В чём преимущество электродвигателя по сравнению с двигателем внутреннего сгорания?
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
ДВС или электродвигатель — борьба за господство
ДВС или электродвигатель — до сих пор не утихают споры, что же лучше. Мы не будем делать категоричных выводов, а просто перечислим факты, которые нам известны.
И так, рассмотрим плюсы и минусы электрокаров (BEV) по сравнению с автомобилями с ДВС, которые сейчас можно встретить на просторах интернета и дадим свои комментарии.
Плюсы:
- Экономичность и долговечность. За счет простоты устройства, меньшего количества подвижных делателей, и отсутствия большого числа составных частей (как в ДВС), владельцам электрокаров не требуется тратиться на расходники и реже проходить ТО. Да и стоимость заряда батареи в несколько раз ниже, чем заправить топливом авто с ДВС.
- Безопасность. Современные электромобили, в буквальном смысле, «нашпигованы» новейшими системами безопасности при движении. В том числе, различными датчиками, камерами, автопилотом и т.д.
- Экологичность. Электрокар не выбрасывает в атмосферу вредные вещества при движении, а соответственно вред окружающей среде минимален.
- Бесшумность. Поскольку в электрокаре нет двигателя, в котором сгорает топливо, то и громыханий нет. Только шум от соприкосновения колес и дороги.
- Динамика управления. За счет того, что батарея установлена в нижней части BEV — центр тяжести ближе к земле. А это дает более жесткую конструкцию и большее высокую управляемость.
Минусы:
- Стоимость. Высокая стоимость электромашин, обусловлена в основном из-за высокой стоимости элементов питания. А те, в свою очередь, из-за сложности и дороговизны производства.
- Длительный процесс зарядки. В зависимости от способа зарядки и объёма батареи электрокара, затраченное время может варьироваться от 1,5 до 30 часов.
- Электромагнитное излучение. Доказано, что электромагнитное излучение пагубно влияет на организм человека.
- Чувствительность к климатическим условиям. Высокие и низкие температуры воздуха отрицательно влияют на батарею, уменьшая ее энергоемкость.
- Инфраструктура. Если говорить о нашей Стране, то инфраструктура для обслуживания и заправки слабо развита.
Теперь дадим несколько комментариев, относительно вышенаписанного.
Самые большие споры касаются вопросов об экологичности электромобилей. Говорить, что BEV абсолютно безвредные для окружающей среды, значит не разбираться в вопросе. Сам по себе электромобиль, действительно не выделяет вредные вещества, т.к. в его двигателе нет процесса горения топлива и последующего выброса углекислого газа.
Но не будем забывать, что для производства электричества используют уголь и выбросы от его горения колоссальны. Плюс производство и утилизация тяговых батарей — так же очень вредно.
Эти факты не говорят, что суммарное производство и эксплуатация электрокаров вреднее авто с ДВС. Нет, это не так. Вред для экологии есть и там, и там, а выбирать приходится из двух зол.
В защиту машин с ДВС, хочется отметить, что на сегодняшний день, гиганты автомобилестроения, создают свои автомобили с последним классом экологичности.
В защиту же электрокаров следует сказать, что вырабатывать электричество люди будут все равно. Сейчас без него не обойтись, и никакие технологии «зеленого электричества» на сегодняшний день не смогут заменить электростанции с «горящим углем», т.к. зависят от солнца, ветра и других непостоянных явлений.
Хочется верить, что в будущем ученые найдут способы добывать электричество безопасно для окружающей среды на постоянной основе. К тому же нельзя забывать про водородомобили. Некоторые ученые выделяют их как единственную экологичную альтернативу современным авто с ДВС и электрокарам.
Электромобиль Mercedes-Benz Vision EQ Silver Arrow
А про безопасность?
Что касается безопасности, то здесь не все так однобоко. Смотря с чем сравнивать. Современные автомобили с двигателем внутреннего сгорания, так же оснащены последними новинками электроники, для безопасности и удобства водителя и пассажиров.
Так же, много споров возникает вокруг электромагнитного излучения, которое необходимо электрокару для движения.
Исследования показали, что электромагнитные поля высокой частоты приводят к нагреву тканей организма. Наиболее чувствительными системами организма человека к излучению являются нервная, иммунная, эндокринная и половая. ЭМП имеют накопительный эффект, вследствие чего возможно развитие отдаленных последствий дегенеративных процессов в центральной нервной системе, новообразований, гормональных заболеваний. Особую опасность электромагнитное излучение оказывает на детей, беременных, людей с нарушениями в сердечно-сосудистой, гормональной, нервной, иммунной системах.
Но последние испытания современных электрокаров показывают, что того расстояния, на котором находятся водитель и пассажиры внутри автомобиля, до электродвигателя, вполне достаточно, чтобы обезопасить здоровье. Так же следует отметить, что электромагнитное излучение увеличивается в момент зарядки батареи, а в этот момент внутри автомобиля как правило люди не находятся.
Самые дальнобойные электромобили из бюджетных . Топ-5 EV 2022
Еще нужно поговорить о поведении электромобиля зимой. Многие полагают, что в холодное время года эксплуатация невозможна или крайне затруднена. На практике получается, что современные электрокары нормально справляются с холодами. Но законы физики никто не отменял. Чем холоднее воздух снаружи, тем холоднее реагенты в батарее, а следовательно их реакция замедляется, что в свою очередь уменьшает оставшейся в батарее заряд и соответственно запас хода до следующей зарядки.
Теперь давайте подведем небольшой итог
На сегодняшний день виден прогресс электромобильного производства и инфраструктуры. Растет количество быстрозарядных станций, разрабатываются новые способы безопасной переработки тяговых батарей. Сами батареи становятся более энергоемкими, за счёт чего повышается запас хода.
Но, к сожалению, для среднестатистического жителя обычного российского города, на сегодняшний день выгоднее и проще приобретать, и эксплуатировать автомобили с ДВС. Но не стоит забывать про автомобили с гибридными двигателями. О том, что это и какими бываю гибриды можно узнать в этой статье.
ДВС или электродвигатель?
Остается надеяться, что в будущем мы будем пользоваться таким транспортом, который будет безопасен для людей, окружающей среды и удовлетворять требования его обладателей.
Электродвигатель или ДВС? Плюсы и минусы двух технологий
В данной статье рассматриваются ключевые преимущества и недостатки электромобилей по сравнению с автомобилями c ДВС. Рассмотрены аспекты надежности и долговечности, стоимость обслуживания, скорость, безопасность, запас хода и наличие необходимой инфраструктуры.
Надежность и долговечность
Электромобили значительно надежнее, чем их бензиновые, дизельные и газовые собратья. В них меньше подвижных и изнашиваемых частей, так как двигатель и коробка передач устроены гораздо проще.
В популярном американском электрокаре Chevrolet Bolt всего 35 подвижных частей, которые подвержены износу. В бензиновом автомобиле того же класса Volkswagen Golf таких частей 167.
Кроме того, ДВС из-за своей неэффективности выделяют большое количество тепла во время работы, что ускоряет износ компонентов силового агрегата.
Единственная часть электромобиля, которая может вызывать опасения в плане надежности, это аккумуляторная батарея. Со временем она деградирует, то есть теряет часть своей изначальной энергетической емкости. Однако статистические данные позволяют судить о том, что при надлежащем уходе очень маловероятно, что батарея потеряет более 20% емкости до пробега 250000 км.
На сегодняшний день лишь у 0,003% электромобилей наблюдаются проблемы с батареей, которые требуют её замены до окончания расчетного срока службы транспортного средства (8-10 лет).
Стоимость обслуживания и эксплуатации
Следствием высокой надежности электромобилей являются низкие затраты их владельцев на ремонт и обслуживание.
По данным Американской ассоциации автомобилистов, при 240000 км пробега электромобиль в среднем требует на $2100 рублей меньше расходов на ремонт и замену изношенных частей, чем обычный автомобиль того же класса.
В дополнение к этому, у электрических транспортных средств существенно меньше расходных материалов и жидкостей, требующих регулярной замены. Их тормозные колодки изнашиваются медленнее благодаря технологии рекуперативного торможения.
Наконец, автомобили с электрическим двигателем позволяют крупно сэкономить на топливных расходах. Полная зарядка электричеством даже в пиковые часы будет обходиться владельцу машины дешевле, чем заправка бака обычного автомобиля самым дешевым топливом — сжатым природным газом.
К 100 тыс. км пробега топливная экономия от использования электричества вместо бензина составит около 300 тыс. рублей (при зарядке в ночное время).
Стоимость покупки
Одним из главных на сегодняшний день недостатков электромобилей является их высокая стоимость, которая обусловлена дороговизной аккумуляторных батарей. При отсутствии государственных субсидий и налоговых льгот покупка электромобиля пока не может быть экономически обоснована, даже с учетом экономии при эксплуатации.
Динамика цен на аккумуляторные ячейки позволяет прогнозировать паритет стоимости электромобилей и автомобилей с ДВС не раньше, чем к началу 2020-х годов.
Запас хода
На данный момент, электромобили всё еще отстают от бензиновых и дизельных автомобилей по запасу хода. Лишь немногие модели способны проехать на одном заряде более 500 км. Более того, в условиях низких температур эффективность батарей падает, на обогрев салона требуется дополнительная энергия, поэтому запас хода может уменьшиться на 20%.
Исследование, проведенное в Массачусетском Технологическом Институте, показало, что запас хода современных бюджетных электромобилей достаточен, чтобы покрыть ежедневные нужды 87% американцев без дополнительной подзарядки в течение дня.
С развитием аккумуляторных технологий отставание от бензиновых и дизельных автомобилей удастся сократить, а строительство скоростных зарядных станций вдоль автомагистралей позволит использовать электромобили для дальних поездок (см. п.7).
Скорость и безопасность
Электродвигатели не требуют коробки передач и способны мгновенно передавать максимальный крутящий момент на колеса, благодаря чему электромобили очень динамичны и позволяют безопасно проводить обгоны.
Электрический седан Tesla Model S P100D является одним из самых быстрых серийных автомобилей на планете с разгоном 0-100 км/ч за 2,5 секунды.
Электрическая силовая установка является более эффективной (КПД>90%), чем ДВС и позволяет моментально изменять усилие на каждом из ведущих колес. Это даёт электромобилям высокую курсовую устойчивость и снижает риск заноса.
Низкое расположение аккумуляторной батареи понижает центр тяжести и повышает жесткость кузова, что положительно сказывается на управляемости.
Отсутствие массивного двигателя в передней части электромобиля создает своего рода «буферную зону», смягчающую последствия фронтального столкновения. А наличие батареи под полом защищает пассажиров от боковых ударов.
Технологичность
В электрический транспорт проще интегрировать технологии автономного вождения (автопилот).
Недавно американская компания Waymo (подразделение Google, входящее в холдинг Alphabet), объявила о закупке 20 тысяч электромобилей Jaguar I-Pace для организации собственного сервиса беспилотного такси в США.
Еще одной технологией, доступной только для электромобилей является Vehicle-to-Grid (V2G), которая позволяет сделать их частью энергетической системы. Электрические авто при этом помогают сбалансировать нагрузку на энергосеть и вдобавок дают возможность своим владельцам немного подзаработать на разнице ночных и дневных тарифов.
Удобство зарядки/заправки
Одним из факторов, сдерживающих распространение электромобилей, является медленная скорость зарядки и недостаточное количество зарядных станций.
Количество публично доступных зарядных станций увеличивается, их уже около 500 тысяч, а отношение к количеству электромобилей на дорогах на данный момент составляет 1:6. Тем не менее, мощность большинства публичных зарядных станций не превышает 50кВт. Это значит, что для полной зарядки электромобиля требуется больше часа, в то время как на заправку топливного бака обычного автомобиля уходит не более 10 минут.
Ситуация усугубляется большим количеством стандартов зарядных разъемов, это приводит к несовместимости некоторых моделей электромобилей с зарядными станциями определенного типа. Но, благодаря международному сотрудничеству автопроизводителей, в 2011 году удалось разработать универсальный зарядный стандарт ССS. Он позволяет сочетать зарядку с использованием постоянного и переменного тока, а его последние модификации имеют максимальную мощность в 350 кВт, которая позволяет зарядить электромобиль за 15 минут. На данный момент строительство зарядных станций данного типа активно ведется в ЕС, США, Японии и Китае, однако пока ни один электромобиль не поддерживает зарядку такой мощности.
Экологичность и низкий уровень шума
Производство электромобилей наносит больший экологический вред, чем производство автомобилей с ДВС. Причина — энергоемкость и ресурсоемкость производства батарей, содержащих редкоземельные металлы.
На этап производства приходится около половины всех выбросов парниковых газов за весь жизненный цикл электромобилей.
Тем не менее, большинство научных исследований сходятся на том, что электромобили полностью компенсируют большее экологическое воздействие на производственном этапе меньшими выбросами в процессе эксплуатации. Скорость, с которой они «выходят в плюс» напрямую зависит от уровня развития ВИЭ и других низкоуглеродных источников энергии.
В Норвегии, которая более 95% электроэнергии получает от электростанций — это 25000км пробега, для Москвы (ТЭС на природном газе) — примерно 70000км.
Не стоит забывать, что в месте эксплуатации электромобилей выбросы отсутствуют. Это позволяет вынести загрязнения за пределы городов в районы расположения электростанций, где относительно низкая плотность населения.
Также для электромобилей, в сравнении с традиционными автомобилями, характерно низкое шумовое загрязнение.
Обобщая всё вышесказанное, можно сделать вывод, что на текущей стадии развития технологий, электрические авто уже обладают рядом бесспорных преимуществ по сравнению с бензиновыми и дизельными автомобилями, а в будущем они будут только усиливаться.