В основе сегодняшних электромобилей продолжают лежать технологии вчерашнего дня

24 апреля 2025

Целый ряд систем современных электромобилей был разработан еще в XX веке

В рамках празднования своего 100-летнего юбилея отраслевое издание Automotive News, выпускает ряд статей, посвященных развитию американской (а фактически мировой) автомобилизации, рассматривая сегодняшние темы через призму истории и будущего.

В этом выпуске рассматривается технология электромобилей, которая остается актуальной на протяжении десятилетий изменений в отрасли.

Ниже дан перевод статьи, посвященной истории развития технологий электромобилей.

На протяжении почти всего прошлого столетия – до середины 2000-х, автомобилестроительная отрасль рассматривала электромобили по сути лишь как гольфкары.

Однако некоторые технологии, которые использовались в ранних электромобилях, лежат и в основе более чем миллиона скоростных и динамичных электрических моделей, проданных в США в прошлом году.

Интерес к электромобилям то убывал, то ослабевал на протяжении всего ХХ века.

Так, в начале прошлого столетия они рассматривались как вполне жизнеспособная автомобильная технология.

Однако изобретение электрического стартера более века назад (фирмой Cadillac в 1912 году – авт.) и его удобство (и безопасность – авт.) по сравнению с ручным запуском ручкой (кривым стартером – авт.) изменили картину.

Электрические стартеры сделали автомобили с бензиновым двигателем чище и проще в эксплуатации (а также позволили эксплуатировать на автотранспорте дизели – авт.).

Интерес к электромобилям пережил кратковременные всплески, когда цены на нефть взлетели в 1960-х и 70-х (наверное все же имелись ввиду Нефтяные кризисы 1973-го и 1978-81 гг. – авт.), а затем с появлением более строгих норм выбросов в 1990-х.

Тем не менее, электромобили оставались нишевым, почти экспериментальным продуктом, а их продажи были практически ничтожными по сравнению с продажами автомобилей с традиционным бензиновым двигателем.

У потребителей вообще было мало электрических моделей для выбора.

Даже самые доступные модели электромобилей были дорогими и имели запас хода намного меньше, чем у автомобилей с бензиновым ДВС.

Однако важнейшие технологические векторы развития: по улучшению удельной плотности энергии аккумуляторов, совершенствованию программного обеспечения (софта – авт.) и вычислительных систем (процессоров или харда – авт.) – продолжали развиваться и все-таки заложили основу для создания передовых моделей электромобилей, доступных сегодня.

Автомобильный историк и вице-президент по глобальному прогнозированию транспортных средств в AutoForecast Solutions Сэм Фиорани сказал: «Так много компонентов встало на свои места, чтобы сделать современный электромобиль практичной заменой автомобилю с ДВС, и дело не в том, что эти вещи появились внезапно».

По словам Фиорани, отрасль потратила более века на повышение эффективности и надежности автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, а развитие электромобилей стало последовательным и перспективным лишь за последние два десятилетия.

По его словам, современные электромобили, которые, наконец, стали быстрыми, стильными и надежными, «изменили правила игры».

Он отмечает: «Теперь мы можем предвидеть будущее, в котором электромобиль может в конечном итоге взять верх».

По данным S&P Global Mobility, в прошлом году электромобили составили 8% регистраций всех новых автомобилей в США, что составило 1,28 млн машин.

Это более чем в два раза выше уровня трехлетней давности.

Привлекательность электромобилей растет вместе с бумом продаж гибридов (HEV и PHEV – авт.), но электромобили сталкиваются с такими барьерами, как неопределенная федеральная политика в отношении них и продолжающееся беспокойство их водителей о запасе хода.

Генеральный директор консалтинговой фирмы Bright Road, а также бренд-менеджер проекта EV1 и параллельно директор новых предприятий GM в те годы Кен Стюарт в интервью Automotive News в 2021 году сказал: «Электромобиль General Motors EV1, который был запущен в декабре 1996 года, а уже пять лет спустя был снят с рынка, был в чем-то похож на Декларацию независимости. Под проект EV1 было изобретено так много фундаментальных технологий: индукционная зарядка, компактные электромоторы под высокое напряжение, тепловые насосы, электрические тормоза, некоторые из ключевых металлов, которые использовались для облегчения, а также конструкционные клеи и композиты. Все это сегодня обыденность. Но он был первым».

Литий-ионные аккумуляторы становятся долгосрочным трендом электромобилем
Советник аккумуляторной компании и бывший генеральный директор LG Chem Power Прабхакар Патил сказал: «Аккумуляторы, долгое время были «ахиллесовой пятой» электромобилей, но продвинулись в своем развитии больше, чем любая другая технология в этих машинах».

В свое время Патил работал в области разработки электромобилей в Ford Motor Co.

По его словам, в начале 1980-х ему пришлось выкинуть заднее сиденье и забить багажник прототипа аккумуляторами, чтобы обеспечить электромобилю запас хода хотя бы на 60 миль (96 км).

Он добавил, что электромобилем было приятно управлять, но он абсолютно не был бы востребован на рынке с таким ограниченным запасом хода.

В эту эпоху Патил и другие разработчики полагались на привычный свинцово-кислотный аккумулятор.

В 1990-х гибриды и электромобили начали использовать никель-металлгидридные батареи.

Свинцово-кислотный аккумулятор, обеспечивал первому поколению EV1 запас хода всего в 80 миль (~129 км).

GM модернизировала EV1 1999 модельного года под никель-металлгидридную батареи, что увеличило запас хода до 160 миль (257 км) при полной зарядке.

В начале 2010-х в отрасли начали использовать литий-ионные аккумуляторы.

Автопроизводители и поставщики продолжают совершенствовать данную технологию, которая на сегодня используется почти на всех электромобилях на дорогах США.

По данным Boston Consulting Group, более 90% BEV в США оснащены именно литий-ионными батареями в комбинации с такими элементами как никель, марганец, кобальт и алюминий.
Альтернативные им литий-железо-фосфатные батареи стоят на менее чем 10% электромобилей.

Фиорани сказал: «Отказ от тяжелых, медленно заряжаемых свинцово-кислотных аккумуляторов был первым шагом к созданию современного электромобиля».

Существующие и новые химические составы аккумуляторов, такие как литий, никель, марганец, кобальт, литий, железофосфат и литий-сера, выступают производными от литий-ионных элементов.

Патил заявил: «Даже при таком широком предложении в обозримом будущем основным останется литий-ионный аккумулятор».

В EV1 от GM уже применялась большая часть технологий, актуальных и для современных электромобилей, включая емкость и скорость заряда аккумулятора

Рекуперативное торможение, тепловые насосы, облегчение конструкции повышают эффективность аккумулятора электромобиля
Другие передовые технологии, созданные десятилетия назад и используемые до сих пор, сосредоточены на совершенствовании и продлении срока службы батареи.

«Все, что могло помочь батарее, было принято», — сказал Патил.

Аккумуляторы для электромобилей могут весить более тонны.

Снижение веса в других частях конструкции электромобиля остается ключом к повышению его производительности и увеличению запаса хода.

Рекуперативное торможение, например, восстанавливает часть энергии, которая бы иначе была попросту рассеяна в пространстве, при торможении и остановке машины.

Технология рекуперации генерирует электричество, в то время как транспортное средство замедляется и отправляет энергию обратно в батарею.

Автопроизводители также пытались сделать компоненты электромобилей как можно более легкими, чтобы компенсировать вес тяжелой батареи – процесс, называемый облегчением.
Они исследовали «другие типы металлов, более легкие стали, алюминий и даже более экзотические металлы, чтобы убедиться, что транспортное средство является как можно более прочным и безопасным для пассажиров», а также «чтобы снизить вес 5000-фунтового [2,27-тонного] пикапа Tesla или 9000-фунтового [4,08-тонного] грузовика GMC», – сказал Фиорани.
Тепловой насос – еще один способ экономии заряда аккумулятора.

Автопроизводителям пришлось искать альтернативу для нагрева и охлаждения машины только от аккумулятора.

По данным Recurrent, средний электромобиль с тепловым насосом сохраняет 83% своего запаса хода в условиях мороза по сравнению с 75% для электромобилей без тепловых насосов.

Электромобили подталкивают отрасль к автономным транспортным средствам с запрограммированным управлением
Современные электромобили также подтолкнули отрасль к роботизированным транспортным средствам.

Программное обеспечение может обеспечить оптимизацию энергопотребления, расширенные функции помощи водителю и технологию автономного вождения.

По словам Фиорани, автопроизводители на протяжении десятилетий добавляли новейшие технологии в существующие транспортные средства.

«Простая интеграция всех функций в одно устройство может сделать весь продукт лучше, проще в использовании, облегчить его обновление и потенциально повысить его надежность», – сказал он: «Это позволяет обновлять программы по воздуху, улучшать работу машины без необходимости обращаться к дилеру для апгрейда или замены».

Архитектура электромобилей также помогает технологии автономного вождения быстро обрабатывать данные и принимать решения в режиме реального времени.

«Приятно видеть, что электромобили так сильно продвигаются в последние 15 лет, потому что это создает платформу для различных технологий», – сказал Бертран Ракото, руководитель глобальной автомобильной практики в Ducker Carlisle.

P.S. Лично я считаю, что GM сделала в 2000-х непростительный в стратегическом отношении шаг, свернув проект электромобиля GM EV1, кстати, также считают и создатели американского публицистического фильма 2006 года "Кто убил электромобиль?", вместо передачи под него или его преемников подразделения Saturn, которое при должных инвестициях и маркетинговых усилиях должно было бы занять и в американском, и в мировом автопроме место нынешней Tesla, но… топ-менеджмент ведущих американских компаний заточен исключительно под демонстрацию сиюминутной прибыли (а для этого по их же выражению «надо выпускать то, что продается») и никак дальше этого горизонта не смотрит. Ну а то, что и сейчас в электромобилях применяются технологии четвертьвековой давности говорит только об упущенных тогда возможностях – и ни о чем более…

P.P.S. Ну а то, что три составных части будущего автотранспорта, включая подключенность (к интернету, сервисам телематики, а в будущем и к сервисам типа V2V и проч.), автономность (вплоть до автопилота 5-го уровня, где в машине [шаттле] уже не останется руля, педалей и прочих рычагов) прекрасно сочетаются с электрической мобильностью, где у электромобиля уже не останется в органах управления механических связей, было хорошо известно еще с 2000-х. Отсюда именно электромобили наиболее соответствуют концепциям транспортного средства будущего (добавим сюда еще и летающие eVITOL).

Подписывайтесь на наш Тelegram-канал и следите за обновлениями!
Подписаться.

Наш интернет магазин: irim3.ru

Загрузка