Автомобили с электрическим двигателем: плюсы и минусы электромобиля

Рейтинг недорогих электромобилей на 2021 год в России

Ниже представлены электрокары, стоимость которых вполне по карману среднестатистическому автовладельцу в РФ. Ознакомившись с этим перечнем, вы узнаете, какую машину можете себе позволить, если желаете заботиться об окружающей среде и в вашем городе есть необходимая для того инфраструктура.

Peugeot e-208

Лучшее, что можно купить за 30 450 евро. Мощность силового агрегата в 136 л.с. и максимальная скорость в 150 км/ч вряд ли впечатлит вас, как и разгон до 100 км/ч за 8.1 секунды. Зато при емкости батареи в 50 кВт*ч машина заряжается за 465 минут и может проехать 340 км без необходимости «дозаправки».

Opel Ampera-e

Аккумулятор имеет емкость 60 кВт*ч, заряжается полностью за 555 минут. Зарядки хватает на 380 км езды. Максимальная скорость электрокара составляет 150 км/ч при мощности 204 л.с.

Качество комплектующих является чрезвычайно высоким, ведь данную модель выпускает американский бренд General Motors, крайне скрупулезно следящий за своей репутацией. Стоимость машины в России составляет не менее $43 000, что все равно остается заманчивым предложением в сравнении со многими другими на рынке.

Nissan Leaf

Один из самых популярных электромобилей на постсоветском рынке. Развивает скорость в 157 км/ч максимально. 218-сильный мотор дает разгон до 100 км/ч за 7.3 секунды.

Полная зарядка занимает 10 часов, что не очень удобно, хоть и емкость аккумулятора не так велика: 62 кВт*ч. Запас хода авто — 385 км. Стоимость новой машины — $31 000, зато б/у ее можно найти в несколько раз дешевле.

Renault Zoe

Французский продукт разгоняется крайне медленно (до «сотни» за 11.4 секунды), да и максимальной скорости его хватит только для поездок в мегаполисе вроде Москвы, где много пробок (135 км/ч). Это и неудивительно при двигателе в 109 л.с. Зато запас хода у него составляет 395 км, что очень неплохо для данного ценового сегмента. Большим плюсом является невероятно быстрая скорость зарядки — 180 минут.

Цена этого электрокара, в зависимости от новизны и комплектации, варьируется в диапазоне 7 000 — 35 000 долларов США.

Volkswagen ID.3

Первый электромобиль от известного автопроизводителя. Батарея на 82 кВт*ч заряжается за 495 минут и в случае необходимости позволяет без перерыва проезжать 550 км. Недостатком электрокара является не очень мощный двигатель: всего 204 л.с., разгоняющий всего лишь до 160 км/ч максимум. Стоит машина 40 600 долларов, что сравнительно немного и можно отнести к преимуществам.

SEAT el-Born

За 31 — 37.5 тысяч американских долларов можно приобрести электромобиль, заряжающийся за 375 минут и способный на максимальном объеме энергии проехать 420 км. Правда, максимальная скорость его будет всего 160 км/ч, но маневренность не разочарует, особенно если учесть, что до 100 км/ч он разгоняется ровно за 7 секунд.

Skoda Enyaq 80x

Этот полноприводный электрокар оснащен двумя моторами, суммарная мощность которых составляет 265 л.с. Конструкционно он многое взял от неэлектрических автомобилей марки Volkswagen, с которой «Шкода» тесно сотрудничает.

До 100 км/ч он разгоняется за 6.9 секунды. Аккумулятор емкостью 82 киловатт-часов заряжается за 495 минут и позволяет проехать без остановок 460 км. Цена машины достаточно высока, как для таких характеристик — 43 300 евро.

Tesla Model 3

При мощности силового агрегата 449 л.с. развивает скорость в 233 км/ч. На полное восполнение энергии в батарее емкостью 75 кВт*ч требуется 465 минут. На одной зарядке электрокар проезжает 560 км.

Модель может похвастаться способностью разгоняться до 100 км/ч за 4.6 секунды. При таких характеристиках стоит авто совсем недорого: $41 тысячу в США и не менее $55 000 в Российской Федерации.

Hyundai Kona Electric

Оснащается такой же батареей, как и большинство электромашин от Kia — на 67 кВт*ч. Но запас хода при полном заряде у этого корейского кара заметно выше — 480 км.

Время подзарядки составляет всего 420 минут, что на полчаса меньше, чем в среднем по рынку. К недостаткам можно отнести то, что быстрой езды на этом авто не получится: разгоняется до 100 км она 7.9 секунд, а максимальная ее скорость — всего 167 км/ч. Зато цена довольно демократичная: стартует от $36 000.

Kia e-Soul

Цена от 12 000 долларов (б/у) до 38 000 евро новой. Батарея на 67.1 кВт*ч заряжается за 630 минут и дает 452 км безостановочной езды при максимальной скорости 167 км/ч, которую способен развить мотор мощностью 204 л.с.

Разгоняется не очень быстро — лишь за 7.9 секунд может по прямой дойти до 100 км/ч, но за свои деньги это вполне неплохой вариант.

Как работает и устроен электромобиль?

Большинство электромобилей устроены и работают по одинаковым принципам. Кроме того само устройство электромобиле несложно и проще чем конструкция автомобиля с ДВС. С внешней стороны, как я уже писал выше, электромобиль мало чем отличается от традиционного авто с бензиновым или дизельным двигателем. Точно также не отличается его ходовая часть с управлением. Ключевое отличие электромобиля заключается в его моторе, который вместо бензина и дизеля работает на электрическом токе.

В основе принципа устройства и работы электромобиля лежит механизм электромагнитной индукции. Который простыми словами состоит в том, что при присутствии переменного электрического тока в проводнике создается магнитное поле, которое согласно закону Ампера совершает отклоняющее действие. Как правило в электромобилях применяется асинхронный двигатель. Сам двигатель состоит из двух компонентов — ротор и статор. Статор всегда неподвижен, на него подается трехфазный переменный электрический ток. Далее в статоре согласно описанному выше механизму генерируется магнитное поле, которое воздействует на ротор и приводит его в движении, а именно вращение. Получаемая механическая энергия и используется для передвижения электромобиля. Занимательно что скорость вращения ротора напрямую зависит от частоты подаваемого тока, таким образом увеличивая частоту тока в источнике питания увеличивается скорость вращения ротора и как следствие скорость движения электромобиля. Для большей наглядности можете ознакомится с видео ниже.

Как видите все не так уж и сложно. Тем более, что для асинхронного двигателя не требуется коробка передач скоростей, так как он эффективно работает на всем диапазоне скоростей вращения (0 — 18 000 об/мин для двигателя электромобиля Tesla). Благодаря своей простоте по сравнению с двигателем внутреннего сгорания асинхронный двигатель обладает более высокой скоростью реагирования и как следствие более высокую скорость разгона.

Источником питания для электрического двигателя используется аккумулятор. Аккумулятор в электромобиле это не что иное как большая литий-ионная батарейка. В большинстве электромобилях аккумулятор занимает всю ширину и практически всю длину электромобиля и находится в нижней части кузова. Так, например в электромобиле Tesla Model S, в аккумулятор входит 16 блоков, с общим количеством элементов — 7000 единиц. Аккумулятор вырабатывает мощность постоянного тока, а специальный инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный. Также инвертор управляет частотой тока и как следствие скоростью автомобиля.

Актуальные электродвижки

Интересными вариантами сегодня являются электродвигатели которые могут заменяться на обычные, внутреннего сгорания. Конечно, цена таких машин является очень высокой. Но именно их можно назвать теми, у которых давняя проблема недостающего запаса хода успешно была решена.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что уже в недалеком будущем электродвигатели неизбежно займут свое достойное место в производстве автотранспортных средств. Перед многими отечественными автолюбителями сегодня стоит желанная цель создать электродвигатель для автомобиля своими руками. Оказывается, это не такая уж и недостижимая мечта. За основу может быть взята любая машина, и даже «Ока».

Исчерпание углеводородного топлива, ухудшение экологической обстановки и ряд других причин рано или поздно заставят производителей разработать модели электромобилей, которые станут доступны для широких слоев населения. А пока остается только ждать или собственноручно разрабатывать варианты экологически чистой техники.Если же вы все-таки предпочитаете самостоятельно искать решения, а не дожидаться их со стороны, то вам понадобятся знания о том, какие двигатели для электромобиля уже изобрели, чем они отличаются и какой из них наиболее перспективный.

Преимущества электромобилей

Сокращение расходов

Электрический автомобиль является отличным способом сэкономить на топливе. Стоимость бензина постепенно растет и зачастую топливные расходы вносят немалый вклад в разорение семейного бюджета, а счет за электроэнергию на подзарядку аккумуляторов должен оказаться значительно меньше этих расходов.

Снижается загрязнение окружающей среды

Работающий двигатель не выделяет никаких вредных газов или других веществ, так что он сам по себе не загрязняет окружающую среду. Конечно, тут надо еще учитывать то, каким образом производится электроэнергия. В идеале, чтобы максимально снизить воздействие на окружающую среду, ее надо производить из чистых, возобновляемых источников энергии. К сожалению, пока что это еще кажется фантастикой, особенно в России. Так что вредные вещества при работе электромобиля все же выделяются, только не там, где непосредственно ездит электромобиль.

Снижается шум

Электродвигатели вполне способны обеспечить тихий и плавный разгон, при этом способны давать большое ускорение. Кого-то даже удивит, с какой резвостью трогаются небольшие электромобили.

Безопасность прежде всего

Безопасность на дороге является главным приоритетом любого здравомыслящего водителя. Электромобили довольно безопасны на дороге. Они проходят те же процедуры тестирования, что и их «коллеги» с ДВС. Таким образом, в случае столкновения сработают подушки безопасности, датчики столкновения отключат аккумуляторы, так что автомобиль остановится. Это снижает вероятность получения тяжелых травм в случае автомобильной аварии не только у водителя и пассажиров электромобиля, но у пассажиров транспортного средства, с которым произошло столкновение.

Собственно стоимость

Прошли те времена, когда покупка электромобиля означала траты целого состояния. Современный электромобиль можно даже сделать своими руками, в то же время это транспортное средство имеет более низкую стоимость обслуживания. Был момент, когда батареи были очень дорогими, но при массовом производстве их стоимость снижается. Электрический двигатель не требует смазки, и с ним нет необходимости так же часто посещать станции техобслуживания, как с ДВС.

10 машин, которые эффективны, как авто Toyota Prius.

Автомобили Toyota Prius стали для многих, кто захотел максимально больше сэкономить на топливе, этаким эталоном и стандартом качества на современном авторынке. Конечно, эта модель не отличается особо хорошей мощностью, своей отличной динамикой и идеальным управлением, но благодаря революционной комбинации сегодняшних технологий, своей феноменальной экономичности и безупречной надежности, все это позволило Японскому автомобилю стать самым популярным среди всех гибридных (и в т.ч. электрических) автотранспортных средств, которые выпускаются в наши дни. На сегодняшнем авторынке трудно уже найти более экономичный, качественный и практичный автомобиль, чем представленный нами Приус. Тем не менее, конкуренты все же остались и они постепенно сокращают отставание от знаменитой Тойоты. Хотя о них рано еще говорить.

В ближайшие время большинство автомобильных компаний вряд ли смогут догнать в этом плане автомобиль Тойота Prius, как по своей популярности, так и по экономичности. А все потому, что Японская компания тоже не сидит «сложа руки» и продолжает внедрять свои новейшие технологии в автопроизводство. Так, за последние годы данная автокомпания расширила количество модификаций гибридного автомобиля Prius. Теперь ее модельный ряд пополнился компактной модификацией авто (С-вариант), также, просторной V-моделью и еще одной, полностью электрической версией. Хотя есть ряд известных электрических и гибридных автомобилей, которые не на столько уж уступают первенство этой популярной Тойоте Приус. Примечательно, что многие автомобили-конкуренты даже экономичней самого Японского автомобиля.

Что входит в задачи контроллера?

Электроника преобразовывает постоянное высокое напряжение, отдаваемое электробатареей, в требуемое в определённый момент. На контроллер возложены обязанности по энергосбережению, обеспечению комфорта при движении, также данный элемент следит за безопасностью водителя и пассажиров.

Конкретно, устройство предлагает такие функции:

управление высокими токами и напряжением;
регулировка тяги и динамики;
обеспечение оптимального расхода электроэнергии;
мониторинг состояния аккумуляторной батареи;
управление рекуперацией торможения;
зарядка обыкновенного аккумулятора на 12 V (обычная батарейка также присутствует на борту электромобиля).

Достоинства электромобилей

Электромобили более экологически чистые

Да, для производства требуемой для зарядки электромобилей электроэнергии требуется сжигать ископаемое топливо, что для экологии не менее вредно, чем выделяемые оснащёнными ДВС автомобилями выхлопные газы. Тем не менее, по совокупности факторов электромобили всё равно более экологически чистые.

Электромобили более безопасны

Благодаря тому, что в передней части электромобиля нет огромного ДВС, зона смятия этой самой передней части получается гораздо больше, что в случае лобового удара позволяет более эффективно гасить кинетическую энергию удара. Кроме этого, аккумуляторные батареи электромобилей расположены снизу, что понижает центр тяжести и соответственно снижает риск опрокидывания. Доказано, что вероятность опрокидывания электромобилей не превышает 8%.

Электромобили более динамичны

Поскольку электродвигатели электромобилей обладают постоянной величиной крутящего момента, то это позволяет даже относительно бюджетным электромобилям разгоняться настолько быстро, что им позавидуют некоторые спортивные автомобили оснащённые ДВС.

Электромобили более надёжны

В автомобиле, оснащённом ДВС, около 2 000 движущихся деталей, которые со временем изнашиваются и требуют замены. В электромобиле таких деталей в 10 раз меньше, по причине чего там практически нечему изнашиваться.

Электромобили более экономически выгодны

Кроме того, что благодаря надёжности электромобилей их владельцы немало экономят на их техническом обслуживании и ремонте, они экономят ещё и на топливе, так как в пересчёте на километры пробега стоимость электричества существенно дешевле бензина и дизельного топлива.

Мотор-колесо Protean Electric

Казалось бы, МК для электромобилей имеет все шансы стать массовым продуктом, предлагая потребителю большое количество преимуществ. Однако многие разработчики так не посчитали и столкнувшись с непреодолимыми конкретно для них техническими трудностями, решили отказаться от подобных проектов. Жаль конечно, но, остались и энтузиасты, например в лице американской фирмы Protean Electric, которая уже очень близко подошла к созданию практической конструкции.

Их система называется Protean Drive, она была успешно испытана на таких машинах как Volvo C30, Mercedes-Benz SLS AMG Coupe, Vaxhaull Vivaro, а также Ford F-150. В конце 2012-го года, авторитетное заокеанское издание Car and Driver, внесло изобретение Protean Drive в десятку самых перспективных технологий 2013-го года. По ходу работы над многообещающим проектом, было оформлено 23 патента! Рабочий образец инженеры показали в апреле 2013-го года.

МК Protean Drive предназначается для эксплуатации на электрокарах и гибридах. Технология может быть легко адаптирована к уже производимым моделям либо может применяться для переоборудования транспортных средств с ДВС в гибридные модификации. Система позволяет организовать автомобилю любой тип привода: передний, задний и на все четыре колеса. Комплект состоит из электродвигателя, инвертора и блока управления с ПО. Всё это богатство непринуждённо вмещается внутри обычного 18-24-дюймового колеса. Protean Drive даёт возможность повысить энергетическую экономичность больше чем на 30%, в зависимости от возможностей АКБ и режима движения.

Разработка Protean Electric предлагает весьма привлекательные показатели удельной мощности — 110 лошадиных сил и тяги — 800 Нм. При таких показателях, оборудование имеет массу всего 31 кг. Устройство превосходит другие разработки и по возможностям рекуперации: для подзарядки аккумулятора используется до 85% энергии торможения. Естественно, данное обстоятельство положительным образом влияет на дальность пробега на одном заряде, конкретно, речь идёт о 30-процентном увеличении преодолеваемой дистанции.

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 автомобилями

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.

Преимущества и недостатки бензинового ДВС

Рассматривая, что выгоднее — электромобиль или бензиновый транспорт, необходимо рассмотреть слабые и сильные места потенциального «конкурента».

К плюсам бензинового ДВС стоит отнести:

Простая и проверенная временем конструкция. Все узлы уже отточены, а само устройство отличается повышенной надежностью.

Более низкая цена. В вопросе стоимости бензиновый мотор выгоднее электрического, что делает такие автомобили более доступными для покупателей.
Простота обслуживания. В случае поломки бензинового ДВС с его ремонтом не возникает трудностей, ведь все СТО с легкостью берутся за работу. При этом стоимость облуживания также будет ниже.
Запас хода. В среднем одной заправки на бензине хватает на 400-600 км. Здесь многое зависит от расхода транспортного средства и размера бака.
Простой обогрев. Особенность бензинового ДВС состоит в продуманной системе нагрева салона с минимальной нагрузкой на АКБ и внутренние системы. При этом сам прогрев занимает минимум времени. В отличии от работы печки электрокара.
Быстрая заправка. Чтобы заправить бензиновый автомобиль, требуется не более пяти минут.

Динамика и скорость. Классические ДВС, работающие на бензине, отличаются хорошими динамическими и скоростными качествами.
Огромный выбор. В сравнении с электромобилем машины с бензиновым двигателем представлены в более широком ассортименте.

Минусы:

Большие расходы на обслуживание и покупку горючего.
Сравнительно небольшой ресурс силового агрегата.
Необходимость постоянной замены свечей, масла и других комплектующих.
Повышенная пожароопасность.

Электромобиль своими руками расчётные параметры или, что к чему.

Тема: как сделать электромобиль своими руками, расчётные параметры.

Идея от том, что бы свой автомобиль усовершенствовать и перевести его на электрическое питание не нова. Всё больше людей это делают. А почему это нужно делать и из чего следует исходить? Это мы и постараемся узнать. Первое что следует выяснить, так это — а какие исходные расчётные параметры должны быть, от которых уже можно отталкиваться при переделки авто. Естественно, начнём с общей мощности, которую должен брать на себя новый тяговый элемент — электрический двигатель. Средняя электрическая мощность для легкового автомобиля будет составлять около 5-7 кВт. Этого вполне достаточно для езды, как по городу, так и в не его.

Электромобиль своими руками вполне реально сделать, если у Вас под рукой имеются все необходимые запчасти, которые в процессе сборки и наладки будут подбираться и меняться для достижение наиболее лучших характеристик. Мощность электрического двигателя известна. А что можно сказать про силу тока и напряжение движка? Как известно, чем больше сила тока, тем больше работы совершается, но и тем больше энергетические потери в электроцепях. Помимо этого у аккумуляторов, от которых будет питаться двигатель, имеется своё нормированное значение силы тока, что может быть допустима при длительной работе в ходе разряда! Примерно эта величина равна 30-45 А. Частое превышение этого значение значительно снижает срок службы аккумулятора.

Исходя из вышесказанного двигатель должен иметь такой средний номинал — напряжение питания около 100 вольт, а сила тока (с учётом максимальных режимов работы и необходимой мощности) = 6кВт/100В = 60 А. Да, забыл упомянуть, электродвигатель должен быт постоянного тока. Если проблематично найти подходящий электромотор для электромобиля своими руками с напряжением питания в пределах около 100 вольт, то можно и пересчитать. В этом случае при той же мощности (6кВт, что равно 6000Вт) можно взять двигатель на напряжение 48 вольт и силой тока = 6000Вт/48В = 125А. Но предпочтительней всё же первый вариант поскольку это лучше скажется, как на самой работе электромобиля, так и эксплуатации аккумуляторов.

Что касается скоростей и расстояний, проходимого электромобилем, сделанным своими руками. При установке на борт авто несколько аккумуляторных батарей (к примеру, поставив 8шт АКБ 12 В, 100А/ч — соединив на напряжение 48 вольт и 200 ампер/час = две пары по четыре аккумулятора) можно проехать, как минимум, около 80 километров на средней скорости 50 км/ч при одном цикле заряда. Думаю, это вполне хорошие характеристики для электромобиля своими руками. Хотя стоит учитывать оптимальность и экономичность. То есть, при максимальной оптимизации вашего электрического девайса можно увеличить данные технические показатели за счёт уменьшения массы рабочих элементов, подбора электрического двигателя с лучшим коэффициентом полезного действия, установке хорошего контроллера, бережного отношение к аккумуляторам, выборе наиболее благоприятного режима работы электромашины (плавное увеличение скорости в момент начального старта) и т.д.

Кстати, по поводу контроллера. Это функциональная часть стоит между электропитанием и самим электродвигателем. Она обеспечивает контроль и правильный режим работы движка. От данного устройства многое зависит, как непосредственный режим работы электромобиля своими руками, так и экономия электроэнергии аккумуляторных батарей. Общий смысл данного контроллера — он напряжение питания, источника электропитания, преобразует в разные значения, которые зависят от системы электронного управления, находящимся внутри этого устройства. Его можно приобрести готовым, а также сделать самому.

P.S. Учтите, что электромобиль имеет смысл в том случае, когда Вы периодически пользуетесь транспортным средством. Это связано с нормальным режимом эксплуатации аккумуляторов, поскольку при нечастом их использовании они теряют свой запас циклов перезаряда, что влияет на продолжительность их жизни.

Электромобили: преимущества и недостатки электрического двигателя на авто