Почему электромобиль такой тяжелый

У автомобилей на электродвигателях есть ряд преимуществ:

• Высокий КПД. У электрокаров значение эффективности достигает 90%, в то время как у авто на ДВС этот параметр не превышает 30%.
• Отсутствие вредных выбросов в атмосферу.
• Динамичность. За счет высокой тяговой силы и ее стабильности реакция электроники на нажатие педали газа моментальная, а разгон до 100 км/ч занимает несколько секунд.
• Надежность и безопасность. Электрический мотор проще по своей конструкции, чем двигатель на топливе. Такой механизм реже подвергается поломкам, поэтому и техобслуживание ему требуется не часто.

При всех достоинствах у электромобилей ограничен запас хода и стоимость некоторых моделей в разы превосходит традиционные автомобили. В последнее время можно заметить тенденцию, что производители «электричек» нацелены на улучшение технических параметров и совершенствование выпускаемых моделей. Батареи устанавливаются более емкие, что способствует увеличению хода на одном заряде. Время, затрачиваемое на зарядку, также сокращается, благодаря энергоэффективности силовой установки новейших авто.

Несмотря на то, что существуют электромобили с относительно небольшим весом: Fiat 500e, Mini Cooper SE, BMW i3, Mitsubishi i-MiEV – большая часть авто на электромоторе относится к разряду тяжелых машин. Их вес превышает 1,5 тонны. Это связано с нюансами комплектации.

Самой массивной частью электрокаров является аккумуляторный блок. В нем содержится большое количество металлов, а также различных химических компонентов. Добавляют вес реле, микросхемы, конденсаторы, изоляционные материалы, система охлаждения и кабели. Помимо этого аккумулятор размещается в защитном корпусе, изготовленном также из металла. Он необходим для исключения механического повреждения батареи и попадания внутрь грязи, воды и пр.

Силовая установка по весу варьируется от 200 кг до 1,3 тонны. Точное значение зависит от габаритов, а также емкости батареи. Если сравнивать электромобиль Kia Soul EV с его бензиновым аналогом, то машина на электродвигателе весит порядка 1,6 тонны. Kia на ДВС меньше на 300 кг. Также BMW M550i xDrive с бензиновым двигателем имеет значение массы 1,88 тонны, а его прототип с электромотором BMW i5 xDrive M60 превысил 2,3 тонны. Самым тяжелым из электромобилей на данный момент является GMC Hummer EV. Пикап имеет общую массу 4,11 тонны. Его батарея на 1,31 тонны сравнима по весу с полноценным авто.

Кроме аккумулятора на вес влияет редуктор и сам электродвигатель. Каждый элемент не слишком тяжелый, если сравнивать с двигателем внутреннего сгорания. Но в электрокары иногда устанавливают 2-3 и даже 4 мотора.

Важен тот факт, что при такой массе механизма подвеска должна быть соответствующая, чтобы выдержать большую нагрузку. У электромобилей за счет веса увеличивается кинетическая энергия, что в свою очередь требует мощной тормозной системы. Массивные диски и суппорты располагаются в больших по диаметру колесах. В совокупности все это дает внушительные показатели веса, который увеличивается внедрением современных электронных систем: сервоприводов, компонентов для улучшения комфорта и т.п.

Рассматривая покупку электромобилей, мало кто задумывается, из чего складывается их стоимость. Первым делом обращают внимание на технические характеристики относительно габаритов, вместительности салона, системы управления и опций для комфортной езды. При выборе машины на электрическом приводе крайне важен показатель емкости батареи. И чем она больше, тем тяжелее автомобиль. Но и ценник при этом тоже растет. Ведь аккумулятор является наиболее дорогим элементом авто.
Высокая стоимость батареи обусловлена обилием электроники и наличием редкоземельных материалов, применяемых для заполнения ячеек. Нередко цена аккумулятора составляет ¼ или даже ⅓ от стоимости машины.

Ускорение тяжеловесного авто требует много энергии. Для поддержания скоростного режима также затрачивается большое количество заряда. Это означает, что сокращается время до следующей подзарядки, т.е. запас хода снижается.

Некоторое время назад в США проводили исследования по инициативе Департамента энергетики. По результатам было определено, что на каждые 45 кг веса кузова расходуется около 2% заряда, что существенно снижает запас хода при увеличении массы авто. Так холдинг AAA Automotive Engineering провел испытания электрифицированного пикапа Ford F-150 Lightning с весом кузовной части 635 кг. Было определено, что запас хода у данной модели сокращается на 24,5%. Еще один эксперимент проводили с Tesla Model Y Performance. В рамках данного проекта машине заменили заводские колеса на 21 дюйм более легкими — 20-дюймовыми. Таким образом вес автомобиля стал меньше на 27 кг, а пробег на одной зарядке увеличился на 20 км.

Управляемость электромобилей соотносится с компоновкой авто. Компактность установки заключается в следующем:

• отсутствует коробка передач;
• блок двигателя с редуктором располагаются на передней и задней оси;
• аккумулятор (самую тяжелую часть машины) в основном устанавливают под днищем.

Такая конфигурация способствует идеальному балансу, а центр тяжести предельно занижен. Вся масса одинаково распределяется между всеми колесами, что обеспечивает стабильность хода, устойчивость и лучшую управляемость.
При этом учитывается, что усилители руля и тормоза должны быть максимально мощными, чтобы удержать соответствующий вес. Шины также должны быть рассчитаны на серьезные нагрузки.

Учитывая большой вес электрифицированных автомобилей, нередко пользователи поднимают вопрос относительно безопасности передвижения. Подобные экспертизы проводились в США исследовательским бюро NBER. В заключении говорилось о том, что с каждой тонной риск летального исхода во время ДТП возрастает на 47%. Однако этот показатель существенно выше у легковых авто, т.е. при столкновении автотранспорта смертельная опасность или получение более серьезных травм грозит водителю и пассажирам авто с меньшим весом.

Наибольший риск тяжелые электромобили несут прохожим из-за протяженного тормозного пути. Современные авто на электрическом моторе могут разгоняться за 3,5-4,5 сек. Но при торможении резко остановить машину не получится, и увесистый транспорт растянет тормозной путь на внушительное расстояние.

Среагировать в такой ситуации сложно, но ответственность за подобную ситуацию возлагается исключительно на водителей. Стоит отметить, что из-за особенностей электроники в большинстве моделей стоят ограничители скорости, не позволяющие лихачам разгоняться более запрограммированного показателя.

Увеличенный вес электрокаров создает большую нагрузку на дорожное полотно. По мере роста спроса на экологичные транспортные средства износ покрытия прогрессирует.

В определенных странах озадачились проблемой несоответствия дорожно-транспортной инфраструктуры, включая парковки, современным электрокарам-«тяжеловесам». Пиковым моментом стало обрушение второго этажа паркинга в Нью-Йорке, который был построен в 1925 г. Припаркованные авто, среди которых было большое количество электромобилей, рухнули вниз. Властям Великобритании поступило предложение от Парковочной ассоциации усилить несущие конструкции многоэтажных паркингов, поскольку рост электромашин с внушительным весом продолжается.

Проблема разрушения инфраструктуры из-за большой нагрузки автотранспорта касается в основном европейских стран, США и др. В России рынок «электричек» ограничен, хотя спрос на них имеет тенденцию к росту. Поставляемые в нашу страну электромобили представлены не в таком широком многообразии, как в других государствах. Но и среди них есть довольно увесистые экземпляры.

Пользователи электромобилей могут быть уверены в их надежности, безопасности и маневренности. Массивность электрифицированных машин не является недостатком, а позволяет по-новому взглянуть на специфику вождения. В таком автомобиле можно чувствовать себя уверенно, а встроенные инновационные технологии позволяют преодолевать даже большие расстояния с максимальным комфортом.