Электромоби́ль —
автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими
электродвигателями с питанием от аккумуляторов или топливных элементов и
проч., а не двигателем внутреннего сгорания. Электромобиль следует
отличать от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и
электрической передачей и от троллейбусов. Подвидами электромобиля
считаются электрокар (грузовое транспортное средство для движения на
закрытых территориях, подъемно-транспортная машина) и электробус
(автобус с аккумулятором).
Преимущества электромобиля
Отсутствие вредных выхлопов.
Простота конструкции (в том числе и
электродвигателя) и управления, высокая надёжность и долговечность
экипажной части (до 20—25 лет) в сравнении с обычным автомобилем.
Возможность подзарядки от бытовой
электрической сети (розетки), но такой способ в 5—10 раз дольше, чем от
специального высоковольтного зарядного устройства.
Электромобиль — единственный вариант
применения на легковом автотранспорте дешевой (по сравнению с бензином)
энергии, вырабатываемой АЭС и электростанциями других типов.
Массовое применение электромобилей
смогло бы помочь в решении проблемы «энергетического пика» за счёт
подзарядки аккумуляторов в ночное время.
ТЭД имеют КПД до 92-95 % по сравнению с 60-70 % у ДВС.
Меньшее количество шума за счет меньшего количества движимых частей и механических передач.
Высокая плавность хода с широким интервалом изменения частоты вращения.
Возможность подзарядки источников энергии во время рекуперативного торможения.
Возможность торможения самим электродвигателем (режим электромагнитного тормоза).
Недостатки электромобиля
Аккумулятор электромобиля
Аккумуляторы за полтора века эволюции
так и не достигли характеристик, позволяющих электромобилю на равных
конкурировать с автомобилем по запасу хода и стоимости, несмотря на
значительное усовершенствование конструкции. Имеющиеся высокоэнергоёмкие
аккумуляторы либо слишком дороги из-за применения драгоценных или
дорогостоящих металлов (серебро, литий), либо работают при слишком
высоких температурах (рабочая температура натрий-серного аккумулятора
>300 °С). Кроме того, такие аккумуляторы отличаются высоким
саморазрядом. Одним из перспективных направлений стала разработка
никель-металгидридных аккумуляторов с оптимальным соотношением
энергоёмкости и себестоимости, перспективными считаются и аккумуляторы
на основе полипропилена, однако из-за патентных ограничений[источник не
указан 72 дня] на электромобилях применяются свинцово-кислотные АКБ.
Впрочем, энергоёмкость таких АБК увеличилась за XX век в 4 раза (до
40—45 Вт·ч/кг) и они не требуют обслуживания в течение всего срока
службы. Значительно повысить отдачу от аккумуляторов позволило
применение электронных систем оперативного контроля за состоянием и
зарядкой-разрядкой АКБ. Возможно выходом из этой ситуации будет
применение топливных элементов, в частности дешевеющих PEM-элементов.
Аккумуляторы хорошо работают при
движении электромобиля на постоянных скоростях и при плавных разгонах.
При резких стартах тяговые АКБ теряют много энергии. Для увеличения
пробега электромобиля необходимы специальные стартовые системы,
например, на конденсаторах, а также применение систем рекуперации
энергии (экономия до 25 %).
Проблемой является производство и
утилизация аккумуляторов, которые часто содержат ядовитые компоненты
(например, свинец или литий) и кислоты.
Около 10 % энергии теряется в коробке
передач и других элементах трансмиссии. Для решения этой проблемы
компания Mitsubishi Motor разработала колесо с встроенным
электродвигателем (мотор-колесо). Система получила название Mitsubishi
In-wheel motor Electric Vehicle (MIEV). Аналогичное мотор-колесо
разработала Toyota. Прототип автомобиля Toyota Fine-T может поворачивать
колёса перпендикулярно оси автомобиля, что позволяет значительно
упростить парковку. Возможно также решением данной проблемы будет отказ
от коробки передач в пользу обычной цилиндрической передачи, как на
локомотивах (КПД около 95 %) или простого карданного вала, как на
троллейбусах.
Часть энергии аккумуляторов тратится на
охлаждение или обогрев салона автомобиля, а также питание прочих
бортовых энергопотребителей (например, свет или воздушный компрессор).
Предпринимаются усилия, чтобы решить эту проблему с использованием
топливных элементов, ионисторов и фотоэлементов.
Для массового применения электромобилей
требуется создание соответствующей инфраструктуры для подзарядки
аккумуляторов («автозарядные» станции).
При массовом использовании
электромобилей в момент их зарядки от бытовой сети возрастают перегрузки
электрических сетей «последней мили», что чревато снижением качества
энергоснабжения и риском локальных аварий сети.
Длительное время зарядки аккумуляторов по сравнению с заправкой топливом.
При использовании в качестве ТЭД
двигателя постоянного тока необходимо тщательное обслуживание (в
частности проверка щеток коллектора) из-за «капризности»
электродвигателя.
История
Первый электромобиль в виде тележки
с электромотором был создан в 1841 году. В первой четверти XX века
широкое распространение получили электромобили и автомобили с паровой
машиной. В 1900 году примерно половина автомобилей в США была на паровом
ходу, в 1910-х в Нью-Йорке в такси работало до 70 тысяч электромобилей.
Значительное распространение в начале века получили и грузовые
электромобили, а также электрические омнибусы (электробусы).
Электромобиль La Jamais Contente 29
апреля либо 1 мая 1899 года установил рекорд скорости на суше. Он первым
в мире преодолел скорость 100 км/ч и достиг скорости 105,882 км/ч.