По закону ома

ТЕНДЕНЦИИ: БЫТЬ ЛИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯМ?

Проектов машин, не требующих нефтяного топлива, – в той или иной мере реальных или фантастических – с каждым годом все больше. Многие специалисты по-прежнему считают, что самый перспективный вид транспорта – электромобиль. Благо опыта постройки накоплено немало, ведь первые подобные машины появились более 100 лет назад.

ЭЛЕКТРОКАРЕТА ПРОШЛОГО

На рубеже позапрошлого и прошлого веков в США электромобилей было больше, чем бензиновых машин. В 1900-м последних построили более 900, а электрических экипажей – почти 1600.

Генри Форд – еще не автомобильный король, а начинающий предприниматель – в какой-то момент усомнился в будущем ДВС и обратился за советом к Томасу Эдисону. Знаменитый изобретатель, основатель компании, где некоторое время работал Форд, подтвердил: у бензиновых моторов есть будущее.

Эдисон был прав. Но 100 лет назад электромобили нравились богатым покупателям (а только они могли позволить себе самобеглый экипаж) гораздо больше автомобилей. Эти машины не трещали и не дымили, не воняли бензином. Управлять ими было значительно проще: нет хитрых, тяжелых рычагов перемены передач. Американские электромобили, особенно «Коламбия» фирмы полковника Альберта Поупа, с которым, кстати, сотрудничал Эдисон, пользовались успехом. «Коламбию», в частности, купил президент Теодор Рузвельт, на «электричке» ездила и супруга короля Великобритании Эдуарда – Александра. Эдисон приложил руку и к электрическому «Студебекеру». Сам ездил на такой машине, способной развивать 13 миль в час (21 км/ч) и имевшей запас хода 40 миль (64 км). С 1902 по 1912 год построили 1841 электрический «студебекер».

Автомобиль, конечно, победил. Но идея бесшумного, бездымного экипажа периодически продолжала будоражить умы конструкторов – как правило, при политических и экономических потрясениях. Во время Второй мировой войны фирма «Пежо» построила 377 микромашин VLV на электротяге. Но как только мир оправился от последствий войны, об электромобилях стали вспоминать все реже.

ГРОЗА АВТОРИТЕТОВ

Разгон до 100 км/ч – 4 с, мощность – 480 кВт (более 650 л. с.), максимальная скорость – 400 км/ч, причем «аппарат» наберет ее за 7,5 с! Это не очередной суперкар с огромным двигателем V12. Разгоняясь, машина не порадует фанатиков ревом, не испугает экологов дымом. Рекордсмена по имени «Илайка» (Eliica – electric li-ion battery car) строили полсотни студентов японского университета Кейо и 38 сотрудничающих с ним компаний.

Главный идеолог проекта профессор Симизу занимается электромобилями более 20 лет. Предыдущая работа – шестиколесный концепт KAZ (ЗР, 2001, № 8), который показал на испытаниях скорость 311 км/ч. В каждом из восьми колес «Илайки» – электромотор мощностью 60 кВт. Машину можно настроить на максимальную скорость, тогда запас хода составит 200 км, а 400 м электромобиль преодолеет за 15,3 с. Более «спокойная» версия позволит достичь 190 км/ч, пройти 400 м за 11,3 с, но проехать без подзарядки 320 км.

Литий-ионные аккумуляторы и инверторы расположены внутри рамы высотой 150 мм. Низкий центр тяжести и полный привод благотворно сказываются на управляемости просторной, как представительский седан, машины длиной 5100 мм. Японцы, само собой, не обошлись без электронных штучек: научили «Илайку» самостоятельно парковаться и разворачиваться на узкой дороге.

Конечно, о серийном производстве чудо-машины разговор не идет. Она – лишь демонстрация возможностей (зато каких!) электромобилей. К тому же скоростная и комфортабельная машина – действительно ZEV (zero emission vehicle), то есть с нулевым выхлопом. Правда, масса «Илайки» – 2400 кг, а стоимость литий-ионных аккумуляторов испугает даже владельцев престижных машин. Утопия? Сто лет назад тех, кто рассчитывали достичь 100 км/ч, тоже считали чудаками…

ЖИЗНЬ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

Иным электромобилям до «Илайки», конечно, далеко. Зато они уже были серийными, вернее, мелкосерийными. Во второй половине 1990-х на производство «электричек» отважились несколько именитых фирм. «Пежо-106» и «ситроены-АХ» с 20-киловаттным мотором строили совместно с фирмой «Элье». С 1998-го в небольших количествах выпускали также развозные электрофургончики «Пежо-Партнер» и «Ситроен-Берлинго».

В 1996-м покупателям предложили «Тойоту-RAV 4EV» с никель-кадмиевыми батареями (не столь дорогими, как литий-ионные) и передним приводом. Мощность – всего 50 кВт, зато в диапазоне 3100–4600 об/мин, а момент – 190 Н.м («с нуля»). Мечта конструктора ДВС! Увы, максимальная скорость небольшая – всего 125 км/ч, ведь 24 батареи утяжелили машину на 450 кг. А через каждые 200 км «Тойоту» надо ставить к розетке на 6,5 часа. Тем не менее, по сравнению с электромобилями начала ХХ века и даже 1960–1970-х годов прогресс огромен.

Компания «Форд» пошла по иному пути – не стала переделывать в электромобиль серийную модель, а патронировала производство в Норвегии городских суперкомпактов «Тинк». Двухместную машину массой 940 кг оснастили мотором мощностью 27 кВт (36 л. с.) с питанием от никель-кадмиевых батарей. Максимальная скорость – 90 км/ч, разгон до 50 км/ч – 7 с, запас хода – 90 км. Ехать можно, зарядив батарею хотя бы на 85%. На это уходит 4 часа, на полную зарядку – 6–8 часов.

Примерно такие же характеристики у экспериментальной «Оки-электро». Кстати, первые электромобили на ВАЗе строили еще на рубеже 1970-х. На некоторых прототипах стояли свинцовые батареи. Они примерно в четыре раза дешевле никель-кадмиевых, но по характеристикам пригодны разве что для внутризаводских самоходных тележек. «Ока» ВАЗ-1111Э со 112 никель-кадмиевыми батареями достигает 100 км/ч за 14 с – на 10 с быстрее, чем стандартный ВАЗ-1113. Но машинка везет 315 «лишних» килограммов – и не далее 100 км. Аккумуляторы рассчитаны на 1500 циклов подзарядки, то есть ресурсный пробег – 150 тыс. км. Для «Оки», может, и ничего, для современных автомобилей явно мало.

В общем, неудивительно, что, несмотря на рекламу, поддержанную «зелеными», и даже дотации покупателям, электромобили практически сошли со сцены.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ

Дело не только в капризах потребителей. Их, в принципе, можно пересадить на машины с нулевым выхлопом. Привыкли же мы к нейтрализаторам и все более жестким экологическим нормам. Кстати, именно калифорнийские власти, известные экологической строгостью, грозили в ближайшие годы довести численность машин с нулевым выхлопом до 10% от общего парка штата. Остряки, правда, посоветовали законодателям заодно заставить 50% женщин рожать после непорочного зачатия.

Человечество действительно не готово поголовно переходить на электротягу. Для начала учтем, что если весь парк Земли питать от розетки, попросту не хватит энергии. Конечно, так вопрос никто не ставит. Но давайте представим наводненный машинами ZEV город – тогда в пригороде должна коптить мощная электростанция! Не нравится? Но полноводные реки, которые можно использовать для выработки электричества, есть далеко не везде. Атомная энергетика тоже порождает серьезные проблемы: безопасность эксплуатации, хранение отходов… Не поблизости ли с чудо-городом раскинется огромный могильник? Кстати, вы не забыли, что даже самые «долгоиграющие» аккумуляторы тоже надо утилизировать?

НОВАЯ ФАЗА

Так что же, круг замкнулся, последние электромобили можно сдавать в музей? Многие фирмы с этим не согласны. Конструкторы продолжают совершенствовать аккумуляторы, снижая их массу и увеличивая долговечность.

Французский «Элье-Клинова», представленный в 2004 году, может проехать с постоянной скоростью около 50 км/ч без подзарядки литиевых батарей 280 км, а в городском цикле – 180 км. Батареи рассчитаны на 2000 циклов. Кстати, «Элье» – вполне полноценная пятидверная машина. Похоже, если так пойдет дальше, не исключено все-таки, что хотя бы часть покупателей со временем будет ездить и перевозить мелкие грузы по мегаполисам на электромобилях.

Параллельно с постройкой классических электромобилей конструкторы стараются решить проблему «добычи» электроэнергии кардинально: вырабатывать ее прямо на борту. Сделать это можно, используя водород (см. ЗР, 2002, № 6) или энергию Солнца. А для экономии и снижения массы инженеры предлагают супермаховик-накопитель. В отличие от традиционного, его делают легким – из современных композитных материалов. Зато раскручивают до десятков тысяч оборотов (проблему прочности, говорят, успешно решают) и, связав с трансмиссией через демультипликатор, используют его энергию. Эксперименты по созданию супермаховиков, в частности, ведет БМВ.

Упростить и удешевить электромобили, привлекающие, кроме прочего, отсутствием коробки передач, пытаются, также… лишив этого достоинства. Некоторые изобретатели считают, что автомобильные системы управления электромоторами ныне чересчур сложны и дороги – целесообразнее заменить их вариатором. Электродвигатель при этом работает на постоянных оборотах. Решение, конечно, довольно спорное. Ответ на вопрос, что дороже и сложнее – электроника или механика, сегодня совсем не однозначен. Сторонники вариатора приводят еще один аргумент: электромобили, по компоновке похожие на автомобили, проще собирать на том же конвейере.

Мелкие фирмы и огромные концерны не сворачивают с «электрического пути». И это не прихоть! Прикиньте, сколько автомобилей заправились, сократив запасы нефти, пока вы читали этот материал? А сколько яда выбросили в атмосферу?