировались в период с 1952 до 1958 гг. в Ленинграде; они также в основном использовались для перевозки почтовых грузов.
Работы по выпуску этих машин на заводе возглавлял один из авторов проекта — сотрудник НАМИ А.С.Резников. В конструкции электромобилей НАМИ было применено много нестандартных решений: например, рама в виде пространственной фермы, каркас кузова из алюминиевых профилей. Для погрузки-выгрузки почты служили два боковых подъемных люка с правой стороны (в открытом положении они вдвигались под крышу) и дополнительная задняя дверь у НАМИ-751. Привод колёс осуществлялся от двух электродвигателей через колёсные редукторы (по одному на колесо без дифференциала). Мощность двигателей — 2х2,85кВт (НАМИ-750) и 2х4,0кВт (НАМИ-751). Источником питания на Львовских машинах служили железоникелевые батареи (на элетромобилях НАМИ использовались обычные — свинцовые). Запас хода составлял 55-70 км, а наибольшая скорость — 30-36 км/ч.
Внешне НАМИ-750 и НАМИ-751 можно различить по передним дверям и колесным нишам: на двери НАМИ-750 две панели между элементами каркаса, у НАМИ-751 — три. У НАМИ-750 нижняя часть двери над колесной нишей значительно от нее отстоит, у НАМИ-751 дверь доходит до колесной ниши.
Электромобиль НАМИ-ЛАЗ-750
Электромобиль НАМИ-ЛАЗ-750
Электромобиль НАМИ-ЛАЗ-751
В 1957 г. в НАМИ были разработаны новые образцы электромобилей той же грузоподъемности. В этот же период был создан первый советский электробус на базе троллейбуса СВАРЗ вместимостью 70—80 чел. Поводом послужила необходимость оснащения ВДНХ новым транспортом взамен старого, не отвечающего духу столь представительного учреждения. Машину принимал лично Хрущев Н.С..
Однако, как это ни парадоксально, в последующие годы транспортные средства с тяговым электрическим приводом в очередной раз не выдержали конкуренции с машинами, использующими двигатель внутреннего сгорания.
Почву для оживления работ, связанных с созданием электромобилей, подготовили достижения в области электротехники, электроники, химических источников тока. Следует отметить, что переход к электрическому приводу особенно выгоден для транспортных машин. Особенно хорошие результаты дает применение мотор-колес с независимым электрическим двигателем на каждом колесе. Простое электронное автоматическое устройство уменьшает мощность на колесе, потерявшем сцепление с дорогой, и увеличивает ее на других колесах.
Конструктивно схема электрического привода совершеннее и в целом проще, чем схема традиционного механического привода с двигателем внутреннего сгорания, вместе с тем наиболее трудные проблемы, требующие незамедлительного решения в настоящее время, сосредоточены в области разработки источников электрической энергии для электромобилей.
В 70-е годы силами различных организаций проводилось много экспериментов в области электромобилей. В центре внимания были батареи и системы управления, которые способствовали более экономному расходованию энергии. К экспериментам подключился довольно широкий круг организаций. В их числе НИИ автомобильного транспорта (НИИАТ), Всесоюзный НИИ электромеханики (ВНИИЭМ), Всесоюзный НИИ электротранспорта (ВНИИЭТ), а также автомобильные заводы ВАЗ, ЕрАЗ, РАФ и УАЗ. Дорожные испытания партии электромобилей НИИАТ — А.925.01 с системой питания на постоянном токе проходили в 1975 году в Подольске. Годом раньше пять электромобилей У-131 на базе УАЗ-451 ДМ поступили в опытную эксплуатацию на автокомбинат № 34 в Москве. Эти машины — результат совместных усилий НИИ Главмосавтотранса и ВНИИЭМ Минэлектротехпрома. Они работали на переменном токе с асинхронными двигателями.
Два института — ВНИИЭТ и ВНИИЭМ — тоже изготовили опытные электромобили, в том числе один — с гибридной силовой установкой (электромотор и бензиновый двигатель). Все исследования этих НИИ и других организаций не решили кардинальной проблемы — создания более легкого и емкого, чем свинцово-киспотный, аккумулятора.
У-131 на базе УАЗ-451
Схема электромобиля НИИАТ
ЕрАЗ-3731 1973 года
В период с 1980-1985 годы было выпущено 65 штук электромобилей УАЗ-3801.Полезная грузоподъемность до 800 кг. Масса аккумуляторов 680кг. Полная масса 2750кг. Одной зарядки хватало на 48-50 км пробега, а бортовое зарядное устройство всего за час заряжало АКБ почти на 70%. После установки системы рекуперации (при торможении заряжалась батарея) пробег возрос до 70-75 км. Для зимы установили бензиновый отопитель от «Запорожца».
В октябре 1978 года главный конструктор Кузнецов демонстрировал разработку на всемирной выставке электромобилей в Филадельфии. Наша машина была единственной, работавшей на переменном токе. Сейчас, предпочтение отдается именно переменному току.
В 1976 году на Елгавском автозаводе изготовлена партия микроэлектробусов РАФ-2203. Эти электромобили снабжены двигателями мощностью 23 кВт, вмещают девять человек (включая водителя) и развивают до 60 км/ч. Аккумуляторные батареи (их общая масса 630 кг) обеспечивают запас хода около 70 километров. Позднее во время олимпмады 1980 года в Москве некоторые судейские автомобили были переделаны в электромобили оснащенные солнечной панелью. Также проводились работы с моделью РАФ-2210 в качестве электромобиля.В 1982 году 3 таких машины лоставлены в Москву в качестве такси.
В 2005 году создан электромобиль на базе УАЗ-3153 в МГТУ МАМИ совместно с НПП «Квант» Система тягового электрооборудования выполнена на основе выпускаемых отечественной промышленностью компонентов. В ней применены асинхронный электродвигатель (обратимая электрическая машина) мощностью 35 кВт (максимальный крутящий момент равен 280 Н•м, напряжение питания – 120 В, ток фазы – 220 А, масса – 100 кг) и аккумуляторная батарея «Оптима» емкостью 55 А•ч и массой 190 кг. Сопряжение бензомотора (УМЗ-4218.10) и электродвигателя осуществляется при помощи единого приемно-распределительного устройства (устанавливается вместо раздаточной коробки), на которое получено авторское свидетельство. Максимальная скорость гибридомобиля составляет 125 км/ч, а минимальный расход топлива – 12 л/100 км.
Уаз-3801
Раф-2210
Электрический УАЗ-3153
Ходовой макет УАЗ-2970 (представлен в 2006 г.) — прообраз многоцелевого полноприводного автомобиля с дизель-электрической силовой установкой. Дизель ЗМЗ-5143 вращает генератор ГТ-90, который питает энергией два электромотора 414Е НИЛД мощностью по 60 кВт каждый. Подвеска всех колес независимая пружинная на поперечных рычагах, мосты с колесными редукторами (передаточное соотношение 4.54). Максимальная скорость может достигать 110 км/ч, а запас хода в экономичном режиме движения на 60 км/ч — не менее 1000 км, при этом только на аккумуляторах машина может пройти 30 км.
Первым легковым электромобилем (если не считать уже упоминавшийся автомобиль 30-х годов) в СССР был украинский. В 1973 г. в Запорожском ЗМИ под руководством ассистента кафедры электрических машин В. Б. Павлова, на базе ЗАЗ-968 был создан опытный электромобиль. Эта машина уже тогда имела новинку: импульсный полупроводниковый преобразователь. В 1974 г. этот ЭМ на ВДНХ СССР получил бронзовую медаль, а электроника его управления – серебряную!
Что касается ВАЗа, то его опыты охватывали как конвертируемый в электромобиль серийный ВАЗ-2102 грузоподъемностью 0,2 тонны, так и совершенно новую машину ВАЗ-1801. Испытывались грузовые ВАЗ-2301 и ВАЗ-2313
Первые макетные образцы электромобиля были созданы на базе бензиновых автороллеров Э11011. Автороллер был разработан по предложению главного инженера АвтоВАЗа Е.А. Башинджагяна, как машина для молодежи, наиболее простая и дешевая, а для предприятия АвтоВАЗ, как продукт ширпотреба. Но такой продукт не был утвержден, так как в стране не хватало стального листа, и посоветовали перейти на чугунные сковородки и утюги. Автороллер по компоновке очень подходил для переоборудования в электромобиль.
ЗАЗ-968
УАЗ-2970
ВАЗ-автороллер-макет
ВАЗ-автороллер — Э11011
Ваз-2102Э
В 1979-80 годах АвтоВаз работал над электромобилем ВАЗ-2802 в грузовом варианте. С целью облегчения веса кабину сделали одноместной, раму и навесные детали из алюминия. Сварку вели методом точечной сварки. Дизайн Александра Дегтярёва. Вес машины 1140 кг, полезный груз 500 кг. Было изготовлено два экземпляра для опробования компоновочных решений. Определилась проблема с развесовкой мостов. Передний был перегружен.
Следующую модель ВАЗ-2702 (с 1982 года) делали также из алюминия АЛ1915 Самарского металлургического завода. Но помня неудачный опыт с рамой предыдущего электромобиля, теперь его сделали хребтовой конструкции. Раму изготовили в ТолПИ.
Автором дизайна стал Геннадия Грабора.
120-вольтовые АКБ размесили в двух отсеках в средней части машины, в контейнерах. Для этих контейнеров разработали оригинальную роликовую систему выдвижения с наружными фиксаторами для удобства смены.
Был предусмотрен и автономный отопитель – тот же пятилитровый бытовой баллон, что и на ВАЗ 2802-01. Передача тепла осуществлялась через промежуточный теплоноситель – этиловый спирт — на стандартную жигулевскую печку, со страховочным предохранительным клапаном, чтобы это всё не «рвануло». Этот отопитель сконструировал инженер Сергей Ласточкин.
Этот электромобиль был первым отечественным, прошедшим краш-тест. Электромобиль был практически доведен до стадии промышленного образца, но тут начались сложные "перестроечные" годы.
На многие годы работы с электромобилем прекратились. В средине 90-х годов небольшими партиями выпускалась конвертированная "ОКА" ВАЗ-1111Э. Но комплектование устаревшим электродвигателем ПТ-125 и устаревшими батареями НЦ привело к прекращению производства.
Существовала версия ВАЗ-2109Э. Характеристики были не плохие. Например, у ВАЗ-1111Э (2+2 чел., багажник вместимостью 90 дм3) запас хода при скорости 40 км/ч — 130 км, в городском режиме — 100 км; максимальная скорость — 90 км/ч; время разгона до скорости 30 км/ч — 4 с, а до 60 км/ч — 14 с; максимальный преодолеваемый подъем — 30 %. Все перечисленные показатели обеспечивает электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением, развивающий мощность до 25 кВт и максимальный крутящий момент до 108 Н • м (11 кгс • м). Диапазон частот вращения его вала — 2200—6700 мин-1. Работает он от никель-кадмиевой аккумуляторной батареи, запас энергии которой составляет 12 кВт • ч, масса — 315 кг. Система управления силовым приводом — тиристорная.
ВАЗ-2131Э — электрофицированный вариант пятидверного автомобиля ВАЗ-2131. Предназначен он для частичной замены городских малотоннажных автомобилей-фургонов, выполняющих регулярные мелкооптовые перевозки по постоянным маршрутам небольшой протяженности. Его грузоподъемность — 2 чел. + 400 кг груза; максимальная скорость — 80 км/ч; время разгона до скорости 30 км/ч — 6 с, до 60 км/ч — 20с.
ВАЗ-1801 Пони
ВАЗ-2802
Ваз-2702
В конце 1970-х—начале 1980-х годов, специалисты НАМИ разработали КЭУ (комбинированная энергетическая установка) последовательной схемы для автобусов ЛАЗ, ДВС которых не имел кинематической связи с ведущими колесами автобуса, т. е. вырабатываемая им энергия через электрогенератор передавалась на электропривод этих колес. В состав КЭУ входили дизель "Перкинс" мощностью 70 кВт (95 л. с.), в основном эксплуатационном режиме работающий с постоянной частотой вращения коленчатого вала, близкой к наиболее выгодной с точки зрения расхода топлива и содержания вредных веществ в отработавших газах, авиационная батарея НКБН-25 никель-кадмиевых аккумуляторов массой 120 кг, электрогенератор и тяговый электродвигатель.
Автобусы ЛАЗ, оборудованные данной КЭУ, прошли наладочные и ходовые испытания, показав хорошие результаты. В частности, их расход топлива снизился, по сравнению с серийными аналогами без КЭУ, на 25%. Однако в серию они не пошли: Минавтопром прекратил финансирование работ. Так же, как и близких к завершению работ по созданию КЭУ для автомобилей ЕрАЗ и РАФ. Правда, накопленный в те годы опыт не забыт, и он, безусловно, помогает многим отечественным предприятиям и организациям (ГНПП "Квант", АОЗТ "Эсма", ВАЗ, ЗИЛ, МАМИ, НАМИ и др.), которые в последнее время усиленно работают над созданием опытных образцов автомобилей с КЭУ.
В середине 1990-х годов АЗЛК при участии ГНПП "КВАНТ"на базе автомобиля АЗЛК-2141 разработал электромобиль "Москвич-2141Е1" с такими техническими данными: емкость аккумуляторов — 125 А • ч, напряжение источника тока — 108 В, номинальная мощность тягового электродвигателя — 19 кВт, пиковая — 30 кВт, время разгона до скорости 60 км/ч — 14,4 с, максимальная скорость — 110 км/ч, запас хода при скорости 50 км/ч и одним пассажиром — 100 км, при той же скорости, но с полной нагрузкой — 80 км. Экономические затраты на 100 км пробега, по утверждению разработчиков, оказались в 10 раз меньше, чем у аналога с ДВС.
Упоминавшимся выше ГНПП "КВАНТ" в конце 80-х выполнялись работы по малогабаритному транспорту: Миниэлектромобиль с солнечными батареями и накопителями электроэнергии для курортных зон и парковых территорий. Количество миниэлектромобилей — 3 шт.Общее число пассажирских мест — 4-5 Скорость движения, макс. — 20 км/ч. Годы создания и эксплуатации — 1987-1990 гг.
Высокоманевренное транспортное средство (электрокар) с индивидуальным приводом колес. Грузоподъемность 1000 кг.
Курортный электромобиль
Курортный электромобиль
Электрокар
Электрокар
ОАО «Комтранс» совместно с НПП «КВАНТ» изготовлен Электромобиль на базе автомобиля ГАЗ 2705 «Газель» с батареями емкостных накопителей электроэнергии для грузовых перевозок в пределах территории ВВЦ г. Москвы: грузоподъемность 1300 кг, максимальная скорость 70 км/ч. Всего изготовлено 7 автомобилей. Годы создания и эксплуатации — 2000-2003 гг
ГАЗ 2705
ГАЗ 2705
На Международном автотранспортном форуме, Москва, 9 – 12 сентября 2008 г. "Группа ГАЗ" представила городской автобус ЛИАЗ 5292 с гибридным приводом. Автобус ЛИАЗ 5292 – результат совместной работы концерна «РУСЭЛПРОМ» и Ликинского автобусного завода. Разработка комплекта тягового электрооборудования к автобусу велась ООО «РУСЭЛПРОМ-Электропривод».
Это первый российский автобус с гибридным приводом, аналогов которого нет ни у одного отечественного производителя. Автобус ЛИАЗ 5292 предназначен для работы в городах-мегаполисах. Автобус комплектуется дизельным двигателем Cummins экологического стандарта Евро-4 максимальной мощностью 136 кВт, асинхронным мотор-генератором такой же мощности, буферным накопителем и асинхронным тяговым приводом с максимальной мощностью 250 кВт. Буферный накопитель на основе суперконденсатора емкостью 21 Ф обеспечивает пиковые потребления мощности тягового привода, и позволяет рекуперировать кинетическую энергию при торможении автобуса. Вместимость автобуса 100 человек.
Автобус ЛиАЗ 5292
В июле 2008 года московское правительство обьявило о покупке электротранспорта для муниципальных нужд. По словам руководителя департамента транспорта и связи, планируется закупка электромобилей, оборудованных двигателями мощностью 30 кВт. «Запас хода на одной зарядке у таких машин составляет 150 километров, учитывая, что в среднем за день автомобиль проходит не боле 100 км, это вполне достаточно"-сказал Л.Липсиц. Кроме этого Лужков пообещал владельцам элетромобилей различные льготы. Среди них отмена дорожного налога, разрешение на движение по выделенным полосам для общественного транспорта и проезд в те места, куда запрещено въезжать остальным участникам движения, льготы по парковке…
Власти Москвы уже в 2009 г. планировалит наладить производство отечественных электромобилей, сообщил на заседании правительства Москвы руководитель Департамента транспорта и связи столицы Леонид Липсиц. Он отметил, что в 2009 г. начнется разработка отечественной конструкции электромобиля для внутригородских пассажирских и грузовых перевозок. В перспективе на территории строящегося на Сколковском шоссе автокомбината планируется создать экспериментально-производственное автохозяйство для эксплуатации и проведения комплексных испытаний автотранспортных средств, использующих альтернативные источники энергии.
В Советском Союзе до самых его последних дней разработке транспортных средств с электрическим приводом уделялось большое внимание. Еще в 70-80 гг. во Всесоюзном НИИ электромеханики начались перспективные исследовательские работы и проводились эксплуатационные испытания электромобилей. В дальнейшем разработки продолжились в НПО "Квант". Здесь на базе шасси и кузовов серийных автомобилей были созданы и прошли успешные эксплуатационные испытания первые в нашей стране современные образцы электромобилей с инверторными преобразователями, частотным регулированием, асинхронными электродвигателями и возможностью рекуперации энергии. Разъездных "УАЗиков" было создано несколько десятков и применялись они весьма широко.
Следует заметить, что в технически развитых странах мира глубокую заинтересованность в успешном решении проблем создания конкурентоспособных электромобилей проявляют не только автомобилестроители, но и экономисты, и государственные деятели, а также специалисты самых различных отраслей промышленности. Крупнейшие автомобилестроительные фирмы мира объявили об открытии программ по разработке электрического пассажирского городского транспорта. При этом сроки выполнения всех этих программ конкретные и весьма недалекие, а некоторые модели, разработанные в этой связи, уже вышли на улицы мегаполисов разных уголков Земли. Не у нас.
Самые последние новости мира транспорта
Группа "ГАЗ" планирует завершить разработку электрической версии легкого коммерческого автомобиля "Газель" к концу текущего года. Об этом агентству "Автостат" сообщил директор по развитию ГАЗа Павел Середа, добавив, что если на "Газель-Электро" появятся заказы, то в следующем году Горьковский автозавод готов начать производство модели. По словам П. Середы, электрическая "Газель" может быть востребована в центрах российских мегаполисов, а также в рамках проведения Олимпиады в Сочи в 2014 году. Как отмечают в группе "ГАЗ", основное преимущество электромобиля – низкая стоимость его эксплуатации. Достаточно высокая цена аккумуляторных батарей компенсируется тем, что стоимость 1 км пробега электромобиля в 5-6 раз меньше, чем автомобиля с бензиновым двигателем, и в условиях городского движения составляет всего 45 копеек. Кроме того, значительно удешевляется стоимость технического обслуживания.
Американский концерн Ford официально подтвердил, что начинает выпуск полностью электрической версии легкого коммерческого автомобиля Transit. Модель под названием Ford Transit Connect Electric дебютировала в качестве прототипа на Чикагском автосалоне в начале года, а в IV квартале 2010-го первые экземпляры поступят в автопарки американских компаний. Силовой агрегат Force Drive, разработанный партнером Ford – компанией Azure Dynamics, позволит электрокару преодолевать до 130 км на одной подзарядке, развивая скорость до 120 км/ч. Аккумуляторная батарея мощностью 28 кВт*ч заряжается и от стандартной для США 120-вольтной розетки, и от специальной зарядной станции напряжением 240 В. В последнем случае полный заряд батареи достигается за 6-8 часов. В Ford считают, что электрический Transit станет наилучшим экологически чистым решением для коммерческих перевозок в городских условиях.
Управляющий Volkswagen, доктор Мартин Уинтеркорн (Dr. Martin Winterkorn), в своей речи в Мюнхене уточнил, что немецкий гигант автопрома намерен выпустить свой первый электромобиль в 2013 году. Как выразился представитель концерна, электрификация автомобилей станет марафоном, а не спринтом. Более того, он указал на то, что сугубо электрические моторы не отвечают всем запросам VW, а потому будут использоваться различные технологии и пути.
Уинтеркорн отмечает, что современные технологии производства аккумуляторов неадекватны для задачи автопрома. Если говорить о двигателе Touareg 17кВт весом 68 кг, то он дает столько же энергии, как и 0,06 литра бензина. Даже литиевые аккумуляторы, по его словам, должы еще подешеветь и стать легче.
Первый электрический VW, который появится в 2013 году, будет построен на базе “New Small Family”, который, в свою очередь, является продолжением концепта up! И только до 2023 года VW планирует представить электромобиль, который был бы по карману рядовому европейцу.
Mitsubishi i-MiEV — первый серийный электрокар в мире. Этот автомобиль уже продаётся в Японии по цене в 4.6 миллиона йен, что примерно 50 000 долларов (дороговато конечно, но в ближайшее время цена будет падать). Автомобиль оборудован электромотором мощьностью 64 л.с., максимальная скорость 130 км/ч. На полной i-MiEV способен проехать 144 километра. Зарядка осуществляется как от обычной домашней розетки 220V а так же от спец. зарядного устройства. Полная зарядка от розетки занимает 7 часов, а с использованием спец устройства всего один час. Теперь посчитаем, насколько выгодно использовать такой автомобиль. При зарядки от сети, за час потребляется 16 киловатт, помножим эту цифру на 7 часов и получим 112 Квт, именно столько надо чтобы полностью зарядить аккумулятор. Стоимость кило вата в час для жителей Москвы на 2009 год, днём — 211 копеек, ночью, 53. Округлим и получим 2 рубля днём и пол рубля ночью.
Американской компанией Trexa была разработана универсальная модульная полноприводная платформа, на безе которой любой желающий сможет построить свой электрокар.
Компания Trexa разработала модульную полноприводную платформу для электрокаров.Готовая к работе платформа вместе — с готовой силовой установкой и всей необходимой управляющей электроникой — будет продаваться любому желающему, мечтающему построить собственный автомобиль — пишет "Автопортал".
Платформа построена с использованием высокопрочной стали, алюминия и армированного волокнами термопластика, а также предлагается с колесными базами трех размеров — 1625, 2032 и 2438 миллиметров. Trexa поставляется с двумя электромоторами, питающимися от комплекта литий-ионных аккумуляторов, способными обеспечить автомобилю движение на протяжении почти 170 километров. Сконструированный на такой платформе автомобиль будет расгоняться до 96 км/час за восемь секунд, а максимальная скорость составит 160 километров в час. Машина так же сможет полностью зарядить свои аккумуляторы от сети с напряжением в 240 вольт за 4 часа. О стоимости новинки производитель пока не сообщил.
Ранее команда разработчиков Trexa также создала литиевые аккумуляторы с возможностью подзарядки от бытовой электросети для гибрида Toyota Prius. В компании предлагают заменить стандартные никель-металлгидридные батареи этой машины на собственные и, тем самым, увеличить максимальную скорость (до 88 километров в час) и запас хода Prius (до примерно 50 километров) при его передвижении на электротяге.
ЗАО "Яровит Моторз" в 2012 г. завершит строительство завода по выпуску грузовиков с электрической трансмиссией. Об этом журналистам сообщил председатель совета директоров предприятия Андрей Бирюков. Он отметил, что новые технологии позволят сократить расход топлива на 40%, а также уменьшить стоимость транспортных средств на 5%. Первоначально грузовики будут работать на сжиженном природном газе.
Планируется, что будущий завод в Рыбацком (Санкт-Петербург), начало строительства которого запланировано на лето 2010 г., выйдет на полную мощность в 2015 г. С объемами производства на уровне 10-12 тыс. автомобилей в год.
Ранее глава ОНЭКСИМа Михаил Прохоров сообщал о проекте, который касается производства электромобилей стоимостью около 8 тыс. долл. Планируется, что электромобили будут производиться на заводе "Яровит".
О состоянии гибридного транспорта
К сожалению, состояние российских разработок в этой области оставляет желать лучшего. И это при том, что до 1990-х гг. СССР занимал одно из лидирующих мест в разработке транспортных средств с электроприводом. Так, еще в 1947—49 гг. в СССР выпускался серийный гибридный автобус с последовательной схемой постоянно-постоянного тока ЗИС-154 (выпущено более 1000 автобусов). Еще одним примером разработки подобного транспортного средства может служить микроавтобус РАФ с энергетической установкой на воздушно-водородных топливных элементах и накопителях на AgZn АБ, продемонстрированный на международной московской выставке в 1982 г.
Фактически все крупные автопроизводители выпускают или готовятся к производству гибридных автобусов. В России также проводилось немало разработок современных тяговых приводов для автотранспорта. Научные работы подобной тематики велись НАМИ, НАТИ, НП «Росэлектротранс», соответствующими кафедрами МЭИ (ТУ), МВТУ им. Баумана, МИФИ, рядом научно-производственных предприятий и организаций. Проведению таких разработок и внедрению экологически чистого транспорта (электротранспорта) во многом способствовало Правительство Москвы. Так, им была принята городская целевая программа использования альтернативных видов моторного топлива на автомобильном транспорте города на 2002—2004 гг. В рамках этой программы разрабатывалась конструкция комбинированной энергоустановки (КЭУ) для городского автобуса большой вместимости «Московит» (170 пассажиров, разработчик — ЗАО «ОПТИМУМ-ЭЛЕКТРО» совместно с МИФИ). Предполагалось оснастить сочлененный автобус (аналог — двухсекционный «Икарус-435») асинхронным тяговым приводом, почти вдвое уменьшив мощность ДВС и до 2,5 раз сократив расход топлива в городском цикле движения. В нескольких московских организациях при участии городских комитетов науки и промышленной политики (науки и технологий), транспорта и связи, экологии были разработаны и профинансированы различные программы создания и внедрения электромобильной техники. НИОКР по этой тематике запланированы в программах прикладных научных исследований и проектов в интересах Москвы на 2006—2008 гг. В настоящее время ряд НИОКР по тематике электротранспорта и водородного транспорта (в т.ч., создание пилотного образца низкопольного электробуса малого класса, универсальной транспортной платформы для грузового автомобиля) ведутся ФГУП НАМИ и ОАО «Корпорация Компомаш». По заказу Правительства Москвы проводятся и работы по созданию элементов для тягового электропривода (батарей, суперконденсаторов, топливных элементов). Создан макетный образец транспортной платформы с мотор-колесами с приводом от СДПМ, накопителем на основе суперконденсаторов и силовым преобразователем на IGBT. Работы по созданию химических источников тока, топливных элементов проводятся и в рамках ФЦП «Национальная технологическая база» и «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007—2012 гг.». Однако, во-первых, практически ни одна из разработок не была внедрена в массовое производство. Во-вторых, преимущественно разрабатывались комплекты для легковых (АО «АвтоВАЗ»), грузовых электромобилей (проекты «ЗИЛ-Электро», «ГАЗель-Электро»), а также гибридомобилей и микроэлектробусов («Лужок» — АО «КОМТРАНС»), и значительно меньше внимания уделялось приводам для автобусов. Разработки для городских автобусов вели: ЦКТ ВВЦ — разработка городского гибридного автобуса на основе КЭУ с бензиновым ДВС, электрогенератором, накопителем на суперконденсаторах; ЗАО «ОПТИМУМ-ЭЛЕКТРО», МИФИ — разработка городского автобуса особо большого класса с КЭУ; ЦНС МВТУ им. Н.Э. Баумана — разработка тяговых приводов для спецтехники, адаптированных, в т.ч., для городских электробусов; АО «КОМТРАНС» («Корпорация Компомаш») — разработки электробуса, гибридного автобуса; ТМЗ — разработка электробуса на базе ДВС и гидропневматического рекуператора энергии. Эти проекты не были комплексными — разрабатывались отдельные составные части комплекта тягового оборудования с применением серийных, далеко не оптимальных остальных частей.
Ни одна из разработок не вышла из стадии НИОКР, хотя следует отметить общую тенденцию увеличения финансирования работ по созданию инновационных транспортных средств и элементов привода для них. Однако и эти работы, по-прежнему, не являются комплексными, направленными на создание конечного продукта с оптимальными, «взаимоувязанными» по техническим и экономическим показателям составными частями.
Общей мировой тенденцией в развитии городского маршрутного транспорта является массовое внедрение городских автобусов с КЭУ на основе ДВС, с перспективой перехода на новые виды первичных источников энергии (газотурбинных установок, топливных элементов и др.), которые обеспечивают большую экономичность, экологичность, применение альтернативных видов топлива. В ближайшее время крупные российские города (в первую очередь Москва) приступят к закупкам городских автобусов с КЭУ. Существует опасность, что эту нишу рынка транспортных средств займут европейские или китайские производители, что заблокирует российские разработки тяговых электроприводов и их элементов. С другой стороны, при разумном вложении средств в ближайшее время можно рассчитывать на создание транспортных средств с гибридным приводом с сопоставимыми техническими параметрами и экологическими показателями при лучшем соотношении цены и качества. Возможен экспорт подобной российской продукции в страны СНГ, Восточной Европы, Азии, а также комплектование автобусов белорусских и украинских производителей тяговым электрооборудованием российского производства.
С развитием электромобилестроения связаны, естественно, и многие другие проблемы, а не только проблемы накопителей электроэнергии и инфраструктуры. Причем часть из них уже решена, некоторые находятся в стадии решения, а остальные — пока лишь в стадии обсуждения.
Взять, скажем, системы управления и коммутации электроэнергии. Чтобы электромобиль вписывался в транспортный поток, управляющие элементы должны коммутировать токи до 500 А. Такие элементы промышленностью уже освоены. То же самое можно сказать и об электроприводе: электроприводы мощностью 25—30 кВт разработаны, их выпуск налажен.
С ходовой частью сложнее. По ней у специалистов единого мнения пока нет. Одни считают, что электромобиль должен иметь оригинальную экипажную часть. Другие, наоборот, что она не должна сильно отличаться от кабины или кузова стандартного автомобиля с ДВС.
Еще сложнее проблема полной массы электромобиля. Расчеты и опыт показывают, что при полной массе, превышающей 1400 кг, ни одна из ныне существующих аккумуляторных батарей запас хода не увеличивает, сколь бы ее ни утяжелять. То есть при всех известных накопителях есть границы, выше которых увеличение объема (массы) батарей эффекта не дает, так как добавленная энергия тратится на перемещение самой батареи.
Статья автора: Токмаков Н.М., февраль, 2010 г.
