Современный экономичный автомобиль

Когда был создан первый электромобиль

Электромобиль «La Jamais Contente»Автор: Владимир Егоров
Источник: icarbio.ru
Количество просмотров 10378 Количество комментариев 0
«Вольтов столб»
«Вольтов столб»

Как и в случае многих других сложных, системных изобретений развитие идеи электромобиля и его конструкции происходило в несколько этапов, поэтому весьма затруднительно сказать, когда был создан первый электромобиль, и выделить изобретателя, внёсшего основной вклад.

Первый патент на электромобиль был выдан уже в 1799 году в Великобритании [1], но это была только идея, а не работоспособная конструкция, потому что ещё не было создано источника тока и электродвигателя. Но уже спустя год стараниями итальянского физика Алессандро Вольта появился источник тока – знаменитый «вольтов столб» – первичный химический источник тока, состоявший более чем из сотни медных и цинковых пластин, разделенных сукном, которое было пропитано кислотой. Как и современные батарейки, пластины требовали периодической замены (они растворялись). Именно такие батареи и получили самые первые электромобили.

Принцип преобразования электрической энергии в механическую был показан британским учёным Майклом Фарадеем в 1821 году в опыте со свободно висящим проводом, окунающимся во ртуть. Постоянный магнит был установлен в середине ванны со ртутью. Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода. Развитием этого опыта стал униполярный двигатель – колесо Барлоу – демонстрационное устройство, малопригодное для практического применения.

Опыт Фарадея
Опыт Фарадея
Колесо Барлоу
Колесо Барлоу

Стремясь создать электрический двигатель для решения практических нужд, конструкторы пытались подражать принципу действия парового двигателя – якорь двигателя совершал возвратно-поступательные движения. Ученый Борис Якоби (Россия, Пруссия) пошел другим путем, создав в 1834 году первый в мире практически пригодный электродвигатель с вращающимся якорем и опубликовал теоретическую работу «О применении электромагнетизма для приведения в движение машины». С этим изобретением всё было готово для создания электромобиля.

Двигатель Якоби
Двигатель Якоби
Неподвижная группа U-образных магнитов (1) – статор питается током непосредственно от гальванической батареи (2); направление тока в магнитах остаётся неизменным. Подвижная группа электромагнитов (3) – ротор подключен к батарее через коммутатор (4), с помощью которого ток в магнитах и, следовательно, их полярность меняются восемь раз за один оборот диска (5). Подвижные магниты попеременно притягиваются и отталкиваются от неподвижных, и вал двигателя (6) начинает вращаться. Мощность двигателя составляет около 15 Вт.
Опыт Фарадея
Один элемент (банка) свинцово-кислотного аккумулятора Гастона Планте

И появление первого в мире электромобиля не заставило себя ждать: в начале тридцатых годов XIX века (точная дата неизвестна) шотландец Роберт Андерсон построил электромобиль-модель, который считается первым в истории. В 1835 году голландский профессор Сибрандус Страгингх и Томас Дэвенпорт из Вермонта (США) сделали еще по электромобилю-модели. В 1842 году шотландец Роберт Дэвидсон и тот же Дэвенпорт построили машины, которых уже не были моделями, а могли возить людей [2]. Электродвигатель в повозке питался от кислотных аккумуляторов (огромные ванны с серной кислотой) [3]. Повозка Дэвидсона обладала крайне малой скоростью, была огромна и неповоротлива, что однако было характерно для большинства дорожных транспортных средств того времени.

Существенным толчком в развитии электромобилей явилось изобретение французом Гастоном Планте свинцово-кислотного аккумулятора в 1859 году. Эксплуатировать электромобили с перезаряжаемыми батареями было существенно удобнее, чем заменять цинковые пластины. Так в 1881 году на дороги Парижа выехал электрический трицикл Шарля Жанто (изобретателя рулевой трапеции), а в 1888 году Рэтклиф Вард пустил по улицам Лондона электрический омнибус, начав коммерческое использование электромобилей. Отметим, что трамвай появился в 1881 году, а троллейбус – в 1882 году.

В 1889 году инженер Ипполит Романов создал первый российский электромобиль. Особенностью двухместного электромобиля Романова была его малая масса. Он весил всего 720 кг, тогда как электромобиль марки «Жанто» – 1440 кг.

Электромобиль «La Jamais Contente»
Электромобиль «La Jamais Contente» Электромобиль «La Jamais Contente» Электромобиль «La Jamais Contente»
Электромобиль «La Jamais Contente»
Первым преодолел скорость в 100 км/ч на суше.

1 мая 1899 года в местечке Ашер рядом с Парижем бельгийский гонщик-изобретатель Камилл Жанатци вывел на старт самодельный электромобиль «La Jamais Contente» (фр. «Всегда недовольная»). Он имел форму снаряда, суммарная мощность его двух электромоторов составляла 50 кВт (67 л. с.), а «обут» он был в пневматические шины «Michelin». Аккумуляторные батареи располагались на шасси внутри кузова и на задней оси. Максимальная сила тока 250 А при напряжении 200 В. Масса в снаряженном состоянии была около 1000 кг. Жанатци создал первый автомобиль, преодолевший 100-километровый рубеж скорости с результатом в 105,9 км/ч. Это не могло не способствовать популяризации электромобилей.

В итоге к 1900 году более половины автомобилей (включая почти все такси), зарегистрированных в США, были электрическими. Однако к 1910 году электромобилей от общего числа было менее 1 %.

Первый серийный электромобиль

В 1907 году компания «Detroit Electric» первой начинает производство и продажу серийных электромобилей. Это был по-настоящему массовый и достаточно доступный по тому времени автомобиль. Он оснащался свинцово-кислотными аккумуляторами, которые обеспечивали ему запас хода в 130 – 140 км (что неплохо и по нынешним временам), а за доплату можно было установить железоникелевые батареи большей ёмкости. Электромобиль разгонялся до скорости в 32 км/ч, которая была приемлема в городе начала XX века.

Электромобиль «Detroit Electric» 1915 года
Электромобиль «Detroit Electric» 1915 года

Популярность таким электромобилям придавала простота конструкции и эксплуатации в сравнении с автомобилями с ДВС и паровиками. Силовая установка состояла только из свинцово-кислотных аккумуляторов, контролёра (с его помощью устанавливалась требуемая сила тока, а, следовательно, и крутящий момент на валу электродвигателя) и электродвигателя. Вместо руля, педалей и рычага коробки передач у машин «Detroit Electric» было всего лишь две ручки (связанные с контролёром). Первая (более длинная и похожая на кочергу) была расположена напротив водителя и отвечала за направление движения. Вторая, напоминавшая рукоять ручного тормоза, имела шесть положений и регулировала скорость. В первом положении автомобиль двигался вперед со скоростью четыре мили в час, во втором – восемь, в третьем – двенадцать, и т. д. Шестой режим отвечал за задний ход. Кроме того не требовалось крутить рычаг стартёра чтобы завести двигатель или разводить пар.

Всё это способствовало тому, что электромобили пользовались особенной популярностью у прекрасной половины человечества. К тому же цена на бензин во время первой мировой выросла почти в два раза.

Но автомобили с двигателем внутреннего сгорания победили. Производство электромобилей продолжалось до 1939 года, постепенно снижаясь в количестве. Почему?

По тем же самым причинам, по которым современные электромобили пока не вытеснили традиционные:

  • Малый запас хода на одной зарядке (100 – 150 км; сейчас не намного больше для доступных по цене моделей).
  • Отсутствие зарядной инфраструктуры (в то время не существовало единого стандарта для электрических сетей – ток мог быть переменным или постоянным, напряжение 110 или 220 В и т. д.; в настоящее время сети для экспресс-зарядки электромобилей активно развиваются, в любом случае электрические машины можно зарядить от бытовой сети).
  • Скорость зарядки на специальной станции измеряется десятками минут (обычно около получаса), от бытовой сети – часами (как правило, в современных электромобилях это время составляет около 8 часов, чтобы было удобно подзаряжать батарею в ночное время).

Изобретение в 1912 году Чарльзом Кеттерингом электрического стартёра фактически добило электромобили, сделав эксплуатацию автомобилей с двигателем внутреннего сгорания существенно удобнее. Сейчас ситуация меняется: батареи стали более ёмкими, электрические двигатели повысили эффективность, а требования экологии особенно в крупных городах выходят на первый план.

Последнее обновление 06.05.2015
Опубликовано 11.03.2015

Читайте также

Сноски

  1. Информация о патенте есть только в одном источнике – Павел Карин «Назад в будущее»
  2. По большинству источников Дэвидсон всё-таки был первым, кто построил полноразмерный электромобиль 1842 году (по некоторым источникам в 1838 году).
  3. О том, какой электродвигатель был на машине Дэвидсона, информации нет.

Комментарии

Ваше имя:
Ваш e-mail: необязательное поле
Кто Вы?
Человек
Человек
Робот
Робот

Все материалы, представленные на данном сайте, защищены законодательством в области авторского права. Смотрите публикация Ваших материалов, условия перепечатки материалов, соблюдение авторских прав.
Дизайн и поддержка – Владимир Егоров, icarbio.ru 2010-2014 ©.

Рейтинг@Mail.ru