Электромобиль: новая жизнь старой идеи

#Технологии
АП
Ася Петухова

Восемь лет назад популярный в США автомобильный блогер Эрик Лавдей выложил на одном из своих сайтов — InsideEVs («В мире электромобилей», весьма, кстати, информативном и полезном сайте для отечественных энтузиастов электромобилей) — раритетный патент 1904 года Томаса Эдисона на Electrical Automobile со словами: «Этот патент Эдисона, без сомнения, опередил свое время. Наслаждайтесь архивной реликвией прошлого».

Мистер Электричество, как прозвали Эдисона еще при жизни, разумеется, не мог пройти мимо электромобилей, которые на рубеже XIX и XX веков всерьез оспаривали авторынок у машин с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Он владел рядом патентов, связанных с электромобилем, включая патенты на электрогенератор (двигатель) для машины (1884), систему электрооборудования трамвая (1891), патенты на щелочной аккумулятор (1900, 1904), электроды для автомобильных аккумуляторов (1901), систему электрооборудования электромобиля (1912) и ряд других. 

Широко известна также история совместного проекта Эдисона и Генри Форда по массовому производству электромобилей на базе знаменитой фордовской модели Т. В этом проекте, который так и не осуществился и был закрыт в 1914 году, Эдисон отвечал за блок питания (щелочной аккумулятор с пробегом в 100-миль без подзарядки), Форд — за все остальное. Тем более удивительным выглядит патент Томаса Эдисона 1904 года на «электрический автомобиль».

Совместное творение Форда и Эдисона

Вот предмет защиты авторских прав: «Да будет известно, что Томас А. Эдисон… изобрел определенное новое и полезное усовершенствование в электромобилях, спецификация которого приведена ниже. Мое изобретение относится к различным новым и полезным усовершенствованиям в электромобилях, приводимых в движение аккумуляторными батареями; и моя цель состоит в том, чтобы создать электромобиль. в котором приводной двигатель может быть удобно и эффективно использован для зарядки батарей»

А дальше идет та самая спецификация, вот характерная выдержка из нее: «Комбинация электродвигателя, якоря, имеющего ведущий вал, звездочку на нем, один или несколько шкивов холостого хода, поддерживаемых магнитом возбуждения двигателя, цепную звездочку, проходящую вокруг упомянутого колеса и шкивов холостого хода, и ведомое звездочку-колесо вне цепи и в зацеплении с ней...». И так далее. Описана полная компоновка электрической и механической частей по сути современного электромобиля с расширенным диапазоном, как выразился Эрик Лавдей, выкладывая онлайн найденный им в архивах забытый патент Эдисона, который «опередил свое время».

Именно так это и выглядит сейчас. Но, с другой стороны, это показательный пример того, насколько просто устроен электромобиль по сравнению с машинами с ДВС. Тележка-платформа, электродвигатель, понижающий редуктор с парой-тройкой шестерен, источник питания, кнопка выключателя, рулевая колонка — и поехали! Не надо было быть автомобильным конструктором, с задачей справился бы любой инженер, даже менее одаренный, чем Эдисон. Справлялись даже самоучки, к каковым, кстати, относился и сам Эдисон.

Еще проще, чем в своей конструкции, электромобиль был в управлении. Но битву за авторынок он тогда, в начале прошлого века, безнадежно проиграл. А сейчас, спустя век, успешно берет реванш. По крайней мере так это выглядит со стороны. Но получится ли у него на этот раз? Большой вопрос. 

История электромобиля изучена в мельчайших деталях, любой может ознакомиться с ней в интернете в любом формате — от короткого тайм-лайна до толстых монографий, но вне зависимости от того, на чем делает акцент конкретный историк электроавтомобилестроения, основные вехи на этом пути там всегда одни и те же.

Начинается все с хрестоматийного опыта Майкла Фарадея 1821 года, когда он продемонстрировал вращение магнитов вокруг проводников с токами и наоборот. Затем следуют попытки коммерциализации открытого физического явления целой плеядой изобретателей и инженеров в разных странах — от Морица фон Якоби (Бориса Семеновича Якоби), прокатившего в 1830-е годы 14 пассажиров по Неве на своей лодке с электродвигателем в 1 л.с.,  до промышленных динамо-машин Вернера Сименса и Зеноба Грамма и публичной демонстрации на выставке в Вене в 1873 году их превращения в электродвигатели промышленной мощности. Остальное, как говорится, было дело техники.

Далее следует развилка: одни электромобили, с внешним электропитанием, исходно стали на рельсы и превратились в трамваи и электропоезда, другие, с автономным аккумуляторным питанием, не были привязаны к рельсам и подвесным проводам. Произошло это практически одновременно в конце 1870-х — начале 1880-х, когда на рынке появились емкие свинцово-кислотные аккумуляторы Гастона Плантэ. 

Аккумуляторные электромобили пережили свой «золотой век», но к началу Первой мировой войны окончательно проиграли конкурентную борьбу за покупателя машинам с ДВС, хотя явно превосходили их простой конструкции и удобством управления. Объяснений на сей счет масса: и чисто технические — ДВС тогда обеспечивали гораздо больше энергии на единицу массы, чем могла обеспечить свинцово-кислотная батарея и пришедшие ей на смену другие модификации кислотных и щелочные аккумуляторов; и экономические — с запуском их конвейерного производства машины с ДВС подешевели: и психологические — покупатели электромобилей тогда, как, впрочем, и сейчас, не хотели чувствовать себя ограниченными запасом хода аккумулятора, долгой его подзарядкой и неуверенностью в возможности его подзарядки в нужное время в нужном водителю месте.  

В конце нулевых годов прошлого века производители электромобилей вынужденно позиционировали свой товар на рынке уже как личный автотранспорт для леди. «И для старых маразматиков», — добавляли злые языки того времени. После Первой мировой войны электромобили окончательно ушли в узкую специализированную нишу подсобного электротранспорта — складских автопогрузчиков и т.д. Мысль вернуться к электромобилю возникла в 1970-годы в связи с двумя подряд «нефтяными шоками», вызванными событиями на Ближнем Востоке – войной Судного дня в 1973 году и Исламской революцией в Иране в 1979 году и последовавшей за ней долгой Ирано-иракской войной.

Но технология электромобилей мало продвинулась с 1920-х годов. Самой большой проблемой оставалась аккумуляторная батарея, она все еще была тяжелой, громоздкой и не могла накапливать много энергии на единицу веса. Самые известные электромобили 1970-х годов — это луноходы, питались они от одноразовых батарей, обеспечивающих им работу на несколько часов. В 1990-х годах появились литий-ионные аккумуляторы (в 2019 году их создатели получили Нобелевскую премию), а в 2003 году — компания Tesla, которая, собственно, и была основана для коммерциализации этой технологии.

Остальное происходит уже на наших глазах, и назвать это иначе как вторым рождением (если угодно, реинкарнацией) электромобиля нельзя. Но до его «серебряного века» дело пока не дошло. По данным Deloitte, в 2019, последнем предковидном году мировой рынок электромобилей вырос по сравнению с предыдущим 2018 годом на 15% (Европа +93%, Китай +17% все остальные страны вместе взятые +22%). 

С началом пандемии продажи электромобилей (заодно с рынком традиционных машин с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и гибридов) просел сразу на треть. Но даже при этом на прошлогодней распродаже, организованной компанией Tesla в Монако, где ее машины продавались за полцены, их раскупали, как горячие пирожки. А полцены, между прочим, это 30 тыс. евро.

Но если посмотреть не на темпы ежегодного прироста рынка персональных электромобилей, а на их долю в мировом автопарке, то она пока всего чуть больше 3%. А если взять обычную, не помешанную, точнее в меру помешанную на глобальном потеплении и «зеленой энергетике» европейскую страну, например, Австрию, то из каждых 100 км, которые австрийцы проезжают на электротранспорте, владельцы электрических автомобилей проезжают только 2 км, столько же, сколько они же, австрийцы, проезжают на электро- самокатах и велосипедах. А остальные 96 км они проезжают, в метро, на трамваях и электробусах (38 км) и на поездах (58 км). Иными словами, электротранспорт пока что остается общественным. 

Очень похожая картина наблюдалась в начале прошлого века накануне скоропостижной кончины электромобиля, не достигшего тридцатилетнего возраста. И экологический контекст, сопутствующий нынешней кампании продвижения электромобилей на рынок (глобальное потепление и «зеленая энергетика»), тоже в известной мере напоминает всеобщее ощущение экологического неблагополучия в мегаполисах конца XIX века накануне появления первых электромобилей. Но об этом мы расскажем в следующий раз. 

Читайте в нашем журнале: 

История Kodak: от гиганта фотоиндустрии до банкрота

Мод Адамс: звезда американского театра и изобретательница осветительных приборов

Швейной машинке Singer 170 лет: как Исаак Зингер создал один из главных бытовых приборов прошлых веков

Ася Петухова
Онлайн Патент
#Технологии
Спасибо! Мы перезвоним вам в ближайшее время!