Этапы развития электромобилей и их конструкции

Анализ работ по созданию электромобилей за рубежом и в нашей стране, начиная с момента их зарождения и включая сегодняшний день, показывает, что можно условно выделить пять периодов их развития:

• первый — зарождения (1837—1895 гг.);

• второй — интенсивного развития и конкуренции (1896 — 1930 гг.);

• третий — локального использования (1931—1960 гг.);

• четвертый — широкого проведения опытно-конструкторских работ и выпуска большого числа опытных образцов и малых серий опытных электромобилей (1961 —1982 гг.);

• пятый — определенный спад работ, вызванный резким изменением конъюнктуры на нефтяном рынке и неудачами в эксплуатации опытных партий из-за недостатков источников тока (после 1982 г.).

К предвестникам электромобилей, характеризующим первый этап их развития, можно отнести экипажи, созданные в 1837 г. американцами Девенпатором и Пейджем, а также шотландцем Робертом Девидсоном.

В 1838 г. в России опыты с двигателем, питаемым от батареи гальванических элементов, проводил Б. С. Якоби.

Начиная с 1880 г., развитие электромобилей происходило параллельно с автомобилем. В эти годы автомобили с ДВС еще не являлись серьезным конкурентом электромобилям. Это было обусловлено тем, что конструкция электромобилей была проще и они (как и автомобили) использовались только в городах и осуществляли передвижение в радиусе 10—15 км. Скорость таких экипажей не превышала 20 км/ч.

Второй этап характеризуется значительной конкуренцией в области создания автомобилей, производство которых стало заметно возрастать. В этот период электромобили начинают выпускаться серийно. Так, в 1897 г. на улицах Лондона появились и успешно работали электромобили-такси, внешне мало отличавшиеся от традиционных английских кебов. В 1906 г. А. Вердэ-ном во Франции было организовано серийное производство легковых электромобилей, имевших запас хода до 80 км и максимальную скорость движения до 30 км/ч.

В 1899 г. появились первые русские электромобили, созданные инженером И. В. Романовым, а в 1901 г. им был построен первый 15-местный электробус.

К концу прошлого столетия на электромобилях был установлен ряд рекордов по скорости движения. Так, в 1898 г. электромобиль достиг скорости 63,3 км/ч. Спустя год на соревнованиях, организованных Парижским автоклубом, он имел скорость 106 км/ч.

К началу XX века из всего числа автомобилей США 38 % имели электрические двигатели, 40 % — паровые, 22 % — бензиновые.

Для первого десятилетия этого периода характерен подъем в разработке и производстве электромобилей, а затем некоторый спад. В этот период серийное производство электромобилей было организовано в Англии, Германии, США, Франции, Японии и других странах. Так, в 1912 г. в США было выпущено 6000 легковых и 4000 грузовых электромобилей. электромобили имели в среднем запас хода 50—80 км, а скорость 20—35 км/ч. При этом следует заметить, что грузовые электромобили имели относительно большую грузоподъемность, которая иногда превышала 6 т, а энергозатраты на перемещение были достаточно малы — 0,054— 0,095 кВт-ч на 1 т-км полной транспортной работы электромобиля.

В 1918—1928 гг. упрощенные конструкции электромобилей в виде электротележек нашли широкое применение в качестве технологического транспорта на машиностроительных предприятиях.

Уже в первые десятилетия XX века повысилась конкурентоспособность автомобиля по отношению к электромобилю. Это объясняется дальнейшим совершенствованием конструкции поршневых двигателей, что обеспечило автомобилям скорости движения, превышающие 80 км/ч, а запас хода по топливу до 300 км. Это позволило использовать автомобиль за пределами города.

Организация массового производства автомобилей с ДВС и небольшая стоимость топлива при высоких технико-эксплуатационных показателях сделали автомобиль недосягаемым для электромобиля.

Третий период характерен тем, что уже в начале 30-х годов XX века производство электромобилей резко сократилось. Лишь в отдельных странах, таких как Великобритания. Германия и США, продолжался их выпуск небольшими партиями. Электромобили использовались на перевозках, где требовались небольшие пробеги и невысокие скорости движения. В 1939 г. количество электромобилей в Германии составляло более 9 тыс., а к 1944 г. достигло 20 тыс. единиц. Последнее объясняется намерением правительства Германии уменьшить зависимость от импортного нефтяного топлива.

В третьем периоде также наблюдается рост производства электромобилей в Англии. Так, с 1930 по 1960 гг. их количество возросло в 15 раз и достигло 26 тыс. единиц. При этом электромобили эффективно использовались в процессе централизованной доставки на дом различных товаров из торговой сети, перевозки посылок и почты, т. е. там, где не требовались большие среднесуточные запасы хода и высокие скорости движения транспортных средств. В эти же годы в нашей стране периодически проводились работы по созданию экспериментальных образцов электромобилей.

Так, в 1935 г. на базе автомобиля ГАЗ-А был построен первый советский электромобиль. В это же время в лаборатории электрической тяги Московского энергетического института под руководством проф. В. Е. Резенфорда и инж. Ю. М. Галкина был создан двухтонный электромобиль на базе автомобиля ЗИС-5.

В 1948 г. в НАМИ были разработаны и изготовлены электромобили грузоподъемностью 0,5 и 1,5 т, четыре образца которых использовались для перевозки почты в Москве. Затем 10 опытных образцов этих электромобилей, изготовленных Львовским автобусным заводом, эксплуатировались в период с 1952 до 1958 гг. в Ленинграде; они также в основном использовались для перевозки почтовых грузов.

В 1957 г. в НАМИ были разработаны новые образцы электромобилей той же грузоподъемности, а спустя два года НАМИ совместно с Ульяновским автозаводом имени В. И. Ленина был изготовлен опытный образец электромобиля грузоподъемностью 0,8 т на базе автомобиля УАЗ-450. В этот же период был создан первый советский электробус на базе троллейбуса СВАРЗ вместимостью 70—80 чел.

Из сказанного выше следует, что в период с 1930 по 1960 гг. в нашей стране регулярно проводились экспериментальные исследования по разработке и использованию электромобилей в народном хозяйстве страны, хотя широкого применения они не получили.

Четвертый период, начиная с середины 60-х годов XX века, характеризуется новым повышенным интересом к электромобилям во многих промышленно развитых странах.

Особенно интенсивно начали они разрабатываться в США, Японии, "ФРГ и Англии, что обусловлено главным образом обострением энергетической и экологической проблем. Возникший в конце 60-х и начале 70-х годов XX века энергетический кризис во многих капиталистических странах свидетельствовал о том, что ресурсы нефтяных топ-лив для автомобилей с ДВС на нашей планете ограничены.

С другой стороны, большая насыщенность городов автомобильным транспортом вызвала резкое повышение уровня загрязнения воздушной среды отработавшими газами ДВС. Учитывая, что электромобилям не требуется жидкое топливо и они практически не создают шумового загрязнения и токсичных выбросов на магистралях и улицах городов, ученые и инженеры предприняли попытку с их помощью способствовать решению экологической проблемы.

В связи с этим в период с 1966 по 1971 гг. было разработано наибольшее количество опытных образцов электромобилей, хотя дальнейшего заметного развития и применения они, как правило, не находили. Нередко за границей такие разработки носили рекламный характер. Основной причиной застоя в развитии современных конструкций электромобилей явилось отсутствие новых источников тока, обладающих высокой энергоемкостью при небольшой их стоимости.

Несмотря на указанные недостатки аккумуляторных батарей, производство электромобилей (например, в Англии) продолжает расти.

Электромобиль: техника и экономика / В. А. Щетинина и др. Л.: 1987 г.