Студенты строят электромобиль с зарядкой за 11 минут

Подвижники из Массачусетского технологического института взялись доказать, что электромобиль может ни в чём не уступать своему бензиновому собрату: одновременно быть крупным и комфортным, обладать прекрасной динамикой разгона, запасом хода, близким к таковому у классического авто, и притом заряжаться за время, не большее, чем требуется для заправки бензобака.

Уложиться в 11 минут — такова предельная планка времени полной (с нуля) зарядки электромобиля, которую поставила пред собой команда MIT's Electric Vehicle Team — более 30 студентов и аспирантов, ведомых своим лидером Раду Гогоаной (Radu Gogoana).

Для полноценной пятиместной машины с очень приличной дальностью хода (о ней скажем ниже) — это фантастическая задача. Пока индустрия может похвастать образцами сравнительно крупных электрических авто, заряжающимися "под пробку" за 4-12 часов. Есть ли примеры пополнения запасов за час или два? Да, есть, но те машины годятся лишь для вояжей по ближайшим кварталам.

Новый экспериментальный автомобиль назван "Одиннадцать" (elEVen). Его переделывают из седана Mercury Milan Hybrid 2010 модельного года. Только авторы проекта полностью заменили силовую установку, превратив гибридную легковушку в чистый электромобиль. Заявленные параметры elEVen впечатляют. На одной зарядке аккумуляторов он должен проезжать 200 миль (322 км). При "заправке" за 10 минут с хвостиком это будет феноменальный рекорд.

Для сравнения. На днях ниссановцы представили публике свой первый серийный электромобиль LEAF — не микролитражку какую-нибудь в габаритах "Смарта" или "Оки", а вполне приличных размеров пятидверный хэтчбек. Его литиево-ионные батареи обеспечивают машине запас хода в 160 километров. При этом от специального "быстрого" зарядного устройства аккумулятор можно заправить на 80% за 30 минут.

Эти 80%, к слову, всплывают в который уже раз неспроста: современные тяговые аккумуляторы впитывают последние 20% заметно дольше первых 80. Ну а от бытовой розетки на 220 вольт, да ещё и на все 100%, LEAF заряжается за долгие 8 часов. В общем, типичный сценарий использования таков: поездки по городу с возвращением домой (на заправку) каждую ночь. И как быть с дальними вояжами?

Заметим, скорость зарядки зависит сразу от ряда условий. Способность аккумуляторов "переваривать" большой (относительно ёмкости) ток — только одно из них. Тут, понятно, создателям "скорозарядных" машин приходится выбирать типы и модели батарей с самыми лучшими техданными (а даже у тех же литиевых аккумуляторов имеется несколько подвидов, заметно отличных по этой способности).

Вторая задача — создание бортовой системы управления процессом зарядки, также воспринимающей большие токи (для elEVen, в частности, команда строит оригинальную схему). Наличие розетки огромной мощности, читай — специальной зарядной станции – уже и не обсуждается. Наконец, можно просто подсократить объём батареи. Ещё три года назад японцы построили опытный городской микрокар, который мог заряжаться на 80% от номинала всего за 15 минут. Вот только полная ёмкость "наливалась" существенно дольше. А запас хода той машинки был равен всего-то 80 километрам.

Американцы решили — никаких компромиссов. Для своей машины они подобрали литиево-железофосфатные батареи от компании A123 Systems (это те самые аккумуляторы, что питают самый быстрый электрический мотоцикл на планете). Они отличаются высокой пожарной безопасностью и очень высокой удельной мощностью, так что и заряжаться способны быстро.

Блок тяговых батарей elEVen в финальном варианте будет насчитывать 7905 отдельных "батареек" A123. Их общая ёмкость превысит 60 киловатт-часов. Чтобы "насытить" их полностью не позднее чем через 11 минут после начала заправки, студентам потребуется источник тока мощностью не менее 350 киловатт (точнее, машине нужен источник на 356 вольт и 1000 ампер). "Этой энергии достаточно для того, чтобы сжечь предохранители в 20 обычных домах одновременно, — говорит Гогоана, — поэтому мы будем подключать авто непосредственно к электростанции MIT". (Стоит пояснить, что от обычной домашней розетки c её скромным предельным током elEVen будет заряжаться не быстрее соперников — в течение целой ночи.)

Максимальная мощность электромотора elEVen превышает 180 киловатт (или 250 "лошадей"). Вес этого электродвигателя (вместе с управляющим контроллером) составляет 138 килограммов. Данный агрегат (трёхфазный, переменного тока) был подарен команде MIT компанией SatCon, специалистом по разнообразному электрооборудованию.

Первоначально сей могучий мотор построили для привода электрического автобуса с массой в 15 тонн. Неудивительно, что среднеразмерная (по американским представлениям) легковушка (а её вес составляет менее 2 тонн) должна с ним просто летать. По расчётам команды студентов, elEVen будет ускоряться с места до 100 км/ч менее чем за 9 секунд, а максимальная скорость превысит 160 км/ч.

Начало переделке машины было положено в июне этого года. В нынешнем месяце команда намерена протестировать elEVen с неполным комплектом батарей и без системы скоростной зарядки, а в окончательном виде машина должна выйти на дороги в третьем квартале 2010-го.

Ориентировочная стоимость переделки "Милана" составила $200 тысяч, из них $80 тысяч приходятся на литиевые батареи. Но фактически институт не слишком разорился. Дело в том, что большая часть необходимых изделий и материалов была подарена студентам компаниями-партнёрами по проекту (фотографии MIT's Electric Vehicle Team).

Хотя машина вышла дорогой, авторы проекта отмечают, что с ростом выпуска подобных автомобилей будет падать и себестоимость электрической начинки. А уж в том, что промышленность способна освоить всё это хозяйство — сомневаться не приходится. Те же ячейки A123 тут применены и вовсе серийные, которые продаются на рынке уже три года.

Тем временем в стенах того же Массачусетского технологического учёные создали опытный литиевый аккумулятор, способный заряжаться в 100 раз быстрее обычного.

Интересно посмотреть, какие способности появятся у электромобилей, когда эта экспериментальная разработка дойдёт до конвейера.