Электромобили Сарвар Кадыров

ВВЕДЕНИЕ

Мировой парк автомобилей ежегодно увеличивается на 5 – 8 %. В

этих условиях всё более актуальной становится задача по устранению

вреда современных автомобилей – загрязнения атмосферы отработавшими

газами. Растущий уровень загрязнения воздуха больших городов очень

остро поставил вопрос о разработке комплекса мер по уменьшению

содержания токсичных веществ в атмосфере С каждым годом становится

всё очевиднее, что необходимость охраны окружающей среды оказывает

всё большее влияние на развитие автомобильной промышленности..

По документам опубликованным в США, загрязнение воздуха в

крупных городах определяется следующими факторами ( общий уровень

загрязнения принят за 100%):

– автомобили 60 %, промышленность 19 %, электростанции 12 %, бытовые установки 6 %, сжигание мусора 3 %.

Из этого следует, что основная часть выбросов токсичных веществ в

атмосферу приходится на автомобильный транспорт. Это обуславливает

предъявление к автомобильной промышленности требований по

снижению уровня выделения токсичных веществ при работе автомобиля.

Решение этой проблемы идёт по двум направлениям: Первое направление: предусматривает применение нейтрализаторов

и фильтров в системах выброса газа, причём силовые установки

автомобиля почти не изменяются. Однако до сего времени не удалось

создать простые, дешёвые, долговечные и эффективно действующие

системы, обеспечивающие очистку отработавших газов по всем вредным

компонентам. И существует мнение, что создать безвредный двигатель, который бы соответствовал указанным выше требованиям, едва ли

удастся. Поэтому всё чаще в различных странах обсуждается вопрос о

возможности запрещения или частичного ограничения использования

автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) в городах и

отдельных районах. Дополнительный вред современные автомобили

создают своим шумом. С каждым годом, по мере роста парка

автомобилей, проблема снижения шума, создаваемого ими, приобретает

всё более острый характер.

Второе направление заключается в разработке практически

нетоксичных транспортных средств. К таким средствам относятся

электромобили, у которых нет ДВС, и которые к тому же позволяют

снизить вредное влияние транспортного шума до минимума.

3

В настоящее время благодаря достижениям науки и техники

электротранспорт находит применение как внутригородской транспорт.

По

городам

движутся

электроскутеры,

электровелосипеды,

электромобили.

Несомненными

преимуществами

электромобилей

является:

– экологическая чистота;

– неограниченный ресурс;

– бесшумность;

– движение в пробках без выброса выхлопных газов;

– более высокий уровень надежности и долговечности при простоте

конструкции;

– возможность использования экологичных и возобновляемых

источников энергии;

– высокий КПД электродвигателей (90-95%);

– регенеративное использование энергии при торможении.

Существует и обратная сторона медали:

– ограниченный пробег и запас энергии на борту электромобиля;

– низкая удельная энергоемкость аккумуляторов и большой вес батареи;

– необходимость развития энергетики на неуглеводородных видах

топлива;

– расширение производства аккумуляторов на иных материалах, чем

свинец;

– утилизация аккумуляторов;

– электромобили дороже чем автомобили;

– повышенный расход электроэнергии при разгонах, отрицательное

воздействие больших токов на срок службы аккумуляторов;

– не решена проблема отопления салона зимой и кондиционирование

летом;

– создание инфраструктуры зарядки электромобилей.

Во многих странах мира создают новые продвинутие технологии, таких как электромобили. В ТАДИ на основе первого “Узбекского

легкового автомобиля САНО” также ведутся работы по созданию

электромобиля. Этот электромобиль по плану должен решить проблему

ограничения пробега автомобиля и отопления салона. Для этого в этом

электромобиле планируется использование технологию “Tesla Motors”, которая разработана для электромобилей «Tesla Roadster» и «Tesla Model S» .

4

1.1.История возникновения электромобиля

1.История гибридных автомобилей

Изобретение гибридных автомобилей (Hybrid Electric Vehicles, HEV) было одним из шагов автопроизводителей и послужило для

осуществления двух стратегий – экономии топлива и удовлетворению

растущего спроса на менее загрязняющих окружающую среду

автомобилей. Бензиновые автомобили при эксплуатации создают

проблему высокой цены топлива для клиентов, для электрических

автомобилей (Electric Vehicles, EV) необходимы высокие начальные

инвестиции для производителей и потребителей.

В этой ситуации автопроизводители изобрели гибридные

автомобили, работающие и на бензине, и на электричестве (электрический

двигатель).

Несколько лет назад большинство людей верили, что «экологически

чистый электрический автомобиль», в конечном счете, заменит

автомобили с двигателями внутреннего сгорания и таким образом, будут

решены все наши проблемы, связанные с выбросами отработавших газов и

риском исчезновения жидких видов топлива.

Люди, имевшие отношение к автомобилям, представляли себе, что

они будут получать энергию от батарей, которые будут перезаряжаться

всякий раз, когда разрядятся.

В конце 90-х годов несколькими из всемирно известных, крупных

производителей автомобилей были приложены определенные усилия, чтобы организовать автомобильный рынок электрических автомобилей в

Калифорнии. Однако, эти усилия потерпели неудачу, частично из-за

ограниченного запаса энергии всех аккумуляторов электрических

транспортных средств, но главным образом потому, что сами

аккумуляторные батареи оказались очень дорогими в производстве и

имели слишком маленький ресурс до необходимости их замены.

Некоторые исследователи также подвергали сомнению улучшение

экологии в том случае, если большинство транспортных средств в мире

будут электрическими, потому что производство (и переработка) батарей

связаны с применением огромного количества недружелюбных металлов, таких, как свинец и кадмий.

Неужели это означает конец мечты об электрическом автомобиле?

Ни в коем случае. Это не может даже означать конец аккумуляторных

электромобилей, хотя теперь кажется, что, вероятно, они сохранятся

5

только для выполнения специальных задач, подобно организации

коммерческих поставок в городских центрах. Более правильно будет

считать электрическим автомобилем тот, чьи колеса приводятся в

действие электроэнергией, и затем уже разделить такие транспортные

средства на три типа, к первому из которых принадлежит простой

аккумуляторный электромобиль.

Первая альтернатива – автомобиль, в котором ДВС приводит в

действие генератор, который, в свою очередь, производит электроэнергию

для привода колес. Это – «гибридное» электрическое транспортное

средство или HEV (Hybrid Electric Vehicle).

Наконец, имеется транспортное средство, возможно, с самым ярким

будущим, но в отдаленной перспективе, в котором электроэнергия

обеспечивается топливным элементом. Мы можем называть такие

транспортные средства FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle).

Очень похоже, что в течение следующей половины столетия

автомобили на топливных элементах постепенно станут стандартным

типом легкового автомобиля, а гибридные помогут сгладить переходный

период.

Двигатель внутреннего сгорания, в конечном счете, станет

устаревшим и старомодным, и мы будем смотреть на него так, как мы

сейчас смотрим на двигатель паровоза, в то время как небольшое

количество аккумуляторных электромобилей будет двигаться по

технологическим маршрутам, которые не будут слишком далеки от мест

их подзарядки.

Чтобы более ясно представлять это будущее, мы должны

рассмотреть гибридные автомобили и автомобили на топливных

элементах более подробно, но сначала мы должны подумать относительно

батарей и их возможных альтернатив, даже если аккумуляторные

автомобили ждет только ограниченное будущее.

2. Аккумуляторная батарея

Единственная цель любой аккумуляторной батареи состоит в том, чтобы накапливать электроэнергию и отдавать ее по требованию.

Независимо оттого, практичны электромобили или нет, все

транспортные средства нуждаются в некотором устройстве, чтобы хранить

энергию. Даже обычный автомобиль с ДВС нуждается в аккумуляторе для

запуска и для включения всех его электрических систем, независимо

оттого, производит ли генератор переменного тока достаточно энергии в

этот момент.

6

Гибридные автомобили и автомобили на топливных элементах

скорее всего будут нуждаться в более мощном «энергетическом буфере», или в аккумуляторной батарее или ее альтернативе, для того чтобы

обеспечить работу их силовых установок с максимальной эффективностью

в течение всего времени. Буфер будет заботиться о пиковых нагрузках, запасая энергию и отдавая ее по требованию. Аккумуляторные батареи

будут иметь будущее, независимо от того, как будет развиваться

автомобильная техника.

Для использования в автомобилях батарея, очевидно, должна быть

перезаряжающейся, а не выбрасываемой, которые мы используем в

портативных радиоприемниках и сотовых телефонах. Существует много

химических составляющих, которые могут быть использованы как основа

для перезаряжающихся батарей.

Некоторые накапливают больше энергии (по отношению к весу и

размерам), чем другие, но многие высокоэффективные комбинации

требуют экзотических и дорогих материалов, а есть такие, которые

потенциально опасны или по отдельности, или в комбинации. Лучшими