Powrót do pomysłu budowy samochodów osobowych o napędzie elektrycznym nastąpił w latach 90. XX wieku. Prace, które go umożliwiły, dotyczyły przede wszystkim akumulatorów.
Oprócz znanych od dawna ciężkich akumulatorów kwasowo-ołowiowych i bardzo niedoskonałych kadmowo-niklowych zaczęły się pojawiać nowe konstrukcje wykorzystujące m.in. związki litu. To one pomogły w rozwoju telefonii komórkowej oraz upowszechnieniu przenośnych urządzeń elektronicznych (laptopów, tabletów itp.).
Silniki elektryczne w niezliczonej liczbie typów, odmian i wariantów produkowano od dawna. I kiedy w końcu pojawiła się szansa zasilania ich z przyzwoitych akumulatorów, zaczęto ją wykorzystywać (początkowo tylko do badań, ale stosunkowo szybko pojawiły się pierwsze konstrukcje nadające się do produkcji na dużą skalę).
Konstruowanie i eksploatacja samochodów elektrycznych
Nowoczesne silniki sprawdzają się w zastosowaniach stacjonarnych i mobilnych. Najlepszym poligonem doświadczalnym jest dla nich transport szynowy: kolej, tramwaje, metro, ale także trolejbusy. Zauważmy, że opracowanie silników dla samochodów elektrycznych i hybrydowych (ale także rowerów, skuterów czy hulajnóg) nie wymagało prowadzenia intensywnych badań trwających dziesięciolecia. Bazowano na sprawdzonych konstrukcjach, modyfikując je tak, żeby masa, moc i wymiary silnika pasowały do założeń konstruktorów.
Istotą problemu z konstruowaniem i eksploatacją samochodów elektrycznych jest dostarczanie energii elektrycznej do poruszającego się pojazdu. Problem, który w transporcie rozwiązuje elektryczna sieć trakcyjna, w samochodach przez lata był nie do pokonania. Istotą tego problemu jest trudność w znalezieniu wystarczająco pojemnych, bezpiecznych i małych (lekkich) urządzeń do magazynowania energii elektrycznej. Bez nich zasięg samochodu elektrycznego jest zbyt mały, żeby zadowolić klientów, którzy chcą tzw. elektrykiem poruszać się równie swobodnie jak pojazdem z napędem spalinowym.
Postulowano wiele rozwiązań tego problemu: częściowe ograniczenie swobody przez wyznaczenie dróg wyposażonych w system do indukcyjnego (bezprzewodowego) ładowania akumulatorów samochodu elektrycznego w ruchu, kolejne, coraz doskonalsze i cięższe ogniwa o dużej pojemności itp. Lekarstwem na umiarkowaną pojemność mają być szybkie ładowarki i powszechna dostępność punktów ładowania.
Być może okaże się, że wykorzystanie znanych obecnie sposobów akumulowania energii elektrycznej nie sprosta przyszłym wymaganiom – przede wszystkim dlatego, że ich produkcja i utylizacja są kosztowne, szkodliwe dla środowiska, energochłonne i wymagają użycia metali ziem rzadkich. Problemy z akumulatorami wynikają z niekorzystnej proporcji masy do pojemności elektrycznej, wysokiej ceny oraz zagrożenia, jakie te urządzenia stwarzają podczas kolizji i wypadków. Technicznie rzecz biorąc, można wyprodukować akumulator o pojemności wystarczającej do zasilania samochodu na dystansie ponad 1000 km, ale będzie on zbyt ciężki dla typowego samochodu osobowego.
Nie bez przyczyny jako pierwsze rozpowszechniły się autobusy miejskie napędzane silnikami elektrycznymi. Z jednej strony konstrukcyjnie są one dostosowane do przewożenia znacznych mas i można w nich zamontować zestawy akumulatorów o łącznej masie kilku ton, z drugiej jednak strony normalny cykl jazdy miejskiej umożliwia stosunkowo częste doładowywanie na przystankach końcowych. W tym przypadku można też skutecznie wykorzystywać rekuperację, czyli odzyskiwanie energii podczas hamowania w ruchu miejskim.
Fot. Getty Images
Napisz komentarz: