ТЕХНИКА | ЭЛЕКТРОМОБИЛИ OPELИОН И МОЛНИИОдна из главных проблем электромобилей – ограниченный запас хода – препятствует активному вытеснению ими бензиновых и дизельных конкурентов. Специалисты «Опеля» видят два пути ее решения: создавать более емкие источники питания и совершенствовать инфраструктуру электрозаправок. Краткую лекцию по электротехнике прослушал Максим Сачков.ДЕНЬГИ НА ВОЗДУХПо прогнозам специалистов, в ближай шей перспективе никакого прорыва в развитии аккумуляторных техноло гий не предвидится. «В следующие пять лет батареи не станут легче и компакт нее, – говорит Манфред Херман, веду щий инженер «Опеля» по электронным системам. – Чтобы, как на баке бен зина, проехать полтысячи километров, на борту придется разместить почти 800 кг литийионных аккумуляторов». Уже несколько десятилетий инженерыэлектротехники совместно с автомобилистами бьются над источ никами питания нового поколения – литийвоздушными. Но лишь через пару лет появятся образцы, готовые к ходовым испытаниям. А серийное производство начнется не раньше 2020 года. Причина – в медленном про текании процессов в батареях. Сейчас молекулы разгоняют сверхмощные компьютеры, имитируя процессы вну три элементов питания, а в реальности понадобятся подходящие каталитиче ские вещества, поиск которых как раз сейчас активно ведут. Но показатели обещают фантастические: при сравни мых массе и размерах запас энергии на порядок больше, чем у литий ионных. Впрочем, есть и обратная сто рона медали. Чтобы быстро (хотя бы за несколько часов) зарядить более емкие литийвоздушные батареи, уже сооружаемые сейчас «электроза правки» не подойдут. Нужны гораздо более мощные установки, что потре бует перестройки всей существующей электросети. Я уже не говорю о том, что недостающие киловатты надо не только«Опель» выпустил несколько электромобилей на базе модели «Мерива» для участия в проекте MeRegioMobil совместно с другими автопроизводителями, поставщиками комплектующих и энергетическими компаниями. Цель – оценить практичность электромобиля в повседневной жизни, опробовать новые технологии зарядки батарей (в том числе от возобновляемых источников, ветровых и солнечных), а также исследовать принцип двустороннего обмена энергией, когда электромобиль служит своего рода электрическим резервуаром и при необходимости способен отдать электроны обратно в общую сеть. Единых мировых стандартов оборудования электромобилей и подзаряжаемых гибридов (один из них, «Опель-Ампера», на фото) нет. В Европе, Америке, Японии действуют собственные нормы. Возможно, с началом массового производства машин их унифицируют.126 За рулем 08/2011 подвести и раздать, но и «добыть». Кстати, и о домашних заправках при‑ дется забыть: бытовые сети не потянут сверхмощные зарядки, а с помощью установок, которые сейчас прилагают к электромобилям, пополнять бата‑ рею емкостью 100–120 кВт.ч придется несколько суток. Европейский план развития сети электрозаправок расписан до 2020 года и тянет на 3 миллиарда евро. В течение трех лет предстоит построить 150 тысяч станций, где можно пополнить бата‑ реи, – такие ресурсы рассчитаны при‑ мерно на 115 тысяч выпущенных элек‑ тромобилей и подзаряжаемых гибридов. Еще через пять лет электрозаправок ста‑ нет в пять раз больше (без учета домаш‑ них точек), а армия заезжающих на них машин достигнет миллиона. В идеале водители машин с двига‑ телем внутреннего сгорания и машин с электромотором должны проводить на заправке равное время. Сегодня, чтобы электромобиль проехал 100 км, зарядка от однофазной 220‑вольтовой сети (мощность 3,7 кВт) занимает около шести часов, от трехфазной 360‑вольтовой (11 кВт) – чуть больше полутора. А если поднять мощность вдвое, то подпитка батареи продлится не дольше, чем обеденный перерыв с чашечкой кофе. Согласитесь, уже вполне комфортно. Но идеал, к которому стремятся, – заряжать батарею за три минуты. Правда, столь молниеносная заправка пока кажется эпизодом из фан‑ тастического романа, ведь она требует сверхмощных заряд‑ ных устройств (более 500 кВт)НА ЗАПРАВКУ СТАНОВИСЬ!Несколько лет назад в американском штате Мичиган «Джи-Эм» открыл самую большую в США лабораторию разработки и испытания аккумуляторных батарей. Сюда стекается вся информация о производстве и эксплуатации электромобилей, гибридов и моделей на топливных элементах концерна. Один из вариантов подзарядки электромобиля в недалеком будущем. Никаких проводов и розеток – электроэнергия передается «по воздуху». Водитель покидает салон, только чтобы ввести персональный код. А еще чуть позже и эта операция будет осуществляться автоматически.За рулем 08/2011 127 | ЭЛЕКТРОМОБИЛИ OPELи – обязательно! – дополнительного эффективного охлаждения батарей. А это грозит не только недешевыми изменениями конструкции электромо‑ билей, но и кардинальной перестрой‑ кой энергосистемы в целом. а контактная пластина приемника рас‑ полагалась перед капотом. И хотя принцип бесконтактной зарядки остался прежним, конструк‑ ции за последнее десятилетие сделали размашистый шаг вперед. Повысилась мощность, сократилось время зарядки, КПД вырос до 90%, а процесс почти полностью автоматизирован. Кроме того, сейчас испытывают системы, встроенные в дорожное полотно. К примеру, электромобиль останав‑ ливается на перекрестке – и подзаря‑ жается электрической энергией. Если закатать катушки в асфальт на стоянках такси или автобусов, то возможности свободного передвижения у этого транспорта резко вырастут. Первые разработки были чув‑ ствительны к расстоянию между передатчиком и приемником, нынеш‑ ние же бесперебойно работают, когда дорожный просвет колеблется от 100 до 200 мм – подойдет как для спор‑ тивных машин, так и для кроссове‑ ров. Впрочем, «Опель» совместно с другими автопроизводителями, а также поставщиками комплек‑ тующих, научно‑исследовательскими институтами работает над списком требований, предъявляемых к бес‑ контактным зарядным устройствам. Например, приемник должен быть рас‑ положен в передней части автомобиля, а не между осями, иначе при парковке поперек или по диагонали к бордюру возникнут сложности с подсоедине‑ нием. Впрочем, задачу точно располо‑ жить одну электромагнитную катушку над другой в ближайшее время навер‑ няка поручат парковочному ассистенту. Самолеты иногда заправляют в воздухе, а можно ли заряжать авто‑ мобили прямо на ходу? Оказывается, ученые уже экспериментируют с дина‑ мичными бесконтактными заправ‑ ками. Пока они заряжают автомобили лишь на небольшой скорости, но и это большой успех в деле электрификации всех дорог. Когда на городских ули‑ цах и магистралях появятся полосы под напряжением, главная проблема электромобиля – запас хода – навсегда уйдет в историю. Первый серийный электромобиль «ДжиЭм» выпустил в 1996 году. На EV1 устанавливали 102-киловаттный мотор, максималку ограничили 129 км/ч, а заряда никельметаллгидридных батарей хватало на 220 км. Сравните батареи разных поколений: при одинаковой емкости 16 кВт·ч блок свинцовых, установленный на первом поколении EV1, почти втрое тяжелее литий-ионных для «Амперы». Однако при том же запасе электроэнергии ветеран проезжает как минимум вдвое большее расстояние. Вот вам и прогресс!ТОЛЬКО БЕЗ РУКА если устраивать заправки повсе‑ местно? Лучше других подойдут бес‑ контактные, основанные на принципе электромагнитной индукции. Исполь‑ зуются две электромагнитные катушки: первая, стационарная, подключена к электросети, вторая, принимающая, установлена на автомобиле. Машина заезжает на зарядку, переменное электромагнитное поле стационарной катушки индуцирует на приемнике ток, который перетекает в батарею. Предложение не ново. Еще в конце 1990‑х хозяин «Опеля», американский концерн «Джи‑Эм», выпускал электро‑ мобиль EV1, одна из модификаций которого могла заправляться, так сказать, по воздуху. Мощность заряд‑ ного устройства составляла 6,6 кВт,Затраты на эксплуатацию автомобилей с разными типами двигателя.128 За рулем 08/2011
