Электромобили: пузырь или будущее?

В моем детстве, где-то в середине 80-х, в журнале «Наука и жизнь» публиковались заманчивые фотографии автомобилей будущего. Многих из них имели электропривод, потому что прогресс вот-вот сделает массовый электромобиль реальностью — нефтяной кризис конца 70-х стимулировал развитие этой области. Я смотрел на вокзальные электрокары и надеялся, что гражданские электромобили буду симпатичнее.

AMC Amitron — прототип электромобиля 1967 года кажется футуристичным и сегодня. Он в самом деле опередил время лет на 70

Похожие обещания звучали в середине девяностых, потом нулевых, потом десятых. «Электромобили уже на пороге. Обновляйте информацию каждые десять лет».

Но в 2016 году что-то изменилось, и вдруг электромобили стали трендом. Или это только кажется?

Jaguar впервые в истории запускает чисто электрическую модель — кроссовер i-Pace. Пробег на зарядке — 500 км, мощность 400 л.с. Продажи начинаются через год

Переломный момент

С зелеными технологиями автопром экспериментировал непрерывно. Водородные автомобили не прижились — сложно и дорого. Постепенно центр тяжести перенесли на чистые электромобили.

Сигналом стартового пистолета стал дизельгейт — скандал с дизелями Volkswagen, в программном обеспечении которых обнаружили коды, позволяющие снижать выбросы окислов азота на время экологических тестов.

Почему значим дизельгейт

Скандал имел фундаментальное значение для автопрома. Не только потому, что сам VAG в стремлении откреститься от былых ошибок взял резкий курс на электромобили — ход отчасти популистский. Для глобального автопрома более значимым оказалось разочарование в дизелях, а с ними — и в ДВС в принципе, потому что грань между дизелем и бензиновым мотором постепенно стирается.

Сложность современных двигателей — за гранью понимания. Прямой впрыск топлива, регулируемый наддув, отключение цилиндров, двойное регулирование фаз газораспределения, сложные системы нейтрализации…

Дизели больше не в моде

Ситуация набрякала много лет, и дизельгейт стал лишь иглой, проткнувшей нарыв. Исследования, показывающие опасность дизелей — особенно исторгаемых ими твердых частиц, абсорбирующих на поверхности токсины — публиковались еще до дизельгейта. Но набранная инерция двигателестроения позволяла не обращать на них внимание. Последние лет 30 экологически озабоченные люди возлагали на дизели основные надежды, и тут вдруг выяснилось, что построить дизель, удовлетворяющий даже современным нормам — не говоря о перспективных — не то чтобы невозможно, но уже за гранью рентабельности для массового производства.

Экологическое лобби

Современный автопром крайне зависим решений эко-политиков, а они не планируют ослаблять хватку. Напротив, жесткость в отношении VW показала могущество законотворцев. Если кто-то хочет докопаться до причин резкой смены курса, он должен понять, почему так сильно экологическое лобби и чего в нем больше: популизма, политиканства, борьбы за рынки или заботы о будущем планеты.

Я думаю, здесь все одновременно. Единственное, против чего я выступаю — это попытки представить экологические силы исключительно инструментом экономической борьбы.

Китайский мегаполис Харбин задыхается от перманентного смога, и переход на электромобили рассматривается как один из способов улучшения ситуации

В Китае, который также активно разворачивается в сторону электромобилей, мотивация проще — выхлопы от 200 млн автомобилей (больше, чем количество россиян) игнорировать уже невозможно.

Минимум пять европейских стран (Норвегия, Германия, Голландия, Великобритания, Франция) опубликовали планы полного запрета автомобилей с ДВС после 2025-2040 годов. На практике это означает, что работы над перспективными ДВС прекратятся примерно в 2025 году.

I.D. — бренд VW для обозначения электромобилей. Модель Crozz выглядит не хуже BMW X4, построена на платформе MEB и имеет запас хода в 500 км. Выпуск запланирован на 2020 год — в электромобильной теме VW пока в отстающих.

Примеры

Volkswagen пообещал выпустить три десятка электромобилей в течение 10 лет, но его вроде как вынудили. Однако тренд поддержали компании, которых дизельгейт не касался, и сегодня не осталось ни одного крупного игрока, который бы не занимался разработкой электромобилей.

Volvo представит первый серийный электромобиль в 2019 году, и с этих пор обещает не выпускать больше автомобили без электропривода. Что не исключает выпуск гибридов.

Renault-Nissan и BMW ушли в электротематику еще до дизельгейта, а после оного объявления посыпались как из рога изобилия. Mercedes-Benz зарегистрировал бренд EQ для электротранспорта, General Motor, Jaguar и Volvo пообещали отказаться от классических автомобилей в перспективе 3-5 лет, Toyota объединила усилия с Mazda и Denso для производства электромобилей, Nissan выпустил Leaf с пробегом на зарядке до 500 км, Tesla впопыхах сделала первый относительно доступный электрокар Model 3, Chevrolet начал продажи модели Bolt с пробегом 400+ км и так далее.

Гигафабрика Tesla рассчитана на выпуск 35 ГВт*ч батарей в год, что недалеко от нынешних объемов производства литий-ионок во всем мире

Крупнейшими производителями батарей сегодня является азиатские компании (в частности, LG и Samsung), но автопроизводители стремятся перехватить инициативу: Tesla достраивает гигафабрику в Неваде, а Volkswagen создает собственное производство батарей — суммарная мощность выпускаемых в год аккумуляторов составит 34 ГВт*ч, в пересчете на батереи самой мощной Tesla Model S (100 кВт*ч) это 340 тысяч аккумуляторов. Если считать в Nissan Leaf — 1 миллион в год.

В чем плюсы электромобиля?

Единственным бесспорным плюсом электромобиля является локальная экология. Даже если электричество получается путем сжигания топлив, он не гадит там, где ездит.

ТЭЦ проще подогнать под жесткие нормы экологии и проще контролировать их соблюдение, чем в случае с миллионами «мини-ТЭЦ» под капотами автомобилей. Количество дорогостоящего и очень капризного эко-оборудования на современном автомобилем выходит за грань разумного: нейтрализаторы, датчики, впрыск мочевины и сажевые фильтры (для дизелей), изощренные системы впрыска, хитроумные заслонки, наддув и т. д.

Строительство ТЭЦ на природном газе, которые считают относительно чистыми, проще, чем перевод парка автомобилей на газовое топливо. Для России газофикацию автомобилей можно рассматривать как альтернативу из-за особенностей климата, но мы говорим про мир вообще.

Доля возобновляемых источников энергии по странам Европы. Средний показатель — 17%, максимальный в Швеции — более 50%. Источник — http://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/images/d/d9/Infographic_REN-2004-2015.png

Электромобили оставляют потенциал для будущего использования зеленой энергетики. Пока ее вклад в общую выработку ощутим лишь в отдельных странах, но если в этой области случится качественный скачок, электромобильная инфраструктура подходит лучше.

А еще электромобили банально проще. Прецизионной механики, гидравлики и точных исполнительных механизмах в электромобиле на порядок меньше, чем в автомобиле. Чтобы сделать электромобиль полноприводным, достаточно добавить еще один типовой электромотор.

В чем вызовы электромобиля?

Основная проблема — отсутствие емких, легких, недорогих и быстро заряжающихся аккумуляторов. Электромобили первой волны имели пробег на зарядке 150-200 км, в реальности — в районе 100 км (с включенными электроприборами). Сейчас нормой стал пробег 300-400 км, но увеличение емкости батарей нивелировало выигрыш от их удешевления, поэтому электромобили остаются дорогим удовольствием.

Sad but true: 40% себестоимости нового Jaguar i-Pace приходится на батарею

Например, Nissan Leaf стоит в США от $30 тысяч, тогда как аналогичная по классу Corolla обойдется в сумму от $19 тысяч. Об окупаемости электромобилей рассуждать бессмысленно: срок составляет больше, чем они выпускаются массово, а к моменту, когда и если они займут долю рынка, электричество будет отнюдь не таким дешевым, как сейчас. Норвегия, к примеру, уже планирует обложить тяжелые электромобили налогом.

Почти также важна инфраструктурная проблема, но решается она уже сейчас: растет количество капитальных зарядных станций, а Евросоюз вынашивает поправки к строительным нормативам, которые обяжут делать зарядную точку у каждого нового или ремонтируемого дома.

Задавить массой

Наиболее интересно во всей истории редкое единодушие автопроизводителей в вопросе о том, на каких машинах мы будем ездить через 20 лет.

Еще недавно электромобили были чужеродной темой для большого автопрома. В них не вкладывали деньги, не тратили инженерные ресурсы. Это позволило независимым компаниям, вроде Tesla, временно перехватить инициативу.

Теперь ветер переменился. Дошло до того, что компании отказывают от анонсированных ранее разработок, вроде 10-ступенчатой DSG, чтобы сосредоточить усилия на электромобилях.

Tesla Model 3 рискует стать самым популярным электромобилем в мире — плановый объем выпуска заявлен на уровне 500 тысяч в год. Но большие дяди еще не сказали своего слова: гиганты, вроде VW, измеряют перспективные объемы выпуска электромобилей в миллионах

Единодушие в автопроме имеет значение, потому что коллективные усилия позволяют снизить расходы и ускорить прогресс. Возникают перспективы для компаний-партнеров, ибо чем выше тиражность — тем ниже издержки.

Как и все новое, электромобили порождают целый шлейф сопутствующих проблем: дефицит лития и утилизация батарей, как самые очевидные. Но решаются и они.

Главный вопрос

Появится ли через 10 лет автомобильная батарея стоимостью $2000, емкостью 300 кВт*ч (на 1000 км), массой 150 кг и периодом зарядки 2 часа? Нынешние параметры примерно такие: $10 000, 50 кВт*ч, 300 кг, 8 часов.

Если появится, электромоторы победят ДВС почти без боя. Если нет, возникнет время смуты, когда одни будут переть напролом, другие включать заднюю. И процесс затянется.

Я устраняюсь от предсказаний на тему, когда и кем будет создан такой аккумулятор. И будет ли. Не представляю.

Но я не исключаю, что задача является разрешимой, просто требует определенных инвестиций и научно-инженерного потенциала. И если раньше электромобили получали все означенное по остаточному принципу, то теперь стали мейнстримом.

Мыслите трехмерно

Оптимизм автопроизводителей зачастую непонятен тем, кто представляет автомобиль 2030 года таким же, как 2015, только с другим дизайном. Мы считаем, что автомобиль должен быть большим, универсальным и с «человеческим» управлением.

Подозреваю, настоящая волна электромобилизации совпадет с переходом на автопилотирумые машины, внедрение которых приведет к отказу от личного автотранспорта в принципе. Хорошо визуализовала концепцию компания Continental, а ранее похожую идею демонстрировал Daimler на примере Smart EQ.

Нельзя игнорировать и другую тенденцию, особенно заметную в западных странах: потребность людей в личных автомобилях снизилась, а попутно сокращается необходимость в перемещениях — коммуникационные технологии избавляют нас от все большего количества разъездов.

Автопилот зачаточного уровне получил даже современный Qashqai. Автомобили с частично-автономным управлением станут привычными уже лет через 5-10: примерно так же внедрялись АБС и ESP.

Мыслите шире

Электромобиль, как обособленный феномен, нежизнеспособен. Его нужно рассматривать как одну из интегральных частей транспортно-энергетической структуры середины XXI века — времени, когда начнется закат нефтяной эры.

Также флешка кажется бессмысленной, пока нет компьютеров.

Итого

Я думаю, эра электромобилей наступи еще при нашей жизни (давайте верить в свое долголетие). Не везде и не без боя, но наступит. Обладание личным транспортом превратится в привилегию, а его покупка и содержание станут дороже. Электромобили будут в большей степени интегрированы в городскую среду, чем нынешние автомобили — по сути, они потеряют возможность ездить, где угодно, и будут появляться лишь там, где для этого созданы условия. До России тенденция дойдет с опозданием, так что лет 15 мы еще почадим.

40 комментариев

  1. Главное, чтобы не получилось как с дизелем. Чистый, экологичный, экономичный — а потом раз и грязный, плохой и всё запретить. А так тема интересная. И может помочь с локальной экологией в больших городах.

    • Артем Краснов

      Я думаю, это нормально для процесса развития. Современный дизель — не «грязный». Если взять прогресс за 30 лет, дизель сегодня безобиден, как фиалка. Он свою историческую миссию выполнил.
      Но мир хочется идти дальше, а вот дальше на дизеле не уедешь: у любой технологии есть предел, когда ее дальнейшее развитие становится не невозможным, а нерентабельным. ДВС, видимо, подошел к этому рубежу.
      С электромобилями прогресс тоже не будет гладким: проблема утилизации батарей и экологичности их производства, думаю, тоже станет челленджем, но, опять же, это нормально для развития.

  2. ТотЧувачок

    Пузырь или будущее. ))) отличное название для статьи о вреде алкоголя.

  3. ТотЧувачок

    а по поводу электромобиля, ты чересчур оптимистичен, во всяком случае нам в России он не грозит при нашей жизни, даже если полтяш мы еще протянем. автоваз дак и вовсе, и через сотню лет будет еще «гранты» клепать. )))

    • Артем Краснов

      Я не говорю о России в данном контексте.
      Но Россия, если приглядеться, не делает в области личного автотранспорта ничего, чтобы до нее Европа и США не делали 10-15 лет назад. Так что уместно говорить лишь о некотором опоздании, 10-15 лет как вариант.
      Исключение — ситуация, если Россия закроет границы и останется верна коптилкам собственного производства.

      • Чебурашка

        электромобили вполне могут выстрелить при 2 факторах:
        1. вы указали модель аккума который должен быть установлен
        2. надо забыть про классические электрозаправки. вместо них должны быть стоянки с оборудованной розеткой у каждого машиноместа
        с запасом выбега в 1к км авто гарантированно добежит до вечера (кроме дальнобоев), вечером встанет не возле подъезда, а на стоянке и спокойно зарядится к утру (месячная стоимость должна выглядеть как карта с абонементом, причем желательно чтобы все стоянки принимали карту в оплату)
        плюсы:
        1. чистые дворы
        2. не требуется перетягивать всю электро инфраструктуру
        3. всегда заряженный авто без проблем

        ЗЫ я одно время когда жил в предыдущей квартире ставил авто на стоянке рядом. у меня машиноместо было с розеткой. авто было с электроподогревом движка и зарядка аккума. у меня и зарядник всю зиму езди на одеяле на движке. очень было удобно. с утра теплый авто и заряженный аккум.

        • Артем Краснов

          Нет, должны быть именно специализированные электрозаправки, просто сделаны они могут быть около каждого паркоместа. В отличие от АЗС, проблем здесь почти нет, тем более, есть бесконтактные решения. А так бытовые розетки обеспечивают ток 16 А и напряжение 220 В, для электромобиля это слишком мало.
          Розетка около стояночного места — это прям счастье. Жаль, в России не появилась такая мода.

          • Чебурашка

            специализированные — это уже форс-мажор
            2ч зарядки (исходя из вашего поста) уже никак не влазят в расписание рабочего дня. оно конечно приятнее чем 8ч, но все равно хрень
            а про розетку в своем варианте я имел ввиду розетки для электромобилей, а не бытовые. и стоянки, как бы, должны были построены именно под электромобили. а обычные бензиновые авто на них — это так, бонус типа будет для стоянщиков.
            ведь гораздо проще протянуть всю разводку под целевой обьект (стоянка) и собирать все электромобили там на ночь?

            кстати про ту, «мою», стоянку — я брал абонемент. а розетку уже оплачивал отдельно в зависимости от погоды. бывало мог ее уступить если греться не собирался.

          • Артем Краснов

            Так понятно, что ночные стоянки тоже надо оборудовать зарядными устройствами, причем не обязательно настолько мощными, чтобы за 3-4 ночных часах успевало зарядиться на 1000 км пробега. Это если о перспективе)

    • Артем Краснов

      И экологические нормы у нас, к слову, очень даже ядреные, хотя почему-то все считают, что у нас чуть ли не Евро-0 разрешено

      • Андрей

        Скажу актуальную во многом для нас фразу: «Строгость наших законов компенсируется необязательностью их исполнения». Поэтому, несмотря на строгость норм — ездят и на всяком хламе, исторгая смрад. Я ни одного не слышал случая, чтобы кого-то оштрафовали или, не дай бог, лишили возможности эксплуатировать транспортное средство, не выполняющее требования по выхлопам. Если бы наши «ядреные нормы» исполнялись — таких случаев была бы масса.

  4. Артем Краснов

    В продолжении темы
    https://motor.ru/news/evsharing-16-10-2017.htm

  5. Алексей

    Артем, добрый день!

    Спасибо, интересная тема. Предлагаю развить ее некоторыми расчетами:

    1. Посмотрим, насколько продвинулись технологии создания АКБ. В качестве отправной точки предлагаю взять обычные свинцовые аккумуляторы.

    Я, для начала, возьму характеристики современных свинцовых АКБ, но без исысков вроде «геля» и пр.

    Итак, берем современную свинцовую стартерную АКБ «6СТ-190 Курск». Масса: 47,6 кг, емкость 190 Ач, напряжение 12В В 1 кг аккумулятора умещается 190*12/1000/47,6=0,05 КВт ч энергии.

    Аналогичный результат имеем для «легковой» АКБ Multu L2.55.045A (55Ач при массе 14,3 кг) : 55*12/1000/14,3=0,05 КВт ч/кг.

    Посмотрим, что было раньше: аккумулятор 6-СТ-55ЭМ ставился на Москвичи и Жигули, имел емкость 55Ач при массе 21,1 кг. Т.е, в 70-80е гг удельная емкость была 0,03 КВт ч/кг.

    У «Победы» с аккумулятором 6СТ-54ЭМ удельная емкость такая же с точностью до тысячных.

    ГАЗ-67: 3 СТ-84 6 вольт, 21 кг, 84Ач. Или 0,02 КВт ч/кг.

    Перенсемся в технологичную современность. Аккумулятор от Tesla Model S. 85 КВт ч при массе 540 кг, или 0,16 КВт ч/кг.

    Т.о, сравнивая СТАРТЕРНУЮ АКБ от ГАЗ-67 и ТЯГОВУЮ от Тесла, имеем рост характеристик в 8 раз. По-хорошему, надо было бы сравнивать старые тяговые АКБ (думаю, у них удельная емкость была выше, чем у стартерных) с современными тяговыми от Тесла. Но для этого у меня просто нет данных: найти характеристики АКБ для дизельных подлодок времен войны не представляется возможным, а других тяговых батарей в то время не было. А так — рост в 8 раз со времен войны. Пока просто запомним это число, выводы сделаем дальше.

    2. Сравним современные АКБ с углеводородным топливом. Опять же по энергоемкости. Число для АКБ у нас уже есть — 0,16 КВт ч/кг.

    Теплотворная сопособность бензина — 44000 кДж/кг. У ДТ чуть меньше — 42600 кДж/кг, далее привожу расчеты для бензина. Пересчитываем кДж в кВт Ч делением на количество секунд в часе: 44000/3600 = 12,22 КВт ч/кг. На 2(!) десятичных порядка лучше, чем у АКБ Тесла!!!

    Иными словами, углеводороды можно сжигать с эффективностью в жалкие по нынешним временам десять процентов, и это все равно будет много эффективнее аккумулятора в терминах отношения энергии к массе.

    Вот теперь вспоминаем, что аккумуляторы со времен ВОВ проделали путь, давший улучшение характеристик, в лучшем случае, в 8 раз. А тут для сопоставимых харавтеристик нужно улучшаться еще в сто раз!!! Вы, возможно, возразите: но ведь раньше человечество и не пыталось толком делать тяговые АКБ, так что теперь-то дело пойдет по-настоящему. Ну, а я не просто так выше упомянул про подводные лодки. Чтобы избавиться от недостатков АКБ , военные решились ставить в субмарины атомные реакторы со всеми их минусами и немыслимыми рисками. И это военные, люди, не считающие денег, и находящиеся на самом острие научно-технической мысли!

    Кстати, обратите внимание, сколько весит Tesla. Для Model S снаряженная масса составляет до 2,2 т. Больше, чем у TLC Prado или Pajero. Я не сомневаюсь, что это само по себе — проблема, которая «вылезет» наружу при массовом выпуске.

    3. Инфраструктура. Возле моего дома паркуется около 100 автомобилей. На что-то около 300 квартир. Представим, что все автомобили волшебным образом преобразились в Tesla Model S. Представим также, что каждая из них проезжает в среднем 30 км в сутки. Все вместе проедут 3000 км. Википедия заявляет для Model S пробег в 500 км на одной заправке. Будем считать, что в холода этот показатель хотя бы на 20% меньше — 400 км. Емкость батареи, напомню, 85 КВт ч. Тогда за холодную зимнюю ночь нам понадобиться закачать в автомобили 3000/400*85 КВт ч = 637 КВт ч энергии. Тогда на одну квартиру в зимний месяц понадобится 637/300*30=63,7 КВт ч в дополнение к уже имеющемуся электропотреблению.

    Я живу в трехкомнатной квартире и, увы, экономить не люблю. Посчитал свой средний расход в зимние месяцы -313 Квт ч /месяц. Если допустить, что «нормальные» люди тратят хотя бы на треть меньше, чем я, получится, что «Теслы» у подъезда «напрягут» инфраструктуру дома на дополнительные 30% мощности. Я почти уверен, что их там нет…

    Я пока даже не завожу речь про ресурс АКБ, про безопасность, про цены.

    Думаю, спустя некоторое время ажитация вокруг электромобилей спадет (хотя бы когда власти заметят проблемы с инфраструктурой) , какую-то нишу они к себе к этому времени отвоюют, частью бизнеса станут. Но ДВС хоронить рано!

    P.S. В 50е-60е гг люди по наставлению властей и ученых мечтали о межзвездных перелетах, ультраскоростных видах транспорта и термоядерном реакторе на каждой кухне. Будущее для тех людей давно настало, но космонавты даже на Марс не слетали, Конкорды утилизированы, горячий «термояд» так и не дал положительного выхода энергии… А углеводороды все это время таскали на себе людей и грузы.

    • Артем Краснов

      Алексей, спасибо за расчеты! Они интересны, но иллюстрируют факты, которых никто не отрицает. Массовая плотность энергии на борту современных электромобилей значительно ниже, чем у их бензиновых аналогов. Но учтите при этом, что эффективность использования этой энергии отличается в разы: вы там упомянули КПД 10% в качестве некой иронии, а на деле у автомобиля средний КПД недалек от этой величины. Тут не надо путать индикаторный КПД цикла, который у современного дизеля заявляется на уровне 45%, и реальный КПД всей машины с учетом потерь в трансмиссии и далекого от идеального режима движения. На холостом ходу, к примеру, КПД любого автомобиля с работающим ДВС — ноль. То же в режиме прогрева. При тошнении по городу на 5 км/час — 5% (грубо).
      Что до военных, они, думаю, в те годы с удовольствием использовали бы многое из того, что не было изобретено, но есть сейчас — например, компьютеры размером с коробок спичек (а не кухонные шкафы). Потом, у субмарины, которая должна сохранять автономность в течение полугода, запас энергии — величина более критичная, чем для гражданского электромобиля. Требования иные, да и прогресс не стоит на месте, что видно по новым электромобилям.

    • Артем Краснов

      Про Теслу вы, на мой взгляд, вырвали из контекста — BMW 7-серии версит 2,2 тонны https://www.drive.ru/brands/bmw/models/2015/7_series_sedan/m760li_xdrive. Мы говорим об автомобилях размерного класса F, для них это норма. Про прочих равных тесла все же тяжелее, но не настолько, чтобы ставить ей это однозначно в вину.

    • Артем Краснов

      По поводу мощности для зарядки: даже нынешние батареи невозможно зарядить от бытовой розетки в разумный срок — у Теслы это занимает более суток. Ни о какой бытовой зарядке электромобилей будущего речи не идет: разве что в экстренных случаях или в частных домах. В остальном есть стандарты зарядных станций с мощностью до 55 кВт, что обеспечивает зарядку даже «Теслы» менее чем за два часа. И я думаю, это не предел

    • Артем Краснов

      Ну и насчет мечтаний фантастов и ученых. В прошлом веке мечтали о всепланетном информатории и связи на расстоянии, а еще о полетах к Альфа Центавре и электромобилях. Кое-что из мечтаний сбылось, но полеты на расстояния световых лет, очевидно, задача совершенно иного масштаба, чем создание электромобиля. А так Леонардо да Винчи рисовал прототипы вертолетов, и в 19 веке тоже ворчали: вот, рисовал, а где вертолеты, один попугаи и революционеры. Но накопилась критическая масса технологий, появился спрос со стороны военных и коммерсантов, и авиация получила решительный толчок.

      • Алексей

        Артем!

        По порядку:

        1. Про КПД. Двигательная установка (любая) авто, остановившегося в пробке или на светофоре, продолжает выполнять полезную работу: обогрев (охлаждение) салона, обеспечение потребителей электроэнергией и др. Потери в трансмиссии преувеличивать не будем: вспоминается, что у ЗИЛ 130 эффективность трансмииссии оценивается, в среднем, в 93%. Основной аспект, который тут есть — неоптимальный режим работы двигателя. Но с этим борятся усложнением трансмиссии, плюс есть варианты типа Toyota Prius, который лично я считаю гораздо более жизнеспособными по сравнению с чисто электрической машиной. Так или иначе, расход топлива в городе и на трассе отличаются, как максимум, вдвое. Во столько же раз и отличается общий КПД. Пусть индикаторный КПД 45% (хотя я думал, что это уже механический). Пусть механический составит 0,9 от индикаторного (достижение 20 века, сейчас, конечно, лучше, но данных у меня нет). Ну, потери в трансмиссии еще 10%. Получается 0,45*0,9*0,9=37% для трассы. Для города вдвое меньше — 18%. Но никак не 5, о которых иронизировали Вы, и даже не 10, о которых иронизировал я:-) И в терминах энергия-масса это все еще на десятичный порядок лучше, чем у Тесла.

        2. Теперь про массу. Если формально сравнивать Model S с удлинненной 7-ой BMW, Вы правы. Я даже не буду задавать вопросов о корректности этого сравнения:-) Просто еще 2 числа: полная масса нашей BMW — 2840 кг, полная масса Tesla S независимо от модификации — 2590 кг. BMW может увезти на 250 кг больше P100D. Сажаем туда 5 человек по 80 кг (или 4 по 100) — и Tesla перегружена. Думаю, «трюк» понятен: Тесла в максимальных комплектациях уже сильно нагружена своими собственными батареями. Так что проблема с массой есть, даже если сравнивать с лимузинами типа длинной BMW, а не с 4х местными спорт-купе:-) На цивилизованном спорткаре (каковым позиционируют Тесла) это, на первый взгляд, не важно (но только на первый: статей про дрэг-рейсинг Тесла vs Спорткары — уйма, статей про гонки на трассе с поворотами — лично мне не попадалось). Ну на массовом автомобиле, который один в семье и везет людей, собаку и поклажу на дачу, вопрос про полезную нагрузку станет очень важным…
        3. Про инфраструктуру зарядных станций. 2 часа этой займет или ночь — не суть: процесс длинный, требование заряжатся возле дома налицо. А инфраструктуры для этого — нет. Ни для медленной зарядки, ни, тем более, для быстрой. Иллюстрация с домом была мне нужна для того, чтобы стало ясно: просто расставить розетки не получится, нужно переделывать всю инфраструктуру энергоснабжения жилых кварталов.

        Ну а Ваша мысль о том, что коммерческий вертолет создали спустя 5 веков после изобретения основной идеи — кажется, только укрепляет мою точку зрения о вероятности массового распространения электромобилей:-)))

        • Артем Краснов

          Алексей, Вы исходите из странных (на мой взгляд) предпосылок, например, цитирую
          >> Так или иначе, расход топлива в городе и на трассе отличаются, как максимум, вдвое. Во столько же раз и отличается общий КПД

          Как это? А необходимая мощность для движения увеличивается пропорционально кубу скорости, и на трассе скорость ощутимо выше, а с ней и потребность мощности, а вот расход меньше. На трассе уместно говорить о КПД, более-менее близком к расчетному, а вот в городских циклах, где электромобиль предлагается в качестве замены автомобилю, КПД общий резко падает, отсюда и рост расхода топлива при меньшей мощности. Так что нифига не вдвое. Проще, конечно, это на листочке бумаге на формулах показать, но, надеюсь, мысль понятна. А суть в том, что КПД автомобиля в городском цикле стремится к нулю. У электромобиля в разы проще трансмиссия, эффективнее двигатель, нет столь резкой зависимости эффективности от скорости, нулевое потребление при остановке (за минусом потребителей, которые одинаковы для ДВС и электро, например, печка, магнитола, кондиционер). Отсюда и меньшая потребность в энергии, которую нужно запасать в аккумуляторах.

        • Артем Краснов

          Про потери в трансмиссии: они не так малы и не нужно их путать с потерями в самих зубчатых передачах. Есть еще затраты на работу трансмиссии, если мы говорим об автоматах, а это разумно делать, потому что электромобиль — суть, машина с «автоматом» (неявным). У автоматических трансмиссией есть гидротрансформатор или гидропривод (роботы, вариаторы), так что КПД там может быть и не 90%. И у автоматов бывают радиаторы охлажления — как думаете, что за энергию они рассеивают? У электромотора зачастую одноступенчатый редуктор без расточительных гипоидных передач и прочего, так что и тут есть определенная экономия. Может быть, на круг она небольшая, но есть

        • Артем Краснов

          Про грузоподъемность я с вами согласен, хотя изначально вы вроде про массу говорили. Но Тесла — не грузовик, и не претендует. Это полу-люксовый авто с хорошей динамикой. Можно представить и пикап на электротяге. Ну да, будем мощная подвеска у него, но было бы желание — а решение найдется.

        • Артем Краснов

          Про зарядки
          >>>А инфраструктуры для этого — нет.
          Пока нет. Я вроде не говорил, что электромобиль уже сейчас в Якутске можно использовать. Поглядите для примера карту электрозарядок в Британии. И это уже сейчас https://www.zap-map.com/live/
          В статье я указал, что в новых строительных правилах ЕС скорее всего будет пункт, который обязывает делать электрозарядку около всех новых и рекоструируемых зданий. Да, процесс не мгновенный, но опять же — было бы желание. А есть оно или нет — судите из поста выше.

      • Алексей

        Да, про субмарины мне совсем обидно:-) Автономность плавания на дизель-электрических ПЛ достигается за счет дизеля. На батареях они только «охотятся» и «прячутся», причем очень ограниченно по запасу хода. А потом всплывают и заряжают АКБ от дизеля:-)

        • Артем Краснов

          Мне показалось, вы задавались вопросом, почему появились атомоходы вместо подлодок-электромобилей, я высказался на эту тему. Может, неправильно понял, что вы имели в виду.

          • Алексей

            Артем, здравствуйте!

            Спасибо за эту дискуссию, очень интересно пообщаться с действительно знающим человеком. Хочу продожить:-)

            КПД. Согласен с Вами и… не согласен. Подставлять коэффициент 1/2 в расчет доли мощности мотора, передаваемой на колеса, было с моей стороны, действительно, некорректно, ибо работу автомобиль на трассе и в городе проделывает разную: в первом случае энергия тратится преимущественно на преодоление силы сопротивления воздуха, в другом — на постоянные ускорения своей массы. И, строго говоря, не зная, какая из работ больше (а лично я не знаю, какой цикл — городской или загородный — более энергоемок в смысле работы), мы не можем делать никаких утверждений о соотношении КПД:-)

            Очевидно, у электромобиля та же физика процессов, он тоже борется с набегающим воздухом и тоже тратит энергию аккумуляторов на разгон своей массы. Вообще, если задуматься, рассуждать о КПД в механическом смысле — очень сложно: режимы работы силовой установки постоянно меняются, а значит, прыгает и КПД (и у электромотора тоже). Как это все усреднить без серьезного моделирования — ума не приложу. Да, и, кажется, потребителю это все не так важно: с его, потребительской, точки зрения полезная работа — это не борьба с воздухом, и не разгон массы автомобиля при ускорении в пробке, а перемещение грузов и пассажиров. Думается, в обоих типах транспорта лишь небольшая часть энергии тратится на эту действительно полезную работу.

            Поэтому я предлагаю на вопрос с другой стороны посмотреть. С точки зрения общей энергоэффективности.
            Берем наши Tesla и BMW. Tesla на 100 км тратит 1/5 емкости своей батареи или 17 КВт ч. BMW «съест», пусть, 20 литров топлива. При плотности бензина 0,7 г/см3 получаем, что это 20*0,7=14 кг. В 14 кг бензина запасено 44000*14= 616 000 кДж тепловой энергии. Переводим кДж в КВт ч: 616 000/3600= 171 КВт ч. Получается, что электромотор Tesla в 10 раз энергетически эффективнее силовой установки в BMW (со всеми потерями: «на ветер», «на разгоны», «на шестеренки КПП» и даже «на рассеивание тепла в трансмиссии»).

            А теперь вспоминаем, что ранее расчитаная энергоемкость АКБ Tesla составляет 0,16 КВт ч/кг, бензина — 12,22 КВт ч/кг. В 10 раз выигрываем у BMW за счет двигателя, но в 80 раз проигрываем за счет аккумулятора. Выезжаем за город (массовый электромобиль не может быть сугубо городским!) — расход бензина падает, и BMW «рвет» своего оппонента более, чем в 10 раз.
            Электромотор — прекрасная штука, аккумулятор к нему — отвратительная, и он все портит:-)

            Насчет трансмиссии далее предлагаю не спорить: мой подход выше учитывает потери в ней, каковы бы они ни были.

            Насчет инфраструктуры: по Вашей ссылке в закладке «Stat» видно, что в Великобритании сейчас насчитывается чуть меньше 14000 коннекторов. Много это или мало?

            Википедия говорит, что на 1 тыс подданных Ее Величества приходится 463 индивидуальных автомобиля:
            https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD_%D0%BF%D0%BE_%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D1%83_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B5%D0%B9_%D0%BD%D0%B0_1000_%D1%87%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BA

            Население Сеодиненного Королевства — около 65 млн человек. Т.е, индивдиуальных авто около 30 млн. Если принять сценарий «заряжаемся ночью у дома», становится очевидно, что 14000 коннекторов — это просто капля в море. Чтобы электрифицировать все эти авто, коннекторов потребуется на несколько порядков больше.

            Теперь о РФ. В Москве который год сносят хрущевки — дома, наспех построенные в 60-е гг. Т.е, их срок службы составил 50-60 лет. Если прямо сейчас принять предлагаемый Вами эволюционный путь развития — инфраструктура будет готова, когда выйдут из строя дома, сданные сегодня. Т.е, через те же 50-60 лет.

            Ну и субмарины. Автономность плавания океанических подводных лодок Третьего Рейха позволяла им доплыть до берегов США, хорошенько покутить там, и вернуться. Все, кроме «покутить», достигалось за счет дизелей. Но запущенный дизель завставляет подлодку всплывать, демаскируя себя. Была бы возможность поставить туда аккумуляторы с сопоставимыми возможностями — и атомоходы с их проблемами оказались бы просто не нужны. Но возможности нет — ни тогда, ни сейчас. И атомоходы продолжают производить.

          • Артем Краснов

            Алексей, ну давайте уже делать правильные выводы из неплохой, в общем, фактуры.
            Вы сами путем умозаключений пришли, что эффективность использования энергии электромобилем на порядок выше, чем у автомобиля с ДВС. И да, аккумуляторы пока являются слабым звеном — я этого нигде не отрицал. Но емкость (в т.ч. удельная) аккумуляторов растет, а вот эффективность ДВС уже практически не улучшается без применения технологий, которые выходят за грань разумного (скажем, бензиновый мотор 1.5 TSI с отключением цилиндров и регулируемым сопловым аппаратом турбины, прямым впрыском, послойным смесеобразованием, ядреной степенью сжатия и прочими прелестями, которые известно чем оборачиваются на практике). И все равно даже у этого TSI не будет средней эффективности хотя бы 50%.

          • Артем Краснов

            Я лишь пытался донести до вас мысль, что электромобилю в принципе нужно меньше энергии, поэтому лобовое сравнение по удельному запасу энергии не вполне корректно. Ну и не забудем добавить в уравнение прогресс в области, который вряд ли остановится.
            Что касается Великобритании — 14 000 зарядок существует сейчас. Никто не говорит, что ситуация останется неизменной в течение последующих 100 лет. Активная фаза развития электромобилей длится менее 2 лет, и большая часть ее плодов еще не поспела.
            PS кстати, под charge points они имеют в виду не домашние розетки, а специализированные высокоскоростные зарядки. А так в Британии особых проблем нет: там очень развито малоэтажное строительство, большая часть Лондона — это «частный сектор», поэтому уже сейчас можно ставить на ночь на зарядку. По мере увеличения числа электромобилей возникнет избыточная нагрузка на сеть, это понятно, но снова повторю — никто не говорит, что ситуация нужно заморозить. Переход на электромобили будет длиться в течение 20-30 лет, инфраструктура будет подстраиваться пропорционально спросу

  6. Чебурашка

    пара ремарок про теслу
    1. тут гигафабрику она «все достраивает» года 2 наверное уже (если не 3), никак не достроит
    2. единственное прибыльное подразделение в тесле — отдел про продаже квот на продажу электромобилей иным корпорациям. если иные корпорации начнут выполнять требования по выпуску эл.мобиля сами, то выкупать квоты перестанут
    3. у теслы насколь помню (поправте) есть определенные вычеты со стороны государства при условии выпуска до 200тыс. автомобилей в год. с моделью 3 они вылетают за лимиты и убыточность нынешняя станет еще больше

    • Артем Краснов

      1. Так и Рим не сразу строился. Три года строят, как я понимаю, одна из очередей уже запущена, если надо, погуглю интенсивнее.
      2. Тесла — отдельная история, я специально не вытаскивал ее на передний план. Да и потом, с точки зрения развития технологии не так важно, сколько бабла тесла поимела от американских властей и инвесторов.
      3. Интрига есть. Это хорошо

    • Артем Краснов

      Википедия пишет, что выпускают они уже батареи https://en.wikipedia.org/wiki/Gigafactory_1

  7. Алексей

    Артем!
    Да, ДВС прогрессирует с большим трудом. Но и аккумуляторы — тоже. Я в своем первом посте указывал: имеем рост удельной емкости в 8 раз со времен ВОВ. Если она (емкость) в ближайшие годы вырастет еще вдвое, вчетверо (по инженерным меркам — колоссальный прорыв!) — за ДВС, согласно моим расчетам, все равно будет оставаться преимущество.

    • Артем Краснов

      Преимущество в чем? В способности безостановочно проехать 1700 км? Может быть. Возможно, для марафонцев останутся автомобили, потому что на трассе плюсы электромобилей в самом деле пока размыты.
      Что до городского использования, автопилотируемых машин, де-персонализированного транспорта, потребность в столь длительных пробегах на зарядке перестает быть решающим фактором. Представьте на секунду электромобиль, который самостоятельно уезжает на зарядку, пока вы сидите в офисе. Вы вообще не будете знать, где эти зарядки находятся.
      И да, мы говорим примерно про 30-е и 40-е года. Но коль скоро ничто не возникает на пустом месте, предтечи этих технологий (в т.ч. автопилота пятого уровня) мы увидим лет через 10.

      • Алексей

        Ммм… Понимаете, наш диалог выглядит так: я указываю на проблему с электромобилем — Вы отвечаете, что в этом нет большого зла, люди это порешают. Нет инфраструктуры — сделаем, невыгодное соотношение массы и энергии (фундаментальная вещь!) — ну и что, придумаем хорошие аккумуляторы и заживем. Зачем? Зачем люди будут это делать? Сейчас это делается в виде экспериментов, какого-то нишевого бизнеса, для имиджа… Но воротить все это в огромном масштабе, вкладывать колоссальные деньги? Опять помяну Конкорды. Прекрасный самолет, шедевр инженерной мысли, реально улучшал мир. И даже был имиджевой штуковиной. Перестали летать из-за денег. Да и лошадей как вид транспорта не спасла их экологичность…

        • Артем Краснов

          Чет и статьи, и все аргументы куда-то мимо ушли. Ну раз для имиджа — значит, для имиджа.
          >>>Но воротить все это в огромном масштабе, вкладывать колоссальные деньги?
          Ну то есть вы отрицаете планы VW вложить около 80 млрд евро в электромобили? Видимо, вы лучше меня осведомлены 🙂 Я же только на информацию СМИ ориентируюсь, а там одна реклама и пропаганда ))

          • Алексей

            🙂 Артем, я, конечно, прочел в Вашей статье про то, что VAG создает большое производство АКБ. А про 80 млрд Евро я вообще осведомлен не был:-) Но после Вашего сообщения нашел новость, что да, действительно, уполномоченное лицо от VAG заявило о намерении вложить такую сумму до 2030 года. Надо ли говорить, что сказать — не значит планировать, и тем более не значит сделать?
            И вообще много ли это — 80 млрд Евро за 13 лет — для компании с оборотом 200 млрд в год? Я же не отрицаю электромобили вообще: как нишевой бизнес — вполне себе вариант. Идеально для людей из Калифорнии, которые носят продукты в бумажных пакетах с отрывающимися ручками (проверено лично!):-)
            Я реально пытаюсь разобраться, откуда весь этот хайп про электромобили, и начал свои размышления задолго до публикации Вашего материала. Благодаря нашей дискуссии я осмыслил вопрос глубже, чем прежде, но основной «фишки» этого транспорта так пока и не могу уловить… И да, у меня есть ощущение, что «наносного» в этой теме очень много.

          • Артем Краснов

            Обещать — не значит жениться, верно. Но это же не единственный пример. BMW, как и VW, целую платформу для электромобилей создала, как и Jaguar. Тойота и Мазда объединились, китайцы очень активны и так далее. Ну если вы хотите разобраться, погуглите денек, сможете представить масштаб. Понятно, что все это может быть враками. Все синхронно лгут. Но лучшего источника информации, чем официальные заявления крупных компаний, пока нет. Остается лишь ждать и смотреть, что будет. Может быть, они снимут кассу и обанкротятся синхронно в 2025 году, не знаю.
            Я сам наблюдаю с интересом. Я не инсайдер. Я просто констатирую то, что всплывает в публичном поле. Не скорою, резкий разворот автопрома в 2016 году меня до какой-то степени удивил, я не думал, что все с таким азартом набросятся на эту тему. Ошибаются ли боссы всех автопроизводителей? Увидим.

  8. Алексей

    Принято. Спасибо Вам за дискуссию!

    • Артем Краснов

      И Вам! Думаю, к теме мы еще неоднократно вернемся в ближайшие 50 лет 😀

  9. Артем Краснов

    Китайская компания Chongqing Changan Automobile решила отказаться от производства автомобилей, оснащенных двигателями внутреннего сгорания. Производство таких машин прекратится в 2025 году. Об этом сообщает агентство Reuters.
    https://motor.ru/news/changan-19-10-2017.htm

Добавить комментарий