Електромобили и хибридни автомобили

Кратка разходка в историята ще покаже, че до около 1920 г., електромобилът и хибридният автомобил са дори предпочитани в много случаи пред автомобила с двигател с вътрешно горене поради отсъствието на миризми, шум, вибрации на скоростна кутия, липса на проблеми при стартиране при почти всякакви условия, липса на маслени и въздушни филтри, няма подмяна на масло и други. По онова време изминаването на големи разстояния е било по-скоро рядкост и липсата на междуселищни зарядни или обменни станции за акумулаторните батерии не е било проблем. В периода 1920 -1980 г. електромобилът и хибридният автомобил бяха почти забравени, но повишаването на цената на петрола, заплахата за неговото пълно изчерпване, замърсяването в големите градове, напредъкът на акумулаторните батерии и цифровите технологии изведоха електромобила и хибридния автомобил отново на преден план.

Електромобилите
Електромобилите имат няколко безспорни предимства пред автомобилите с двигатели с вътрешно горене. Най-очевидното предимство е, че те не са източник на отработени газове, шум и вибрации. Това е особено важно в големите градове.

Важно предимство е и ниското ниво на шума. Електроенергията се произвежда сравнително чисто, в големи количества и на изолирани и охранявани места. Това дава възможност всички екологични проблеми да се контролират и разрешават по-успешно и без да страда населението. Електричеството се произвежда в рамките на страната и има сравнително ниска цена.

Материалите, вложени в акумулаторните батерии, се рециклират почти на 100% в специализираните заводи. Това създава условия за многократното им използване и ограничава замърсяването на природата. Акумулаторните батерии са все по-леки и с все по-голям брой цикли за зареждане и разреждане. Мрежата от станции за зареждане и поддръжка прогресивно се развива. Зареждането на акумулаторните батерии от стандартната мрежа 220/380V и от контакт за 10-25А отдавна е възможно.

Коефициентът на полезно действие на електродвигателите е много по-голям от този на двигателя с вътрешно горене. Обаче к.п.д. на акумулаторните батерии понижава общата ефективност на електромобила и хибридния автомобил, изчислена като отношение на електрическата енергия, използвана за зареждане на акумулаторната батерия към мощността, отдадена в двигателните колела от електродвигателите.

Управляемостта на електромобила е много по-голяма от управляемостта и маневреността на автомобил с двигател с вътрешно горене. При електромобила е възможно всяко колело да има собствен електродвигател и собствено управление в пространството. Това позволява много по-голяма стабилност и управляемост на електромобила при лоши пътища и неблагоприятни метеорологични условия. Електромобилите могат да имат по-малък спирачен път от автомобила с двигател с вътрешно горене, тъй като електродвигателят може активно да участва в процеса на спирането, превръщайки кинетичната енергия в електрическа за зареждане на акумулаторната батерия.

Електромобилите са безшумни. Ако сте работили в предприятие, по чийто двор или в чийто помещения се движат електрокари, сигурно многократно сте били изненадвани от това колко бързо и тихо се движат тези машини. Този ефект съществува и при електромобилите. Тихото движение е безспорно предимство, особено в градски условия, но и потенциален проблем при същите тези условия. Гумите на съвременните автомобили стават все по-безшумни, а нивото на околния шум в градски условия изглежда се повишава. При тези условия липсата на характерния шум на двигателя с вътрешно горене прави електромобила откриваем на по-къси разстояния и това може да се окаже проблем за възрастни хора, малки деца, хора с увреждания, хора несвикнали с градското движение. Повечето постижения имат и обратна страна, която може да се окаже и недостатък. Шумът – дразнител и шумът - спасител са двете роли на един и същ технически параметър.

Хибридните автомобили
В големите градове личните автомобили обикновено изминават сутрин и вечер по 20-30 километра. През деня те често остават на паркинг по 8-9 часа и това може да се използва за дозареждане на батериите, а през нощта са паркирани по 8 -12 часа – достатъчно време за пълно зареждане. Служебните автомобили за зареждане на магазини, за доставки по домовете, за пощенски услуги, за химическо чистене или за извършване на ремонтни работи на малки разстояния рядко изминават повече от 40-80 километра на ден. Всичко това е в рамките на възможностите на хибридните автомобили и под възможностите на повечето електромобили. Огромното предимство на хибридните автомобили, е че возената акумулаторна батерия е с много по-малки размери от тази на аналогичен електромобил и е по-евтина. Освен това, ако акумулаторната батерия по някакви причини откаже, то вграденият двигател с вътрешно горене може или да придвижи автомобила, или да произведе електричество за електромоторите и зареждане на акумулаторната батерия. Произвеждането на електричество в хибридния автомобил е изгодно, защото вграденият двигател с вътрешно горене може да работи в оптимален режим с най-висок коефициент на полезно действие и при най-ниски отработени газове и най-малък шум. Шумоизолацията на купето е най-ефективна при тесен спектър на произвеждания шум. Двигателят с вътрешно горене на хибридния автомобил е обикновено с два-три пъти по-малка мощност от двигателя на аналогичен автомобил с двигател с вътрешно горене.

Всъщност, има два основни вида хибридни автомобила. При едните двигателят с вътрешно горене се използва само за произвеждане на електроенергия за зареждане на акумулаторна батерия и за електродвигателите. Тези хибридни автомобили понякога се отнасят към електромобилите, а не към хибридните автомобили. При втория тип двигатели с вътрешно горене има двойна функция: задвижва двигателните колела и като допълнение може и да произвежда енергия за зареждане на акумулаторната батерия, и за електродвигателите. Някои от най-популярните или успешни модели на хибридни автомобили са Toyota Prius, Toyota Estima-hybrid , Honda Civic Hybrid, Chevrolet Volt, Fisker Karma и др.

Малогабаритни електромобили
Електромобилите и хибридните автомобили са много успешни на ниво градски транспорт и транспорт на ограничени разстояния. Освен това и размерите на тези автомобили могат да бъдат по-малки от размерите на класическите автомобили с двигател с вътрешно горене. Съществуват електромобили и хибридни автомобили със сравнително малки размери като REVA на REVA Electric Car Company, BugE (Mark Murphy), модели на CT&T United, модели на Global Electrical Motorcars, модела The Current, модели на Miles Electric Vehicles, модела My car на EuAuto Technology Limited (Hong Kong), модела Ока NEV ZEV - продава се готова сглобена или на комплект за самостоятелно сглобяване и е разновидност на ВАЗ-1111 и част от автомобилите от тип Neighborhood Electric Vehicle в САЩ и т.н. Част от изброените електромобили се предлагат в категорията „квадроцикъл” (по аналогия с „байсикъл”), което означава „велосипед с четири колела”, Това се прави, за да не се налага да се изпълнява пълният обем от изисквания предявявани от закона към автомобилите. Получава се по-ниска цена, но и по-малка безопасност.

Екологичното решение
Електромобилите и хибридните автомобили са необходими на съвременното човечество и ще се развиват като допълнение и заместител на автомобила с двигател с вътрешно горене, докато не се намери по-добро решение. Електромобилите и хибридните автомобили предлагат множество научни, технически, производствени, икономически и организационни предизвикателства за разрешаване и затова напредъкът е по-бавен.

Експериментите с използване на растителни масла или смеси с вода за гориво на автомобилите не са многообещаващи, поне засега. Освен това замърсяването в големите градове не показва значително намаление и затова електромобилите и хибридните автомобили са едно възможно решение на множество транспортни проблеми.