Էլեկտրոմոբիլ

Էլեկտրամոբիլ, մեքենա, որը ղեկավարվում է մեկ կամ մի քանի էլեկտրական շարժիչներով, որոնք սնուցվում են էլեկտրականության անկախ աղբյուրից (մարտկոցներ, վառելիքի բջիջներ, կոնդենսատորներ և այլն), և ոչ թե ներքին այրման շարժիչով։ Էլեկտրական մեքենան պետք է տարբերակել ներքին այրման շարժիչով և էլեկտրական փոխանցում ունեցող ավտոմեքենաներից, ինչպես նաև տրոլեյբուսներից և տրամվայներից։

Կարելի է ասել, որ էլեկտրական մեքենան մեքենա է, որն ունի ինքնավար էներգիայի քիմիական աղբյուր (էլեկտրական հոսանք)։

Պատմություն

XIX դար 

Էլեկտրական մեքենան հայտնվել է ավելի վաղ, քան ներքին այրման շարժիչը։ Դեռևս 1828 թվականից հունգարացի գյուտարար Ագիոս Ջեդլիկը ստեղծեց էլեկտրական էներգիայով բեռնասայլակ, որը ավելի շատ նման էր սքեյթբորդի, քան մեքենայի։ Այնուամենայնիվ, Ջեդլիկի գյուտը հզոր խթան հանդիսացավ ճարտարագիտության այս ոլորտի զարգացման մեջ։ Էլեկտրական շարժիչով աշխատող, սայլի տեսքով առաջին էլեկտրական մեքենան ստեղծվել է 1841 թվականին։

1899 թ.-ին Սանկտ Պետերբուրգում ռուս ազնվական և ինժեներ-գյուտարար Իպոլոլիտ Ռոմանովը ստեղծեց առաջին ռուսական էլեկտրական omnibus- ը 17 ուղևորի համար։ Դրա ընդհանուր դասավորությունը փոխառվել էր անգլիական կառքերից, որտեղ կառապանը գտնվում էր ուղևորների ետևում տեղակայված ձիերի վրա պատրաստված հարթակում։ Անձնակազմը երկտեղանոց և քառանիստի նման էր, առջևի անիվները տրամագծով ավելի մեծ էին, քան ետևինները։ Առաջին էլեկտրական մեքենան օգտագործում էր Bari համակարգի կապարե մարտկոց, որն ուներ 36 բանկա (վոլտ բևեռներ)։ Յուրաքանչյուր 60 մղոն (64 կմ) անցնելիս, այն անհրաժեշտ էր լիցքավորել։ Մեքենայի ընդհանուր հզորությունը 4 ձիաուժ էր։ Անձնակազմի կառուցվածքը փոխառվել է ամերիկյան Morris-Salom ընկերության մոդելներից, որոնք արտադրում էին մեքենաներ 1898 թվականից ի վեր։ Էլեկտրական մեքենան փոխեց արագությունը աստիճանաբար 1.6-ից մինչև 37.4 կմ / ժամ։  Այնուամենայնիվ, նա չկարողացավ գտնել անհրաժեշտ ներդրումներ, այդ ատճառով իր գործը չստացավ հետագա զարգացում։

1899-ի ապրիլի 29-ին կամ մայիսի 1-ինLa Jamais Contente էլեկտրոմեքենան, որը վարում էր մրցարշավ Կամիլլե Ժենազցին, առաջինն էր, ով անցավ 100 կմ (62 մղոն / վրկ) արագության արգելքը ցամաքով։ Պաշտոնական արագության ռեկորդը կազմել է 105.882 կմ / ժամ։ Ավելի ուշ, ամերիկյան հայտնի էլեկտրական մեքենաների դիզայներ Վալտեր Բեյքերը հասել է 130 կմ / ժամ արագության։ Մեկ լիցքի համար ռեկորդը սահմանվել է Borland Electric ընկերության կողմից, որը Չիկագոյից մինչև Միլվուկի ուղևորվել է 103,8 մղոն (167 կմ)։

XX դարի առաջին կես 
Սկզբում էլեկտրաէներգիայի և բենզինի անձնակազմի էներգախնայողությունը և արագությունը մոտավորապես նույնն էին։ Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների հիմնական թերությունը վերալիցքավորման բարդ համակարգն էր։ Այդ ժամանակվանից ի վեր դեռևս չկային առաջադեմ AC-DC փոխարկիչներ, լիցքավորումը կատարվում էր ծայրաստիճան բարդ եղանակով։ Վերալիցքավորելու համար օգտագործվում էր էլեկտրական շարժիչ, որը աշխատում էր փոփոխական հոսանքի վրա։ Նա պտտում էր գեներատորի լիսեռը, որին միացված էին էլեկտրական մեքենայի մարտկոցները։ 1906-ին ստեղծվեց փոփոխական լիցքը հաստատուն դարձնելու սարք, բայց դա էապես չլուծեց լիցքավորելու խնդիրը։

1900 - 1910 թվականներին լայնորեն օգտագործվում էին էլեկտրական մեքենաներ և գոլորշային շարժիչ ունեցող մեքենաներ։ Այն ժամանակ ամերիկյան մեքենաների ընդհանուր թվի 38% -ը ուներ էլեկտրական շարժիչներ, 40% -ը ՝ գոլորշու շարժիչներ, 22% -ը ՝ բենզին։ Դարի սկզբին լայնորեն օգտագործվում էին նաև բեռնատար էլեկտրական մեքենաներ, ինչպես նաև էլեկտրական omnibuses (էլեկտրական ավտոբուսներ)։

XX դարի երկրորդ կես 

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների նկատմամբ հետաքրքրության վերածնունդը տեղի է ունեցել 1960-ական թվականներին ՝ ավտոմեքենաներում շրջակա միջավայրի հետ կապված խնդիրների պատճառով, իսկ 1970-ականներին ՝ էներգիայի ճգնաժամի հետևանքով վառելիքի գնի կտրուկ բարձրացման պատճառով։

Սակայն 1982 թվականից հետո էլեկտրական մեքենաների նկատմամբ հետաքրքրությունը նորից թուլացավ։ Դա պայմանավորված էր նավթի շուկայում իրավիճակի կտրուկ փոփոխությամբ։

90-ականների սկզբին Կալիֆոռնիա նահանգը Միացյալ Նահանգների ամենաաղմկոտ շրջաններից մեկն էր։ Հետևաբար, Կալիֆոռնիայի օդային ռեսուրսների կոմիտեն (CARB) որոշում կայացրեց, որ 1998-ին Կալիֆոռնիայում վաճառված ավտոմեքենաների 2% -ը չպետք է արտանետումներ առաջացնի, իսկ 2003 թ. ՝ 10%: General Motors- ը առաջին ընկերություններից էր, ով արձագանքեց, և սկսած 1996 թվականից սկսեց EV1 մոդելի զանգվածային արտադրությունը էլեկտրական սկավառակով։ Որոշ ավտոարտադրողներ նույնպես սկսել են էլեկտրական մեքենաներ վաճառել Կալիֆոռնիայում։ EV1 օգտագործողների մեծ մասը դարձել է հոլիվուդյան բոհեմի հանդիսատես։ 1997 թվականից ի վեր Կալիֆոռնիայում վաճառվել են տարբեր արտադրողների մոտավորապես 5,500 էլեկտրական մեքենա։

Այնուհետև արտանետման զրոյական պահանջը փոխարինվեց արտանետման ցածր պահանջով։ 2002 թ.-ին արտադրված գրեթե բոլոր էլեկտրական մեքենաները առգրավվել են օգտագործողներից և ոչնչացվել (միայն Toyota- ն է թողարկել էլեկտրական RAV-4 ):

Էլեկտրոմոբիլների տարատեսակներ

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներ, որոնք հագեցված են լիցքավորվող մարտկոցներով 

Մարտկոցային էլեկտրական մեքենաները էլեկտրական մեքենաների առաջին և ամենապարզ տեսակն են։ Առաջին աշխատունակ մոդելները կառուցվել են XIX դարի վերջին։ Ակտիվորեն օգտագործվում էին Միացյալ Նահանգներում մինչև 1920-ականները 30-40 տարի։ 1947 թվականից ի վեր, լայնորեն կիրառվում է Անգլիայում։

Մարտկոցի էլեկտրական մեքենայի սխեմատիկ դիագրամը ընդհանուր դեպքում հետևյալն է. Մարտկոցը միացված է TED- ին էլեկտրական էլեկտրագծերի և ձգման շարժիչի կառավարման համակարգի միջոցով, որն էլ իր հերթին փոխանցում է փոխանցման հիմնական պտտահարկը։

Այս տեսակի էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների տեխնիկական և տնտեսական պարամետրերը, առաջին հերթին, կախված են օգտագործված մարտկոցների բնութագրերից։ Էլեկտրական մեքենայի մեկ մարտկոցի լիցքի (միջակայքի) էլեկտրական մեքենայի ցանկալի վազքը ուղիղ համեմատական ​​է մարտկոցի քաշի հարաբերակցությունը էլեկտրական մեքենայի ընդհանուր քաշին։ Մարտկոցի քաշի կախվածությունը էլեկտրական մեքենայի հզորությունից շատ ավելի մեծ է, քան կարբյուրատորային շարժիչի քաշի կախվածությունը մեքենայի հզորությունից։

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներ, որոնք հագեցված են վառելիքային տարրերով 
Վառելիքի տարրերով հագեցված էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների բնութագրիչ առանձնահատկությունն այն է, որ էլեկտրակայանի զանգվածը չի փոխվում, երբ նրա էներգիայի ինտենսիվությունը փոխվում է, և էլեկտրաէներգիայի պահուստի ավելացում կարելի է ձեռք բերել վառելիքի բաքի մեջ վառելիքի զանգվածը մեծացնելու միջոցով (ինչպես ICE- ով մեքենաներում)։

Այսպիսով, մի կողմից, վառելիքը կարող է զգալիորեն բարձրացնել էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների էներգիայի պահուստը, բայց, մյուս կողմից, վառելիքը նրանց համար մեծ գին ունի, և կարող է նաև լինել թունավոր և վնասակար նյութեր արտանետել մթնոլորտ, երբ այն վերամշակվում է։ Օդ-ալյումինե էլեկտրաքիմիական գեներատոր ունեցող էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում օգտագործվում է օդային ալյումինե վառելիքի խցում ալյումինի օքսիդացման գործընթացը։

Արևային մարտկոցներով աշխատող էլեկտրոմոբիլներ 
Կան բազմաթիվ նախագծերով արևային էներգիայով աշխատող տրանսպորտային միջոցներ, այսպես կոչված, «արևային տրանսպորտային միջոցներ», բայց դրանց ընդհանուր խնդիրը մարտկոցների ցածր արդյունավետությունն է (սովորաբար մոտ 10-15%, առաջադեմ զարգացումները կարող են հասնել 30% -ի), ինչը թույլ չի տալիս օրվա ընթացքում զգալի քանակությամբ էներգիա պահել, նվազեցնել օրական վազքը; ավելին, արեգակնային բջիջները անօգուտ են գիշերը և ամպամած եղանակին։ Երկրորդ խնդիրը արևային վահանակների բարձր գինն է։

Արեգակնային մեքենաների օրինակները ներառում են նախատիպեր Venturi Astrolab, Venturi Eclectic (հավելյալ հագեցած հողմային տուրբինով), ItalDesign-Giugiaro Quaranta հայեցակարգային ավտոմեքենան (այնուամենայնիվ, արևային մարտկոցների կուտակման էներգիան բավարար է օդանավակայանում էլեկտրոնիկայի հոսանքի համար), իտալական Phylla և այլն, նաև SolarWorld GT- ն, որը 2012-ին անցկացրեց շուրջօրյա մարաթոն։ Վերջինս հագեցած է երկու Loebbemotor շարժիչով երկու անիվներով, որոնց անվանական հզորությունը յուրաքանչյուրը 1.4 կՎտ է (գագաթային հզորությունը `յուրաքանչյուրը 4,2 կՎտ, կամ ընդհանուր առմամբ` 11,42 ձիաուժ)։ Իր ցածր քաշի շնորհիվ (ածխածնային մարմինը հնարավոր դարձավ հասնել 260 կգ քաշի, մարմինը կշռում է 85 կգ) և աերոդինամիկորեն կատարյալ մարմնի ձևը (Cx = 0,137), ձեռք բերվեց առավելագույն արագություն 120 կմ/ժամ։ Կռուիզային արագություն `50 կմ/ժամ (երբ շարժիչները աշխատում են գնահատված ուժով), SolarWorld GT- ն կարող է 275 կմ անցնել դրա վրա` ավելին, քան շատ ժամանակակից էլեկտրական մեքենաներ։ Այս վազքն ապահովում է 21 կիլոգրամ լիթիում-իոն մարտկոց `4,9 կՎտ/ժ հզորությամբ։

Արտադրություն 

2004 թվականին Միացյալ Նահանգներում գործարկվեց 55 852 էլեկտրական մեքենա։ Բացի այդ, ԱՄՆ-ում առկա են մեծ թվով տանը պատրաստված էլեկտրական մեքենաներ։ Խանութներում վաճառվում են աքսեսուարներ `ավտոմեքենան էլեկտրական մեքենա վերածելու համար։ Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների արտադրության համաշխարհային առաջատարը Չինաստանն է։ 2014-ին Չինաստանում վաճառվեց 75 հազար էլեկտրական մեքենա, որը կազմում էր համաշխարհային շուկայի 25% -ը։

Բացի այդ, պարզեցված դիզայնի փոքր էլեկտրական մեքենաներ լայնորեն օգտագործվում են կայաններում, աշխատասենյակներում և մեծ խանութներում ապրանքների տեղափոխման համար, ինչպես նաև գրավչության։ Այս պարագայում բոլոր թերությունները փոքր էներգիայի պահուստի և արագության տեսքով, մարտկոցների և զանգվածի բարձր ներքին արժեքով, համընկնում են առավելությունների հետ. Վնասակար արտանետումների և աղմուկի բացակայություն, ինչը սկզբունքորեն կարևոր է փակ մարդաշատ սենյակներում աշխատելու համար։

Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների զանգվածային արտադրությունը սահմանափակող հիմնական գործոնը ցածր պահանջարկն է, որը պայմանավորված է մեկ լիցքից բարձր գնի և ցածր վազքի պատճառով։ Կա տեսակետ, որ էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների համատարած օգտագործումը սահմանափակվում է մարտկոցների պակասով և դրանց բարձր գներով։ Այս խնդիրները լուծելու համար շատ ավտոարտադրողներ համատեղ ձեռնարկություններ են հիմնել մարտկոցների արտադրողների հետ։ Օրինակ, Volkswagen AG- ը համատեղ ձեռնարկություն ստեղծեց Sanyo Electric- ի, Nissan Motor- ի հետ NEC Corporation- ի հետ և այլն։

Կառավարությունների կողմից կատարվող քայլեր

Գերմանիա 

2011-ին Գերմանիայի կառավարությունն ընդունել է էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների արտադրությունն ու շահագործումը զարգացնելու ծրագիր։ Ծրագրի նպատակն է մինչև 2020 թվականը երկրում էլեկտրական մարտկոցներով մեքենաների քանակը հասցնել 1 միլիոնի, իսկ մինչև 2030 թվականը այդպիսի մեքենաների քանակը պետք է ավելանա արդեն 6 միլիոն։ Ավելին, ծրագիրը ներառում է մի շարք միջոցառումներ `նման մեքենաների պահանջարկը խթանելու համար։ Մասնավորապես, 10 տարի շարունակ էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների սեփականատերերը ազատվում են տրանսպորտային միջոցների հարկերից։ Բացի էլեկտրական մեքենաների համար նախատեսված հատուկ կայանատեղերից, Գերմանիայում նախատեսվում է նաև ստեղծել հատուկ այլ գոտիներ։

Ֆրանսիա 
Ֆրանսիայի կառավարությունը նախատեսում է մինչև 2012 թվականը ավելի քան 100 հազար էլեկտրական մեքենա բերել երկրի ճանապարհներ։

2019 թվականի առաջին կիսամյակում էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների տեսակարար կշիռը նոր վաճառքներում կազմել է 2,5% (2018-ին ՝ 1.8%):

Ճապոնիա 
2006 թվականի օգոստոսին Ճապոնիայի տնտեսության, առևտրի և արդյունաբերության նախարարը հաստատեց նրանց համար էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների, հիբրիդային մեքենաների և մարտկոցների մշակման պլանը։ Մինչև 2010 թվականը նախատեսվում է սկսել Ճապոնիայում երկտեղանի էլեկտրական մեքենաների զանգվածային արտադրություն ՝ մի լիցքավորմամբ 80 կմ երկարություն անցնող, ինչպես նաև բարձրացնել հիբրիդային մեքենաների արտադրությունը։

Տնտեսական ազդեցություն 
ICE մեքենաները սպառում են բենզին, ինչը կազմում է նավթի համաշխարհային արտադրության շուրջ 44% -ը։ ՕՊԵԿ-ը մինչև 2035 թվականը կանխատեսում է նավթի համաշխարհային պահանջարկի անկման սկիզբ, որն առաջացել է էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների օգտագործմանը անցնելու պատճառով։ Այլ գնահատականների համաձայն, դա տեղի կունենա մինչև 2025 թվականը։

Արտաքին հղումներ 

Ինչպես է աշխատում էլեկտրոմոբիլը:

Ծանոթագրություններ 

Ավտոմեքենաներ
Սարքավորումներ