Історія та еволюція електричних транспортних засобів

Привід на електричну силову установку не є чимось новим — Фердинанд Порше розробив гібридний автомобіль у 1898 році. Гібридна функція, що називалася каретою Лонера-Порше, виконувала роль електричної трансмісії; її метою не було зниження витрати палива, як це робиться сьогодні. З паном Порше за кермом автомобіль побив кілька рекордів швидкості в Австрії в 1901 році.

Ще одним раннім гібридом був автомобіль Woods Motor Vehicle, побудований у Чикаго в 1915 році. Він мав чотирициліндровий двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) у поєднанні з електродвигуном. На швидкості нижче 25 км/год (15 миль/год) автомобіль рухав електродвигун; на вищих швидкостях вмикався бензиновий двигун, розганяючи автомобіль до 55 км/год (35 миль/год).

Кажуть, що Detroit Electric, один з найпопулярніших електромобілів того часу, міг проїжджати 130 км (80 миль) на одному заряді акумулятора. Його максимальна швидкість становила 32 км/год (20 миль/год), що вважалося достатньою швидкістю для водіння. Основними покупцями були лікарі та жінки. Томас Едісон, Джон Д. Рокфеллер-молодший та Клара Форд, дружина Генрі Форда, керували Detroit Electric. На рисунку 1 зображено Томаса Едісона зі своєю моделлю Detroit Electric 1914 року.

Рисунок 1: Томас Едісон з Detroit Electric 1914 року, модель 47

Обраним акумулятором для електромобіля був свинцево-кислотний. За вищою ціною покупець міг встановити на Detroit Electric нікель-залізний (NiFe) акумулятор, який Томас Едісон просував за його чудовий термін служби та хорошу продуктивність при мінусових та високих температурах. NiFe мав напругу елемента 1,2 В, був міцним і міг витримувати перезарядку та багаторазові повні розрядки, але з точки зору продуктивності NiFe забезпечував лише трохи кращу питому енергію, ніж свинцево-кислотний, і був дорогим у виробництві. Крім того, акумулятор мав високий саморозряд 20–40 відсотків на місяць, що перевищує 5 відсотків у свинцево-кислотного акумулятора.

Свинцево-кислотні акумулятори AGM/GEL

Надійні свинцево-кислотні акумулятори для максимальної ефективності роботи

Акумулятор Victron 12V/110Ah GEL Deep Cycle

 Є ідеальним вибором для застосувань, що вимагають надійного, довговічного і глибоко розрядного джерела живлення

Купити

Акумулятор Victron AGM Super Cycle 12V 125Ah (M8)

Завдяки технологіям електрохімії, цей акумулятор витримує до 300 циклів розряду до 100%, що робить його відмінним для автономних електричних систем

Купити

AGM акумулятор BB Battery MPL55-12 (12В 55Аг)

 AGM VRLA батарея з високим струмом розряду, спеціально розроблена для критичних навантажень у системах ДБЖ, телекомунікаціях та енергетиці.

Купити

Подивитися більше

У 1914 році руйнівна пожежа знищила фабрику Едісона, і популярність нікель-залізних батарей знизилася. Виробництво електромобілів досягло піку в 1912 році та тривало до 1920-х років. Акумулятори вже сто років тому створювали обмеження в електричній трансмісії. Томас Едісон знав це і зауважив: «Як тільки людина починає працювати над вторинною батареєю, це виявляє її приховану здатність брехати».

Заходи Генрі Форда щодо масового виробництва та скорочення витрат у 1912 році на Моделі T були не єдиною причиною переходу на автомобілі з бензиновим двигуном. Винахід стартера в 1912 році, необхідність подорожувати на великі відстані та відкриття техаської сирої нафти зробили двигуни внутрішнього згоряння більш привабливими та доступними для широкої публіки.

Електромобілі залишилися в минулому до початку 1990-х років, коли Каліфорнійська рада з питань повітряних ресурсів (CARB) запровадила вимогу про виробництво більш економічних та низьковикислих автомобілів. Саме політика CARB щодо нульового рівня викидів спонукала General Motors випустити EV1. EV1, доступний для лізингу з 1996 по 1999 рік, спочатку працював на свинцево-кислотному акумуляторі ємністю 18 кВт·год, який пізніше був замінений на нікель-металгідридний акумулятор ємністю 26 кВт·год. Хоча нікель-металгідридний акумулятор мав вражаючий запас ходу в 260 км (160 миль), EV1 не був без проблем. Виробничі витрати зросли втричі порівняно зі звичайним бензиновим автомобілем. У 2001 році політики змінили вимоги CARB, що спонукало General Motors відкликати EV1 з виробництва, що розчарувало багатьох власників.

Порівняння ємності акумуляторів у транспортних засобах

Рисунок 2: Типова потужність акумуляторів у транспортних засобах

Низька вартість та висока струмова потужність роблять свинцево-кислотні акумулятори гарним кандидатом для стартерних застосувань. Вони мають ємність близько 720 Вт·год, стійкі до зловживань та запускають двигун, навіть якщо ємність впала до 30 відсотків. Акумулятори для гібридного електромобіля (HEV) приблизно вдвічі більші, а підключаються до мережі мають ємність близько 12,5 кВт·год; електромобілі мають ємність від 15 кВт·год до 90 Вт·год. Хоча стартерні та гібридні акумулятори стійкі до втрати ємності, слабкий акумулятор електромобіля долає коротші відстані.

Зарядні пристрої Victron Energy

Високоякісні зарядні пристрої для довговічної служби та надійності роботи

Зарядний пристрій Victron Blue Smart IP22 Charger 12/30 (1)

 Ідеально підходить для використання в майстернях, а також для заряджання акумуляторів автомобілів, мотоциклів, човнів та кемперів.

Купити

Зарядний пристрій Blue Smart IP65 Charger 12/15

Завдяки класу захисту IP65, пристрій стійкий до пилу та води, що робить його ідеальним для використання в суворих умовах.

Купити

Зарядний пристрій Victron Phoenix Smart IP43 Charger 12/30 (3) 120/240V

Оснащений Bluetooth-інтерфейсом для простого налаштування й моніторингу через додаток VictronConnect. Висока ефективність та надійність роблять його ідеальним рішенням для комерційних, промислових та морських застосувань.

Купити

Подивитися більше

Орієнтовна вартість та характеристики акумуляторів

Акумулятори та вартість за кВт·год значно варіюються залежно від хімічного складу. За ціною 120 доларів США за кВт·год, акумулятор глибокого циклу розрядки для гольф-карів та інвалідних візків є найекономічнішим, за ним йдуть стартерні, навантажувачі та стаціонарні акумулятори. Складне виробництво, електронні схеми безпеки та системи керування акумуляторами (BMS) роблять новіші технології дорожчими, ніж старіші системи, навіть за умови масового виробництва.

Таблиця 3: Розміри та вартість акумуляторів колісних транспортних засобів.