Будущее из розетки: чего ждать от электромобилей
Аккумуляторы для морозов, батарея в роли рамы и провода с охлаждением: рассказываем, в каком направлении развивается электротранспорт.
Революция Tesla
Интерес к машинам, не требующим бензина, возник еще в середине прошлого десятилетия и был напрямую связан с деятельностью компании Tesla. Ее основатели Мартин Эберхарт и Марк Тарпеннинг – а также Илон Маск, выкупивший впоследствии стартап, – реализовали идею, которая прежде никому не приходила в голову, – создать первоклассный электромобиль, не обращая внимания на его себестоимость.
Выяснилось, что если не бояться поднять розничную цену такой машины до 40–80 тыс. долл., то ее запас хода вырастет со 150 до 400 км, а время разгона до 100 км/ч сократится с 12 до 5 с. И внезапно спрос на такую технику оказался во много раз выше, чем можно было ожидать.
Tesla невольно добавила аргументов политикам и общественным деятелям, продвигающим экологическую повестку. Если раньше противники электрокаров утверждали, что такой транспорт слишком дорогой, медленный и не располагает сколько-нибудь приемлемым запасом хода, то с появлением компании Илона Маска единственным возражением против машин на батарейках осталась цена. И тут на помощь пришли дотации на покупку в богатых государствах.
По количеству произведенных электромобилей в четвертом квартале 2023 года Tesla уступила мировое лидерство китайской марке BYD, но на ситуации в целом это никак не отразилось: китайцы повторяют путь Маска, просто их авто дешевле.
Современный массовый электромобиль в зависимости от рынка стоит около 30–45 тыс. долл. У него, как правило, полный привод и минимум 200 лошадиных сил. Тяговой батареи хватает на то, чтобы проехать на одном заряде до 500 км. Даже в условиях российской зимы, расходуя энергию на обогрев салона, такие модели способны преодолеть не менее 200 км. При этом от мощного зарядного терминала батарея полностью заряжается за 1–1,5 часа.
Машин с такими характеристиками уже сейчас можно насчитать десятки. Tesla Model 3 и Model Y, Volkswagen ID.4, BYD Yuan Plus, Zeekr 007 и Zeekr X, Ford Mustang Mach-E, Hyundai IONIQ 5, Nissan Ariya – список можно продолжать еще долго. И это только в массовом, не премиальном сегменте. Словом, электрическое будущее уже наступило. Вопрос в том, что дальше.
Удвоение напряжения
Hесколько десятилетий назад в нашей стране изменили напряжение в бытовой электросети – с прежних 127 В перешли на 220. Нечто подобное сейчас происходит в мире электромобилей. В подавляющем большинстве электрокаров используются литиевые источники питания, напряжение которых колеблется в районе 3,6–3,7 В. Разумеется, в машинах стоит не один аккумулятор, а целая батарея из сотен элементов.
Изначально большинство автопроизводителей предпочитали работать с напряжением примерно 400 В. У этого параметра, однако, есть важное ограничение. Из школьного курса физики мы помним, что при передаче электроэнергии сила тока прямо пропорциональна напряжению. Иными словами, чтобы передавать батарее больше энергии, при зарядке надо повысить либо силу тока, либо вольтаж.
Увеличение силы тока приводит к росту сопротивления и необходимости расширять пропускную способность проводов. В крупных зарядных терминалах уже сейчас применяются кабели с жидкостным охлаждением. Альтернатива – повышение напряжения. Сегодня стандартом становятся 800 В – это позволяет добавить мощности, не меняя ни силу тока, ни сечение кабелей.