Akuga autod

Milline saab olema autotööstuse tulevik? Tänu elektrimootoritega sõidukite laienemisele kindlasti elektriseeriv. Kui lisada sellele üha arenenumad autonoomsed sõidusüsteemid, siis pärast aastakümneid kestnud konservatiivseid muutusi ootab autotööstus tehnoloogilist revolutsiooni.

Kui olen autoroolis liikluses ummikus, katkestan vahel ajutiselt õhu juurdevoolu väljast. Ümbritsevate autode väljalasketorudest tekkiv kondenseerunud heitgaaside hais muutub väljakannatamatuks. Ja kuigi kuulun juhtide hulka, kellele meeldib pärast gaasipedaali tugevamat vajutamist kuulda sisepõlemismootori agressiivset häält, hakkan selles konkreetses olukorras ette kujutama, kui ilus oleks, kui mootorite väsitav müra välja vahetataks. õndsa vaikusega ja selle asemel, et lämmatada heitgaase löögiga auto sees värske õhk. Selleks vajavad aga kõik liiklusesse kinni jäänud autod, ka minu oma, kapoti alla rohelisi elektrimootoreid.

Pole enam uudishimu

Sellised visioonid võivad tõeks saada varem, kui me ootame. 2013. aasta alguses sõitis üle maailma teedel umbes 200 inimest. EV- ja PHEV-sõidukid (elektripistikupesa laadimisvõimalusega hübriidsõiduk). Praegu on neid üle miljoni. Ainuüksi Euroopas kasvas nende müük 2015 aastaga võrreldes 48,6%. Tõsi, need näitajad globaalse automüügi kontekstis pole veel kuigi muljetavaldavad, kuid Tõusutrend on selge ja on vaid aja küsimus, millal proportsioonid muutuvad – tulevikus hakkavad maanteedel domineerima elektrisõidukid.

Nende populaarsuse kasvu soodustavad paljud tegurid. Esiteks oleme tunnistajaks suurele tehnoloogilisele läbimurdele, mis parandab akude tõhusust ja vähendab nende hinda. Sama olulised on fossiilkütuste ressursside ammendumine, nende kaevandamise kulude suurenemine ja piiravad eeskirjad, mille eesmärk on vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid.₂. Standardid muutuvad karmimaks ja isegi suurimatel autotootjatel on raskusi nende täitmisega, kuna hiljutine skandaal Volkswagenis, mis ulatus lämmastikoksiidi heitkogustega manipuleerimiseni, oli hästi illustreeritud. See nn rohkem, see võib olla diiselmootorite lõpu algus. Mis neid asendab? Muidugi ökoloogilised kettad. Seda tunnistas kaudselt ka Volkswagen ise, kes loobus mitmete sisepõlemismootoriga autode disainilahenduste väljatöötamisest ja uhkeldas Las Vegase jaanuarikuu elektroonikamessil Budd-e - täiselektrilise ajamiga mahtuniversaaliga. Autonäitus on hea baromeeter eelseisvatest muutustest. Kui veel hiljuti käsitleti seal elektrisõidukeid kui kurioosumit, siis tänapäeval võib seda tüüpi sõidukiga uhkustada pea iga tootja.

Üks autotööstuse elektrirevolutsiooni eestvedajaid on Jaapani Nissan. Miljonite elektrisõiduki juba ostnud juhtide hulgast valis tervelt 200 30 elektrilise Nissan Leafi. Sel aastal on kontsern selle varustanud uue 250 kWh võimsusega akuga, mis on tootja sõnul suurendanud sõiduulatust umbes XNUMX km-ni. Leaf on olnud turul juba viis aastat, nii et Nissan valmistab aeglaselt ette oma järglast. Võib-olla on see intrigeeriv kontseptsioon, mida esitletakse Tokyo autonäitusel nimega IDS.

Elektriautod on futuristlikud. Pildil: Nissan IDS kontseptsioon (Allikas: Nissan)

See on varustatud manuaalse ja automaatse sõidurežiimiga (rooli saab kabiini peita ja asendada suure ekraaniga) ja 60 kWh akuga, mis koos suurepäraste aerodünaamiliste omadustega võimaldab läbida ühe korraga 400 km. tasu. Ka teine ​​Jaapani ettevõte panustab üha enam elektrisõidukitele. Mitsubishi on elektrisõidukite kallal tegelnud juba 60ndatest aastatest, kuid sarnaselt konkurentidega on ta oma tegevust selles vallas hoogustanud alles hiljuti. Aastaks 2020 moodustavad elektrisõidukid ja PHEV-d 20% kontserni toodangust.

Universaalse kombineeritud laadimissüsteemi töötasid välja Saksa ettevõtted Audi, BMW, Daimler, Porsche ja Volkswagen tihedas koostöös Fordi ja General Motorsiga (allikas: Audi).

2018. aastal jõuab turule Audi esimene Audi e-tron quattro kontseptsioonil põhinev masstootmises elektrisõiduk. Auto kasutab kolme elektrimootori võimsust – üks neist veab esisilla, ülejäänud kaks aga tagasilla. Nende koguvõimsus on 320 kW. Aku mahutavus – 95 kWh – annab väidetavalt piisavalt energiat 500 km sõiduks. Autot saab laadida nii alalis- kui vahelduvvooluga, võimalik on ka induktsioonlaadimine ning päikesepaistelistel päevadel annab elektrit täiendavalt katusele paigaldatud päikeseinstallatsioon.

Samuti ei kavatse Ameerika ettevõtted pirne tuhaga katta. 2020. aastaks investeerib Ford elektrisõidukite arendusse täiendavalt 4,5 miljardit dollarit ja tutvustab kolmteist uut elektrisõiduki mudelit. Jaanuari autonäitusel Detroidis esitles Chevrolet uut versiooni elektriautost Bolt, mille sõiduulatus suurendati 320 km-ni.

Ausalt öeldes tuleb aga öelda, et Enamik suuremaid autotööstuse muresid on juba pikka aega veenmatult lähenenud elektrisõidukitele ja ainult nelikveomaailma uusrikkus, nagu Google ja Tesla, on need tegudele ajendanud. Elektriautode buumile aitas kaasa eelkõige viimane, mille lõi ja juhib miljardeid dollareid omav visionäär ja leiutaja Elon Musk. Musk on kompromissitu, hübriidsõidukite vastu ei huvita ja on järjekindlalt arendanud elektriajameid, mida ta näeb autotööstuse tulevikuna. „Mõne aasta pärast vaatavad inimesed sisepõlemismootoriga sõidukeid nii, nagu meie vaatame aurumasinaid. Nad ütlevad emotsiooniga: need olid suurepärased ajad, kuid need on läinud ega naase kunagi, ”ütleb ta veendunult. Ta ehitas Tesla algusest peale ilma suurettevõtete vaba tootmisvõimsuseta. Tal kulus kõigest kümme aastat, et kujundada, valmistada ja müüa suhteliselt stabiilseid autosid, mis pole mitte ainult täiesti keskkonnasõbralikud, vaid ka oma tööomadustelt sisepõlemismootoritega konkurentidele peaaegu mitte mingil juhul alla. Muski lipulaev Tesla Model S on ilus, kiire ja selle akud ei tühjene pärast 100 miili läbimist, mis võimaldab teil reisida rohkem kui neli korda kauem. Eelmisel aastal sai Model S väikese venna, kuid vanem vend on sportkrossover Model X. 2016. aasta märtsis peaks Tesla näitama Model 3 prototüüpi, mis peaks olema brändi jaoks läbimurre, peamiselt seetõttu, et on eelkäijatest oluliselt odavam. Hind, mis peaks algama 35 tuhandest. dollarid on enamiku neljarattaliste jaoks siiski üle jõu käiv summa. Ja see on tänapäevaste elektrisõidukite suurim probleem: need on ökonoomsed kasutada, kuid ostuhinda arvestades väga kallid.

Tesla uusim looming on Model X sportkrossover (allikas: Tesla Motors).

Probleemsed patareid

Vähesed teavad, et elektrimootorid loodi palju varem kui nende sisepõlemismootoriga konkurendid. Mõnede teadete kohaselt konstrueeris esimese elektriauto ungarlane Anjos Jedlik juba 1828. aastal. Hollandi professori Sibrandus Strating Groningeni ja ameerika sepa Thomas Davenporti teineteisest täiesti sõltumatud leiutised on veidi paremini dokumenteeritud 30. aastate keskel.Elekter. Sisepõlemismootor töötati välja alles 1885. aastal, kuid kolm aastakümmet hiljem domineeris see turul. Akud on elektriajamite Achilleuse kand – ebaefektiivsed, kallid toota, takistavad kiiret laadimist ja pikamaareise. Nendega varustatud elektrisõidukitel polnud odava ja hävimatu Ford T vastu mingit võimalust. Kulus peaaegu sada aastat, enne kui tehnoloogilised edusammud liitiumioonakudest rohkem võimsust välja pigistasid.

Edusammud on suured, kuid siiski mitte piisavad. Liitiumioonaku tootmiskulud on endiselt väga kõrged: 250 zlottist peaaegu 1 zlottini. auk. 1 kWh eest. Seega võib aku ise moodustada kuni 50-60% auto maksumusest. Seetõttu maksavad elektrisõidukid endiselt keskmiselt 30-40% rohkem kui nende ICE-kolleegid ja kokkuvõttes pole EV hoolimata madalamatest kasutuskuludest tavasõidukitest odavam.

Asja teeb hullemaks see, et akud pole mitte ainult kohutavalt kallid, vaid vähendavad oluliselt ka elektrisõidukite sõiduulatust. Tõsi, sajakilomeetrine barjäär on juba ületatud, tänu millele on linnas muutunud reaalseks läbida lühikesi vahemaid, kuid elektriautoga pikemale marsruudile sõitmine on logistiliselt keeruline ülesanne ja piirkondades, kus seda pole. laadimisjaamad, muutub see võimatuks. Aku jõudlust mõjutavad ka ilmastikutegurid, neid kahjustavad nii kuumus kui tugev pakane. Auto vananedes väheneb aku mahutavus ja seega ka sõiduulatus. Lisaks laevad liitiumioonakud väga aeglaselt. Klassikalise pistikupesa kasutamisel kulub selleks 6-10 tundi. CHAdeMO või CCS Combo 2 kiirlaadija vähendab selle 30-40 minutini, kuid see on siiski kohutav aeg võrreldes bensiini või diisli tankimisega.

Rohelised autod pargivad tasuta

Pikk nimekiri probleemidest, millega elektrisõidukite kasutajad silmitsi seisavad, võib olla hirmutav isegi nende juhtide jaoks, kes on väga keskkonnateadlikud. Siiski tuleb meeles pidada, et tegemist on tehniliste piirangutega ja nende tähtsus väheneb koos kaasaegsete tehnoloogiate arenguga. Peame seda tüüpi ajami eeliseid järk-järgult hindama. Ja neid on päris palju. Elektriauto tööpõhimõte on väga lihtne: akudesse salvestatud elekter kantakse üle vahelduvvoolumootorile, mis veab rattaid. Mootor nagu auto ajam on palju tõhusam kui sisepõlemismootor, kuna see saavutab peaaegu kohe oma suurima pöördemomendi, mis väljendub kõrges sõidudünaamikas ja kaotab siduri ja tavaliselt käigukasti. Akude laadimine on võrreldamatult odavam kui tanklates tankimine. Uus diiselmootoriga B-segmendi auto kulutab umbes 100 liitrit diislikütust 5 km kohta. Kütusehinnaga 4 zlotti liiter maksab see meile umbes 20 zlotti. Samal ajal kasutab elektriauto sama vahemaa läbimiseks mitu kilovatt-tundi energiat, seega jääb meie rahakotist alles vaid 7-8 PLN. Lisaks on elektriauto ülalpidamiskulu väiksem, kuna sellel ei ole vaja perioodiliselt vahetada õli, küünlaid ega õhufiltrit. Ka pikematel marsruutidel sõitmine ei väsi – auto liigub peaaegu hääletult ning põrandasse paigutatud akud viivad sõiduki raskuskeskme oluliselt madalamale, andes juhile sõiduki üle parema kontrolli.

Paljudes riikides võivad ökoautode omanikud loota erinevatele stiimulitele ja rahalistele stiimulitele. Näiteks Norras on elektriautod käibe- ja teemaksust vabastatud, nad võivad sõita bussiradadel, nende omanikud ei maksa parkimise, teemaksu ega praamiteenuse eest. Seetõttu on peaaegu iga kolmas Norras müüdav sõiduauto varustatud elektriajamiga. Elektrisõidukitele antakse edumaa peamiselt seetõttu, et nende negatiivne keskkonnamõju on minimaalne, peamiselt tänu null CO heitmetele.₂, süsiniku ja lämmastiku oksiidid ja tahm. Selles kontekstis tasub aga tähelepanu pöörata sellele, kust tuleb rohelisi autosid toidav elekter. Poolas on selle peamiseks allikaks näiteks kivisüsi - tänu sellele, sõites tavaelektrivõrguga laetud autoga, panustame siiski keskkonnasaastesse, kuigi kaudselt. Lahendamata on ka kasutatud patareide utiliseerimise probleem.

Ootab läbimurret

Igal juhul tundub elektrisõidukite tulevik üsna helge. Sellest annab tunnistust tanklates, supermarketites, kaubanduskeskustes ja elamukompleksides ilmuvate kiirlaadijate arvu kasv. Suhtes vajadustega on neid veel liiga vähe, kuid olukord paraneb pidevalt, vähemalt rikkamates riikides (Poolas on sellised laadijad paraku endiselt eksootika). Näiteks maailmas töötab 10 353 CHAdeMO-d, millest 5960 2755 on Jaapanis, 1530 108 590 Euroopas, 70 38 Põhja-Ameerikas ja 5 muudes piirkondades. Tesla laiendab intensiivselt oma võimsate laadimisjaamade võrgustikku, vaatamata tagasi ja ootamata valitsuse toetusi (tal on juba umbes XNUMX, peamiselt USA-s). Elon Musk kavatseb ka vähendada tema sõidukite toiteallikate kulusid XNUMX dollari võrra XNUMX dollarini. kilovatt-tunni kohta. Edu võti tuleb ehitada XNUMX miljardi dollari väärtuses. tipptasemel tehas Nevadas, nn Gigafactory. Rakud on odavamad, aga ka tehnoloogiliselt arenenumad. Tesla kavatseb kasutada tõhusamat koobalt-alumiiniumkatoodi (NCA) koos ränipõhise anoodi ja sünteetilise grafeeniga.

Volvo välja töötatud induktsioonlaadimissüsteem elektrisõidukitele (allikas: Volvo).

Ka teised ettevõtted töötavad aku omaduste parandamise nimel. Saksa ettevõte Kreisel Electric tutvustas hiljuti auto toitesüsteemi, mis põhineb 85 kWh akul, mis tagab 300 km sõiduulatuse ja laeb kuni 18% nimivõimsusest vaid 80 minutiga. Arendatakse ka induktiivse laadimise tehnoloogiaid. Peatage lihtsalt auto näidatud kohas ja aku hakkab automaatselt laadima. Laadimisjaamas asuv induktsioonmähis loob vahelduva elektromagnetvälja ja mobiilseadmes olev sarnane mähis võtab sellelt väljalt energiat ja muudab selle akusse salvestatud elektrivooluks. Lihtne ja mugav.

Siiski on võimalik, et liitiumioonakud on ummiktee ja tõeline revolutsioon algab alles siis, kui rakkude tootmiseks kasutatakse täiesti teistsugust, uuenduslikku materjali, näiteks grafeeni, suurepäraste ülijuhtivate omadustega materjali, mis koosneb ühekihiline süsinikuaatom. Juba on välja töötatud esimesed eksperimentaalsed grafeenielemendid, mis võimaldavad elektriauto aku täis laadida vähem kui minutiga, on biolagunevad ning tagavad tunduvalt pikema eluea ja efektiivsuse kui praegu toodetavad akud!

Elektrisõidukite võistlus – Vesinikajam (allikas: Toyota).

Kui aga turul domineerivad elektrisõidukid, peaks tehnoloogiline areng selles valdkonnas märkimisväärselt kiirenema. Nende poolel on tugev konkurents, mis on sama uuenduslik ja ökoloogiline, kui mitte veelgi enam. Pean silmas vesinikautosid, mis kasutavad kütuseelemente, kus vesinik on ühendatud hapnikuga. Esimesed sellise ajamiga seeriaautod on juba meie teedel (Hyundai ix35 Fuel Cell ja Toyota Mirai).

Millise arengutee autokontsernid lõpuks valivad? Seda me veel ei tea, aga ühes võime kindlad olla - lähitulevik neljarattamaailmas pole ammu nii põnev ja huvitav tulla tõotanud.

Elektriseadmed, millele tuleb tähelepanu pöörata

Tesla mudel S

See on elektrisõidukite seas kahtlemata tõeline staar. Model S kere on stiliseeritud sportkupeeks ja on täielikult valmistatud alumiiniumist. Kuna akupakett asub põranda all, mootorid aga otse rataste telgedel, siis on autol kaks pakiruumi (tavapärase tagumise pagasiruumi asemel saab paigutada kaks täiendavat lasteistet).

Siseviimistlusmaterjalide kvaliteet ja nende vastavus on autotööstuse kõrgeim liiga. Väga muljetavaldav on ka armatuurlaua keskele paigutatud 17-tollise puutetundliku ekraaniga multimeedia tahvelarvuti, millega juhime kõiki süsteeme, millega auto on varustatud. Nutikas õhkvedrustus alandab suurel kiirusel, näiteks kiirteel sõites, sõiduki kõrgust, suurendades seeläbi sõiduulatust. Ja see ulatub olenevalt versioonist 370 km (70 kWh aku) kuni 440 km (mudel 85D). P90D uusim täiendatud versioon on võimeline kiiruseks kuni 100 km/h. vaid 3,3 sekundiga Sellised imed maksavad kahjuks raha. Tesla Model S hinnad algavad 54 138-st ja lõpevad XNUMX XNUMX-st. dollareid.

BMW i3

i3 on Münchenist pärit ettevõtte esimene elektriauto. Selle siluett on mõnevõrra futuristlik, nagu ka avar ja viimistletud interjöör. Huvitav fakt on B-piilari puudumine, mis tähendab, et tagumised uksed avanevad vastupidises suunas kui traditsioonilistel autodel. I3 juhib 170 hj elektrimootorit. ja pöördemoment 250 Nm, mis katapulteerib auto sajani vaid 7 sekundiga gaasipedaali vajutades. 22 kWh võimsusega akudesse salvestatud energia võimaldab ühe laadimisega läbida 130–160 km. i3 hindab nutikalt akukasutust praeguste teeolude ja teie isikliku sõidustiili põhjal. Tavalise majapidamises kasutatava pistikupesa kaudu laadimine võtab aega umbes 10 tundi, samal ajal kui CCS-pistikut kasutades vajame vaid umbes 30 minutit. Hind: alates 146 tuhandest. zlott

Nissan Leaf

Nissan Leaf on elektriautode klassika. Kuigi masin ei ole oma ilus muljetavaldav, on see mugav ja hästi tehtud ning 109 hj mootoril, nagu elektriajamile kohane, on pärast õhkutõusmist saadaval 254 Nm pöördemomenti. 24 kWh akuga auto sõiduulatus peaks lähenema 190 km-le. Talvistes oludes aga Leafi testides oli parim tulemus ca 120 km. Sel aastal saadaval olev uus 30 kWh energiaga aku peaks võimaldama sõita veel 50 km. Leafi sisemus on korralikult ja kaasaegselt viimistletud, annab palju ruumi juhile ja kaassõitjatele, istmed on soojendusega nii ees kui taga, soojendus asub ka roolis. CHAdeMO kiirlaadija võimaldab laadida akusid kuni 80% 30 minutiga. – Tavalisest 230 V pistikupesast laadimine võtab aega umbes 10 tundi. Hind: alates 128 tuhandest. zlott.

Chevrolet Bolt EV

Eelmist Bolti elektriautot müüdi umbes 100 200 eksemplari. koopiaid. Seega pole üllatav, et ameeriklased järgisid eeskuju ja näitasid selle aasta alguses selle populaarse "elektriku" uut versiooni. Ta võib meeldida mitmel viisil. Pilku köidab sihvakas ja elegantne voolujooneliste vormidega siluett, mis tagab madala õhutakistusteguri. 360 hj mootor, mis arendab 60 Nm pöördemomenti, toidab XNUMX kWh akut.

Seega võib tegelik sõiduulatus ulatuda 300 km-ni, mis on suurepärane tulemus. Tavalised laadijad täidavad aku umbes 9 tunniga ja CCS Combo 45-60 minutiga. (kuni 80%). Seest leiate suure puutetundliku ekraani, mida saab juhtida isikupärastatud vidinatega. Tehnilised uuendused hõlmavad keskkonnaseiresüsteemi ja tahavaatepeeglit, mida saab asendada tahavaatekaamera ekraaniga. Lisage kõigele sellele atraktiivne hind (umbes 30-35 tuhat dollarit põhiversiooni eest) ja meil on retsept hitti "roheline auto".