Электромобиль, плюсы и минусы

Что такое электромобиль и принципы его работы

Электромобиль – это транспортное средство (ТС), которое работает на электрической тяге. Это самый обычный автомобиль, но вместо двигателя внутреннего сгорания у него установлен электропривод, который питается от аккумуляторной батареи.

Принцип работы электромобиля заключается в том, что электричество от аккумуляторной батареи питает электродвигатель, который в свою очередь вращает колеса. Для контроля оборотов автомобиль оснащен педалью газа.

Особенности данного вида транспорта следующие:

• Электрический двигатель способен развивать большее количество оборотов, вплоть до 12 000 об/мин. Это означает, что автомобилю не нужен многоступенчатый редуктор, а соответственно и коробка переключения передач. Впрочем, некоторые электрокары все же оснащаются автоматическими коробками переключения передач.
• Весь крутящий момент электродвигателя доступен с нуля оборотов. Это означает, что в момент нажатия на педаль газа на колеса передается вся мощность мотора.
• Электрический мотор не нуждается в частом регулярном обслуживании (замене масла, фильтров и так далее), так как имеет минимум трущихся частей.

Стоит отметить, что коммерческие электромобили уже довольно давно используются в разных странах. К ним относятся электрогрузовики, а также складские машины, такие как погрузчики, штабелеры и так далее. И их преимущества уже доказаны на практике. Конструкция всех видов электромобилей надежна, ведь количество использованных деталей и агрегатов минимально.

История появления электромобилей

История электромобилей берет свое начало с 1830-х годов. Причём те времена они были более распространены, чем другие виды транспорта. Первый электрокар был способен разгоняться до 4 км/ч.

Однако в тот период технологии были весьма ограничены. В частности, не хватало перезаряжаемых аккумуляторов, которые бы имели небольшие размеры и достаточную емкость. Первый прообраз современного аккумулятора появился только в 1865 году, после чего в 1878 аккумулятор был усовершенствован до того вида, который с небольшими изменениями дошёл до наших дней.

Электромобили потеряли свою актуальность при изобретении двигателя внутреннего сгорания, который стал лучшей альтернативой электропривода благодаря целому ряду особенностей:

• дешевое топливо (бензин, дизельное топливо и так далее);
• ограниченные технологии электродвигателей и аккумуляторных батарей.

Именно эти факторы и определили дальнейшее развитие автомобилестроения на ближайшие несколько десятилетий.

Новая волна электромобилей появилась во времена топливного кризиса в 1970-х годах и усилилась благодаря появлению более компактных и емких аккумуляторов. В целом история развития электрокаров имеет несколько этапов, каждый из которых дарил миру уникальные модели.

Выгода от использования электромобиля

Когда речь заходит о том, стоит ли покупать электрокар, в первую очередь внимание уделяется вопросам выгоды. Говоря о ней, мы имеем довольно много факторов в пользу данного вида транспорта:

• Электроэнергия стоит в разы дешевле жидких видов топлива.
• Простая и легкая конструкция.
• Высокий уровень КПД электромотора.
• Бесшумная работа.
• Минимум расходных материалов.

Давайте же подробнее рассмотрим, чем хорош электромобиль. Во-первых, дешевая электроэнергия. Да, на зарядку АКБ потребуется потратить больше времени, чем на заправку бака обычного автомобиля. Но при этом стоимость полной заправки бака в несколько раз дороже, чем полная зарядка батареи.

Высокий уровень КПД электромотора (достигает 95%) говорит о том, что практически вся энергия расходуется только на движение автомобиля. Для сравнения, двигатели внутреннего сгорания имеют КПД около 25%. Это объясняется тем, что в ДВС имеются довольно большие потери тепла на корпусе. Кроме того, мощность значительно теряется из-за множества трущихся деталей. Электропривод же практически лишен этих недостатков и поэтому требует меньше затрат энергии.

Благодаря простоте конструкции электрический двигатель не нуждается в частом обслуживании и затратах на расходные материалы (масла, фильтры и так далее). А простая конструкция означает, что мотор имеет меньшие по сравнению с ДВС габариты и вес.

Также стоит отметить, что электромоторы работают гораздо тише, благодаря чему им не требуется система глушения громкого звука, а также шумоизоляция салона.

Экологичность

Электрические моторы не выделяют вредных выхлопных газов, благодаря чему они не только являются экологически чистыми, но и не нуждаются в системе отвода выхлопа, что еще больше упрощает конструкцию автомобиля, делая его легче и практичнее.

Сторонники машин с ДВС приводят относительно экологичности electric cars довольно сомнительный аргумент: якобы при производстве электромобилей и аккумуляторов для них в атмосферу выделяется не меньше вредных веществ, чем при производстве автомобилей, работающих на бензине.

Однако здесь важно понимать, что хотя при производстве обоих видов автомобилей в атмосферу попадает практически одинаковое количество вредных выбросов, то в процессе эксплуатации электрокар, в отличие от автомобилей с ДВС, не загрязняет атмосферу.

Преимущества электрокара в сравнении с обычными автомобилям

Исходя из всего сказанного выше, можно сказать, что электрические автомобили имеют целый ряд неоспоримых преимуществ перед обычными автомобилями:

• экономичность;
• экологичность;
• практичность;
• простота в обслуживании;
• надежность;
• мощность – электроприводы имеют более высокий крутящий момент, который к тому же доступен с первого оборота двигателя;
• простота конструкции.

Говоря о практичности, мы имеем в виду не только простую и надежную конструкцию, но и малый размер приводов, благодаря чему появляется возможность создать автомобиль с более компактными габаритами либо с большим багажным отделением (и дополнительным багажником спереди).

Простота в обслуживании заключается в том, что электропривод вообще не нуждается в обслуживании. Его не нужно смазывать, менять расходные материалы и так далее. Все, что может сломаться в электроприводе, – подшипник вала. В некоторых моделях время от времени требуется менять щетки, которые стоят копейки, а меняются предельно простой в гаражных условиях.

Количество электромобилей во всем мире

В настоящее время общее количество автомобилей на электрической тяге в мире — исчисляется миллионами штук. Количество электромобилей, которые используются в разных странах, очень разное. Это связано с тем, что в одних государствах есть всё необходимое для развития электрических видов транспорта, а другие находятся в самом начале его развития.

В Японии, США, Китае и многих европейских странах действует развитая инфраструктура электрозаправочных станций, здесь же сосредоточены самые крупные автомобильные концерны. Именно поэтому указанные страны являются ведущими мировыми производителями электромобилей.

Однако со счетов не стоит сбрасывать и страны СНГ, которые хотя и отстают от европейских, но все же начинают развивать свою инфраструктуру и производство электромобилей. Например электромобили в Беларуси набирают спрос среди покупателей, на вопрос сколько электромобилей в Беларуси, можно точно сказать что их на начало  2020 года около 400 штук.

Устройство электрокара

Электрические автомобили имеют очень простое устройство. Конечно, для управления оборотами мотора, контроля уровня заряда и других функций требуется довольно мощный компьютер. Именно через него водитель взаимодействует с машиной, каждый раз нажимая на педаль газа.

Компьютер выводит информацию об автомобиле на экран, принимает команды водителя и так далее. И электроника в этом случае является самым сложным элементом.

Если же говорить о механической части, то устройство электромобиля сведено к минимуму, аккумулятор питает двигатель, который крутит колеса непосредственно или через редуктор.

Разновидности электромобилей

Учитывая довольно быстрые темпы развития электромобилей, стоит отметить, что уже сегодня существуют разные их виды. Во-первых, они классифицируются по типу кузова и назначению:

• Легковые автомобили для частного использования (седаны, паркетники, хэтчбеки и так далее).
• Грузовые – электрические транспортные средства для перевозки грузов.
• Служебные – выполняющие определенные задачи, такие как погрузчики, муниципальные автомобили и так далее.
• Общественный транспорт – электробусы, электропоезда и так далее.

Во-вторых, данный вид ТС можно подразделить по типу батарей:

• Li-ion батареи – самый распространенный вид аккумуляторов для электрокаров.
• Машины на суперконденсаторах – в настоящее время ведутся разработки данного вида накопителя электроэнергии. У него есть масса особенностей и довольно неплохие перспективы. Однако пока это лишь прототип.

Это два основных вида батарей, которые имеют перспективы.

Обратная сторона медали

Выше мы рассмотрели преимуществе электромобилей, к которым по большей части относятся технические моменты. Ведь максимальная скорость электромобиля отнюдь не уступает машинам с ДВС, а если говорить о мощности, то здесь электрический привод является очевидным лидером.

Но как и все в этом мире, электромобили имеют обратную сторону медали. К их главным недостаткам можно отнести:

• запас хода в условиях недостаточно развитой инфраструктуры электрозаправочных станций;
• стоимость;
• проблему использования электроприборов в салоне в момент езды.

Существуют и другие незначительные недостатки. Однако выше мы перечислили самые важные и требующие внимания. Давайте разберем их подробнее.

Запас хода

Ограниченный запас хода – это один из немногих недостатков электромобилей. Однако этот недостаток довольно существенный, если учитывать тот факт, что в наше время далеко не всегда и везде можно найти электрозаправочную станцию.

Если говорит о городах, то проблемы нет. Практически в любом более или менее развитом городе имеются специальные места для зарядки машины (на заправочных станциях, на парковках возле крупных гипермаркетов и так далее). Однако за городской чертой подобные точки для зарядки встречаются крайне редко.

Это означает, что в городе можно ездить практически без опасений, что АКБ разрядится в самый ненужный момент, так как найти зарядку несложно. Но для загородных поездок электротранспорт все еще менее пригоден, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания. И ответ на вопрос, когда электромобили вытеснят обычные машины, зависит от того, как быстро сеть зарядных станций будет развиваться и сможет покрыть все дороги как в городах, так и за их пределами.

Конечно, в настоящее время ведутся активные работы над улучшением автономности электромобиля. И уже сегодня существуют модели, способные проехать до 1000 км. Но это касается единиц.

Если же говорить о массовых серийных электрокарах, то в среднем их запас хода варьируется в районе 200 км, чего на данный момент недостаточно для загородных путешествий. Более дорогие модели могут проезжать от 300-500 км. Однако и этого бывает мало, особенно если учесть скорость полной зарядки.

Можно увеличить пробег электромобиля, установив более емкую батарею, а также при помощи использования режимов экономии батареи. Кроме этого, максимального запаса хода можно достичь путем аккуратной езды, без резких нажатий на педаль газа.

Скорость зарядки также является важным фактором, ведь помимо того, что нужно найти зарядную станцию, потребуется еще некоторое время для полной зарядки. И в лучшем случае вам потребуется около 30-40 минут, если вы найдете станцию для быстрой зарядки с постоянным током. Если же говорить об обычных розетках, то полная зарядка может занять до 8-12 часов (в зависимости от емкости батареи).

Проблема с обогревом салона

Так сложилось, что мы живем в северной части полушария, в которой зимы достаточно морозны. В связи с этим езда в зимнее время года обязательно связана с обогревом салона.

При отоплении салона автомобиля тратится значительная часть запаса энергии аккумулятора, из-за чего запас хода существенно снижается. Кроме этого, одновременное включение таких мощных потребителей дает сильную нагрузку на силовую часть, из-за чего она может перегреваться, а сильный нагрев батареи ведет к уменьшению ее емкости

Некоторые модели электрокаров используют отдельные аккумуляторы для питания электроприборов салона. Это частично решает проблему. Но вопрос заключается в том, надолго ли хватит батареи, если приходится ездить практически весь рабочий день.

Цена электромобиля

Стоимость машины с электрическим мотором, как правило, на 30% выше стоимости аналогичного авто с двигателем внутреннего сгорания. И в условиях, когда электрический привод имеет более низкую стоимость, чем ДВС, а также учитывая, что в электрокарах отсутствует ряд компонентов, присущих только машинам с ДВС (выхлопная система, система подачи топлива, топливный насос, отсутствие многих расходных материалов и так далее), возникает вопрос: а почему такие дорогие?

И здесь важно учитывать стоимость батареи. Ведь одна она может иметь цену половины автомобиля. Например, стоимость батареи для автомобиля тесла Model S составляет около 19 000 долларов США.

Конечно, у более дешевых моделей электрокаров батареи дешевле, но и емкость их значительно ниже. Но даже в этом случае батарея будет стоить около 6000-12000 долларов (в зависимости от модели и емкости). Поэтому стоит понимать, что цены на электромобили формируются с учетом этого дорогостоящего элемента.

Существуют более дешевый вариант – электромобиль б/у. Но при покупке такого транспорта существуют определенные риски. Ведь вы не знаете, как использовался автомобиль, и не сможете проверить, насколько изношена в нем батарея. Кроме этого, машина вполне могла побывать в ДТП с серьезными последствиями.

Все это довольно сложно диагностировать, особенно неопытным водителям. Однако если вы все же решились купить недорого б/у электромобиль, то следует провести максимально детальную диагностику, желательно с помощью опытного автослесаря.

Если говорить о новых электрокарах, то стоимость их указана в официальных дилерских центрах. А вот с б/у моделями все несколько сложнее, ведь многое зависит от состояния машины, ее модели, года выпуска и многих других факторов.

Tesla Model S б/у можно купить за 40000-45000 долларов США, в то время как за границей новая будет стоить около 57 000 евро. К этой сумме нужно добавить налог на ввоз и переоформление документов

Но как уже говорилось, существуют более дешевые аналоги, такие как Nassan Leaf, Renault ZOE и так далее, которые к тому же официально продаются в странах СНГ.

Современные электромобили

Современный электромобиль являет собой венец технологических достижений человечества. Такие модели, как Lucid Air, Tesla Model X и S, Byton Concept способны удивить даже самого искушенного автолюбителя.

Они оснащены самыми передовыми технологиями, в том числе и автопилотом, который способен самостоятельно следить за дорожной разметкой, удерживать безопасную дистанцию, включать аварийное торможение в случае опасности и так далее.

Конечно, не все электромобили обладают такими возможностями, но чем больше развивается эта область, тем доступными и более технологически продвинутыми становятся автомобили.

Отличие электромобилей

Изначально транспортные средства с электрическим приводом создавались с целью уменьшения количества вредных газов, выбрасываемых в атмосферу при работе ДВЗ. Но на сегодняшний день такие кары считаются еще и намного экономнее обычных автомобилей. Ведь за полный заряд батареи владельцу экологического ТС придется заплатить всего 8-10$, в то время как за бак бензина, залитый до краев, с автолюбителя потребуют от 50 до 80$.

Однако на этом преимущества электрических машин заканчиваются. А вот из недостатков такого транспортного средства следует подчеркнуть:

• Высокую стоимость;
• Проблемное обслуживание (далеко не все технические станции берутся за ремонт Леафа, Теслы и других аналогичных каров, так как в них присутствует тяжелая электроника, для которой требуются специальные стенды);
• Ограниченный пробег (полного заряда батареи хватает на 250-300 км хода. Ну а специализированные заправки с экологическим топливом существуют далеко не в каждом городе).

При этом растаможка электромобилей стала преимущественной совсем недавно. Вплоть до 2018 года спрос на такой тип ТС достигал минимальной отметки.

Перспективы развития рынка личного электротранспорта

Одним из главных факторов, почему китайские электромобили и продукция других стран не вытеснили до сих пор бензиновых и дизельных предшественников, является их высокая стоимость. Добавим к этому отсутствие доступного ремонта и количества специалистов, досконально знающих электрический двигатель. Ну и, наконец, запас хода и небольшое на данный момент число заправочных терминалов тормозят наступление бума на электрокары.

Renault ZOE

Нижеприведенный рейтинг поможет потенциальным покупателям выбрать для себя самый дешёвый электромобиль в СНГ, соответствующий и по другим характеристикам. Однако кроме стоимости, при его составлении учитывались также такие критерии, как запас длительности хода и скорость заряда батареи. Остальные параметры получили второстепенное значение.

Какие аккумуляторы используются в электромобилях

Свинцово-кислотный

Самые дешевые и в прошлом самые распространенные тяговые батареи. Существует два основных типа свинцово-кислотных аккумуляторов: автомобильные стартерные батареи и батареи глубокого цикла. Автомобильные генераторы предназначены для обеспечения высокой скорости зарядки стартерных батарей для быстрых зарядов, в то время как батареи с глубоким циклом, используемые для электрических транспортных средств, требуют различной многоступенчатой ​​зарядки. Ни одна свинцово-кислотная батарея не должна разряжаться ниже 50% ее емкости, так как это сокращает срок службы батареи. Такие батареи требуют обслуживания, конкретно — контроля уровня и качества электролита.

Традиционно большинство электромобилей использовали свинцово-кислотные батареи из-за их зрелой технологии, высокой доступности и низкой стоимости (исключение: некоторые ранние EV, такие как Detroit Electric , использовали никель-железную батарею). Аккумуляторные батареи с глубоким циклом дорогие и имеют более короткий срок службы, чем сам автомобиль, замена обычно требуется каждые 3 года.

Свинцово-кислотные батареи в EV являются значительной (25-50%) частью конечной массы транспортного средства. Как и все батареи, они имеют значительно меньшую удельную энергию, чем нефтяные топлива. Хотя разница не настолько экстремальна, как кажется на первый взгляд, из-за более легкого привода в EV. Эффективность (70-75%) и емкость для хранения кислотной батареи с глубоким циклом снижаются при более низких температурах, а отвод энергии для работы нагревательной катушки снижает эффективность и запас хода до 40%.

Зарядка и работа батарей обычно приводят к выбросу водорода, кислорода и серы , которые встречаются в природе и обычно безвредны, если они должным образом вентилируются. Ранние владельцы электромобилей с такими батареями обнаружили, что, если их не обеспечить нормальную вентиляцию, сразу после зарядки в салоне будет неприятный запах серы.

Свинцово-кислотные аккумуляторы приводили в действие такие ранние современные EV, как оригинальные версии General Motors EV1 и Toyota RAV4 EV.

Никель-металлгидридный

Никель-гидридные (NiMH) батареи сейчас считаются относительно зрелой технологией. Хотя они менее эффективны при зарядке и разрядке, чем свинцовая кислота, они имеют удельную энергию 30-80 Втч/кг, что намного выше, чем свинцово-кислотная. При правильном использовании никель-металлгидридные батареи могут иметь исключительно долгий срок службы, что было продемонстрировано при использовании в гибридных автомобилях и «выживших» EVM NiMH RAV4, которые по-прежнему хорошо работают после 100 000 миль (160 000 км) и более десяти лет службы. К недостатком можно причислить низкую эффективность, высокий уровень саморазряда и низкую производительность в холодную погоду.

Натрий никель-хлоридный

Еще их называют ZEBRA (Zeolite Battery Research Africa). Эти батареи используют в качестве электролита расплавленный хлоралюминат натрия (NaAlCl4). Эта химия также иногда упоминается как «горячая соль». Относительно зрелая технология, батарея Zebra имеет удельную энергию 120 Вт/кг и разумное последовательное сопротивление. Поскольку аккумулятор необходимо нагревать для использования, холодная погода не оказывает сильного влияния на его работу, за исключением увеличения расходов на отопление. Они использовались в нескольких EV. Зебры могут использоваться несколько тысяч циклов заряда и нетоксичны. Недостатки батареи Zebra включают плохое соотношение мощности к веу (<300 Вт/кг) и потребность в нагревании электролита до температуры около 270°C, которая отнимает часть энергии и создает трудности в долгосрочных испытаниях, долгосрочное хранение заряда.

Батареи Zebra использовались в коммерческом автомобиле Modec с момента его ввода в производство в 2006 году

Литий-ионный

Литий-ионные (Li-ion и аналогичные литий-полимерные Li-pol) батареи, широко известные благодаря их использованию в ноутбуках, телефонах и другой электронике, доминируют в самой самом современном электромобилестроении. Эта технология позволяет создвать аккумуляторные ячейки с впечатляющей удельной энергией 200+ Втч/кг и хорошей удельной мощностью и эффективностью заряда/разряда от 80 до 90%. Недостатки традиционных литиево-ионных аккумуляторов включают короткие циклы (от нескольких сотен до нескольких тысяч циклов заряда) и значительную потерю емкости с возрастом. Катод также несколько токсичен. Кроме того, традиционные литиево-ионные аккумуляторы могут представлять угрозу пожарной безопасности, если они проколоты или заряжены ненадлежащим образом. Зрелость этой технологии умеренная. Tesla Roadster (2008) использует традиционные литий-ионные ячейки, используемые в ноутбуках, которые могут быть заменены по отдельности по мере необходимости.

Большинство других EV используют новые вариации на литий-ионную тему, которые приносят в жертву часть энергии и удельную мощность для обеспечения огнестойкости, экологичности, очень быстрых зарядов (всего несколько минут) и очень длинных сроков жизни. Было показано, что эти варианты (фосфаты, титанаты и т.д.) имеют гораздо более продолжительный срок службы.

Много работы и исследований проводится для совершенствования литий-ионных батарей в лабораториях. Оксид лития-ванадия уже используется в прототипе Subaru G4e, удваивая плотность энергии. На данный момент это самая перспективная технология аккумуляторов дл

Долговечность батареи

Долговечность батареи на текущий момент с учетом постепенного падения остаточной емкости не ниже 70% составляет более 4 000 циклов зарядки-разрядки, то есть в среднем более 1 500 000 км и служит более 10 лет. Последнее позволяет утверждать, что сейчас главная претензия к тяговым батареям — их стоимость.

Как падает емкость аккумулятора

С годами и пройденными километрами емкость аккумуляторной батареи электромобиля падает. Все батареи в конечном итоге изнашиваются и должны быть заменены. Скорость, с которой они истекают, зависит от ряда факторов. Глубина разряда — это рекомендуемая минимальная доля общего объема накопленной энергии, для которой эта батарея будет достигать своих номинальных циклов. Аккумуляторные батареи электромобиля с глубоким циклом обычно не должны разряжаться до менее чем 20% от общей емкости. Отдельные современные батареи могут выдержать более глубокие разряд. Литий-ионные батареи, используемые в большинстве современных электрокаров, теряют часть своей максимальной емкости в год, даже если они не используются, но имеют очень высокое циклическое сопротивление и выдерживают более 10 000 циклов заряда и разряда и длительный срок службы до 20 лет. Никель-металлгидридные батареи теряют гораздо меньшую емкость.

В США проводились тесты срока службы батареи Tesla Roadster (2008). Было обнаружено, что после 100 000 миль (160 000 км), батарея по-прежнему оставалась вместимостью от 80 до 85 процентов, причем независимо от того, в какой климатической зоне движется автомобиль. Родстер Tesla был построен и продан в период с 2008 по 2012 год. Для своих 85-кВт-ч аккумуляторов в Tesla Model S предусмотрена 8-летняя гарантия с неограниченным пробегом.

По состоянию на декабрь 2016 года самым продаваемым в мире электромобилем в мире является Nissan Leaf, с более чем 250 000 единиц, проданных с момента его создания в 2010 году. Nissan заявил в 2015 году, что за это время только 0,01% батарей пришлось заменить из-за сбоев или проблем. Есть множество EV транспортных средств, которые уже покрыли более 200 000 км; ни у одного из них не было никаких проблем с батареей.

Сколько нужно заряжать аккумулятор

Батареи электрических автомобилей, такие как Tesla Model S, Renault Zoe, BMW i3 и т.д., можно заряжать на быстрых зарядных станциях в течение 30 минут до 80 процентов. Зарядка от обычных 3 кВт розеток занимается в среднем 8 часов.
У исследователей из Сингапура в 2014 году был разработан аккумулятор, который можно заряжать за 2 минуты до 70 процентов. Батареи полагаются на литий-ионную технологию. Однако анод и отрицательный полюс в той батарее состоят не из графита, а их геля диоксида титана. Гель значительно ускоряет химическую реакцию, обеспечивая тем самым более быструю зарядку.

Зарядные станции

Как уже говорилось выше, в странах СНГ сети зарядных станций только начинают развиваться и покрывают только города. Однако при выезде за город найти такие точки крайне сложно.

И даже в более развитых европейских странах инфраструктура электрозаправочных станций все еще не достаточно развита. При этом европейские государства активно работают над решением этой проблемы, чего, к сожалению, нельзя сказать о странах СНГ.

Конечно, крупные города уже обустраиваются подобными станциями, но не достаточно активно. Поэтому при выезде на электромобиле следует детально продумать маршрут, на котором должны встречаться нужные заправки.

Кроме этого стоит отметить, что они могут отличаться по скорости зарядки, по типу тока (постоянный или переменный), по доступным разъемам и так далее.

Модели зарядных устройств для электромобиля

Ассортимент устройств зарядных для электромобиля постепенно расширяется. В данный момент на рынке наибольшим спросом пользуются следующие модели:

• ClipperCreek HCS-40 – одна из самых востребованных станций. Причина её популярности кроется в её универсальности, поскольку она подходит для многих популярных авто, включая БМВ и3, Ford Focus Electric, Ford C-Max и др. Устройство оборудовано индикаторами, дающими возможность узнать об уровне заряда и возможных неполадках в его работе. Прибор рассчитан на работу с напряжением 208-240В при силе тока 32А. Стоимость его составляет чуть больше 560$.

• Terra 53 и Terra 23 – стационарные модели, отличающиеся мощностью заряда (50 и 20 квт), разработанные шведско-швейцарским концерном. Устройства имеют следующие преимущества: во-первых, состоят из нескольких силовых модулей (если один выйдет из строя, система автоматически перенастроится на другой режим работы), во-вторых, программное обеспечение может быть обновлено удаленно, что облегчает модернизацию приборов, в-третьих, при работе они не создают много шума, что немаловажно при размещении их в общественных местах.

• Aerovironment RS EV. Марка заслужила на рынке достойную репутацию (компания занимается изготовлением зарядных устройств уже более 20 лет). Данное зарядное устройство относится к категории мощных (240 В и 30А), в результате чего с его помощью получится зарядить автомобиль примерно в 5 раз быстрее, чем при использовании стандартного шнура, поставляемого в комплекте. Большим плюсом является солидный срок гарантии, равный 3 годам. Цена – около 800$.

• Siemens Versicharge 30. Компанию Siemens нельзя назвать новичком в сфере электроники. Инженерами фирмы было разработано зарядное устройство, способное зарядить любую машину меньше, чем за 4 часа. Есть опция и длительной зарядки, которая может пригодиться, когда транспортное средство ставится заряжаться на всю ночь. Весит агрегат чуть больше 7 кг, имеет светодиод, позволяющий определить, насколько заряжен аккумулятор, стоит 499 американских долларов.

• GE WattStation. Этот зарядник выглядит очень стильно и даже несколько футуристично. 5,5-метровый шнур сворачивается кольцом и аккуратно убирается в специально предназначенный для него паз. Прибор имеет надежную прочную конструкцию, дающую возможность использования его при плохих погодных условиях (во время дождя, снега и т. д.). Оснащается кронштейном для удобного крепления к стене и кнопкой для полного выключения, сводящего на нет возможность потребления электроэнергии в режиме ожидания. Батарея авто от WattStation зарядится за 4-8 часов, стоит агрегат 440$.

• Juicebox Pro 40A – компактный аппарат, стоимостью 610 долларов. Его допускается использовать с абсолютно любым источником питания. Помимо своих небольших размеров, Juicebox оснащен Wi-Fi, через который можно подключиться к серверу компании и управлять зарядником удаленно.

• Leviton EVB32-M8L EVR-Green 320 – надежное, долговечное и безопасное в эксплуатации зарядное устройство с 5,5-метровым кабелем, рассчитанное на 32А. В случае сбоя при зарядке процесс возобновляется в автоматическом режиме.

Это далеко не все зарядные станции для электромобилей, к тому же, не прекращается разработка новых устройств.

Тонкости зарядки электромобилей

Покупая электрический автомобиль, стоит подумать о том, как и где заряжать аккумулятор. Этот вопрос весьма актуален в условиях быстрого роста популярности подобного вида транспорта. И здесь все довольно просто. Производители заботятся о том, чтобы владельцы «зеленых» машин смогли зарядить свое транспортное средство без проблем даже без доступа к специализированным зарядным станциям, о которых мы еще поговорим ниже. Всего существует три способа зарядки электромобиля:

• От обычной бытовой розетки – в комплекте к автомобилю всегда прилагается зарядное устройство, которое работает от обычных розеток с напряжением 110 и 220 вольт (в зависимости от страны). Плюс в том, что это доступно каждому. Минус в скорости зарядки: это самый медленный способ.
• От специальной трехфазной розетки – такой источник питания можно сделать и в своем гараже, но только при наличии трехфазного ввода, который можно сделать, получив соответствующее разрешение от городских или районных электросетей. Как правило, такие розетки имеются на заводах, на некоторых СТО, мойках и так далее.  Однозначное преимущество – в увеличенной скорости зарядки.
• Станция быстрой зарядки – сети электрозаправочных станций в крупных городах растут довольно быстро. Для максимального повышения мощности могут быть организованы на схеме постоянного тока. Это самый быстрый способ зарядки.

Говоря о последнем варианте, стоит заметить, что, к сожалению, на данный момент таких станций катастрофически мало. Более того, подавляющее большинство сосредоточено в городах. Но если выехать за пределы городского массива, то АЗС для электрокаров встречаются крайне редко, из-за чего дальность загородных поездок сильно ограничивается.

Дальнейшее развитие зарядных устройств

Естественно, что текущее состояние станция для подзарядки электромобилей нельзя считать окончательной точкой прогресса: работы по их модернизации постоянно ведутся.

Особого внимания заслуживается деятельность компании Volvo Car Corporation, завершившая разработку и проводящая испытания нового устройства, с помощью которого заправка батареи займет не более полутора часов при условии подключения к трехфазной сети. Оборудование можно будет использовать и для быстрой зарядки: так, получасовое его применение позволит проехать порядка 80 км.

Со слов Леннарта Стегланда, вице-президента компании, задача по уменьшению времени зарядки является приоритетной, поскольку именно в этом и кроется секрет увеличения популярности электромобилей. Несомненный плюс нового прибора заключается в том, что он является встраиваемым. Однако возможность зарядки от обычной однофазной розетки всё равно сохранится, правда, потребуется для этого не менее 8 часов.

Компания Volvo – не единственная крупная корпорация, занимающаяся развитием зарядных устройств: ранее быстрые зарядники можно было увидеть от таких гигантов, как Tesla и Nissan.

Потребность зарядных станций на дорогах

Необходимость специализированных зарядных станций на дорогах вполне очевидна ввиду резкого роста количества электрических машин. Более того, ощущается острая нехватка и необходимость таких установок и за пределами города, так как именно на загородных трассах сложнее всего найти место для подзарядки.

Запас хода у среднего современного электромобиля составляет около 200 км, чего для городских поездок более чем достаточно. А заряжать АКБ можно в гараже, оставив автомобиль на зарядке на всю ночь.

Однако в междугородних поездках такого запаса хода, как правило, не хватает. И даже если найти где-то обычную розетку, то мало у кого есть возможность ждать несколько часов для подзарядки батареи.

Поэтому зарядные станции для электромобилей на загородных трассах крайне важны. Ведь они позволяют зарядить автомобиль максимально быстро, а их достаточное количество сможет практически полностью устранить недостаток запаса хода электромобилей и поможет их более быстрому развитию.

Технологически развитые страны активно развивают сети электрозаправозных станций, а за последние полгода количество автомобилей с электрическими силовыми установками выросло вдвое и составило уже два миллиона единиц.

Беспроводные зарядки для электромобилей

Разработки беспроводных зарядок для электромобилей ведутся довольно активно. И уже сегодня некоторые производители выпускают беспроводные зарядки мощностью в 20 кВт. А в будущем планируется достичь 50 кВт, что практически не уступает проводным аналогам. Однако это всего лишь теория. На практике же все несколько иначе.

Во-первых, для беспроводной зарядки сам электромобиль должен быть оснащен системой, которая сможет принимать заряд. Во-вторых, такие цифры доступны при идеальных условиях. Но чем дальше автомобиль от источника излучения, чем больше между устройствами приема и излучения электромагнитных волн преград, тем слабее будет зарядка. Однако если речь идет о частном доме с большим гаражом, в котором можно оборудовать площадку для беспроводной зарядки, это довольно удобно.

Но если говорить о придорожных зарядных станциях, то время в этом случае главный фактор, ведь вам потребуется как можно быстрее зарядить свое транспортное средство и ехать дальше. А если речь идет об обычных гаражах, то в первую очередь стоит подумать о рентабельности покупки и наличии свободного пространства.

Преимуществами беспроводных установок являются универсальность – вам не придётся подбирать нужный тип коннектора (розетки) под вашу модель автомобиля, – а также безопасность. Поскольку вы не имеете дело с разъемами и розетками, то риск получить удар током сводится к нулю. При этом нет износа проводов и коннекторов

Стоит ли устанавливать беспроводную зарядку – это уже решение сугубо личное. Если говорить об инфраструктуре АЗС для электрических видов транспорта, то вряд ли в скором времени мы увидим беспроводные станции на дорогах (о причинах было сказано выше). Да и с экономической точки зрения беспроводная установка для зарядки нерентабельна.

Виды розеток

Итак, со скоростью зарядки разобрались. Но стоит учитывать и типы розеток для электромобилей на зарядочных станциях. В первую очередь они делятся по типу тока:

• DC – для постоянного тока. Такие розетки рассчитаны на большую силу тока до 250 ампер и мощностью до 200 кВт в час.
• AC – для переменного тока. Данный вид имеет худшие показатели: до 32 А и не более 22 кВт (в условиях однофазной схемы).
• CCS – комбинированная розетка, позволяющая использовать как переменный так и постоянный ток.

Большинство современных электромобилей оснащены именно комбинированными разъемами, что позволяет выбирать тип зарядки. В гараже или при длительных стоянках можно использовать переменный ток (AC), а при быстрых зарядках в пути используется DC разъем. Помимо этого, разъемы для подключения зарядки к электромобилю разделяются на несколько типов:

• Type 1 (J1772) – пятиконтактный коннектор, который используется в США и странах Азии. Он может применяться к станциям Mode 2 и 3. Максимальная мощность – 7,4 кВт в час.

• Type 2 (Mennekes) – коннектор с семью контактами, который применяется в основном в электромобилях для европейского рынка. Его особенность заключается в возможности использования однофазной и трехфазной цепи питания. При этом максимальное напряжение не должно превышать 400 вольт, а сила тока должна быть не более 63 ампер. Это означает, что максимальная мощность составляет 43 кВт (при техфазной цепи) и 7,4 кВт (при однофазной цепи). Может использоваться со станциями Mode 2 и Mode 3.

• CHAdeMO – двухконтактный коннектор, который используется в станциях с постоянным током. Такой разъем рассчитан на максимальную силу тока 125 ампер и напряжение не выше 500 Вольт, а мощность не более 62 кВт. Подходит для станций Mode 4.

• CCS – комбинированный тип коннектора, о котором мы уже говорили выше. Такая розетка рассчитана на максимальные нагрузки: 500 вольт, 200 ампер, 100 кВт. Подходит для всех зарядных станций Mode 2, Mode 3 и Mode 4.

Каждое зарядное устройство оснащено определенным типом коннектора. Помимо этого, многие производители начинают предлагать дополнительные устройства для повышения мощности зарядки. В любом случае при выборе места для остановки и подзарядки своего электромобиля стоит учитывать тип розетки и ее характеристики, которые должны соответствовать вашему авто.

Время для полной зарядки

Скорость зарядки аккумуляторной батареи электромобиля зависит от нескольких параметров:

• мощности зарядки;
• ёмкости батареи;
• максимальной мощности контроллера заряда в автомобиле.

Из этих трех параметров складывается время, необходимое для полного заряда вашего автомобиля.

Итак, мощность зарядки. Здесь все просто: чем она выше, тем быстрее будет заряжаться аккумулятор.

Существуют однофазная и трехфазная цепь питания. Однофазная цепь – это обычная бытовая розетка, в которой есть два контакта:

• фаза – 220 вольт;
• ноль – необходим для работы всей цепи.

Такая схема питания не способна выдать большую мощность. Её максимум – около 3,5 кВт. Это обусловлено правилами безопасности, которые ограничивают бытовые розетки такими параметрами, как 220 вольт и 16 ампер (считаем мощность путем умножения напряжения на силу тока 220*16=3520 Вт или 3,5 кВт).

Конечно, есть и другие факторы (сечение проводов, мощность прерывателей и так далее), но при идеальных условиях такая розетка выдаст максимально 3,5 кВт для зарядки вашего авто.

Для повышения мощности используются трехфазные цепи. В таких розетках минимум три контакта, два их которых являются фазами. Напряжение в них составляет 380 вольт, а мощность можно повышать до предельных значений (зависит от контроллера в автомобиле). В этом случае именно контроллер будет ограничивать мощность во избежание перегрева и выхода из строя батарей.

Чем больше ёмкость батареи, тем дольше она будет заполняться при прочих равных. Например, если зарядная станция будет выдавать 10 кВт в час, а емкость батареи составляет 65 кВт*часов, то для полного заряда такого АКБ потребуется 6,5 часов. То есть батарея мощностью 65 кВт/ч сможет выдавать мощность 65 кВт на протяжении одного часа или же сможет крутить двигатель на 1 кВт на протяжении 65 часов.

Конечно, есть потери на проводах и разъемах, преобразователях и контроллерах и так далее, но в целом схема приблизительно такая. Да и потери не такие уж и большие, чтобы значительно влиять на подобные вычисления.

Учитывая все вышесказанное, вы сможете приблизительно рассчитать, сколько по времени заряжается электромобиль на заправке, зная емкость батареи и мощность зарядки (указывается на всех зарядных станциях).

Мощность зарядки

Мощность зарядной станции также напрямую влияет на скорость зарядки. При этом возникает вопрос, сколько киловатт потребляет электромобиль при зарядке. Однозначно привести конкретные цифры невозможно, так как все зависит от множества факторов (зарядная станция, тип подключения, мощность электромобиля и так далее). Но наиболее важным показателем является мощность контроллера, который регулирует процесс заряда. И этот параметр индивидуален для каждого автомобиля.

Общая же формула скорости зарядки для всех электрических устройств одна, и ее мы разбирали выше. Чтобы узнать, какова максимальная мощность заряда для конкретного автомобиля, стоит внимательно изучить его технические характеристики, которые подробно описаны в техпаспорте.

Большинство производителей понимают важность времени для полной зарядки батареи, поэтому оснащают свои электромобили устройствами для довольно быстрой зарядки. Более дорогие модели, такие как Tesla Model S, в качестве дополнительной опции могут быть оснащены системой Dual Charge, которая сокращает время зарядки практически вдвое даже при использовании обычной бытовой розетки.