Электромобили активно стараются вырасти из образа, хоть и недешевой, но довольно забавной игрушки. Но это лишь до поры до времени. О технических характеристиках можно рассуждать очень долго. А сейчас – самое время для обзора общего характера.

Немалому количеству изобретений требуется немало лет для перехода в качество из количества. И вот уже транзисторы приобрели небывалую мощь, став при этом невероятно крошечными. В итоге появилась масса гаджетов, вроде планшетов и мобильных телефонов. Что же при этом с источниками питания?

Плотность, с которой электроэнергия упаковывается в литий-ионных аккумуляторах, постоянно повышается. Это привело к появлению телефонов, способных ожидать звонка без подзарядки по полгода, вроде Philips Xenium E180 с батарейкой в 3,1 А∙ч. Подобный аккумулятор в состоянии даже крутить стартер. Это наглядно доказывают многие десятки пусковых устройств, которые можно уместить в кармане. А модели, не помещающиеся в кармане, помогают пролетать, проплывать или проезжать многие сотни километров совершенно без бензина. А ведь это настоящая революция!

Идеально ли хранилище тока?

Конечно же, недостатки имеются. В первую очередь, энергетическая плотность не дает пока что электрокарам проезжать более четырех сотен километров при испытаниях. На практике же расстояния вдвое, а то и втрое меньше. Стоит отдельно упомянуть и прямую зависимость между сроком зарядки и временем службы аккумулятора. Если владелец не готов заправляться в течение долгих часов, ему придется выложить десятки тысяч рублей на то, чтобы раньше времени поменять батарею.

Емкость сильно снижается на холоде, правда, литий-ионный аккумулятор за счет пробега может и самостоятельно себя подогревать. Но и перегревать его в процессе зарядке нельзя: иначе рванет достаточно мощно. Если даже от телефона известны случаи ранений насмерть. О взрыве электромобиля и говорить не приходится!

Невзирая на все это, мы очень хотим передвигаться с места на место без выхлопов и в тишине. Как же это получается в наши дни? И что нас ожидает завтра?

Известное дело…

Как ни странно, тут мы вспомним картину Репина «Бурлаки на Волге». Чтобы волочить огромную баржу, было достаточно сил лишь десятка человек. Делали это, конечно, медленно: ведь с ростом скорости резко возрастает сила сопротивления. А где оптимальная ниша для тяги электрической? Конечно же, тихоходные суда для перемещения на короткие расстояния больших грузов, то есть настоящие паромы. Корпус такого парома выполняют из алюминия, легкого и вместе с тем долговечного материала.

Совсем недавно первый подобный электрический паром Ampere, зарядив собственные литий-ионные аккумуляторы, начал плавание через, расположенный под Бергеном, шведский фьорд между Оппедалем и Лавиком. Только подумайте: катамаран в восемь десятков метров способен взять на борт сто двадцать автомобилей и триста шестьдесят человек. За день он совершает тридцать четыре рейса по шесть километров каждый. Весь маршрут он преодолевает за пару десятков минут благодаря паре двигателей по 450 кВт. Его десятитонная батарея вмещает тысячу киловатт-часов электроэнергии.

Этого хватает на несколько рейсов, и все же во время каждой выгрузки и погрузки несколько минут уделяют пополнению заряда. Зачем это нужно? дело в том, что местные сети не способны справиться с нагрузкой, требующейся для оперативной закачки одногомегаватт-часа. А при таком подходе требуется пополнение ста пятидесяти киловатт-часов, потраченных за один рейс. Однако и это могло бы оставить без света одну прибрежную деревушку.

Выход из положения весьма остроумен. На причалах поставили белые будочки с буферными литий-ионными батареями, емкость которых составляет 260 киловатт-часов. Именно они заряжаются во время путешествия парома в оба конца: то есть, в течение сорока минут. А значит, хватает и меньшего зарядного тока. Затем заряд утекает на борт за минуты стоянки по специальным толстым проводам. Поставляется энергия с соседней гидроэлектростанции. То есть в будках на причале продаются не билеты с журналами, а электричество.

Революция проходит тихо

Всем знакома картинка раннего утра и самого крепкого сна, когда под окнами начинает рычать прибывший за контейнерами мусоровоз. Он ведь не просто проедет мимо, а остановится и начнет манипулировать с краном и прессовщиками отходов. Хорошо, если бы был бесшумный электропривод!

Отныне проблем с этим не будет! А ведь такому агрегату не нужны большие переезды на электрической тяге. Поработав во дворе, он выезжает на трассу, где уже можно включить дизель и подзаряжать батареи. Как раз подобные мусоровозы, оборудованные гибридным приводом, пользуются в последнее время все большей популярностью. Они не только экономят до трети топлива благодаря рекуперации энергии, но и трудятся по специальности с уровнем шума в 54 дБ, вместо изначальных 90 дБ. Прогресс разителен!

Двери закрываются, следующая станция – зарядка!

Оптимальной нишей современных аккумуляторов являются троллейбусы с автобусами, превратившиеся в новый тип общественного транспорта под названием электробусы. При перемещении от одной остановки к другой рекуперация энергии особенно эффективна. А каждые три минутки можно пополнять энергетический запас во время пауз при выходе и входе пассажиров. В реальности же столь частая подзарядка вообще не требуется. Самое главное – это разместить зарядные остановки вдоль всего маршрута. Тогда в городе будет намного меньше шума, выхлопов. Избавимся мы и от некрасивых контактных проводов, портящие все виды.

В России уже запустили крупное предприятие, производящее отечественные литий-ионные батареи для таких электробусов. ЛИАЗ-6274 сможет доставить девять десятков человек на расстояние до двух сотен километров. Для применения в городской черте этого вполне хватит. Так что в европейских странах электробусы приобретают популярность даже стремительнее, нежели легковые электромобили. Правда, литий-ионные батареи являются пока достаточно дорогим удовольствием. Так что, в случае относительно небольших пробегов за год частного автомобиля экономия топлива никак не окупит удвоенную стоимость за срок всей службы машины. Иное дело – электробусы, трудящиеся дни напролет.

Электробусы трех модификаций:

•    емкие литий-ионные батареи позволяют пробегать полный маршрут, не подзаряжаясь, так, чтобы простоять пару десятков минут на конечной остановке;
•    батареи с небольшой емкостью, или вообще суперконденсаторы подзаряжаются на каждой остановке;
•    троллейбусы ходят в центре города автономно, и на окраине – под контактными проводами.

Троллейбус-электробус модели СТ 6217 также снабжают отечественными литий-ионными аккумуляторами, сохраняя на крыше токоприемники. В этом случае можно перевозить без контактной сети сто одиннадцать человек на расстояние до шести десятков километров.

Заряжаться потом потребуется полчаса, но производить ее можно и прямо на ходу, уже за пределами центра города.

Все выше, и выше, и выше…

Малюсенькими, но достаточно емкими литий-ионными аккумуляторами оборудованы вертолеты и самолеты, заполнившие полки магазинов игрушек под радиоуправлением. А ведь не так давно для электропривода пропеллера альтернативой служил резиновый скрученный жгут. Сегодня же в небо поднимаются и довольно взрослые, состоятельные электросамолеты.

Им, правда, аккумуляторов недостаточно, потребовались еще и электродвигатели с достаточной удельной мощностью. Скажем, производимый компанией Siemens авиамотор с жидкостным охлаждением при массе в полсотни килограммов выдает целых 260 кВт. Для бизнесджета или регионального самолета вроде АН-2 хватит и пары подобных моторчиков.

Многоместные электросамолеты еще пока не построены. Стоит отметить одну из «свежих», уже летающих разработок. Airbus E-Fan снабжен парой моторов по три десятка киловатт и литий-ионно-полимерными батареями. Они обеспечивают полет в течение сорока минут на скорости в 220 километров в час. Скорость взлета составляет 110 километров в час, что очень удобно для учебы новичков. Так что кабину оборудовали сдвоенным управлением и двумя креслами, расположенными друг за другом. Получаса в воздухе вполне хватит для выполнения учебно-тренировочных полетов. Более того, в этом случае не возникнет проблем с подзарядкой: ведь конечная точка обязательно совпадет со стартовой. Весит такой Airbus лишь 550 килограммов. Размах его крыльев - девять с половиной метров. От пары пропеллеров развивается тяга в полторы тысячи Нм.

PC-Aero Elektra One является более серьезным аппаратом. Вес его составляет сотню килограммов, масса батарей – также сотня, а полезная нагрузка – еще сотня килограммов. Этой одноместной машинке за глаза хватило пятикилограммового мотора с мощностью в 16 кВт. Разве это серьезно? Все дело в дальности полета: до пяти сотен километров за три часа! Эта разработка не является последней. Модель Elektra One Solar должна преодолевать тысячу километров, двухместный Elektra Two – вплоть до двух тысяч. У самолета PC-Aero Elektra One размах крыльев составляет 8,6 метра. Долететь на нем можно из Москвы до Нижнего Новгорода, хотя и в полном одиночестве.

Стоит отметить, что и путешествующий в настоящее время вокруг света самолет на солнечных батареях также не смог обойтись самолет на солнечных батареях. Они позволяют ему накапливать энергию на ночь для совершения круглосуточного полета.

Как же быть с легковыми машинами?

Здесь пока все не столь радужно. Ангела Меркель, немецкий канцлер, торжественно обещала к 2020-му году выпустить на дороги страны миллион электромобилей. Выполнить это не получится.

Главной причиной является отсутствие спроса. Практичные немцы так и не дали уговорить себя массово голосовать за электромобили. Опытные аналитики составляют график продаж на перспективу со всплеском не ранее далекого 2030 года. До тех пор появится множество новых разработок и посвященных им обзоров.

Тем более, что скоро появятся литий-ионные батареи с удельной энергоемкостью, увеличенной против нынешних 200 Вт∙ч/кг вдвое, а то и втрое. Они могут сделать электромобили гораздо более привлекательными. Если стоимость их не будет запредельной, а работать батареи смогут хотя бы лет пять. Если заряжаться они будут не часами, а за минуты, да еще и за реальныеденьги. Пока что этих «если» слишком много. Однако стоит подождать, ведь технологии не стоят на месте!