Электромобиль

Электромобиль — автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от независимого источника электроэнергии (аккумуляторов, топливных элементов, конденсаторов и т. п.), а не двигателем внутреннего сгорания. Электромобиль следует отличать от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и электрической передачей, а также от троллейбусов и трамваев.

В 2020 году доля автомобилей с электрическим двигателем составила 0,7 % от общего количества автомобилей в мире.

История

XIX век 

Электромобиль появился раньше, чем автомобиль на двигателе внутреннего сгорания, и чем сам двигатель внутреннего сгорания. Ещё в 1828 году венгерский изобретатель Аньош Йедлик смастерил передвигающуюся на электрической энергии тележку, больше напоминающую скейтборд, нежели автомобиль. Впрочем, изобретение Йедлика послужило мощным толчком в развитии данного направления инженерии. Первый электромобиль в виде тележки с электромотором был создан в 1841 году.

На Международной электрической выставке 1881 года в ноябре в Париже электромобиль был представлен публике Густавом Труве.

В 1885 году владелец петербургской мастерской «Сила и свет» инженер-электрик Г. А. Щавинский сконструировал электромобиль.

В 1899 году в Санкт-Петербурге русский дворянин и инженер-изобретатель Ипполит Романов создал первый русский электрический омнибус на 17 пассажиров. Его общая компоновка была заимствована у английских кэбов, где извозчик располагался на высоких ко́злах позади пассажиров. Экипаж был двухместным и четырёхколёсным, передние колёса по диаметру были больше задних. На первом электромобиле использовался свинцовый аккумулятор системы Бари, имевший 36 банок (вольтовых столбов). Он требовал подзарядки каждые 60 вёрст (64 км) Суммарная мощность автомобиля составляла 4 лошадиные силы. Разработка экипажа была заимствована у моделей американской фирмы «Моррис-Салом», которая выпускала автомобили с 1898 года. Электромобиль изменял скорость движения в девяти градациях от 1,6 до 37,4 км/ч. Романов также разработал схему городских маршрутов для этих прародителей современных троллейбусов и получил разрешение на работу. Однако найти нужные инвестиции не смог, поэтому дело не получило развитие. До этого Ипполитом был создан электромобиль, получивший прозвище «кукушка».

Специальный рекордный электромобиль с пулевидным кузовом La Jamais Contente 29 апреля либо 1 мая 1899 года, управляемый гонщиком Камилем Женацци, первым преодолел 100-километровый (62 мили/ч) барьер скорости на суше. Официальный рекорд скорости составил 105,882 км/ч. Позже известный американский конструктор электромобилей Уолтер Бейкер достиг скорости в 130 км/ч. Рекорд по дальности пробега на одной зарядке поставил электромобиль фирмы «Борланд Электрик», проехавший 103,8 мили (167 км) от Чикаго до Милуоки. На следующий день (после перезарядки) электромобиль вернулся в Чикаго своим ходом. Средняя скорость составила 55 км/ч.

Первая половина XX века 

Изначально запас хода и скорость у электрических и бензиновых экипажей были примерно одинаковыми. Главным минусом электромобилей была сложная система подзарядки. Поскольку тогда ещё не существовало усовершенствованных преобразователей переменного тока в постоянный, зарядка осуществлялась крайне сложным способом. Для подзарядки использовался электромотор, работавший от переменного тока. Он вращал вал генератора, к которому были подсоединены батареи электромобиля. В 1906 году был изобретён сравнительно простой в эксплуатации выпрямитель тока, но это существенно проблему подзарядки не решило.

C 1900 по 1910 год широкое распространение получили электромобили и автомобили с паровой машиной. В то время из всего количества автомобилей США 38 % имели электрические двигатели, 40 % — паровые, 22 % — бензиновые. Значительное распространение в начале века получили и грузовые электромобили, а также электрические омнибусы (электробусы).

Но электричество не выдерживало конкуренции с дешевым бензином, а с появлением электростартёра, изобретенного Чарльзом Кеттерингом, электромобили, которые развивали скорость не более 32 км/ч и которым к тому же требовалась частая и долгая подзарядка, потеряли свое главное преимущество — легкость запуска двигателя, поэтому к 1920 году они перестали пользоваться спросом.

Производство легковых электромобилей в США было прекращено в 1930 году, но в Германии в 1930-е годы грузовые электромобили продолжали достаточно широко использовать, что было связано с тем, что правительство нацистской Германии, желая уменьшить зависимость от импортного нефтяного топлива, проводило политику поддержки применения электромобилей, которая в частности проявлялась в льготном налоге на электромобили. Значительная часть электромобилей в Германии использовалась почтовым ведомством.

В 1935 году появился первый советский электромобиль — электромусоровоз «ЛЭТ» (Лаборатория электрической тяги) на базе ЗИС-5. В 1948 году специалистами НАМИ были созданы электромобили «НАМИ-750» (грузоподъёмность 0,5 т) и «НАМИ-751» (грузоподъёмность 1,5 т). часть из них была собрана на Львовском автобусном заводе. Все они (всего 14 единиц) были отправлены в почтовые службы Москвы и Ленинграда, где проработали до конца 1950-х годов; машины получали питание от железоникелевых батарей и могли проехать на одном заряде до 55-70 км, максимальная скорость составляла 33 км/ч.

Вторая половина XX века 

Возрождение интереса к электромобилям произошло в 1960-е годы из-за экологических проблем автотранспорта, а в 1970-е годы — и из-за резкого роста стоимости топлива в результате энергетических кризисов.

К концу 1960-х годов электромобили стали достаточно широко применяться в Великобритании в сфере доставки продуктов питания (в основном молока и хлеба) на дом. В Великобритании значительная часть населения жила в отдельных домах, и, в отличие от США, распространенность личных легковых автомобилей была не такой большой, что способствовало большому развитию услуг по доставке продуктов питания на дом. Ограниченный запас хода электромобиля в этой сфере не был существенным недостатком, а стоимость эксплуатации электромобиля получалась на 10—20% меньше стоимости эксплуатации однотипного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. К концу 1960-х годов такие электромобили стали составлять в Великобритании более 90% парка всех электромобилей. Они применялись для развозки на дом не только продуктов питания, но и угля, белья из прачечных и т. д.

В СССР 4 декабря 1978 года Ульяновский автомобильный завод выпустил опытно-промышленную партию электромобилей на базе грузовиков УАЗ-451М, в 1980е годы были созданы опытные ВАЗ-1801, ВАЗ-2802 и Квант-РАФ.

В 1980 году партию электрокаров, в том числе фургончиков серии «Пони», которые использовались заводской службой быта и почтой г. Тольятти, создал АвтоВАЗ.

Однако после 1982 года интерес к электромобилям снова спал. Это было вызвано резким изменением конъюнктуры на нефтяном рынке и слабыми эксплуатационными показателями опытных партий из-за недостатков химических источников энергии.

В начале 1990-х годов штат Калифорния был одним из самых загазованных регионов США. Поэтому Калифорнийским Комитетом Воздушных Ресурсов (CARB) было принято решение — в 1998 году 2 % продаваемых в Калифорнии автомобилей не должны производить выхлопов, а к 2003 году — 10 %. Компания General Motors отреагировала одной из первых и с 1996 года начала серийный выпуск модели EV1 с электрическим приводом. Некоторые автопроизводители также начали продажи электромобилей в Калифорнии. Основной массой пользователей EV1 стала голливудская богемная публика. Всего с 1997 года в Калифорнии было продано около 5500 электромобилей разных производителей.

Затем требование нулевой эмиссии было заменено на требование низкой эмиссии. Почти все произведённые электромобили в 2002 году были изъяты у пользователей и уничтожены (только Toyota оставила некоторым владельцам электрические RAV-4). В качестве причины называлось окончание срока службы аккумуляторов. GM отказала арендаторам EV1 в предложении выкупить электромобили. Также GM скрывала от них намеренность уничтожить изъятые EV1.
Подробно об этой истории рассказывается в научно-популярном фильме 2006 года «Кто убил электромобиль?» ( ).

XXI век 

В последние годы в связи с непрерывным ростом цен на нефть электромобили вновь стали набирать популярность. В репортаже CBS News «Could The Electric Car Save Us?» сообщается, что в 2007 г. вновь началось развёртывание промышленного производства электромобилей. В связи с этой тенденцией режиссёр фильма «Кто убил электромобиль?» Крис Пейн (Chris Paine) выпустил продолжение под названием .

В 2008 году американская автомобильная компания Tesla Motors — начала выпуск спортивного электромобиля Tesla Roadster, не уступавшего по ходовым качествам (динамика разгона и максимальная скорость) обычным автомобилям.

22—23 мая 2010 года переделанная в электромобиль Daihatsu Mira EV, творение Японского клуба электромобилей, проехала 1003,184 километра на одном заряде аккумулятора.

24 августа 2010 года электромобиль «Venturi Jamais Contente» с литий-ионными аккумуляторами, на солёном озере в штате Юта, установил рекорд скорости 495 км/ч на дистанции в 1 км. Во время заезда автомобиль развивал максимальную скорость 515 км/ч.

27 октября 2010 года электромобиль «lekker Mobil», конвертированный из микровэна Audi A2, совершил рекордный пробег на одной зарядке из Мюнхена в Берлин длиной 605 км в условиях реального движения по дорогам общего пользования, при этом были сохранены и действовали все вспомогательные системы, включая отопление. Электромобиль с электродвигателем мощностью 55 кВт был создан фирмой «lekker Energie» на основе литий-полимерного аккумулятора «Kolibri» фирмы «DBM Energy». В аккумуляторе было запасено 115 кВт·ч, что позволило электромобилю проехать весь маршрут со средней скоростью 90 км/ч (максимальная на отдельных участках маршрута составляла 130 км/ч) и сохранить после финиша 18 % от первоначального заряда. По данным фирмы DBM Energy, электропогрузчик с таким аккумулятором смог непрерывно проработать 32 часа, что в 4 раза больше, чем с обычным аккумулятором. Представитель фирмы «lekker Energie» утверждает, что аккумулятор «Kolibri» способен обеспечить суммарный ресурсный пробег до 500 000 км.

29 ноября 2010 года победителем конкурса Европейский автомобиль года впервые объявлен электромобиль модели Nissan Leaf, получивший 257 очков.

В октябре 2011 года в России начал продаваться первый электромобиль — Mitsubishi i-MiEV. За первые три месяца был продан 41 электромобиль.
Министерство энергетики США назвало i-MiEV самым экономичным автомобилем.
Mitsubishi i-MiEV получил «Экологический знак качества» общероссийской общественной экологической организации «Зелёный патруль».

В июне 2013 года с небольшим интервалом гоночными электромобилями ZEOD RC японской компании Nissan и B12/69EV британской компании Drayson Racing Technologies были установлены очередные мировые рекорды скорости среди электромобилей — 300 км/ч и 330 км/ч соответственно.

Экологический скандал Дизельгейт с VW (2015) подтолкнул многих автопроизводителей к производству электромобилей. Активно ведутся разработки электромобилей в Китае.

В январе 2017 года электромобиль Rimac Concept One выиграл дрэг-гонку у одного из самых быстрых бензиновых автомобилей в мире Bugatti Veyron.

По итогам 2021 года мировые продажи электромобилей и подзаряжаемых гибридов выросли, по данным Международного энергетического агентства (IEA), более чем вдвое — с 3,1 до 6,6 млн машин, по сравнению с 2020 годом, а рыночная доля выросла соответственно с 4,1 до 8,6 %. При этом аналитики обратили внимание, что попутно существенно повысились цены на важное сырьё для производства тяговых аккумуляторов — литий подорожал за год сразу на 150 %, никель — на 25 %, графит — на 15 %. А при сохранении подобных темпов продаж уже в 2025 году наступит мировой дефицит лития.

В 2022 году глобальные продажи электромобилей выросли почти на 70 %, доля рынка мировых продаж электромобилей впервые составила около 10 %. Доля проданных полностью электрических авто в Европе достигла 11 %, в Китае — 19 % (на долю Китая пришлось 2/3 мировых продаж электромобилей).
За этот год в КНР производство  увеличились на 96,9 %, а продажи на 93,4 %; на конец 2022 года в стране насчитывалось 5,21 млн зарядных колонок для электромобилей (более 2,59 млн из них были построены в этом году).
Мировым лидером по продажам электромобилей остается американская Tesla, за ней идут китайские BYD и SAIC, далее принадлежащие Volkswagen компании.

В России 
По распоряжению мэра Москвы в 2007 году в городе началась опытная эксплуатация электромобилей. Было закуплено 8 малотоннажных грузовиков и 2 автобуса.
По итогам опытной эксплуатации техники Департамент транспорта и связи Москвы представит на рассмотрение правительства Москвы проект распорядительного документа по использованию электромобильной техники для обеспечения внутригородских грузовых и пассажирских перевозок.

30 марта 2007 года впервые в России электромобиль, переоборудованный Игорем Корховым из обычного автомобиля, получил заключение по допуску к участию в дорожном движении и был зарегистрирован в органах ГИБДД благодаря помощи научного работника и общественного деятеля Юрия Юрьевича Шулипы.

В 2009 году в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете сконструировали первый в России солнечный электромобиль (СЭМ). За ночь его можно зарядить от обычной электророзетки, а днём он питается от солнечных батарей, расположенных на капоте. Скорость СЭМа — 40 км/ч, а запас хода на одной зарядке аккумуляторной батареи — 60 километров. Электродвигатель мощностью 3 кВт.

В 2012 году в серию запущен электромобиль EL Lada по инициативе министра энергетики, промышленности и связи Ставропольского края Саматова Дмитрия Рафаиловича. Lada Ellada получила практическое применение в городе-курорте Кисловодск Ставропольского края, в качестве легкового такси. Этот проект стал первым в России по использованию электромобиля в пассажирских перевозках.

14 июля 2013 года в столице и на территории новой Москвы прошёл первый в России экопробег электромобилей «Изумрудная планета», в котором приняли участие политики, журналисты, звёзды и представители бизнеса. Экопробег проходил при поддержке Департамента развития новых территорий Москвы и Департамента транспорта и развития дорожно-транспортной инфраструктуры города Москвы. Инициатором проведения экопробега выступила Экологическая инициатива «Изумрудная планета» и её лидер, эколог Елена Шаройкина. Целью акции было привлечь внимание власти и широкой общественности к экологическим и инфраструктурным проблемам мегаполиса, а также к современному новому виду транспорта как способу уменьшить нагрузку на окружающую среду.

В Новосибирске успешно эксплуатируется совместная разработка компаний ООО «Сибирский троллейбус» и НПФ «АРС ТЕРМ» — троллейбус с длительным автономным ходом СТ 6217. В троллейбусе используются литий-ионные аккумуляторы «Лиотех». Дальность автономного хода от одной зарядки аккумулятора — 60 км. Первый российский электробус проверят сибирской зимой.

Электромобили в России могут получить зелёные номера. Об этом рассказал советник одного из руководителей рабочей группы НТИ «Автонет» Роман Малкин. По его словам, эта инициатива уже одобрена «Автонетом» и станет началом «масштабной работы по популяризации электромобилей», а также сделает экологичный транспорт узнаваемым.

В то же время низкая популярность, которую имеют электромобили в России, обусловлена не какой-то одной причиной, — здесь их целый комплекс, а именно:
 отсутствие поддержки государства;
 отсутствие льготных тарифов;
 плохо развитая инфраструктура;
 холодные климатические условия.

28 сентября 2022 года на заводе «Моторинвест» в Липецкой области начался выпуск электромобилей Evolute («Эволют»).

21 ноября 2022 года «Автостат» сообщил о росте продаж новых электромобилей в России на 34 %. По данным аналитического агентства за 10 месяцев в 2022 году было продано новых 2090 электромобилей, что более чем на треть выше чем за тот же период годом ранее. Самой популярной стала Tesla, на автомобили этой марки пришлось 39 % продаж. Увеличение продаж электромобилей произошло на фоне сокращения рынка новых легковых и легких коммерческих автомобилей, который сократился на 60,8 %.

23 ноября 2022 года на Московском автомобильном заводе стартовало производство «Москвич 3е».

Сравнение с другими транспортными средствами 

Электромобили отличаются низкими транспортными расходами. Ford Ranger потребляет 0,25 кВт·ч на один километр пути, Toyota RAV4 EV — 0,19 кВт·ч на километр. Средний годовой пробег автомобиля в США составляет 19200 км (то есть 52 км в день). При стоимости электроэнергии в США от 5 до 20 центов за кВт·ч стоимость годового пробега Ford Ranger составляет от $240 до $1050, RAV-4 — от $180 до $970.

В России стоимость электроэнергии — порядка 12 центов (3,8 руб) за кВт·ч по дневному тарифу и около 3 центов (0,95 руб) за кВт·ч ночью. Таким образом, транспортные расходы электромобиля в России будут несколько ниже, чем в США, поскольку заряжаться он будет, скорее всего, ночью. КПД тягового электродвигателя составляет 88—95 %.

Существует мнение, что низкий уровень шума электромобилей может создавать проблемы — пешеходы, переходя дорогу, зачастую ориентируются на звук автомобиля. Разумеется, резкий шум работающего мощного электродвигателя трудно с чем-то спутать, шум электроприводов троллейбуса (в основном, воздушных компрессоров и вентиляторов в старых моделях), механических передач (дифференциал и карданная передача), электрокара, поезда метро широко известен, так что электромобилю необходимо обычное для транспорта шумоподавление. Да и шум современного автомобиля на небольшой скорости очень мал, в основном, это шум трения колёс об асфальт, гравий или другое покрытие. Однако при использовании маломощных двигателей, как, например, в трамваях, шум действительно практически отсутствует и на некоторых выпускаемых электромобилях искусственно повышают уровень шума при скоростях до 30 км/ч.

Сравнение с автомобилями, оснащёнными ДВС 
 Преимущества
 Тяговые электродвигатели (ТЭД) имеют КПД до 90—95 %, по сравнению с 22—42 % у ДВС.
 Электромобиль не нуждается в дорогой, громоздкой и не всегда надёжной коробке переключения скоростей.
 Электромобиль не расходует моторные масла.
 Электромобиль может использовать рекуперативное торможение для подзарядки своего электрического аккумулятора.
 Для подзарядки аккумулятора электромобиль может использовать и свои амортизаторы, вырабатывающие электроэнергию.
 Уменьшение лобового сопротивления автомобиля по причине отсутствия радиатора и других систем охлаждения у некоторых моделей. Однако мощные электромобили всё-таки имеют жидкостную систему охлаждения и, соответственно, радиатор.
 Простота техобслуживания, большой межсервисный пробег, относительная дешевизна плановых ТО и ТР.
 По данным исследований Европейской федерации транспорта и окружающей среды (T&E) на апрель 2020 года, уровень выбросов углекислого газа при эксплуатации электромобилей, вместе с уровнем выбросов вредных веществ при производстве аккумуляторных батарей, в случае с электромобилями на 22 % меньше, чем для дизельных авто и на 28 % меньше, чем для машин использующих бензин.

 Недостатки
 Как правило, электромобили имеют меньший запас хода, чем пробег у современных автомобилей аналогичного класса с двигателями внутреннего сгорания на одном баке топлива (по состоянию на 2020 год).
 Во время сильных морозов электромобили больше теряют в запасе хода, чем автомобили с ДВС, и их сложнее привести в движение в случае разрядки батареи.
 АКБ постепенно деградируют в процессе эксплуатации, из-за чего, в частности, снижается их ёмкость. За несколько лет электромобиль может потерять несколько десятков километров запаса хода. Эта проблема усугубляется в странах с жарким климатом и для электрокаров, часто пользующихся станциями быстрой подзарядки. Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания проблем с потерей запаса хода в процессе эксплуатации не имеет.
 Значительно меньшее покрытие станциями подзарядки для электромобилей, по сравнению с АЗС для автомобилей, оснащённых двигателями внутреннего сгорания, что в итоге сказывается на степени общей свободы перемещения на каждом из данных типов машин (по состоянию на 2020 год).
 На подзарядку электромобиля в среднем тратится намного больше времени, чем на заправку топливом автомобиля с ДВС (по состоянию на 2020 год).
 В среднем, электромобили стоят существенно дороже по сравнению с автомобилями аналогичного класса, оснащёнными ДВС (по состоянию на 2020 год).
 В среднем, относительно высокая потеря стоимости электромобиля в процессе эксплуатации и при последующей перепродаже, по сравнению с автомобилем оснащённым ДВС (по состоянию на 2020 год).
 При динамичной езде батареи электромобиля могут быстро перегреваться, после чего электроника существенно ограничивает величину выдаваемой мощности; в автомобилях с ДВС влияние перегрева на потерю мощности проявляется в гораздо меньшей степени.

Различные варианты реализации электромобиля

Электромобили, оснащённые аккумуляторными батареями 

Аккумуляторные электромобили (Battery Electric Vehicle, BEV) являются самым первым и простым видом электромобилей. Первые работоспособные модели были построены ещё в конце XIX века. Активно использовались в США вплоть до 20-х годов XX века. В течение 30—40-х гг. наиболее активно применялись в Германии. С 1947 г. широко используются в Англии.

Принципиальная схема аккумуляторного электромобиля в общем случае следующая: аккумуляторная батарея через силовую электропроводку и систему регулирования (управления) тягового электродвигателя соединяется с ТЭД, который, в свою очередь, передаёт главной передаче крутящий момент.

Технико-экономические параметры данного типа электромобилей, прежде всего, зависят от характеристик применяемых аккумуляторных батарей. Величина желаемого пробега электромобиля на один заряд батареи (запас хода) прямо пропорциональна отношению веса аккумуляторной батареи к полному весу электромобиля. Зависимость веса батареи от грузоподъёмности электромобиля значительно выше, чем зависимость веса карбюраторного двигателя от грузоподъёмности автомобиля.

Электромобили, оснащённые топливными элементами 

Электромобили, оснащённые топливными элементами (Fuel Cell Electic Vehicle, FCEV), обладают рядом характерных особенностей: масса энергосиловой установки не изменяется при изменении её энергоёмкости, а увеличение запаса хода может быть достигнуто за счёт увеличения массы топлива в топливных баках (как в автомобилях с ДВС).

Таким образом, с одной стороны, топливные элементы (ТЭ) позволяют существенно повысить запас хода электромобиля, но, с другой стороны, топливо для них имеет высокую стоимость, а также может быть токсичным и при переработке в ТЭ выделять в атмосферу вредные вещества. В электромобилях с воздушно-алюминиевыми электрохимическими генераторами для получения электрического тока используется процесс окисления алюминия в воздушно-алюминиевом топливном элементе.

Комбинированные энергоустановки 
В конце 1960-х и начале 1970-х годов был разработан ряд опытных образцов электромобилей с энергосиловыми установками типа «Аккумуляторные батареи — Топливные элементы»:
 В Англии на базе DAF 44 был создан электромобиль со смешанной системой питания от аккумуляторных батарей и от гидрозийно-воздушных ТЭ с удельной мощностью 160 Вт/кг. При разгоне основная нагрузка ложилась на батареи, в остальных режимах — на топливные элементы, подзаряжающие аккумуляторную батарею.
 В США на базе Austin A-40 был изготовлен электромобиль с комбинированной системой, включающей щелочные водородно-воздушные элементы и свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Запас хода достигал 320 км.

Электромобили, использующие другие источники энергии

Электромобили на солнечных батареях 

Существует множество конструкций электромобилей на солнечных батареях, так называемых «солнцемобилей», однако их общей проблемой является низкий КПД батарей (обычно порядка 10—15 %, передовые разработки позволяют добиться 30 %), что не позволяет запасать значительное количество энергии за день, сокращая суточный пробег; солнечные элементы мало вырабатывают энергии в пасмурную погоду, а ночью вообще не вырабатывают энергию, как дополнительный источник питания электромобиля подходят, несмотря на дороговизну солнечных батарей, например автомобиль Toyota Prius PHV оснащают с 2017 года солнечными батареями в качестве опции, при благоприятных условиях это обеспечивает дополнительно 6 км пробега в день.

Среди примеров солнцемобилей можно назвать прототипы Venturi Astrolab, Venturi Eclectic (дополнительно оснащённый ветровой установкой), концепт-кар ItalDesign-Giugiaro Quaranta (впрочем, энергии, которую накапливают солнечные батареи, хватает в нём разве что на питание бортовой электроники), итальянский Phylla, а также SolarWorld GT, который в 2012 году совершил кругосветный марафон. Последний оборудован двумя мотор-колёсами Loebbemotor номинальной мощностью 1,4 кВт каждое (пиковая мощность — 4,2 кВт каждое, или в сумме — 11,42 лошадиные силы). Благодаря малой массе (карбоновый кузов позволил добиться веса 260 кг, сам кузов весит 85 кг) и аэродинамически совершенной форме кузова (Cx = 0,137), удалось добиться максимальной скорости 120 км/ч. Круизная скорость — 50 км/ч (при работе моторов на номинальной мощности), на ней SolarWorld GT может проехать 275 км — больше, чем многие современные электромобили. Этот пробег обеспечивает 21-килограммовая литий-ионная батарея ёмкостью 4,9 кВт·ч.

Также существуют гибридомобили, которые приводятся в движение как солнечной энергией, так и педалями. В основном, это самодельные машины, однако существуют проекты по серийному выпуску подобного транспорта, в частности, SolarLab rickshaw и венгерский Antro Solo.

Для поощрения производства солнцемобилей и их популяризации существуют соревнования вроде трансавстралийского ралли «». На подобных соревнованиях обычно состязаются студенты технических вузов, создающие подобные модели в качестве дипломных работ.

Производство и эксплуатация

Современное применение 

Небольшие электромобили упрощённой конструкции (электрокары, электропогрузчики и т. д.) давно и широко применяются для перевозки грузов на вокзалах, в цехах и больших магазинах, а также как аттракцион. В данном случае все недостатки в виде малого запаса хода и скорости, высокой собственной стоимости батарей и массы, перекрываются преимуществами: отсутствием вредных выхлопов и шума, что принципиально важно для работы в закрытых людных помещениях. Формально к электромобилям такие машины относить не принято из-за специфичности их применения. 
Также созданы и активно эксплуатируются прогулочные электроавтобусы открытого типа на 14—15 мест для мест массового отдыха и посещения природных заповедников.

В 2004 году в США эксплуатировалось 55 852 электромобиля. Кроме этого, в США эксплуатируется большое количество самодельных электромобилей. Наборы комплектующих для конвертации автомобиля в электромобиль продаются в магазинах. 
Мировой лидер по производству электрического транспорта — Китай; в 2014 году в Китае было продано 75 тысяч электромобилей, что составляло 25 % мирового рынка.

Основной фактор, сдерживающий массовое производство электромобилей, — малый спрос, обусловленный высокой стоимостью и малым пробегом от одной зарядки. Существует точка зрения, что широкое распространение электромобилей сдерживается дефицитом аккумуляторов и их высокой ценой. Для разрешения этих проблем многие автопроизводители создали совместные предприятия с производителями аккумуляторов. Например, Volkswagen AG создал совместное предприятие с Sanyo Electric, Nissan Motor с NEC Corporation и т. д.

Эксперты считают, что с отметки за цену батареи в $100 за кВт·ч и ниже — начинается массовое распространение электрокаров, до тех пор же дорогие батареи мешают предложить конкурентную цену.

Серийное производство 
Электромобили производят множество автомобилестроительных компаний (Nissan, BMW, Mitsubishi, Сhevrolet и др.). Здесь представлены только компании, выпускающие преимущественно электромобили:
 Rimac Automobili
 Tesla Motors
 Modec
 Lightning car
 БГ Кар
 ZENN Motor Company
 ZAP! (Zero Air Pollution)
 Phoenix Motorcars
 REVA

Производители и модели

 Россия
Электромобиль ГАЗ 330 21Е «Газель-Электро» предназначен для перевозки грузов в городе. При максимальной скорости в 75 км/ч и грузоподъёмности в 1000 кг способен без подзарядки проехать 20 км. Работает на аккумуляторной или конденсаторной батареях. В качестве двигателя используется коллекторный электродвигатель постоянного тока ДПТ-45 или асинхронный АЧТ 160 М4.

Электробус «Лужок» предназначен для перевозки тридцати пассажиров с максимальной скоростью 25 км/ч в парковых и выставочных зонах городов. Работает на аккумуляторных или конденсаторных батареях, питающих двигатель постоянного тока ДПТ-45 мощностью 45 кВт. При торможении рекуперирует энергию назад в батареи. На одной зарядке способен проехать 15 км.

Грузовые электромобили 
На сегодняшний день существует уже довольно много разных электрических грузовиков, причём это как электроверсии ранее существовавших дизельных машин, так и полностью самостоятельных конструкций. Примером самостоятельной конструкции на сегодняшний день является Tesla Semi, AEOS, а также много других менее известных машин. В 2020 году в Нидерландах начал работать первый электрический мусоровоз от DAF CF Electric.

Перспективы 

Согласно исследованиям Ernst & Young в течение 2018 г. капиталовложения мировых автопроизводителей в производство электромобилей почти удвоились и достигли 8,4 млрд евро, а в производство автомобилей на обычном топливе сократились на 16 % (22,4 млрд евро).
Согласно исследованиям IDTechEx, индустрия электротранспорта достигла в 2005 году уровня продаж в 31,1 миллиардов долларов по всему миру (включая гибридный транспорт). К 2015 году рынок электротранспорта вырастет примерно в 7 раз и достигнет $227 млрд.

Некоторые автопроизводители не собираются производить гибридные автомобили, а сразу начать производство электромобилей. Они отстали в научных разработках, не могут самостоятельно создать гибридный автомобиль, или считают гибриды бесперспективными. Например, японская компания Mitsubishi Motors в 2009 году начала промышленное производство электромобилей на базе Colt. На нём будут установлены литий-ионные аккумуляторы. Существующие прототипы имеют дальность пробега 150 км.

Ведутся работы над созданием аккумуляторных батарей с малым временем зарядки (около 15 минут), в том числе и с применением наноматериалов. В начале 2005 года компания Altairnano объявила о создании инновационного материала для электродов аккумуляторов. В марте 2006 года Altairnano и Boshart Engineering заключили соглашение о совместном создании электромобиля. В мае 2006 года успешно завершились испытания автомобильных аккумуляторов с Li4Ti5O12 электродами. Аккумуляторы имеют время зарядки 10—15 минут.

Рассматривается также возможность использования в качестве источников тока не аккумуляторов, а суперконденсаторов (ИКЭ-конденсаторов), имеющих очень малое время зарядки, высокую энергоэффективность (более 95 %) и намного больший ресурс циклов зарядки-разрядки (до нескольких сотен тысяч). Опытные образцы ионисторов на графене имеют удельную энергоёмкость 32 Вт·ч/кг, сравнимую с таковой для свинцово-кислотных аккумуляторов (30−40 Вт·ч/кг).

Разрабатываются электрические автобусы на воздушно-цинковых (Zinc-air) аккумуляторах.

Toyota работает над созданием нового поколения гибридных автомобилей Prius (полный гибрид, plug-in гибрид, PHEV). В новой версии водитель по желанию может включать режим электромобиля, и проехать на аккумуляторах примерно 15 км. Подобные же модели разрабатывает Ford — модель Mercury Mariner — пробег в режиме электромобиля 40 км, и Citroën — модель C-Metisse — пробег в режиме электромобиля 30 км и другие. Toyota изучает возможность установки устройств для зарядки аккумуляторов гибридов на бензозаправочных станциях.

General Motors в январе 2007 года представил концепт Chevrolet Volt, способный проезжать в режиме электромобиля 65 км.

Почта Японии, начиная с 2008 года, планирует приобрести 21 тыс. электромобилей для доставки почтовых отправлений на короткое расстояние.

В России производители гибридов пока не видят больших перспектив развития рынка электромобилей. Аргументируют это отсутствием правительственной поддержки, большими географическими границами и акцентом на сырьевую экономику. Существенной проблемой также является резкое сокращение пробега машины при включении обогрева от аккумулятора в зимнее время.

Интеграция дома и электромобиля 
Разрабатываются различные концепции интеграции электромобилей и жилых домов (англ. Vehicle-to-Home, V2H). Например, старые аккумуляторы электромобиля могут несколько лет проработать в роли стационарных накопителей электроэнергии. Собранные вместе, снабжённые инвертором и сетевым фильтром, 5—10 аккумуляторов от электромобиля Chevrolet Volt могут обеспечить несколько коттеджей или малый бизнес резервным питанием во время аварийных отключений на несколько часов.

Стандарт быстрой зарядки CHAdeMO начиная с версии 1.1 поддерживает как зарядку электромобиля, так и питание от него внешних потребителей. Соответственно подключённый электромобиль может работать как буферный аккумулятор в системе бесперебойного питания здания.

Планы автопроизводителей

Правительственные планы 

В Норвегии намечено полностью перевести автомобильный транспорт на электромобили к 2025 г., 
в Англии, Дании, Нидерландах, Швеции, Ирландии — с 2030 г., 
Китай и Япония — с 2035 г., 
во Франции и Испании — с 2040 г.

Евросоюз 
Зелёный план Европы поставил целью создание к 2025 г. 1 млн точек заправки для электротранспорта. В 2020 г. их 140 тыс. Предусматривается полный перевод всего автопарка Евросоюза на электрическую тягу к 2035 году.

Германия 

В 2011 году правительство Германии приняло программу развития производства и эксплуатации электромобилей. Цель программы — довести число автомобилей с электробатареями в стране к 2020 году до 1 миллиона, а до 2030 года число таких машин должно возрасти уже до 6 миллионов. При этом программа предполагает ряд мер для стимулирования спроса на такие автомобили. В частности, на 10 лет владельцы электромобилей освобождаются от налогов на транспортное средство. Помимо специальных парковочных мест для электромобилей, в Германии предполагается создать ещё и специальные полосы для них.

На разработку батарей для автомобилей правительство до 2013 года выделяет дополнительно 1 миллиард евро. Ранее на программу уже была выделена такая же сумма. Для координации работы при правительстве будет создана специальная группа. Кроме того, к 2014 году планируется выстроить инфраструктуру для подзарядки батарей и создать примерно 7 тысяч общественных зарядных станций.

В первом полугодии 2019 г. доля электромобилей в новых продажах составила 2,6 % (в 2018 г. — 1,8 %).

Правительство Германии планирует к 2020 году вывести на дороги страны 1 миллион электромобилей, гибридных автомобилей и полных гибридов (PHEV). Серийное производство началось уже в 2011 году. В 2012 году на эти цели из бюджета выделено 500 миллионов евро.

Франция 
Правительство Франции планирует к 2012 году вывести на дороги страны более 100 тысяч электромобилей.

В первом полугодии 2019 г. доля электромобилей в новых продажах составила 2,5 % (в 2018 г. — 1,8 %).

Ирландия 
Правительство Ирландии планирует к 2020 году 10 % транспорта перевести на электроэнергию.

Япония 
В августе 2006 года Министр экономики, торговли и промышленности Японии утвердил план развития электромобилей, гибридных автомобилей и аккумуляторов для них. Планом предусмотрено к 2010 году начать в Японии массовое производство двухместных электромобилей с дальностью пробега 80 км на одной зарядке, а также увеличить производство гибридных автомобилей.

Китай 
Правительство Китая планирует начать испытания до 2012 года в 11 городах страны 60 тысяч автомобилей, включая электромобили, гибриды и автомобили на водородных топливных элементах.

Министерство Науки и технологий Китая разрабатывает 12-й пятилетний план для электромобилей на 2012—2016 годы. В план могут войти положения:
 снизить стоимость аккумуляторов на 50 %;
 вывести на дороги страны 1 миллион электромобилей к 2015 году;
 увеличить мощности по производству аккумуляторов до 10 000 МВт. в год;
 разработать стандарты для электромобилей и так далее.

К 2025 г. в Китае намечено достигнуть доли электромобилей в 25 % от всех продаж новых автомобилей.

К 2030 году в Китае запланировано прекратить производство автомобилей с бензиновыми двигателями.

Южная Корея 
Правительство Южной Кореи поставило цель автомобилестроительным компаниям начать массовое производство электромобилей до второй половины 2011 года и произвести 1 миллион электромобилей к 2020 году.

Индия 
В Индии принят National Electric Mobility Mission Plan 2020 (NEMMP 2020), согласно которому к 2020 году планируется увеличить парк электрического транспорта до 6-7 миллионов штук.

Норвегия 
К 2025 году страна хочет полностью отказаться от продажи новых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

Швеция 
Шведское правительство запланировало к 2030 году полностью прекратить продажу автомобилей с бензиновым двигателем.

Россия 

В 2021 г. правительство РФ утвердило «Концепцию по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года» Запланировано
в течение 2021-24 гг. производство 25 тыс. электромобилей, строительство 9400 зарядных станций. К 2030 г. выпуск электромобилей должен составить 10 % от общего выпуска автомобилей.

Экономические последствия 
Автомобили с ДВС потребляют бензин, на получение которого расходуется около 44 % мирового производства нефти. ОПЕК прогнозирует к 2035 г. начало снижения мирового спроса на нефть, вызванного переходом к использованию электромобилей; по другим оценкам, это произойдёт уже к 2025 г.

Энергетика 
Уравнение баланса энергии:
 e·Gб = ω·L (Ga + Gэ + Gб + Gп)·103
 где е — удельная энергоёмкость батареи, Вт*ч/кг;
 ω — удельный расход энергии при движении в режиме, для которого задан запас хода, Вт*ч/(т*км);
 Ga — масса экипажной части, кг;
 Gэ — масса электропривода, кг;
 Gп — полезная нагрузка, кг;
 Gб — масса батареи, кг.
 L — запас хода, км;

Полная масса электромобиля, кг:
 G = Gа+Gэ+Gп+Gб

Вес аккумуляторной батареи (в первом приближении):
 Gб = ω·G·L·γ
 ω — удельный расход энергии на 1 т*км полного веса при заданной скорости движения, кВт*ч/(т*км);
 L — запас хода, км;
 γ — удельный вес аккумуляторной батареи, кг/кВт*ч.

Удельная энергия батареи:
 ωб = K·L/(Gб/G) = K·L/α
 где К — расход энергии, отнесённый к 1 км*кг, Вт*ч/(кг*км);
 α — относительная масса батареи.

Максимальная мощность обеспечения механического движения:
 Рд = ±Рк+Рт±Ра±Рн
 где Рк — мощность, затрачиваемая на ускорение электромобиля;
 Рт — мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления качению;
 Ра — мощность, затрачиваемая на преодоление аэродинамического сопротивления;
 Рн — мощность, затрачиваемая на преодоление подъёма.

Полная мощность батареи:
 Рэ = Рд/(ηм·ηэ)+Рвсп
 где ηэ — потери энергии на преобразование электрической энергии в механическую;
 ηм — потери механической энергии при передаче на тяговые колёса;
 Рвсп — мощность, затрачиваемая на вспомогательные нужды. В ближайшее время планируется строительство зарядных станций в Лондоне и других городах Великобритании.

В условиях реальной эксплуатации электромобилей заявленные максимальные пробеги на одном заряде батареи обычно выше реальных. Причиной могут стать повышенная электрическая нагрузка от кондиционеров, фар, стеклоочистителей, а также агрессивное вождение особенно в холмистой местности. По замерам фирмы Volvo, при температуре 0 °С или немного ниже потери в пробеге составляют 30…40 %.

См. также 
 Электрокар
 Электроскутер
 Электровелосипед
 Электрический самокат
 Электроход
 Witkar
 Гибридный автомобиль
 Электропривод
 Электродвигатель постоянного тока
 Тяговый электродвигатель
 Устойчивый транспорт
 Водородный транспорт
 Газовый двигатель
 Транспортные средства на жидком азоте
 Транспортные средства на сжатом воздухе

Примечания 
 Комментарии

 Источники

Литература 
 Электромобиль // журнал "Наука и жизнь", № 8, 1970. стр.40-49

Ссылки 
 Электромобиль: «ЗА» И «ПРОТИВ» // За рулём, 2010 
 Кто успел, тот и сел: Конкуренты Маска пытаются догнать Tesla. Есть ли у них шанс? // Лента.ру, 17 октября 2019
 Изобретения и открытия российских учёных, которые изменили мир — Электромобиль Ипполита Романова
 [spbvedomosti.ru/news/nasledie/bez-rogov-i-provodov-pervye-elektromobili-na-ulitsakh-leningrada/ Александрова Л. Без «рогов» и проводов. Первые электромобили на улицах Ленинграда // Санкт-Петербургские ведомости. — 2023. — 10 февр.]

Классификация автомобилей
Появились в XIX веке