Первый серийный и относительно доступный в финансовом плане электромобиль Тесла был представлен более 2 лет назад. Популярность электрокаров растёт во многих странах, однако до массовой эксплуатации ещё далеко, хотя объём продаж медленно, но верно увеличивается . Рано или поздно машины с электрическими двигателями вытеснят с рынка модели с двигателями внутреннего сгорания.
История создания
Люди уже давно задумываются об использовании электричества в качестве силы, способной придать движение транспортным средствам. и вовсе появился до создания ДВС, и произошло это в 1841 году .
Спустя 58 лет в Санкт-Петербурге был представлен 17-местный омнибус, оснащенный 4-сильным электромотором, запас хода которого составлял 64 км.
Следующая веха в истории электромобилей относится к началу 30-х годов XX века. В 1931 году гениальный изобретатель Никола Тесла, купив радиоэлектронные детали в обычном магазине, собрал устройство, которое при установке его вместо бензинового мотора смогло сдвинуть автомобиль с места. Мощность агрегата составила 80 л. с.
В течение следующих почти 55 лет технология практически не изменилась. В 1996 году с конвейера сходит первый серийный электрокар, разработка которого была осуществлена компанией General Motors. Однако случилось это не из-за желания автопроизводителя или требований рынка: просто в Калифорнии, где продавались автомобили GM, вышел закон, ужесточающий требования к машинам: новые авто, по мнению авторов законопроекта, вообще не должны были загрязнять окружающую среду. Но довольно скоро он был отменён, поскольку в техническом отношении выполнить его на тот момент не представлялось возможным. General Motors выпускала электроавто в течение 7 лет, но солидными продажами похвастать не могла: за этот период времени было реализовано чуть более 1150 экземпляров модели, которые и по сей день хранятся в частных коллекциях (нераспроданные транспортные средства были пущены под пресс).
На сегодняшний день ведущим популяризатором идеи электромобилей является Илон Маск, купивший компанию Tesla Motors и всерьёз занявшийся её развитием. Серийный электромобиль Tesla Roadster, выпущенный в 2008 году, продавался в течение 4 лет, но из-за слишком высокой стоимости, равной 109000$, доступен он был только очень богатым людям. В 2012 году выходит уже более доступная машина Model S, пережившая впоследствии две модернизации и благоприятно встреченная как экспертами, так и рядовыми автолюбителями.
2015 год был ознаменован выходом Model X : кроссовер отличался большим запасом хода (от 354 до 539 километров в зависимости от модификации и других параметров), превосходной динамикой (до сотни модель способна разогнаться за 3,2 секунды), а также множеством необычных функций, ранее не используемых другими производителями (например, подсветкой салона в такт звучащей музыке и др.).
Принцип работы современных электромобилей
Электрокару, в отличие от авто с традиционным двигателем внутреннего сгорания, не нужен сложный мотор с немалым количеством недостатков (различные проблемы при эксплуатации, сложный ремонт, шум при работе и пр.). Электрический двигатель является полностью бесшумным и нетребовательным к топливу, поскольку электричество во всем мире одинаково.
Еще один плюс электромобилей заключается в отсутствии коробки передач, что значительно упрощает и управление, и обслуживание. Формально коробка имеется, но на колёса поступает сразу вся мощность, поэтому люди в салоне не ощущают рывков, неизбежных при переключении передач.
Необходимое условие для работы подобного автомобиля – электроэнергия, запас которой хранится в аккумуляторе. Большинство компаний располагают его под днищем, что позволяет, во-первых, сделать салон более просторным, а во-вторых, улучшить управляемость.
В последнее время мировые производители пришли к выводу о необходимости применения системы рекуперации, которая вырабатывает энергию и затем запасает её в случаях, когда машина движется по инерции, вследствие чего увеличивается запас хода (эта же технология замедляет движение транспортного средства после того, как водитель убирает ногу с педали газа).
Продажи электромобилей в мире
То, что за электрокарами будущее, становится очевидным всем ведущим производителям, спешащим включиться в процесс разработки и изготовления, пока отрыв от конкурентов не стал слишком большим: на сегодняшний день на рынке есть как бюджетные модели (KIA Soul EV), так и марки, относящиеся к премиальному сегменту (Audi E-Tron).
Компания Tesla, несмотря на то, что она фактически выпустила первый электромобиль, пользующийся спросом, испытывает финансовые сложности, и этот факт подстегнул других автопроизводителей. В результате этого за последний год количество полноценных моделей, а не концептов, увеличилось в несколько раз. Среди новых игроков рынка есть как именитые компании с раскрученным именем наподобие BMW, так и многочисленные мало кому известные китайские разработчики.
В развитии электрокаров в настоящее время прослеживаются следующие тенденции:
- Внедрение управления с помощью одной педали. Первопроходцем в этой области стала Nissan Motor Co., Ltd. с моделью Leaf. Идея прижилась, и все большее число компаний внедряют технологию, при которой торможение станет осуществляться за счёт рекуперационной системы.
- Повышение интеллекта электромобилей (появляются беспилотные электрокары, не нуждающиеся в действиях человека).
- Разработка каждой компанией собственной уникальной платформы , благодаря которой покупатель получает возможность стать обладателем по-настоящему чего-то нового и уникального.
Развитие инфраструктуры
Рост производства электромобилей не имеет никакого смысла без расширения сети станций для зарядки: зачем приобретать электрокар, если на нём нельзя будет далеко уехать?
Сейчас крупнейшей заправочной сетью является Supercharger , принадлежащей Tesla. Ею можно пользоваться бесплатно при условии наличия специального абонемента и покупки электромобиля Тесла. Но даже при невозможности соблюдения данных условий ездить на электричестве выгоднее, чем на бензине или дизельном топливе.
Если на рынок первыми вышли американские электромобили, то в настоящее время отобрать лидерство имеет все предпосылки Европа, где количество зарядных станций стремительно растёт, а правительство нескольких стран и вовсе заявляет о возможном скором полном отказе от применения двигателей внутреннего сгорания.
В ряде европейских стран владельцы машин с электромоторами получают всевозможные льготы в виде бесплатной парковки и снижения или полной отмены транспортного налога. В США также действует программа поддержки покупателей электрокаров, но работает она до того момента, пока производитель не выпустит 20 тысяч экземпляров таких транспортных средств.
Многие владельцы покупают зарядную станцию для электромобиля и устанавливают её прямо у себя в гараже: устройство PowerWall, крепящееся на стену, делает процесс зарядки авто идентичным зарядке аккумулятора на смартфоне. Особо большие фанаты автомобилей с электрическими двигателями монтируют на крыше собственного дома солнечные батареи, накапливающие затем энергию в PowerWall.
Сеть российских зарядочных станций пока не так обширна, как хотелось бы, но прогресс заметен (помимо аппаратов Supercharger, растёт число станций, принадлежащих государственным компаниям, правда, пока только в крупных городах).
Гибридные автомобили
Кроме полностью электрических авто, спросом пользуются гибриды, то есть модели, у которых одновременно имеется и электромотор, и ДВС.
Гибриды бывают двух видов:
- без разъема для осуществления зарядки. К ним относится Toyota Prius первой генерации и некоторые другие первые гибридные машины. Зарядка аккумулятора в них происходит исключительно за счёт работы рекуперативной системы;
- с разъемом для зарядки батареи. Таких гибридов сейчас на рынке абсолютное большинство. Они способны подключаться к внешним источникам энергии, что значительно упрощает процесс восполнения заряда.
Несмотря на наличие электродвигателя, на одном электричестве гибриды в состоянии проехать не более 50 км. Если же в дело включается ДВС, запас хода возрастает до нескольких сотен километров.
Минусы электромобилей
Электрокары – это развивающийся тип транспорта, поэтому недостатков они не лишены.
Основная проблема электромобилей , тормозящая их распространение, - это высокая цена . Когда будет найден способ наладить массовое производство аккумуляторов, стоимость снизится, но пока ценовой фактор останавливает многих покупателей, которые были бы не прочь отказаться от авто с ДВС.
Ещё один существенный минус – неразвитая инфраструктура . Если на обычной машине можно отправиться практически в любую точку земного шара, то длительная поездка на электромобиле становится проблематичной. Количество станций зарядки даже в европейских странах слишком маленькое. Сегодня рост продаж электрокаров значительно опережает рост числа зарядочных станций. Проблема имеет еще одно решение: важно не только развивать сеть заправок, но и работать над увеличением ёмкости батарей, что позволит преодолеть большее расстояние без необходимости подзарядки.
Время от времени даже у поклонников электромобилей возникают сомнения относительно их экологической безопасности . Само использование электричества абсолютно безвредно, но вот при его выработке в атмосферу выбрасывается огромное количество вредных веществ. Человечеству ещё предстоит изыскать возможность отказа от применения тепловых электростанций и перехода к солнечной и ветреной энергии.
Перспективы электромобилей
Большинство экспертов сходятся во мнении, что люди с каждым годом будут покупать всё больше электрокаров. Уже сейчас автомобильная промышленность прошла своего рода точку невозврата, и отказаться от развития электрокаров стало невозможно.
Вычислительные мощности продолжат расти, а искусственный интеллект будет становиться всё более совершенным, что, без сомнения, скажется и на росте числа авто с электромоторами в мире.
Количество электромобилей в России тоже увеличивается , хотя не так быстро, как в Европе или Китае: причиной тому – невысокий уровень доходов населения страны.
С большой долей вероятности можно сказать, что мир без машин с ДВС неизбежен: когда человеческая цивилизация полностью откажется от этой технологии, является лишь вопросом времени.
Как и в случае многих других сложных, системных изобретений развитие идеи электромобиля и его конструкции происходило в несколько этапов, поэтому весьма затруднительно сказать, когда был создан первый электромобиль, и выделить изобретателя, внёсшего основной вклад.
Первый патент на электромобиль был выдан уже в 1799 году в Великобритании , но это была только идея, а не работоспособная конструкция, потому что ещё не было создано источника тока и электродвигателя. Но уже спустя год стараниями итальянского физика Алессандро Вольта появился источник тока – знаменитый «вольтов столб» – первичный химический источник тока, состоявший более чем из сотни медных и цинковых пластин, разделенных сукном, которое было пропитано кислотой. Как и современные батарейки, пластины требовали периодической замены (они растворялись). Именно такие батареи и получили самые первые электромобили.
Принцип преобразования электрической энергии в механическую был показан британским учёным Майклом Фарадеем в 1821 году в опыте со свободно висящим проводом, окунающимся во ртуть. Постоянный магнит был установлен в середине ванны со ртутью. Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода. Развитием этого опыта стал униполярный двигатель – колесо Барлоу – демонстрационное устройство, малопригодное для практического применения.
Стремясь создать электрический двигатель для решения практических нужд, конструкторы пытались подражать принципу действия парового двигателя – якорь двигателя совершал возвратно-поступательные движения. Ученый Борис Якоби (Россия, Пруссия) пошел другим путем, создав в 1834 году первый в мире практически пригодный электродвигатель с вращающимся якорем и опубликовал теоретическую работу «О применении электромагнетизма для приведения в движение машины». С этим изобретением всё было готово для создания электромобиля.
И появление первого в мире электромобиля не заставило себя ждать: в начале тридцатых годов XIX века (точная дата неизвестна) шотландец Роберт Андерсон построил электромобиль-модель, который считается первым в истории. В 1835 году голландский профессор Сибрандус Страгингх и Томас Дэвенпорт из Вермонта (США) сделали еще по электромобилю-модели. В 1842 году шотландец Роберт Дэвидсон и тот же Дэвенпорт построили машины, которых уже не были моделями, а могли возить людей . Электродвигатель в повозке питался от кислотных аккумуляторов (огромные ванны с серной кислотой) . Повозка Дэвидсона обладала крайне малой скоростью, была огромна и неповоротлива, что однако было характерно для большинства дорожных транспортных средств того времени.
Существенным толчком в развитии электромобилей явилось изобретение французом Гастоном Планте свинцово-кислотного аккумулятора в 1859 году. Эксплуатировать электромобили с перезаряжаемыми батареями было существенно удобнее, чем заменять цинковые пластины. Так в 1881 году на дороги Парижа выехал электрический трицикл Шарля Жанто (изобретателя рулевой трапеции), а в 1888 году Рэтклиф Вард пустил по улицам Лондона электрический омнибус, начав коммерческое использование электромобилей. Отметим, что трамвай появился в 1881 году, а троллейбус – в 1882 году.
В 1889 году инженер Ипполит Романов создал первый российский электромобиль . Особенностью двухместного электромобиля Романова была его малая масса. Он весил всего 720 кг, тогда как электромобиль марки «Жанто» – 1440 кг.
1 мая 1899 года в местечке Ашер рядом с Парижем бельгийский гонщик-изобретатель Камилл Жанатци вывел на старт самодельный электромобиль «La Jamais Contente» (фр. «Всегда недовольная»). Он имел форму снаряда, суммарная мощность его двух электромоторов составляла 50 кВт (67 л. с.), а «обут» он был в пневматические шины «Michelin». Аккумуляторные батареи располагались на шасси внутри кузова и на задней оси. Максимальная сила тока 250 А при напряжении 200 В. Масса в снаряженном состоянии была около 1000 кг. Жанатци создал первый автомобиль, преодолевший 100-километровый рубеж скорости с результатом в 105,9 км/ч. Это не могло не способствовать популяризации электромобилей.
В итоге к 1900 году более половины автомобилей (включая почти все такси), зарегистрированных в США, были электрическими. Однако к 1910 году электромобилей от общего числа было менее 1 %.
Первый серийный электромобиль
В 1907 году компания «Detroit Electric» первой начинает производство и продажу серийных электромобилей. Это был по-настоящему массовый и достаточно доступный по тому времени автомобиль. Он оснащался свинцово-кислотными аккумуляторами, которые обеспечивали ему запас хода в 130 – 140 км (что неплохо и по нынешним временам), а за доплату можно было установить железоникелевые батареи большей ёмкости. Электромобиль разгонялся до скорости в 32 км/ч, которая была приемлема в городе начала XX века.
Популярность таким электромобилям придавала простота конструкции и эксплуатации в сравнении с автомобилями с ДВС и паровиками. Силовая установка состояла только из свинцово-кислотных аккумуляторов, контролёра (с его помощью устанавливалась требуемая сила тока, а, следовательно, и крутящий момент на валу электродвигателя) и электродвигателя. Вместо руля, педалей и рычага коробки передач у машин «Detroit Electric» было всего лишь две ручки (связанные с контролёром). Первая (более длинная и похожая на кочергу) была расположена напротив водителя и отвечала за направление движения. Вторая, напоминавшая рукоять ручного тормоза, имела шесть положений и регулировала скорость. В первом положении автомобиль двигался вперед со скоростью четыре мили в час, во втором – восемь, в третьем – двенадцать, и т. д. Шестой режим отвечал за задний ход. Кроме того не требовалось крутить рычаг стартёра чтобы завести двигатель или разводить пар.
Всё это способствовало тому, что электромобили пользовались особенной популярностью у прекрасной половины человечества. К тому же цена на бензин во время первой мировой выросла почти в два раза.
Но автомобили с двигателем внутреннего сгорания победили. Производство электромобилей продолжалось до 1939 года, постепенно снижаясь в количестве. Почему?
По тем же самым причинам, по которым современные электромобили пока не вытеснили традиционные:
- Малый запас хода на одной зарядке (100 – 150 км; сейчас не намного больше для доступных по цене моделей).
- Отсутствие зарядной инфраструктуры (в то время не существовало единого стандарта для электрических сетей – ток мог быть переменным или постоянным, напряжение 110 или 220 В и т. д.; в настоящее время сети для экспресс-зарядки электромобилей активно развиваются, в любом случае электрические машины можно зарядить от бытовой сети).
- Скорость зарядки на специальной станции измеряется десятками минут (обычно около получаса), от бытовой сети – часами (как правило, в современных электромобилях это время составляет около 8 часов, чтобы было удобно подзаряжать батарею в ночное время).
Изобретение в 1912 году Чарльзом Кеттерингом электрического стартёра фактически добило электромобили, сделав эксплуатацию автомобилей с двигателем внутреннего сгорания существенно удобнее. Сейчас ситуация меняется: батареи стали более ёмкими, электрические двигатели повысили эффективность, а требования экологии особенно в крупных городах выходят на первый план.
История электромобиля за рубежом
На рубеже веков интерес к электромобилям
был настолько велик, что порой их производство и сбыт превышали такие же показатели в области автомобилестроения. Электромобили привлекали к себе внимание аккуратностью, бесшумностью, простотой управления и отсутствием выхлопных газов. Небольшой запас хода, необходимость частных подзарядок аккумуляторов или полной замены тяжелых батарей тогда мало смущали покупателей. В основном это были представители аристократии, и электромобиль в их глазах был чистенькой и удобной игрушкой - в отличие от пропахших бензином и маслом, чадящих и шумных бензиновых экипажей.
Во многих странах Европы и Америки число фирм, производивших электромобили,
исчислялось десятками. Однако, по мере совершенствования бензиномоторов , положение электромобилей сильно пошатнулось, так как малая энергоемкость свинцовых аккумуляторов не могла соперничать с такими же показателями двигателей внут
реннего сгорания. На одной зарядке электромобиль мог пробежать только несколько десятков километров. Автомобиль в этом отношении выгодно отличался от него. К тому же, электромобили были слишком тяжелыми из-за наличия громоздких батарей и тихоходными. Стоило увеличить скорость, как резко возрастал расход электроэнергии, и аккумуляторы быстро садились. Поэтому электромобилю - как, впрочем, и паромобилю - пришлось потесниться перед бензиномотором. Такова была реальность в области автомобилестроения в начале ХХ века
Тем не менее, электромобили
не сразу уступили свое место автомобилям
- они отчаянно сражались за него, поражая техников невиданным каскадом приспособлений и ухищрений, продолжая составлять конкуренцию бензиновым экипажам. Тогда появилось множество конструкций.
В 1901 году возникла заманчивая техническая идея использования электрической энергии в пожарном деле. Немецкая фирма "Юстус Кристиан Браун" выпустила самоходную пожарную линейку, движущей силой которой были электромоторы , получающие питание от тяжелых аккумуляторов . Установленные в ящиках и под сиденьями батареи, аккумуляторы вращали два осевых электромотора передних колес пожарной линейки общей мощностью 9,6 кВт. На линейке размещались 10 - 12 топорников и ствольщиков. Электромобили линейки были достаточно тяжелыми, развивали скорость не более 30 км/ч, радиус их действия носил ограниченный характер, т.к. существовала необходимость в частой перезарядке аккумуляторов, которая могла быть произведена только в пожарных частях, где имелось соответствующее оборудование. К безусловным преимуществам электроприводных машин можно отнести надежность в работе, безотказный запуск двигателя, легкость управления, простоту конструкции и меньшую по сравнению с паровыми аналогами стоимость. В дальнейшем немецкие фирмы выпускали модифицированные варианты электромобилей, в том числе с пожарным насосом.
Автомобиль с поворотной лестницей "Magirus", Электромобиль пожаротушения на шасси
выполненный на шасси фирмы "NAMAG" с приводом "Colner-Elektromobil-Werke Heinrich Scheele" с батареями,
от электрических батарей
. 1910, Германия. находившимися под передним капотом. 1911, Германия.
Электромобилями занимались как отдельные известные изобретатели - такие, как, например, русский инженер Ипполит Романов, - так и крупные фирмы: французская “Жанго”, английская “Берсей”, австрийская “Лорнер” и другие. Наиболее популярны электромобили были в Америке. Так, в 1900 году там на 936 выпущенных автомобилей приходилось 1585 электромобилей! В Новом Свете существовало множество крупных компаний, занимавшихся сборкой и выпуском электрических экипажей. Одной из самых знаменитых тогда фирм была “Бейкер Мотор Винкл Компани” в городе Кливленде.
Изобретатель Уолтер Бейкер (1868-1955) считался основателем электромобильного бизнеса в Америке и вообще пионером американской моторизации. Получив в 1891 году диплом инженера, он увлекся электротехникой и свои лучшие годы посвятил созданию практичного легкового электромобиля для индивидуального пользования. Через 6 лет упорной работы он собственноручно построил первый электрический экипаж, а в 1899 году, вместе с Фредом Уайтом, основал свою фирму. С самого начала своего существования фирма У. Бейкера заявила о себе как о самом крупном производителе электромобилей. Первое детище Бейкера по своему внешнему виду почти ничем не отличалось от автомобилей Генри Форда, Олдеа или Паккарда тех лет. Это была легкая и высокая 2-местная тележка на 4-х велосипедных колесах с загнутым вверх передком и рулевым рычагом. Из-за наличия аккумуляторов электромобиль получился слишком тяжелым, и Бейкер оснастил его мягкой подвеской на эллиптических рессорах. Новинками тех лет были электрические фары и электрический гудок. Аккумуляторная батарея позволяла ездить 6-8 часов без подзарядки.
В 1901 году этот электромобиль был модернизирован. Он стал выглядеть солиднее - получил тент, руль и был оснащен двойным сиденьем со спинкой и подлокотниками. Аккумуляторы размещались под сиденьем, и электромотор в 0,75 лошадиных сил приводил в движение заднюю ось при помощи цепной передачи. Машина развивала скорость 30 км/час и на одной зарядке могла проехать 80 км.
В 1906 году новый электромобиль получил фальш-капот и более совершенный 2-местный кузов, напоминавший кресло-качалку. По внешнему виду его трудно было отличить от обычного автомобиля - его тип выдавало лишь легкое шуршание электромотора и отсутствие выхлопной трубы. Если же шофер приподнимал капот, то вместо бензинового двигателя там можно было обнаружить аккумуляторные банки. Чаще они размещались и под сидениьем. В 1910 году “Бейкер” получил закрытый кузов. Эту модель назвали лимузином. Он мог развивать скорость в 48 км/час.
Уолтер Бейкер старался использовать любую возможность прорекламировать лучшие качества своих машин и их возможности. Так, в 1902 году он решился побить абсолютный рекорд скорости бензиновых машин. На специальном низком электромобиле им была достигнута скорость 130 км/час! Она не превышала абсолютную, но наглядно демонстрировала возможности электротранспорта.
И все же слава электромобилей клонилась к закату. Бензиновые экипажи во всем превосходили их, а о загрязнении окружающей среды выхлопными газами в те времена задумывались мало. Но Бейкер не сдавался: в 1912 году он выпустил “Бейкер-электрик” с новыми, округлыми формами капота и кузова. Он стоил 2000 долларов - как самый хороший и скоростной спортивный автомобиль, поэтому мог найти себе хозяина лишь среди богачей. Для их соблазна электромобиль оборудовали особо роскошными кузовами и рекламировали их “необычно высокий запас хода в 100 км” и среднюю скорость в 22 мили в час, магнитные тормоза, особо мягкий и плавный ход”. Управление электромобилем было чрезвычайно простым и понятным любому человеку - даже далекому от техники. Достаточно было нажать одну педаль, чтобы машина поехала, и вовремя повернуть руль в нужную сторону, чтобы изменить направление движения. На некоторых моделях органы управления устанавливали у обоих передних мест и даже перед одним из задних. К этому времени в Америке еще оставались несколько компаний, делавших электромобили, но дни их существования были уже сочтены.
Электромобили “Бейкер”
выпускались до 1916 года. Потом фирму Уолтера Бейкера проглотила компания “Оуэн Магнетик
”. Она производила уже нормальные бензиновые автомобили, и единственным напоминанием о прошлом фирмы были их необычная электрическая трансмиссия, включавшая в себя бензиновый мотор, вращавший генератор для питания 2-х тяговых электромоторов. Уолтер Бейкер уже не принимал участия в этих разработках. Оставшись верным электромобилю, он провел остаток дней в тишине и спокойствии на своей вилле в Лейквуде.
История электромобиля в России
(Из книги: Л.М. Шугуров "Автомобили России и СССР", ч.1 - М.: ИЛБИ, 1993)
Использование электрической энергии для самоходных экипажей в России началось на рубеже XIX и XX в. Живший во Франции русский изобретатель-электротехник Павел Николаевич Яблочков (1847-1894} занимался разработкой электродвигателя для экипажа и на одну из выдвинутых им идей электромобиля даже получил авторский документ - привилегию. Многие инженеры, конструировавшие в те годы электромобили, в своих исканиях шли на ощупь, путем экспериментов. Известный теоретик в области электротехники Владимир Николаевич Чиколев (1845-1898) разработал в 1879 г. теорию регулирования скорости движения электрических экипажей с помощью контроллеров и создал конструкцию для пуска электродвигателей. Но наибольших успехов добился Ипполит Владимирович Романов.
Петербургским изобретателем были спроектированы четыре модели электромобилей: двухместная, четырехместная, а также 17-местный и 24-местный омнибусы. Двухместный кэб и 17-местный омнибус построены по его проекту в 1899 г.
Малая модель следовала по конструкции наметившейся тогда оригинальной компоновочной схеме: передние колеса большого диаметра - ведущие, передача цепями от двух не связанных один с другим электродвигателей, под полом экипажа - силовая установка. Для управления машиной служили поворотные задние колеса меньшим диаметром, чем передние. Передние колеса подвешивались к стальной трубчатой раме на четырех винтовых пружинах, задние - на поперечной полуэллиптической рессоре. Все колеса - тележного типа, деревянные, со сплошными резиновыми шинами и бронзовыми втулками.
В кэбе позади двухместного салона помещался объемистый отсек для батарей, над которым - пост управления с сиденьем для водителя. Сбоку ящика с аккумуляторами находились две ступеньки, по которым водитель поднимался к посту управления.
Для замедления и остановки экипажа служили электрический рекуперационный и механический тормоза . Регулирование скорости движения в диапазоне от 1,5 до 35 км/ч осуществлялось девятиступенчатым контроллером.
Большое значение Романов придавал снижению массы электромобиля. Искушенный специалист по электротехнике, он прекрасно понимал техническую трудность создания легких аккумуляторов . Тем не менее именно в этом направлении он усиленно работа. Аккумуляторы конструкции Романова имели более тонкие пластины, чем большинство тогдашних батарей, и располагались не вертикально, а горизонтально. Масса решеток, составлявших основу этих пластин, равнялась 30% от общей массы, в то время как у аккумуляторов других конструкций этот показатель достигал 66%.
Электродвигатель собственной конструкции , легкий и быстроходный, развивал мощность 4,4 кВт, эквивалентную 6 л.с., при 1800 об/мин. И наконец, легкая рама из труб, рациональная конструкция ходовой части и кузова позволили довести массу двухместного электромобиля до 720 кг, причем из них 350 кг приходилось на аккумуляторы. Здесь следует отметить, что у одного наиболее совершенного электромобиля тех лет французского "Жанто" масса составляла 1440 кг, в том числе 410 кг приходилось на аккумуляторы.
Своей малой массой электромобили Романова обязаны и специальному легкому листовому материалу для панелей кузова. Его получали путем спрессовки холста и древесины, пропитанных органическими клеями. Такой материал мы сегодня назвали бы слоистым деревопластиком.
Двухместный электромобиль Романова существовал в двух разновидностях: с полностью закрытым кузовом типа кэб и как коляска с жестким капюшоном над пассажирами, из которого выдвигались дополнительные панели, предохранявшие от непогоды.
Передние ведущие колеса, задние управляемые, размещение аккумуляторов и водителя позади салона - своего рода "перевернутая" схема традиционного автомобиля тогда была не редкость. Ее можно было встретить, в частности, на американских электромобилях "Илектрик кэрридж" и "Моррис-Сэлом" середины 90-х гг. При этом надо иметь в виду, что на довольно распространенных тогда конных наемных экипажах-кэбах возница тоже сидел позади салона и выше его, благодаря чему имел прекрасную обзорность. И.В. Романов, как У. Моррисон и Ш. Жанто, продолжили в своих электромобилях эту традицию.
Известно, что Романов спроектировал также и четырехместный электромобиль
, но его подробное описание не сохранилось. Однако детали устройства электрического омнибуса на пятнадцать сидящих и двух стоящих пассажиров известны. Эту машину, как и двухместный экипаж, изобретатель
построил в 1899 г.
Источником энергии служили 44 аккумуляторные батареи, размещенные в восьми ящиках в задней части кузова. Они обеспечивали без подзарядки пробег 64 км - показатель неплохой и для современных электромобилей. Два двигателя общей мощностью 12 л.с. сообщали омнибусу, снаряженная масса которого составляла около 1600 кг, скорость 11 км/ч и позволяли двигаться также и задним ходом.
Подвеска колес у омнибуса была сделана на очень мягких продольных полностью эллиптических рессорах , дополненных винтовыми пружинами , а шины колес - сплошными резиновыми. Колеса вращались на шарикоподшипниках , для управления поворотом служила рулевая рукоятка . В оборудование омнибуса входили боковые сигнальные фонари, электрический прожектор, сигнальный звонок.
Такой омнибус подвергся испытаниям в феврале 1901 г. в Петербурге, признан представляющим удобство, безопасным для уличного движения и общественного пользования. Городская дума на этом основании разрешила И.В. Романову открыть в Петербурге регулярное движение их на десяти линиях.
Романов предполагал организовать акционерное общество для эксплуатации в столице 80 электрических омнибусов. Но довольно тяжелые финансовые условия, выдвинутое Городской думой, и отсутствие достаточных средств не позволили ему развернуть успешное начинание, хотя у него был готов и проект экипажа на 24 пассажира.
Бесшумность и отсутствие отработавших газов уже в те годы для городского транспортного средства имели существенное значение. И поэтому в том же 1901 г. на московском велосипедном заводе "Дукс" была изготовлена партия электрических десятиместных омнибусов для обслуживания гостиниц. По конструкции машина "Дукс" была менее совершенной, чем электромобиль Романова. Там передняя ось поворачивалась целиком на вертлюге, как у конных экипажей, хотя к тому времени на автомобилях и электромобилях уже применялась рулевая трапеция Жанто. Правда, для управления поворотом "Дукса" служило рулевое колес.
Вероятно, в ближайшем будущем, а точнее, как говорят эксперты, примерно к 2019 году, количество электрических автомобилей на планете станет рекордным. Но, несмотря на растущий интерес к деятельности компании Тесла Моторз и ее владельцу Элону Маску, на самом деле концепция использования электрических транспортных средств является лишь реанимацией старой идеи, ведь ее настоящие авторы жили еще в начале 19 века. И вот как раз их изобретения в свое время были теми идеями, которые опережали время. Просто тогда, на заре автомобилестроения изобретатели боролись друг с другом за использование в машинах электричества и ископаемых источников энергии, и то ли к счастью, то ли, к сожалению, но в этой борьбе в итоге «победила» нефть.
Знаете ли вы, что первое транспортное средство, питаемое электричеством, изобрел еще в 1832 году шотландский инженер-изобретатель по имени Роберт Андерсон?
Один из электроавтомобилей Роберта Андерсона
Конечно, его машина имела массу неудобств, главным из которых являлись одноразовые электрические блоки питания. То есть, по сути, машина Роберта Андерсона ездила на батарейках, и данная концепция не завоевала у потребителей особой популярности. Однако, вдумайтесь, идее создания электромобилей скоро стукнет 200 лет, и ее «отцом» был никак не Элон Маск.
Уже спустя пару лет, в 1834 году идею электромобиля подхватил более известный нам изобретатель, американец Томас Девенпорт, которого в среде специалистов и называют автором электромобиля, поставившего его создание на промышленные рельсы. И вот уже в его «локомотиве» был установлен настоящий электрический двигатель.
Электрический двигатель Девенпорта
Пока еще тоже не совершенный, но вполне рабочий. Правда, на тот момент Девенпорту не удалось запатентовать свое изобретение - чиновники отказались рассматривать его двигатель по причине…собственных незнаний электричества вообще. А газеты описывали его творение, как явное действие оккультизма и магнетизма, то есть приписывали Девенпорту чародейство, а вовсе не инженерный гений.
Между тем, уже в 1859 году во Франции физик Гастон Планте изобрел первую в мире электрическую, заряжаемую аккумуляторную батарею. А в 1881 году его соотечественник Камиль Форе усовершенствовал ее, запатентовав и назвав батареей FULMEN. Вот эта батарея была уже рабочей и удобной для установки в автомобили.
И в 1890 году, используя данные наработки, дорогами США проедет первый электромобиль, распугивая своим равномерным урчанием птиц, зверей и людей. Его построил Уильям Моррисон, а Министерство энергетики США назвало его машину «электрическим вагоном», рассчитанным на перевозку шести человек, и способным развивать скорость до 14 миль/ч (22,5 км/ч).
Электроавтомобиль Уильяма Моррисона
Кстати, первый штраф в мире за превышение скорости на дороге также получил водитель, управляющий электрическим, а не бензиновым транспортным средством.
В 1897 году в некоторых столицах мира появились городские такси, и они были электрическими. А самой крупной компанией по серийному выпуску электромобилей в те годы являлась американская компания «Pope Manufacturing Company» из Коннектикута.
Большой вклад в развитие электромобилей внес и всемирно известный автомобильный гигант «Porsche», построивший в 1898 году машинку, которую назвали Lohner Porsche. В 1900 году эта же компания сумела создать первую в мире гибридную модель автомобиля, сочетая в нем электрическую установку и двигатель внутреннего сгорания. Даже Томас Эдисон долго занимался разработкой своей энергоемкой аккумуляторной батареи, считая, что научно-технический прогресс человечества будет базироваться исключительно на электричестве.
К 1900 году, согласно официальным документам, в Америке и странах Европы одна треть всех существующих автомобилей являлась электрическими. К примеру, в 1911 году газета «Нью-Йорк Таймс» даже назвала их идеальными средствами передвижения для женщин, посчитав, что для управления бензиновыми автомобилями представительницам прекрасного пола не хватит физической силы. Ко всему прочему, электрические автомобили выигрывали по сравнению с бензиновыми своей бесшумностью и отсутствием выхлопных газов. Они были легкими в использовании и с полным зарядом батареи преодолевали бОльшие расстояния.
Но, в 1912 году Генри Форд представил обществу концепцию массового производства автомобилей на нефти. При этом, являясь ярым приверженцем бензиновых двигателей, он резко снизил цены на такие транспортные средства. Для сравнения, бензиновый автомобиль тогда начал стоить порядка $ 650, а электрические «повозки» обходились потребителям в три раза дороже - ориентировочно в $ 1750.
Один из первых автомобилей Генри Форда (конечно, бензиновый)
И, к 1935 году электрические машины на планете Земля практически исчезли. Потребовались десятилетия, прежде чем человечество заговорило о них снова.
Так что же стало причиной их «вымирания»? Гораздо меньшая цена бензинового автомобиля по сравнению с электрическим была существенным, но не единственным фактором. Где-то в 20-е годы 20-го века человечество начало все больше осваивать применение сырой нефти и газа. Нефтеторговцы хотели «присадить» все большее количество людей на использование их продукта. Для этого они начали повсеместно строить на дорогах заправочные станции, а люди с появлением хороших дорог с качественным покрытием желали исследовать мир и вести свой бизнес между городами и странами. Но, станций для подзарядки электромобилей было по-прежнему мало, потому что электричество в те годы локализовалось главным образом в крупных городах, а за их пределами оно практически отсутствовало. И в итоге электричество проиграло бензину бой за ценовую доступность и простоту.
Следующим годом «рождения» электромобилей можно назвать 1959-ый, когда Хенни Киловатт разработал свою модель авто, способную проезжать до 40 миль (64 км) пути на полном заряде батареи и развивать скорость свыше 60 км/ч.
Электромобиль Хенни Киловатта
Позже ему удастся построить автомобиль, который преодолевал 96 км дороги на полном заряде батареи, но все равно его машины не приобрели популярность. И из 100 его электрокаров раскупили только 47.
Но идея использования электричества в качестве топлива для передвижения не умерла тогда полностью. А начиная с 70-х годов, во многих странах мира появились общественные и государственные течения, призывающие производителей переориентировать выпускаемый транспорт на электричество.
Электромобиль CitiCar, выпускаемый в 1974 году
Это произошло по причине поднятия мировых цен на нефть и зависимости от нее экономик разных государств. Немаловажным фактором для человечества становилась и экология. Однако, электрозаправок опять таки никто не строил, электромобили обходились дорого, и человеческая практичность снова победила прогресс.
Лишь в конце 90-х годов японский автопроизводитель Toyota созданием своей гибридной модели Toyota Prius возобновила интерес человечества к электроэнергии, а уже 2000-е годы по праву стали эрой электромобилей.
В 2006 году на рынок производства транспортных средств вышла компания Tesla Motors со своим Tesla Roadster, к которой позже начали присоединяться и остальные производители.
Но, несмотря на сегодняшние успехи многих из них, электрические машины до сих пор составляют лишь небольшой процент от тех машин, которые находятся на наших дорогах. И причиной для этого многие эксперты называют очередное падение мировых цен на нефть и газ, которые явно тормозят развитие промышленности электрокаров.
Нам же с вами остается надеяться, что это в очередной раз не убьет стремление человечества двигаться в ногу со временем. Однако, теперь вы однозначно будете знать: электромобили изобрели сотни лет назад, а их настоящим «отцом» является вовсе не Элон Маск, а мало известный шотландский инженер по имени Роберт Андерсон.
Первый электромобиль в России December 30th, 2017
Как то я вам рассказывал и . А давайте вернемся все таки в царскую Россиию.
В 1889 году дворянин Ипполит Владимирович Романов сконструировал двухместный электромобиль. За Романовым числилось несколько серьёзных изобретений в электротехнике, поэтому он не был авантюристом, пытавшимся собрать с богатой и доверчивой публики деньги на свои «прожекты». Среди этих изобретений были ёмкие и лёгкие аккумуляторы (существенно легче обычных для того времени).
Первый электромобиль в России (конструктор Романов называл его кебом) имел следующую конструкцию: в движение он приводился электродвигателями, разработанными самим Романовым, от аккумуляторов его же конструкции. Электромоторы и батарея были расположены за пассажирским салоном и при помощи цепей приводили в движение передние колеса. Над батареей сидел водитель.
В этом и других автомобилях Романова, созданных позднее, использовался раздельный привод ведущих колёс, т.е. каждое колесо приводил свой двигатель – это позволяло отказаться от дифференциала. Двигатели развивали мощность 4,4 кВт (6 л. с.). Электромобиль Романова имел девять скоростей – от 1,5 до 35 верст в час. Для остановки автомобиля, водитель мог воспользоваться механическим тормозом или использовать рекуперативное торможение, которое возвращало энергию, выделяющуюся при торможении, назад в батарею, что увеличивало пробег без подзарядки.
Особенностью двухместного электромобиля Романова была его малая масса. Он весил всего 720 кг, тогда как популярный в те времена французский электромобиль марки «Жанто» – 1440 кг. Это достигалось за счёт аккумуляторов (их заряда хватало на 60 км пути), которые были более чем в два раза легче обычных, и рамы из полых труб, а так же композитного кузова, обладающего малым весом. Его изготавливали по передовой для того времени технологии прессования холстовой ткани, древесных опилок и смолы.
Открытый пассажирский салон (для защиты пассажиров от непогоды был складной брезентовый тент) располагался спереди, а водительское место сзади. Потом был создан вариант с полностью закрытым салоном. Для освещения пути в ночное время имелись электрические фары-фонари.Плавность хода электромобиля Романова обеспечивалась за счет оригинальной подвески. Передние колеса крепились к раме пружинами. На каждое колесо приходилось по четыре упругих элемента. В конструкцию крепежа задних поворотных колес входила рессора. Все четыре колеса были деревянными, поверх обода приклеивалась резиновая шина.
Ипполит Романов создал не только двухместный кеб, но электромобили большей вместимости: четырехместный автомобиль, электрический омнибус – варианты на 10 и 17 человек, который он хотел эксплуатировать на линиях общественного транспорта. В феврале 1901 года его электрический омнибус получил положительный отзыв после испытаний технической экспертной комиссией при городской думе Санкт-Петербурга, которая проверяла безопасность конструкции и плавность движения по снегу, льду и при пересечении трамвайных путей.27 июня того же года городская Дума разрешила открыть перевозки на 10 линиях, но необходимо было внести в течение 8 месяцев со дня выдачи разрешения залог в 5 тыс. рублей (по тем временам очень большая сумма). Кроме того, если Романов хотя бы немного отступил от скрупулезно составленного разрешения, то ему грозил штраф, а если бы он задержал открытие маршрута, то за каждый день задержки должен был выплачивать 100 рублей.
Ипполит Романов не обладал необходимыми средствами, поэтому не мог воспользоваться данным ему разрешением. Кроме того изготовление только одного омнибуса в мастерской стоило около 7 тыс. рублей. По материалам городского архива необходимо было сделать 80 омнибусов, что в сумме требовало более полумиллиона единовременных затрат. Попытка организовать акционерное общество для сбора средств окончилась неудачей, так как владельцы конки и извозопромышленники строили всяческие препятствия нововведению. Однако несколько электромобилей было изготовлено, но дальше успешных опытов дело не пошло. После провала в Санкт-Петербурге Ипполит Романов хотел наладить электрический общественный транспорт в Одессе, но и там потерпел неудачу.
А всё могло быть иначе… К сожалению, в предреволюционной России многие передовые технические проекты, помимо массового электромобиля, не были реализованы: электрификация страны, метрополитен и т. д. Сказывалась общая отсталость государства, которую трудно было преодолеть за короткий промежуток времени. Для внедрения многих идей с достаточным экономическим эффектом не хватало подготовленных кадров – на тот момент в стране не было даже всеобщего начального образования.
источники
