Coches a batería

Cal será o futuro da automoción? Sen dúbida electrizante, grazas á expansión dos vehículos con motores eléctricos. Se a isto engadimos sistemas de condución autónoma cada vez máis avanzados, despois de moitas décadas de cambios conservadores, a industria do automóbil está á espera dunha revolución tecnolóxica.

Cando estou atrapado no tráfico mentres conduxo, ás veces corte temporalmente a subministración de aire do exterior. O fedor condensado dos gases de escape dos tubos de escape dos coches circundantes faise insoportable. E aínda que pertenzo ao grupo de condutores aos que lles gusta escoitar o son agresivo do motor de combustión interna despois de premer máis forte o pedal do acelerador, nesta situación concreta empezo a imaxinar o bonito que sería se se substituíse o ruído aburrido dos motores. cun silencio feliz, e no canto de asfixiar os gases de escape cun golpe no interior do coche aire fresco. Non obstante, para iso, todos os coches atrapados no tráfico, incluído o meu, necesitarán motores eléctricos verdes baixo os capós.

Non máis curiosidades

Tales visións poden facerse realidade antes do que esperamos. A principios de 2013, unhas 200 persoas circulaban polas estradas de todo o mundo. Vehículos EV e PHEV (vehículo híbrido con capacidade de carga por toma eléctrica). Actualmente hai máis dun millón deles. Só en Europa, no 2015, as súas vendas creceron un 48,6% con respecto ao ano anterior. Verdade, estas cifras no contexto das vendas globais de coches aínda non son moi impresionantes, pero A tendencia á alza é clara, e só é cuestión de tempo que se inviertan as proporcións: os vehículos eléctricos dominarán as estradas no futuro.

Moitos factores contribúen á súa crecente popularidade. En primeiro lugar, estamos asistindo a un gran avance tecnolóxico que mellora a eficiencia da batería e reduce o seu prezo. Igualmente importantes son o esgotamento dos recursos de combustibles fósiles, o aumento dos custos da súa extracción e as normativas restritivas dirixidas a reducir as emisións de CO.₂. Os estándares son cada vez máis duros, e incluso os maiores fabricantes de automóbiles están a ter problemas para cumprilos, xa que o recente escándalo de Volkswagen que chegou a manipular as emisións de óxido de nitróxeno quedou ben ilustrado. Isto chamado máis, este podería ser o principio do fin para os motores diésel. Que os substituirá? Por suposto, discos ecolóxicos. Isto foi recoñecido indirectamente pola propia Volkswagen, que abandonou o desenvolvemento de varios deseños de coches con motores de combustión interna, e durante a feira electrónica de xaneiro de Las Vegas presumía de Budd-e, unha furgoneta con tracción totalmente eléctrica. O salón do automóbil é un bo barómetro dos próximos cambios. Se ata hai pouco os vehículos eléctricos eran tratados alí como unha curiosidade, hoxe case todos os fabricantes poden presumir dun vehículo deste tipo.

Un dos líderes da revolución eléctrica na industria do automóbil é o xaponés Nissan. Entre os millóns de condutores que xa compraron vehículos eléctricos, ata 200 30 elixiron o Nissan Leaf eléctrico. Este ano, a empresa equipouno cunha nova batería cunha capacidade de 250 kWh, que, segundo o fabricante, aumentou a autonomía a uns XNUMX km. O Leaf leva xa cinco anos no mercado, polo que Nissan vai preparando aos poucos o seu sucesor. Quizais sexa un concepto intrigante presentado no Salón do Automóbil de Toquio chamado IDS.

Os coches eléctricos son futuristas. Na imaxe: Nissan IDS concept (Fonte: Nissan)

Está equipado con modos de condución manual e automático (o volante pódese ocultar na cabina e substituílo por unha gran pantalla) e unha batería de 60 kWh que, combinada con excelentes propiedades aerodinámicas, permitirá percorrer 400 km nun só cargar. Outra empresa xaponesa tamén aposta cada vez máis polos vehículos eléctricos. Mitsubishi leva traballando nos vehículos eléctricos dende os anos 60, pero como os seus competidores, só recentemente intensificou as súas actividades neste ámbito. Para 2020, os vehículos eléctricos e PHEV representarán o 20% da produción do grupo.

O sistema de carga combinado universal foi desenvolvido polas empresas alemás Audi, BMW, Daimler, Porsche e Volkswagen en estreita colaboración con Ford e General Motors (fonte: Audi).

En 2018 sairá ao mercado o primeiro vehículo eléctrico de Audi producido en serie baseado no Audi e-tron quattro concept. O coche utiliza a potencia de tres motores eléctricos: un deles impulsa o eixe dianteiro e os outros dous o eixe traseiro. A súa potencia total é de 320 kW. A capacidade da batería - 95 kWh - supostamente proporciona enerxía suficiente para 500 km de condución. O coche pódese cargar tanto en corrente continua como en alterna, tamén é posible a carga por indución e, nos días de sol, a electricidade prodúcese adicionalmente por unha instalación solar montada no teito.

Ademais, as empresas estadounidenses non van cubrir as peras con cinzas. Para 2020, Ford investirá 4,5 millóns de dólares adicionais no desenvolvemento de vehículos eléctricos e introducirá trece novos modelos de vehículos eléctricos. No Salón do Automóbil de xaneiro de Detroit, Chevrolet presentou unha nova versión do coche eléctrico Bolt, cuxa autonomía aumentou a 320 km.

Non obstante, para ser xustos, hai que dicir que A maioría das principais preocupacións automotrices levan moito tempo achegándose aos vehículos eléctricos sen convicción, e só as novas riquezas do mundo das catro rodas como Google e Tesla os provocaron en acción. Especialmente este último, creado e dirixido por Elon Musk, un visionario e inventor con miles de millóns de dólares no seu haber, contribuíu ao boom dos coches eléctricos. Musk é intransixente, non está interesado nos vehículos híbridos e desenvolve constantemente propulsións eléctricas, que considera o futuro da industria do automóbil. "En poucos anos, a xente mirará os vehículos de combustión interna do mesmo xeito que nós miramos as máquinas de vapor. Dirán con emoción: eran tempos xeniais, pero xa se foron e nunca volverán”, afirma con convicción. Construíu Tesla desde cero sen capacidade sobrada das grandes corporacións. Levou só dez anos deseñar, fabricar e vender coches relativamente estables que non só son totalmente respectuosos co medio ambiente, senón que case non son inferiores en nada aos competidores con motores de combustión interna en canto ao seu rendemento. O produto insignia de Musk, o Tesla Model S, é fermoso, rápido e as súas baterías non se esgotan despois de 100 millas, o que lle permite viaxar máis de catro veces máis. O ano pasado, o Model S conseguiu un irmán pequeno, pero o irmán maior é o crossover deportivo Model X. En marzo de 2016, Tesla deberá mostrar un prototipo do Model 3, que debería ser un gran avance para a marca, principalmente porque será significativamente máis barato que os seus predecesores. O prezo, que debería comezar a partir de 35 mil. dólares, con todo, aínda é unha cantidade prohibitiva para a maioría dos vehículos de catro rodas. E este é o maior problema dos vehículos eléctricos modernos: son económicos de manexar, pero moi caros se tes en conta o prezo de compra.

A última creación de Tesla é o crossover deportivo Model X (fonte: Tesla Motors).

Problemas de baterías

Poucas persoas saben que os motores eléctricos foron creados moito antes que os seus competidores de combustión interna. Segundo algúns informes, o primeiro coche eléctrico foi deseñado polo húngaro Anjos Jedlik en 1828. Os inventos do profesor holandés Sibrandus Strating Groningen e do ferreiro estadounidense Thomas Davenport, que son completamente independentes uns dos outros, están un pouco mellor documentados a mediados dos anos 30. Electricidade. O motor de combustión interna non se desenvolveu ata 1885, pero tres décadas despois dominou o mercado. As baterías son o talón de Aquiles das unidades eléctricas: ineficientes, caras de fabricar, evitando a carga rápida e as viaxes de longa distancia. Os coches eléctricos equipados con eles non tiñan ningunha posibilidade fronte ao barato e indestructible Ford T. Os avances tecnolóxicos tardaron case cen anos en sacar máis enerxía das baterías de ión-litio.

O progreso é grande, pero aínda non suficiente. O custo de produción dunha batería de iones de litio segue sendo moi elevado: de 250 PLN a case 1 PLN. burato. para 1 kWh. Así, a propia batería pode representar ata o 50-60% do custo dun coche. Como resultado, os vehículos eléctricos aínda custan unha media dun 30-40 % máis que os seus homólogos ICE e, ao final, a pesar dos custos de funcionamento máis baixos, un vehículo eléctrico non é máis barato que os vehículos convencionais.

Para empeorar as cousas, as baterías non só son terriblemente caras, senón que tamén reducen significativamente a autonomía dos vehículos eléctricos. É certo que a barreira dos cen quilómetros xa foi superada, grazas á cal se fixo realista superar distancias curtas na cidade, pero viaxar a unha ruta máis longa en coche eléctrico é unha tarefa loxística difícil, e nas rexións onde non hai estacións de carga, faise imposible. O rendemento da batería tamén se ve afectado polos factores meteorolóxicos, tanto a calor como as xeadas severas prexudican. A medida que o coche envellece, a capacidade da batería diminúe e, polo tanto, a autonomía. Ademais, as baterías de iones de litio cárganse moi lentamente. Cando se usa unha toma eléctrica clásica, isto leva entre 6 e 10 horas. Un cargador rápido CHAdeMO ou CCS Combo 2 reduce isto a 30-40 minutos, pero aínda é un momento terrible en comparación con encher gasolina ou diésel.

Aparcamento verde de balde

A longa lista de problemas aos que se enfrontan os usuarios de vehículos eléctricos pode ser desalentadora, mesmo para aqueles condutores que son moi conscientes do medio ambiente. Non obstante, hai que lembrar que se trata de limitacións técnicas e que a súa importancia diminuirá co desenvolvemento das tecnoloxías modernas. Debemos apreciar aos poucos as vantaxes deste tipo de unidades. E hai bastantes deles. O principio de funcionamento dun coche eléctrico é moi sinxelo: a electricidade almacenada nas baterías transfírese a un motor de CA que acciona as rodas. Un motor como un coche é moito máis eficiente que un motor de combustión interna porque alcanza o seu par máximo case de inmediato, o que se traduce nunha elevada dinámica de condución e elimina o embrague, e normalmente a caixa de cambios. Cargar baterías é incomparablemente máis barato que repostar nas gasolineiras. Un coche novo do Segmento B con motor diésel consome uns 100 litros de gasóleo cada 5 km. Cun prezo do combustible de 4 PLN por litro, custaranos uns 20 PLN. Mentres tanto, un coche eléctrico utilizará varios quilovatios-hora de enerxía para cubrir a mesma distancia, polo que só quedarán 7-8 PLN da nosa carteira. Ademais, o custo do mantemento dun coche eléctrico é menor porque non é necesario cambiar periodicamente o aceite, as bujías ou o filtro de aire. Conducir incluso en rutas máis longas non é cansador: o coche móvese case silenciosamente e as baterías colocadas no chan baixan significativamente o centro de gravidade do vehículo, o que dá ao condutor un mellor control do vehículo.

En moitos países, os propietarios de automóbiles ecolóxicos poden contar con varios incentivos e incentivos financeiros. Por exemplo, en Noruega, os coches eléctricos están exentos do IVE e do imposto de circulación, poden circular por carrís bus, os seus propietarios non pagan o aparcamento, as peaxes ou o servizo de ferry. Como resultado, case un terceiro coche de pasaxeiros vendido en Noruega está equipado cunha propulsión eléctrica. Os vehículos eléctricos reciben unha vantaxe sobre todo porque o seu impacto ambiental negativo é mínimo, debido principalmente ás cero emisións de COXNUMX.₂, óxidos de carbono e nitróxeno e hollín. Neste contexto non obstante, paga a pena prestar atención a de onde procede a electricidade que alimenta os coches verdes. En Polonia, a súa principal fonte é, por exemplo, o carbón; como resultado, ao conducir un coche cargado cunha rede eléctrica convencional, aínda contribuímos á contaminación ambiental, aínda que indirectamente. O problema da eliminación das pilas usadas tamén segue sen resolverse.

Agardando un avance

De calquera xeito, o futuro dos vehículos eléctricos parece bastante brillante. Así o demostra o crecente número de cargadores rápidos que aparecen en gasolineiras, supermercados, centros comerciais e complexos residenciais. Aínda son poucos en relación ás necesidades, pero a situación mellora constantemente, polo menos nos países máis ricos (lamentablemente, estes cargadores aínda son exóticos en Polonia). Por exemplo, hai 10 CHAdeMO operando en todo o mundo, dos cales 353 están en Xapón, 5960 en Europa, 2755 en América do Norte e 1530 noutras rexións. Tesla está a expandir intensamente a súa rede de potentes estacións de carga, sen mirar atrás e sen agardar ás subvencións gobernamentais (xa conta cunhas 108, a maioría en EE. UU.). Elon Musk tamén pretende reducir o custo das baterías que alimentan os seus vehículos en 590 dólares, ata 70 dólares. por quilovatio hora. A clave do éxito debe construírse cun custo de 38 millóns de dólares. planta de última xeración en Nevada, a chamada Gigafactory. As células serán máis baratas, pero tamén máis avanzadas tecnoloxicamente. Tesla pretende utilizar un cátodo de cobalto-aluminio (NCA) máis eficiente en combinación cun ánodo a base de silicio e grafeno sintético.

Un sistema de carga por indución para vehículos eléctricos desenvolvido por Volvo (fonte: Volvo).

Outras empresas tamén están a traballar para mellorar as propiedades da batería. A empresa alemá Kreisel Electric presentou recentemente un sistema de alimentación do coche baseado nunha batería de 85 kWh que proporciona unha autonomía de 300 km e carga ata o 18% da capacidade nominal en só 80 minutos. Tamén se están a desenvolver tecnoloxías de carga indutiva. Só tes que parar o coche no lugar indicado e a batería comezará a cargarse automaticamente. Unha bobina de indución nunha estación de carga creará un campo electromagnético alterno, e unha bobina similar nun dispositivo móbil tomará enerxía deste campo e transformaraa nunha corrente eléctrica almacenada nunha batería. Simple e cómodo.

Non obstante, é posible que as baterías de ión-litio sexan un camiño sen saída, e a verdadeira revolución só comezará cando se utilice un material innovador e completamente diferente para producir células, como o grafeno, un material con excelentes propiedades superconductoras, que consiste nun única capa de átomos de carbono. Xa se desenvolveron as primeiras células experimentais de grafeno que permiten cargar completamente a batería dun coche eléctrico en menos dun minuto, son biodegradables e proporcionan unha vida útil e unha eficiencia moito máis longas que as baterías producidas actualmente.

Competición de vehículos eléctricos - Hydrogen Drive (fonte: Toyota).

Non obstante, se os vehículos eléctricos dominan o mercado, o progreso tecnolóxico neste ámbito debería acelerarse significativamente. Teñen unha forte competencia do seu lado que é igual de innovadora e ecolóxica, se non máis. Refírome aos coches de hidróxeno, que usan pilas de combustible onde se combina o hidróxeno co osíxeno. Os primeiros coches de produción con tal unidade xa están nas nosas estradas (Hyundai ix35 Fuel Cell e Toyota Mirai).

Que camiño de desenvolvemento elixirán finalmente as empresas automotrices? Aínda non o sabemos, pero podemos estar seguros dunha cousa: o futuro próximo no mundo das catro rodas non prometía ser tan emocionante e interesante durante moito tempo.

Electricidade a ter en conta

Tesla Model S

Esta é, sen dúbida, unha auténtica estrela entre os vehículos eléctricos. A carrocería do Model S está estilizada como un coupé deportivo e está feita integramente de aluminio. Dado que a batería está situada debaixo do chan e os motores están situados directamente nos eixes das rodas, o coche ten dous compartimentos de equipaxe (en lugar do maleteiro traseiro estándar, pódense colocar dous asentos para nenos adicionais).

A calidade dos materiais de adorno interior e o seu cumprimento é a liga automotiva máis alta. Moi impresionante tamén é a tableta multimedia con pantalla táctil de 17 polgadas, situada no centro do cadro de mandos, coa que controlamos todos os sistemas cos que está equipado o coche. A suspensión neumática intelixente reduce a altura do vehículo a altas velocidades, como cando se conduce pola autoestrada, aumentando así a autonomía. E isto, segundo a versión, vai dende os 370 km (batería de 70 kWh) ata os 440 km (modelo 85D). A última versión actualizada do P90D é capaz de alcanzar velocidades de ata 100 km/h. en só 3,3 segundos. Tales milagres, por desgraza, custan cartos. Os prezos do Tesla Model S comezan en 54 e rematan en 138. dólares.

BMW i3

i3 é o primeiro coche eléctrico da compañía de Múnic. A súa silueta é algo futurista, ao igual que o interior espazos e elaborado. Un dato interesante é a falta de pilar B, o que fai que as portas traseiras se abren en sentido contrario que nos coches tradicionais. O I3 acciona un motor eléctrico de 170 CV. e un par de 250 Nm, que catapulta o coche a cen en só 7 segundos de aceleración. A enerxía almacenada en baterías cunha capacidade de 22 kWh permite percorrer de 130 a 160 km cunha soa carga. i3 avalía de forma intelixente o uso da batería en función das condicións actuais da estrada e do teu estilo de condución persoal. A carga a través dun enchufe doméstico normal leva unhas 10 horas, mentres que usar o conector CCS só necesitamos uns 30 minutos. Prezo: desde 146 mil. zlote

Nissan Leaf

O Nissan Leaf é un clásico do coche eléctrico. Aínda que a máquina non impresiona pola súa beleza, é cómoda e ben feita, e o motor de 109 CV, como corresponde a unha propulsión eléctrica, ten 254 Nm de par dispoñible despois do despegue. A autonomía dun coche cunha batería de 24 kWh debería achegarse aos 190 km. Non obstante, en condicións de inverno, cando probei o Leaf, o mellor resultado foi duns 120 km. Un novo paquete de baterías dispoñible este ano con 30 kWh de enerxía debería permitirnos percorrer outros 50 quilómetros. O interior do Leaf ten un acabado elegante e moderno, ofrece moito espazo para o condutor e os pasaxeiros, os asentos quentan tanto dianteiro como traseiro, o quentador tamén está situado no volante. O cargador rápido CHAdeMO permítelle cargar baterías ata o 80 % en 30 minutos. – A carga desde unha toma convencional de 230 V leva unhas 10 horas. Prezo: desde 128 mil. zlote.

Chevrolet Bolt EV

O anterior coche eléctrico Bolt vendeu unhas 100 unidades. copias. Así que non é de estrañar que os estadounidenses seguisen o exemplo e a principios deste ano mostraran unha nova versión deste popular "electricista". Pódese gustar de moitas maneiras. O ollo é atraído por unha silueta esvelta e elegante con formas aerodinámicas, proporcionando un baixo coeficiente de resistencia ao aire. Un motor de 200 ​​CV que desenvolve 360 Nm de par alimenta un paquete de baterías de 60 kWh.

Así, a autonomía real pode alcanzar os 300 km, o que é un excelente resultado. Os cargadores convencionais repoñerán a batería nunhas 9 horas e CCS Combo en 45-60 minutos. (ata o 80%). No seu interior atoparás unha gran pantalla táctil que se pode controlar con widgets personalizados. As innovacións técnicas inclúen un sistema de vixilancia ambiental e un espello retrovisor que se pode substituír por unha pantalla de cámara de visión traseira. Engade a todo isto un prezo atractivo (uns 30-35 mil dólares para a versión básica) e temos unha receita para un exitoso "coche verde".