Електромобілі та гібридидоїде до екологія Росії

Порятунок природи стало настільки популярне, що до створення екологічного автомобіля вирішила докласти руку (точніше, гаманець) система магазинів Whole Foods Market, що спеціалізується на продуктах. Компанія об'єдналася з проектом Urban Green Energy, що займається виробництвом станцій зарядки. Ідея спільного проекту полягає в тому, щоб встановлювати вітряні модулі на парковках магазину, щоб електромобілі та гібриди могли зарядити тут свої акумулятори. Перші вітряні системи Sanya Skypump вже змонтовані на парковці споруджуваного супермаркета.

Після запуску проекту компанії буде потрібно тільки стежити за станом «вітряків», оскільки станції є повністю автономними системами. Передбачається, що кожну паркування маркету прикрасить система з двох модулів Sanya Skypump, здатних заряджати акумулятор, забезпечений роз'ємом SAE J1772. Від енергії вітру і сонячних батарей будуть харчуватися 19 світильників Sanya SLSTM, що висвітлюють територію навколо будівлі. Такій системі будуть не страшні урагани та шквальні вітри — часті гості на узбережжі США. Сонячні батареї, що є у проекті Urban Green Energy, будуть розміщені на козирках паркування.

Вітряні системи для зарядки електромобілів

Не перший рік вчені намагаються створити легкі акумулятори великої ємності, і здається, що шлях до їх появи встелена полімерними смолами і карбоновим волокном. Саме у напрямку дослідження таких систем повним ходом рухається проект Volvo. Суперконденсатори з цих матеріалів компанія намагається зробити частиною кузова електромобіля. Останні новини від Союзу автомобільних інженерів містять інформацію про аналогічній системі, розробленої американцями. Агентство Advanced Research Projects Agency-Energy, створене у 2009 році для форсування перспективних розробок у цьому напрямку, проводить власні дослідження. Результатом цих досліджень має стати безпечний акумулятор нового типу. По перших буквах основних цілей, що визначають розвиток проекту, йому дано назву REANGE.

Менеджер проекту Пінг Луї відповів на кілька запитань SAE International. На його думку, розвиток електричних автомобілів безпосередньо пов'язане з акумуляторами, правда, мова йде про дешевизну цих елементів, а не про ємності. Маса АКБ і енергетична ємність ніяк не відповідають цінам, виставленим виробниками. На зорі створення компанії Пінг разом з однодумцями прийшов до висновку, що для розвитку проекту доведеться підшукати нові хімічні сполуки, безпека і енергоємність яких будуть вище традиційних. Батареї на основі літій-іонних блоків вимагають ізоляції і товстої упаковки, що гальмує розвиток електричних автомобілів. Навіть при тому умови, що нові сполуки будуть програвати в кількості збереженої енергії, їх вага і менша вартість збільшать далекобійність автомобілів.

Зменшення ваги у хорошому сенсі позначилося б і на архітектурі автомобіля, оскільки дизайнери і інженери мали б більше свободи. Сучасні АКБ доводиться захищати від найменших деформацій, однак нові технології дозволять відкинути захисні блоки і зробити акумулятори частиною кузовний системи. Безпека підвищиться відразу по двох параметрах: сам накопичувач енергії не буде представляти небезпеки, а його батареї зможуть взяти на себе частину удару при зіткненні.

Акумулятор електромобіля

Поки що проект ARPA-E вимагає значних грошових вливань. Фінансування вже перевищила 37 млн доларів, однак прибуток повинна легко перекрити всі витрати. Метою проекту є створення накопичувачів, здатних трансформуватися в залежності від побажань проектувальника і в дверний, і несучий елемент, і навіть частина капота або крил автомобіля. В обмін на витрачені гроші Міністерство енергетики США хоче бачити на своєму столі проект батареї, здатної перемістити автомобіль на відстань в 386 км. Інженери ARPA-E працюють відразу за декількома напрямками:

• повне виключення з системи рідин, пов'язане із застосуванням тонкоплівкових електролітів з кераміки;
• використання в системі комірок для рідини, завдяки яким анод і катод не мали прямого контакту з електролітом акумулятора;
• заміна стандартних електролітів речовиною на основі полімерів і води;
• заміна легкозаймистих деталей безпечними акумуляторами.

Кожне з цих напрямків має свої перспективи. Приміром, електроліти на основі полімерів і води дозволяють незначно змінити конструкцію класичної системи АКБ, оскільки принцип використання електродів такий же, але з рідиною вони контактують тільки у разі отримання з акумулятора енергії.

У цьому випадку заряди зберігаються окремо, що робить модель безпечніше. Проте до недавнього часу проточні осередку значно знижували енергоємність системи, з-за чого проект ставав непридатним навіть для систем стаціонарного типу, не кажучи вже про спроби створити мобільний пристрій. Все змінилося після пропозиції від дослідного центру імені Лоуренса в місті Берклі і розробників General Electric. Ефективні проточні акумулятори з'являться протягом року.

Науково-дослідний центр Сполучених Штатів веде свої розробки в цьому напрямку спільно з вченими з Мерілендського університету. Основна ідея, досліджувана цим проектом, також полягає в заміні традиційних електролітів водою. Проте в результаті досліджень їм вдалося не тільки зберегти ємність системи, але і збільшити її удвічі порівняно з АКБ того ж класу.

Алюміній-повітряна батарея для електромобіля

Інститут Іллінойсу вивчає це питання під своїм кутом зору, отримавши від уряду грант на 3,4 млн доларів. Гроші виділені на спільний проект інституту з Аргоннської національної лабораторії. Електроліт в системі їх конструкції являє собою паливо підвищеної енергетичної щільності. Висока щільність досягається за рахунок використання нанотехнологій. Деформація у разі аварії такого акумулятора не страшна. Найбільш нестандартний шлях вибрала лабораторія в Оук-Рідж: система з електролітом, здатним переходити з одного агрегатного стану в інший залежно від вимог подачі енергії.

Ідея системи з твердотілим електролітом досліджується різними вченими, серед яких виділяються співробітники Мерілендського університету. Тонкоплівкові елементи з кераміки дозволять зробити безпечну і довговічну систему високої продуктивності. Однак поки що проект знаходиться в категорії ймовірностей.

SAE International підібрав схожі з розглянутих проекти, які досліджують системи накопичення енергії. Більшість таких розробок дійсно здатне призвести до створення нового виду акумуляторів, однак орієнтовна ціна на найдешевші із систем поки залишає бажати кращого. Між тим саме на цьому моменті акцентував увагу сам Луї Пінг.

В якості альтернативи розглянутих систем можна розглядати дослідження вищезгаданої лабораторії Лоуренса. Тут дослідники намагаються створити акумулятор на основі літію і сірки. Катод акумулятора буде складатися з сполуки сірки та вуглецю, а анод — з літію. В якості носіїв заряду в системі виступають іони літію.

Відео про те, чи вигідно купувати електромобіль:

Проблема літій-сірчаних акумуляторів полягає в сірці, оскільки елементи, зроблені з її застосуванням, відрізняються недовговічністю. Новий виток експериментів привів до створення удосконалених катодів з нанокомпозитів. В основі системи — оксиди сірки і графена. Питома енергоємність системи складе 500 Вт/кг, що перевищує ємність літій-іонних акумуляторів приблизно вдвічі. Що стосується довговічності, простір для роботи ще є: літій-сірчані АКБ здатні витримувати до півтора тисяч циклів перезарядки.

Довговічність літій-сірчаних акумуляторів може здатися великою, коли мова заходить про ціну, адже сірка — досить доступний елемент, що повинно помітно вплинути на вартість в кращу сторону. Однак складність конструкції поки невідома, адже для отримання першого робочого зразка проекту з Берклі знадобиться 5 років. Це найбільш сприятливий прогноз, але після отримання робочого акумулятора буде потрібно час на його доопрацювання для побутового використання і запуску у виробництво.

Як не дивно, замість теоретичних можливостей власників автомобілів може порадувати поточний стан справ з електротранспортом. Міністр з торгівлі ЄЕК (Євразійської економічної комісії Андрій Слєпнєв повідомив, що мита на ввезення електричних автомобілів в Росію, Казахстан і Білорусь обнулені. Митний союз трьох країн знизив ставку з 19 до 0 відсотків. Такі умови будуть діяти з 1 лютого поточного року до 31 грудня 2015 року.

Відео про електромобілях в Росії:

Зниження мита дійсно тільки для легкових автомобілів, що не мають електричний гібридний двигун і до дев'яти місць, включаючи водія. За словами міністра, на раді ЄЕК будуть розглянуті варіанти виробництва цього виду автомобілів. Андрій Слєпнєв зазначив також, що на сьогоднішній день підходящоі пропозиції немає, але перспективи проекту, особливо в області поліпшення екологічної ситуації, очевидні. Уряд розраховує, що проект простимулює будівництво відповідної інфраструктури та збільшить попит на автомобілі, що приводяться в дію акумулятором. Планується розглянути не тільки можливість власного виробництва автомобілів, але і локалізації зарубіжних моделей.

Творці проекту розраховують на збільшення попиту в десять разів: з п'яти десятків до п'яти сотень автомобілів на електриці в рік. Такі обсяги можуть викликати посмішку, але тільки не в Андрія Панкова, голови підкомітету Торгово-промислової палати, відповідального за інноваційні технології в автомобільній промисловості. На думку Панкова, зниження мит здатне серйозно змінити розстановку сил серед реалізаторів автомобілів в Росії. Плани Торгово-промислової палати здаються нездійсненними, адже за рік експертами планується реалізовувати до 200 000 електричних автомобілів російської та зарубіжної складання.

Mitsubishi i-MiEV — єдиний офіційний електромобіль в Росії

Варто зазначити, що сьогодні офіційно в Росії продається тільки один повністю электризованный автомобіль — Mitsubishi i-MiEV. Ця малогабаритна модель обійдеться російському покупцеві в 1,8 млн рублів, і її високу популярність в нашій країні можна пояснити тільки тим, що 70 таких автомобілів закупило Управління справами Президента РФ. При цьому вартість тієї ж моделі в США, де діє аналогічна підтримка електричних автомобілів, складає 751 000 рублів (23 000 доларів).

Огляди автомобілів