Один из (есть и другие) недостатков электромобилей в том, что они заряжаются намного дольше, чем заправляется топливом авто с ДВС. Поэтому, параллельно с увеличением пробега от одной зарядки, автопроизводители всего мира работают над тем, чтобы повысить скорость этого процесса. Auto-Consulting собрал самые прогрессивные разработки.
Те, у кого нет частного дома с персональной зарядной станцией, или собственной розетки на офисной стоянке, знают, сколько времени тратится, пока подзарядишь автомобиль на АЗС. Чашкой кофе тут не обойдешься. Минимум обед. Или работа в Интернете по местной WiFi-сети. А если на зарядную станцию выстроилась очередь! Тогда можно и заночевать.
Но ученые всего мира, как говорится, не дремлют. Они ищут, а главное – находят новые скорострельные способы зарядки электромобилей. Некоторые из них уже в серийном производстве и доступны владельцам электромобилей. Некоторые – пока еще в разработках и в концептах, которые только должны воплотиться в реальную жизнь.
Согласно статистике отдела Bloomberg New Energy Finance, к 2040 г. доля электрокаров в мировых продажах должна составить 54%. А еще год назад они же прогнозировали цифру 35%. Рост популярности электромобилей в мире обусловит то, что они станут дешевле примерно к 2025-2029 гг. Прежде всего, из-за снижения стоимости аккумуляторных батарей. В 2010-2015 гг. удельная (из расчета на кВт/ч) цена батарей упала на 65%. К 2029 г. себестоимость должна снизиться еще на 70%. К 2030 г. цена упадет с текущих $273 за кВт/ч до $73. Но такой рост числа электромобилей неизменно приведет к повышенному спросу на сам процесс подзарядки.
Но если не решить проблемы со скоростью зарядки, то в прогнозах возможны корректировки.
Приверженцы традиционных зарядных станций совершенствуют, как сами станции, так и аккумуляторы. Auto-Consulting уже рассказывал об электрическом SMART, который, к слову, уже нынешней осенью может появиться в Украине. Благодаря специальной зарядке, его аккумуляторы наполняются до 60% за 30 минут.
Компания Porsche Engineering, готовясь к запуску электрического суперкара Mission E в 2019 г., разработала зарядное устройство DC CCS Combo. Оно выдает 400 А и 1000 В и оснащено зарядным кабелем Huber-Suhner с жидкостным охлаждением. Он позволяет заправлять аккумуляторную батарею Mission E до 80% всего за 15 минут.
К 2020 г. Toyota, а к 2025 г и Hyundai обещают выпустить на рынок электромобили с твердотельными аккумуляторами. Это даст возможность не только увеличить дальность поездок от одной зарядки, но и сократит время этой зарядки буквально до нескольких минут.
Если пока нельзя технически кардинально ускорить зарядку, ее можно делать на ходу. Почти, как в троллейбусе. Только без проводов на столбах. И тут пригодилась идея индукционной зарядки смартфонов. Ведь если можно бесконтактно заряжать мобильные телефоны, почему так же нельзя заряжать автомобили? Теоретически можно.
Например, у BMW уже есть такое беспроводное зарядное устройство, напоминающее гранитную плиту. Корреспондент Auto-Consulting видел, как оно работает. Достаточно разместить эту плоскую “розетку” у себя на парковке. Когда оставляешь машину на ночь, надо просто совместить “розетку” со “штепселем” в автомобиле. Процесс, чтобы не промахнуться виден на мониторе в салоне. Простояв ночь над зарядкой, электромобиль зарядится.
В Volvo подходят к вопросу зарядки более прозаично и практично, чем в Porsche. Здесь, как и в BMW используют индуктивную зарядку, как в электрических зубных щетках. Но при этом честно сознаются, что по эффективности индуктивная зарядка хуже обычного высоковольтного кабеля. Но пробовать новые методы-то надо.
В Qualcomm предлагают более демократичное решение – Dynamic Electric Vehicle Charging. Установить такие подпольные зарядки на перекрестках перед светофорами. Пока стоишь на красном, – заряжаешь аккумулятор. А кое-где – и по всей трассе в дорожное полотно предлагается интегрировать специальные передатчики энергии, а в днище транспортных средств – приемники.
Китайцы пошли еще дальше. Базирующаяся в Китае компания Wireless Inc. (Asia) Limited сообщила об успехах в области разработки системы подзарядки электромобилей непосредственно во время движения. Сейчас они отрабатывают возможность подзарядки электромобилей прямо на ходу. Проблема в том, что в отличие смартфона, расстояние между днищем авто и зарядным устройством постоянно меняется, в зависимости от скорости и рельефа дороги. И зарядка происходит “рывками”. Кроме того, пока удалось добиться удовлетворительной связи с зарядным устройством только на небольшой скорости.
Представительство Volvo в США использовало энергию автомобилей, проезжающих по трассе в Калифорнии, для зарядки батарей кроссовера XC90 с гибридной силовой установкой. На дорогу установили дополнительное полотно с эластичными трубами наполненными водой. Когда машины проезжали по нему, система работала по принципу перистальтического насоса – трубы сжимались, а гидравлическая энергия пробегающей по трубам жидкости преобразовывалась в электрическую. Об эффективности этого метода, правда, не сообщалось. Но экспериментальная установка была сооружена.
После продажи Volvo китайской Geely в 2010 г., шведы планируют в ближайшие четыре года выпустить пять новых моделей электрокаров (две из них выйдут под маркой Polestar) и продать 1 млн. электромобилей к 2025 г. И к этой же дате вообще отказаться от авто с ДВС.
На фоне всех этих передовых разработок, инженеры не забывают о том, что солнце (к счастью) до сих пор остается на небе. А значит – можно использовать усовершенствованный “дедовский” метод зарядки от солнечных батарей.
Голландская компания Lightyear создавшая прототип электрокара One утверждает, что массив солнечных панелей, дополняющих аккумуляторный блок, позволит в солнечных странах месяцами не подключать машину к электрической сети. А общий запас хода (с учетом полностью заряженных аккумуляторов) в зависимости от модификации составит от 400 до 800 км.
На практике, из того, что уже существует в реальной жизни, оптимизм голландцев кажется искусственным. В Toyota сделали версию Prius под названием Prime. Поверхность ее кузова укрыта солнечными батарейками. Мощность новой батареи оценивается в 180 Вт, и это втрое больше, чем у аналогичных модулей “Приуса” образца 2009 г. (56 Вт). В солнечную погоду за 6 часов можно накопить около 1 кВт энергии. И что? Фотоэлементы позволят повысить эффективность “Приуса” примерно на 10%. Как сообщают японские инженеры, это увеличивает пробег Prime от одной зарядки на целых… 6 км.
Не впечатляет. Увы, но Toyota приходит к выводу, что проводные зарядки сегодня все-таки единственный надежный способ зарядить автомобиль.
К сожалению, надо честно признать, что в Украине пока до такого разнообразия видов зарядок не дошли. Больше того: даже среди тех пары сотен станций, которые у нас существуют, только несколько десятков процентов соответствуют европейским стандартам. Все остальное – извините – самодеятельность. (Auto-Consulting/Машиностроение Украины и мира)