Полагают, что при сегодняшнем уровне техники широкое применение электромобилей уменьшит загряз!1е1тие атмосферы в крупных городах, при этом ухудшится экологическая ситуация в местах производства электроэнергии и в среднем на гьча)1ете.

10.2. Эксплуатационные характеристики электромобилей

Основная задача разработчиков электромобилей - создать модель, конкурентоспособную автомобилю с ДВС. В табл. 10.1 приведены характеристики некоторых серийно выпускаемых современных электромобилей.

Большинство электромобилей являются модификациями обычных автомобилей, например. Ford Ranger или BA3I111 выпускаются и с ДВС, и как электромобили.

General Motors EVl с самого Ha4ajia нроектировазся как электромобиль. .Модель имеет алюминиевый кузов с ко.мпозитными внешними панеля.ми. Батарея состоит из 26 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов. Напряжение на зажи.мах батареи 312 В, запасаемая энергия 16,2 кВт час, емкость 53 А час. На аккумуляторную батарею приходится почти половина .массы электромобиля. Транзисторный инвертор преобразует постоянное напряжение 312 В в трехфазное переменное с управляемой частотой тока, подаваемое на электродвигатель мощностью 137 л. с. с оборотами 7000... 13500 в .минуту. Двигатель подключен к передним кблеса.м через односкоростную понижающую коробку передач. Акку.муляторная батарея может быть полностью заряжена за 15 часов от внешнего зарядного устройства, подключаемого через трансфор.матор к бытовой электросети 110 В/10 А (для США). При торможении производится рекуперация энергии, имеется ABS, гидроусилитель руля, компьютерная система управления климатом салопа и т. п.

Эксплуатационные характеристики электро.мобилей, как правило, хуже, чем у автомобилей с ДВС.

1. Основным ограничением при эксплуатации электромобилей я!)ляется их малый радиус действия. Средний автомобиль с ДВС и полным баком горючего проходит 750...1100 км, бак может быть заправлен за 5...10 минут. Современный электромобиль проходит до перезарядки менее 180 км, заряд батареи занимает несколько часов.

Малый радиус действия электромобилей объясняется низкой плотностью запасаемой энергии в аккумуляторе. Для кислотно-свинцового аккумулятора этот показатель составляет 30...35 Вт час/кг, что значительно меньше, чем для сташгарт-ного автомобильного топлива - 12000 Вт час/кг. На практике радиус действия электромобиля зависит от скорости, манеры вождения, климата (температуры), дорожных условий, состояния аккумуляторной батареи. По статистике среднесуточный пробег автомобиля в городе не превышает 50 км, что соответствует возможностям электромобиля.

2. Скорость и ускорение электро.мобилей меньше, чем у автомобилей с ДВС. Для движения по шоссе это очень важно. Гоночные электромобили на короткое время способны развить скорость более 200 км/час. На серийных электро.мобилях производители ограничивают скорость до 120 км/час. В основном электромобили отвечают требованиям для вождения в черте города.

Ускорение при трогаиии с места у электромобилей такое же, как у автомобилей с ДВС. Ускорение у электромобилей на высоких скоростях (более 110 км/час)

Таблица 10.1

I о 2>

и движении в гору ме1И.ше, чем у автомобилей с ДВС. При движении по шоссе из-за этого могут возникать проблемы с безопасностью.

3. Электромобили тяжелее аналогичных автомобилей с ДВС из-за низкой энергоемкости аккумуляторов.

В электромобилях приходится компенсировать большой вес аккумуляторов применением легких сплавов для кузовных и других компонентов. Электромобиль должен иметь низкое трение качения, малое аэродинамическое сопротивление, эффективные системы отонления/кондициопирования, при этом электромобиль должен отвечать требованиям безопасности при столкновениях и т. д.

4. Как следствие, в электромобиле имеется множество дорогостояших электронных компонентов и .микропроцессорных систем, цена при покупке электромобиля значительно вып1е. чем у обычного автомобиля с ДВС. Например, электромобиль Toyota RAV4 стоит около S50 тысяч на ягю)1ско.м рынке, тогда как обыч-)1ый аптомобиль)1ый вариант - только S20 тысяч. Фирма Chrysler Corp. enie в 1993 году выпустила мини-вэн стоимостью $120 тысяч, но за три года удалюсь продать только .51 маиншу. Отечественный ВАЗ 1111э (ЭлектроОка) стоит $18 тысяч, в то время как обычная Ока -$3 тысячи.

Но не во всем электромобиль проигрывает автомобилю.

1. Ожидаемые эксплуатационные расходы у электромобиля должны быть ниже, чем у автомобиля с ДВС. Например, небольшой автомобиль с ДВС объемом 1,2 литра и ручной коробкой переключения передач на легком топливе стои.мостью 1 доллар проезжает около 50 км. Элсктро.мобиль при тарифе на электроэнергию 12 центов за 1 кВт час (д-чя США) проезжает за 1 доллар 120 км. Этот оптимистический расчет приведен в Американских СМИ.

Действительно, тарифы па электроэнергию в США до 2001 года были относительно низкими: в среднем для населения 8,4 цента за 1 кВт час, ;1ля коммерческих ор1апизаций - 7,7 цента; для промышленных предприятий - 4,8 цента. В Калифорнии тариф л:\я населения бььт выше - 12 центов за 1 кВт час, т. к. MCCTHi>ie власти в борьбе за экологию не разрешати строить новые электростанции, предпочитая импортировать электроэнергию из других регионов. Начиная с 2001 года и по настояшее время а.мсрикапские тарифы на электроэнергию увеличились более чем в четыре раза. Эксплуатация электро.мобилей стата дороже Но и бензин нодорожат в такой же степени. Так что пропорции эксплуатационных затрат не меняются.

2. Двигатель внутреннего сгора)1ия работает при высоких температурах, вибрациях, в химически активной среде, нуждается в жидкостном охлаждении, имеет много подвижных частей. Как следствие, си.товой агрегат электромобиля служит намного дольше, чем двигатель внутреннего сгорания, са.м электромобиль также значительно долговечнее, че.м автомобиль с ДВС. Аккумуляторная батарея - вот единст15енпый проблемный элемент электромобиля, так как 1[уж,лается в интенсивном обслуживании и замене каждые 4-5 лет.

10.3. Узлы, агрегаты и системы электромобиля

10.3.1. Классическая схема

Классическая схема электромобиля показана на рис. 10.1, а. Схема вктючает высоковольтную (не ниже 100 вольт) ходовую аккумуляторную батарею ХАКБ, электродвигатель ЭД (либо монотипа, либо колесный - для каждого ведущего ко-