На первых самодвижущихся экипажах, то есть не использующих мускульную силу человека или животных, устанавливали паровые двигатели. Вероятно, одной из первых таких машин был появившийся в 1769 году артиллерийский тягач француза Кюньо. «Тележка Кюньо» стала прообразом не только автомобиля, но и паровоза. Известно, что испытания закончились первой серьёзной автомобильной аварией — автотелега пробила стену Арсенала.
Вскоре после открытия Фарадеем явления электромагнитной индукции появились электродвигатели, и буквально сразу их приспособили к экипажу. Первый электромобиль построил шотландец Роберт Андерсон. Это произошло между 1828 и 1839 годами (точная дата неизвестна). В 1835 году небольшой автомобиль сконструировали и изготовили голландцы Стратин Гронинген и его помощник Кристофер Беккер. Полноценными их транспортные средства назвать можно с очень большой натяжкой: машины были довольно неуклюжие, да и двигались со скоростью пешехода. Но они всё же ехали! Наибольшего развития электромобили достигли в конце XIX века. Интерес к ним был настолько велик, что на рубеже веков их выпускали и продавали больше, чем машин с бензиновыми и паровыми моторами. В 1895 году электромобиль развил скорость 63,15 км/ч, а в 1899 году преодолел заветный рубеж в 100 км/ч. Честь установления этого рекорда принадлежит бельгийцу Камилю Женатци и электромобилю La Jamais Contente. Весила эта напоминавшая торпеду на колёсах машина (точнее, её корпус из сплава алюминия с вольфрамом) около тонны. Скорость, достигнутая снарядом на трассе во французском городе Ашер, составила 105,88 км/ч.
Одним из пионеров производства электромобилей в Америке считается Уолтер Бейкер (1868—1955). В 1891 году он получил диплом инженера и увлёкся разработкой практичного и лёгкого электромобиля. Шесть лет упорной работы дали результат — он собственноручно построил вполне работоспособный образец. В 1899 году Бейкер вместе с Фредом Уайтом организовали фирму, которая начала выпуск машин, внешне почти не отличавшихся от современных им автомобилей Форда или Паккарда. Наличие тяжёлых аккумуляторов заставило Бейкера сделать на машине мягкую подвеску на эллиптических рессорах. Фары и гудок были электрические. На серийных бензиновых машинах такие устройства появились почти на десять лет позднее. Одной зарядки аккумулятора хватало на 6—8 часов езды, или почти на 80 км пробега (неплохой результат и по современным меркам). В движение машину приводил электромотор мощностью чуть более полукиловатта (0,75 л.с.), с цепным приводом на заднюю ось.
Электромобили «Бейкер» в различных модификациях выпускали до 1916 года, когда компанию купила фирма «Оуэн Магнетик», выпускавшая бензиновые автомобили, правда не совсем обычные для того времени. Эти оригинальные машины имели электрическую трансмиссию: бензиновый мотор приводил в действие генератор, питавший два тяговых электромотора. Не приходит ли в голову модное в последнее время слово «гибрид»? Поистине новое — это вовремя вспомнившееся старое.
Долгое время самым слабым и одновременно самым тяжёлым местом этого вида техники оставались аккумуляторы. Ёмкость свинцово-кислотных батарей обеспечивала электромобилям пробег в несколько десятков километров при сравнительно невысокой скорости, стоило чуть увеличить скорость, как аккумуляторы начинали быстро разряжаться и пробег сокращался до 20—30 км. Бензиновые моторы оказались на тот момент удобнее, а «возимый запас энергии» в виде бензина куда более компактным и лёгким. К середине 1920-х годов электромобили сдали свои позиции. Но не умерли!
Стоило подрасти цене топлива, как тут же активизировались электромобилисты. Особенно активно за разработку электромобилей инженеры принялись с начала 1990-х годов, когда во многих странах мира на законодательном уровне были приняты жёсткие нормы выбросов в атмосферу. В эту гонку включились мировые автомобильные лидеры — Toyota, Honda, Ford, General Motors, Renault, Mitsubishi, VolksWagen и другие.
Купить электромобиль у официального поставщика в России до 2011 года было невозможно. В нашей стране их пока не выпускают, а эксплуатация иностранной машины затруднена (если не сказать невозможна) из-за отсутствия системы сертификации электромобилей. Но ситуация изменилась.
Осенью минувшего года компания «Рольф-Импорт» (эксклюзивный дистрибьютор Mitsubishi Motors Corporation в России) начала продажу электромобилей i-MiEV, прошедших полный цикл сертификации.
Создание этой машины стало итогом почти сорокалетних исследований и разработок.
Чем интересен электромобиль для городского жителя? Вот лишь несколько его преимуществ:
— простота управления, эксплуатации и технического обслуживания;
— исключительная надёжность элементов ходовой части, рассчитанных на длительный срок службы;
— отсутствие необходимости в переключении передач. Езда на такой машине несколько напоминает передвижение на машине с автоматической коробкой передач. Это, конечно, очень удобно и комфортно, особенно в условиях нынешних бесконечных пробок. С пробками связано ещё одно преимущество электромобиля: экономичность. Она обусловлена сравнительно невысокими затратами энергии на передвижение и значительно более разумным её использованием, чем на машине с ДВС. В пробках электромотор отключён. Двигатель внутреннего сгорания имеет избыточную мощность, которая используется только в редких экстремальных случаях. Электромотор же развивает только ту мощность, которая необходима в данных условиях движения. Кроме того, электроэнергия пока стоит дешевле бензина в пересчёте на одинаковый пробег машин в равных условиях (полная «заправка» аккумулятора обойдётся примерно в 20 руб. по ночному тарифу);
— безопасность. В электромобилях нет взрывоопасных веществ (даже охлаждение батареи здесь воздушное), и в случае аварии значительно ниже опасность возникновения пожара;
— экологичность. Споры об экологической безопасности электромобилей не кончаются. Скептики утверждают, что выбросы окислов углерода и других вредных составляющих выхлопных газов у электромобилей просто отнесены в места производства электроэнергии. Во-первых, это уже неплохо, не чадить в городе лучше, чем чадить. Но есть и другое соображение: количество выбросов, приходящееся на автомобиль i-MiEV, составляет не более трети выбросов автомобиля аналогичного размера и мощности, но с бензиновым двигателем.
Нам представилась возможность поездить несколько дней по городу на i-MiEV.
Начнём, пожалуй, с интерьера машины. Дизайнерам удалось совместить футуристичность, комфорт, функциональность и эргономичность. При моём росте 180 см и довольно внушительном весе водительское место оказалось очень комфортным, регулировка сиденья, рулевой колонки и зеркал позволила быстро и удобно устроиться в салоне.
Рычаг выбора режимов движения установлен на привычном месте, режимы знакомы любому водителю, ездившему на машине с автоматической КПП.
Режим D: электромотор быстро развивает внушительный крутящий момент в ответ на нажатие педали акселератора.
Режим Comfort: предназначен для продолжительного движения с постоянной скоростью по загородным дорогам.
Режим В: предусмотрен для долгих спусков, когда требуется максимально эффективное использование рекуперативного торможения. Выходная мощность аналогична режиму D. Кстати, о рекуперативном торможении. При нажатии на педаль тормоза в машине вначале происходит переключение режима трансмиссии на выработку энергии и подзарядку батареи.
Очень интересная и удобная приборная панель: вся необходимая информация легко читается, символы, сигнальные лампы и показания приборов понятны на интуитивном уровне.
За те несколько дней, что мы катались на i-MiEV, не возникло проблем с подзарядкой батареи, но, правда, ни разу не проехали более 70 км за день. Для городского автомобиля это вполне нормальный пробег.
Электромобиль i-MiEV создан на базе мини-кара «i». Вместо топливного бака под полом располагается литиево-ионная аккумуляторная батарея большой ёмкости, а место двигателя и коробки передач заняли электромотор, трансмиссия, инвертор и бортовое зарядное устройство.
Водонепроницаемый корпус тяговой батареи изготовлен из высокопрочного стеклопластика, усиленного стальными пластинами. Дополнительно аккумулятор защищён несущей рамой и металлическим защитным щитом, который предохраняет его от неровностей дороги.
В синхронном электромоторе i-MiEV использованы постоянные магниты из сплава железа с неодимом. Такие моторы появились сравнительно недавно — в середине 1990-х годов. Поле неодимовых магнитов значительно сильнее поля магнитов ферритовых. Благодаря этому электромотор получается легче и компактнее. Максимальная частота вращения ротора двигателя i-MiEV 8500 об/мин, максимальную мощность 49 кВт он развивает при 2500—8000 об/мин. Основная особенность электромотора — высокий крутящий момент при низкой частоте вращения: 180 Н.м в диапазоне от 0 до 2000 об/мин. Это обеспечивает машине отличную стартовую динамику. Кроме того, высокий крутящий момент при низкой частоте вращения делает ненужным сложный механизм переключения передач.
Для заряда от сети 220 В i-MiEV оснащён компактным зарядным устройством с жидкостной системой охлаждения. Включив вечером кабель зарядного устройства в розетку в гараже, к утру вы имеете полностью заряженный аккумулятор.
Установленный между батареей и электромотором инвертор управляет мощностью электромотора и рекуперацией энергии, а также регулирует силы тока и напряжения на клеммах электродвигателя в зависимости от уровня нажатия водителем педали акселератора. (Инвертором называется система, которая постоянное напряжение преобразует в переменное. В состав современных инверторов входят сложные схемы управления силой тока и формой сигнала на выходе.)
В целях безопасности в случае аварии специальный датчик ускорения приводит в действие систему, отключающую от бортовой сети тяговую батарею. Вообще, этот автомобиль обладает очень высоким уровнем безопасности. Согласно заключению специалистов Euro NCAP, он составляет «4 звезды».
i-MiEV — автомобиль, приспособленный к специфике городской езды: он маневренный и готов припарковаться в любую щель, с нулевым расходом энергии (читай — топлива) в пробках. Энергичный разгон и устойчивость (центр тяжести машины расположен очень низко за счёт аккумулятора, размещённого под сиденьем) позволяют ему успешно маневрировать в потоке. Шесть подушек безопасности, системы экстренного торможения, курсовой устойчивости, АБС, а также сверхпрочная защита батареи создают ощущение защищённости в этой, в общем-то, совсем небольшой машине.
Плановое техническое обслуживание автомобиля заключается в проверке электрических систем (простая компьютерная диагностика) и состояния тормозных колодок. В этой машине просто нечему ломаться, а замена масел, свечей, чистка форсунок инжектора, проверка КПП, регулировка и замена ремней не требуются ввиду их отсутствия.
Конечно, нас волновала опасность встать где-нибудь посреди города с севшим аккумулятором. Но этого, к счастью, не произошло. Зато приятно удивили показания электросчётчика в гараже после ночной зарядки батареи (к слову, в моём гараже стоит трёхтарифный счётчик, и конечно же заряжали мы аккумулятор ночью за 95 копеек за киловатт). Общая сумма расхода составила около 27 рублей, то есть 1 (ОДИН — сумма прописью) литр 92-го бензина. За эти 27 рублей на следующий день мы накрутили 53 км и приехали в гараж с запасом хода ещё километров в 30. Замечу, что катались мы в самые морозные февральские дни и в машине работала печка.
А теперь о проблемах. Точнее, о проблеме. Она, по большому счёту, одна — отсутствие развитой инфраструктуры сервиса электромобилей, и в первую очередь станций зарядки. Для владельцев электрифицированных гаражей эта проблема не так остра, как для «безгаражных» автомобилистов. Правда, Московская энергосбытовая компания (МОЭСК) начала уже осуществлять программу строительства электрозаправок. В течение ближайших года-двух в Москве их будет построено 28. Этого, конечно, для развития электротранспорта мало. Нужна комплексная государственная поддержка. Между прочим, в Китайской Народной Республике программу строительства заводов по производству электромобилей уже приняли. И начали её не со строительства заводов, а с создания по всей стране сети станций зарядки. Не воспользоваться ли китайским опытом?
В европейских странах для стимулирования развития электротранспорта хозяевам электромобилей предоставляют право бесплатного проезда по платным дорогам и бесплатную парковку. Кроме того, во многих европейских странах транспортный налог зависит от экологического класса автомобиля и для электромобилей он самый низкий. Может быть, такие меры поспособствуют более широкому распространению машин на электротяге? Да и цену хотелось бы пониже. Впрочем, здесь наметились приятные перспективы. Двадцать первого ноября 2011 года Комиссия по таможенно-тарифному регулированию одобрила решение об отмене пошлин на ввоз электромобилей.
