Последние три года новости из международных автосалонов и автомобильных выставок не обходятся без ставшей уже назойливой рекламы нового течения в многообразном мире личного автотранспорта. Речь идет об электромобилях.
Перед появлением «чистых» электромобилей эксперты называли революционным решением гибридные авто, а до них лидерами среди перспективных разработок были разного рода химеры с ДВС на биотопливе, а также на суррогатах бензина и дизтоплива.
Лидером среди электрических суперкаров на сегодняшний день является Tesla Model S, ставший уже легендарным благодаря мощной рекламе. Впервые новинка стала доступной в 2012г., сразу обратив пристальное внимание, как экспертов, так и обычных энтузиастов-поклонников идеи электрической революции. Согласно рекламным заявлениям Tesla машина показала уровень безопасности в 5 звезд краш-теста. Жизнь водителя и пассажиров защищает своеобразная силовая капсула с увеличенным запасом прочности. Основные, самые массивные узлы, такие как батарея и электродвигатель, смещены к низу, благодаря чему центр тяжести двухтонной машины находится на высоте 45см. Задний привод и использование шасси, конструктивно схожего с гоночными вариантами, говорит о желании разработчиков получить практически 100% спортивный характер машины. Мало того, даже корпус силовой батареи, вмонтированный в пол, использован для увеличения сопротивления кузова усилию кручения.
Зачем?
Почему столько внимания уделено безопасности конструкции автомобиля, имеющего внешний вид респектабельного авто для богатых и любящих жизнь клиентов.
Результаты анализа дают основания предполагать, что необходимость обеспечить стойкость конструкции Tesla Model S возведена в максимальную степень, в противном случае, даже небольшая авария повлечет за собой огромные проблемы.
На 2100кг веса автомобиля приходится 455 кг литий-ионной батареи, несущей заряд чистой энергии примерно около 300МДж, что эквивалентно теплоте сгорания 6 кг бензина, или энергии, выделяющейся при взрыве почти 8кг тринитротолуола. Для замкнутого пространства вполне достаточно 100гр, чтобы отправить на тот свет водителя и пассажиров в придачу. Даже если выйдет из строя и воспламенится одна из шестнадцати секций, пожар и тяжелые последствия для людей и машины гарантированы.
Разработчики Tesla Model S, использовавшие стандартную технологию изготовления литий-ионных батарей высокой плотности для мобильных устройств, получили огромное преимущество перед конкурентами. Если другие компании годами бились над изготовлением безопасной литиевой батареи, абсолютно безопасной для установки на автотранспорте, Tesla использовали готовое, но очень неоднозначное и проблемное решение.
Выход из строя микросхемы-контролера, управляющего зарядом-разрядом батареи, или повреждение герметичности ее корпуса приводит к интенсивным разогревам и воспламенениям, в отдельных случаях даже взрывному характеру горения. Батарея ноутбука с энергией заряда в несколько тысяч джоулей способна прожечь в корпусе и плате сквозное отверстие размером с орех и даже вызвать пожар. Беглый обзор информации в интернете покажет, что даже фирменные, казалось бы, максимально качественные и проверенные литиевые аккумуляторы ноутбуков и мобильных телефонов воспламеняются. Правда, подобные случаи происходят в основном с американскими и европейскими изделиями. Китайский ширпотреб обычно просто умирает, выделив при этом кучу непонятного белесого вещества. Мало того, способ разведения костра с помощью огня, добытого из пробитой ножом и воспламенившейся батареи мобильного телефона, довольно часто демонстрируют различные специалисты по выживанию в условиях дикой природы.
Чего же можно ожидать от устройства с энергией в 500 раз большей, находящегося в непосредственной близости от водителя в замкнутом пространстве. Ему не нужен кислород воздуха, его не остановит огнетушитель.
Специфика литий-ионной батареи заключается в чрезвычайной чувствительности к нагреву. Перегрев заряженного аккумулятора может запустить неуправляемую реакцию саморазрушения, если при этом будет поврежден корпус – воспламенение практически гарантировано.
Вот и получается, что все меры по чрезвычайному усилению безопасности конструкции направлены, прежде всего, на предупреждение разрушения и взрыва аккумуляторов. Естественно, в конструкции, собранной из 16 блоков, есть комплекс предохранительных устройств и система охлаждения. Есть индикаторы перегрева и схемы выравнивания нагрузки между отдельными элементами батарей. Но эти устройства запрограммированы на штатные ситуации, они практически бессильны против нерасчетных видов вибрации, передающихся от ходовой подвески и кузова, разнообразных ударных нагрузок, в том числе при столкновении или маневрировании.
Статистика говорит, что максимальное количество выходов из строя аккумуляторов происходит именно в момент зарядки. В такие моменты водитель и пассажиры, как правило, отсутствуют в машине – уж слишком долго необходимо ожидать окончания полного или ускоренного цикла заряда. Но риск остается.
Нужно отметить еще один потенциальный источник опасности. На заре появления электрических приводов в конструкциях автомобилей использовались двигатели постоянного тока. Позже разработчики перешли к коллекторным двигателям переменного тока, в настоящий момент используются асинхронные бесконтактные трехфазные двигатели с повышенным напряжением питания. Трехфазное электрическое высоковольтное напряжение генерируется и подается к двигателю специальным электронным коммутатором. Именно эта электрическая цепочка, многократно защищенная, и является тем источником угрозы жизни человека. Автоматика электронных цепей, в случае аварии или пожара, должна молниеносно отключить опасное электрическое напряжение, дабы избежать поражения пассажиров. Если сама автоматика не выйдет из строя раньше, чем сработает защита. И потом, при отключении питания автомобиль потеряет возможность управляться и маневрировать, что тоже может стать проблемным фактором в аварийной ситуации.
Очарованные успехом продукции компании ТЕСЛА, китайские автопроизводители заявили о том, что в следующем году на рынок выйдет китайский аналог такого электрокара. Зная пристрастие инженеров Китая к самым дешевым и простым решениям, сложно даже приблизительно оценить уровень электрической безопасности этих автомобилей.
05.10.2015
Отправить новый комментарий