Вес электромобиля — какой он и на что влияет?

Современные электромобили быстрее, навороченнее, эффективнее и разумеется экологичнее, чем аналогичного класса модели с двигателем внутреннего сгорания. Но из-за особенностей конструкции электрокары существенно тяжелее. Объясняем, что делает их вес больше и на что влияет масса автомобиля с электрическим двигателем.

Электромобили стремительно завоевывают свое место под солнцем. У них масса преимуществ перед автомобилями с двигателем внутреннего сгорания:

• Эффективность: КПД электрокара составляет до 90%, в то время как у самых эффективных и экономичных двигателей внутреннего сгорания не превышает 30%.
• Экологичность: электромотор не выбрасывает в атмосферу никаких вредных веществ.
• Высокая динамика: у электромотора стабильный высокий крутящий момент, что обеспечивает моментальный мгновенный отклик на нажатие педали газа и очень быстрый разгон.
• Надежность: электромотор устроен проще, чем ДВС, практически не подвержен поломкам и гораздо реже требует обслуживания.

Распространение электромобилей, помимо более высокой стоимости, ограничивает лишь меньший по сравнению с традиционной машиной запас хода. Но по мере усовершенствования батарей электрокаров они становятся более эффективными и емкими. Пробег на одном заряде увеличивается, а время зарядки уменьшается.

Zeekr 007

 

Остается еще один фактор — вес. В среднем электрокары весят на несколько сотен килограммов больше, чем автомобили с ДВС аналогичного класса.

Вес большинства электромобилей, представленных сегодня на рынке, более 1500 кг. Список автомобилей с аккумуляторами весом менее 1500 кг невелик: к ним относятся Mini Cooper SE, Fiat 500e, BMW i3 в версиях на 22 и 42 кВт/ч, Volkswagen e-up! в версиях на 18 и 36 кВт/ч, а также Mitsubishi i-MiEV.

Почему электромобили такие тяжелые

Блок аккумуляторов — самая тяжелая и массивная часть электрокара. Он содержит в себе десятки килограммов различных металлов и других химических элементов плюс конденсаторы, микросхемы, реле, компоненты системы охлаждения, кабели и изоляционные материалы. Кроме того, батарея заключена в массивный силовой корпус для защиты от механических повреждений. Все это образует «балласт» весом от 200 кг до тонны с лишним в зависимости от размеров и емкости аккумулятора.

Например, вес электрической Kia Soul EV весит около 1,6 тонны – примерно на 300 кг больше такой же машины с бензиновым двигателем 1,6 л.

Близкие по характеристикам седаны BMW — бензиновый M550i xDrive и электрический i5 xDrive M60 — имеют снаряженную массу 1885 и 2305 кг соответственно.

А вот вес полноразмерного электрического пикапа GMC Hummer EV 2023 года выпуска составляет целых 4111 кг. Одна только батарея этого электрокара весит 1315 кг — как вся Lada Vesta в полном фарше. Для сравнения, бензиновый GMC Sierra 2023 года, тоже полноразмерный пикап, весит менее 3 тонн.

GMC-Hummer-EV

 

Интересно, что когда в Страховом институте дорожной безопасности США (Insurance Institute for Highway Safety ) – регуляторе, занимающимся оценкой безопасности автомобилей –– решили провести краш-тест электрического «Хаммера», инженеры всерьез опасались, что 4-тонный электромобиль вдребезги разнесет испытательную установку. Поэтому перед тем, как запустить в отбойник дорогостоящий электропикап, они проверили оборудование на прочность с помощью нескольких старых дешевых машин, вес которых увеличили стальными пластинами и бетонными блоками.

Помимо батареи, прибавку в массе дают электродвигатели и редукторы. Сами по себе они легче и компактнее, чем двигатели внутреннего сгорания. Но у электрокаров бывает не один, а два, три или даже четыре двигателя.

В основе GMC Hummer EV платформа Ultium c батареей весом в целую Lada Vesta

 

Чем больше вес электромобиля, тем большую нагрузку несут детали подвески, а значит, они должны быть массивнее и тяжелее. Также чем больше масса электрокара, тем больше кинетическая энергия, а значит, нужны более мощные и крупные тормоза. Чтобы уместить большие тормозные диски и массивные многопоршневые тормозные суппорты, нужны колеса большего диаметра (их вес больше).

Кроме того, электромобили обычно оснащены богаче своих бензиновых и дизельных собратьев. В них устанавливают дополнительные сервоприводы, электронные компоненты и системы повышения комфорта.

На что влияет масса электрокара

Масса влияет на следующие характеристики электрокара и окружающей инфраструктуры:

• Цена
• Дальность хода
• Управляемость
• Безопасность
• Дорожная инфраструктура

Рассмотрим каждый пункт подробнее.

Цена

Батарея электрокара — не только самый массивный компонент электромобиля, но и один из самых дорогих. Таковой ее делает не только обилие электроники, но и значительное количество редкоземельных материалов, используемых для наполнения ячеек. Cтоимость аккумулятора достигает четверти, а то и трети цены электрокара. Сколько стоит батарея электромобиля зависит от емкости. В среднем аккумуляторы обходятся производителям электрокаров в 111–125 долларов за кВтч, хотя крупнейшие производители, такие как китайская CATL, обещают уже к середине 2024 года снизить эту цену вдвое. Так или иначе, чем более емким, а значит и большим по весу является аккумулятор, тем выше будет итоговая стоимость электромобиля.

Ориентировочная стоимость некоторых электромобилей и их батарей:

   

Cadillac Escalade iQ

Дальность хода

Чем больше вес электромобиля, тем больше энергии требуется для ускорения и поддержания скорости и тем меньше будет пробег до подзарядки.

По данным исследований Департамента энергетики США, каждые лишние 45 кг массы автомобиля увеличивают расход топлива на 2%. Большая масса негативно влияет и на экономичность электрокаров.

Компания AAA Automotive Engineering провела испытания популярного в США пикапа Ford F-150 Lightning в полностью электрической версии и обнаружила, что с грузом массой 635 кг в кузове (меньше максимально разрешенного веса 680 кг) дальность пробега у этого электрокара уменьшается на 24,5%.

Ford F-150 Lightning

 

Энтузиасты из сообщества владельцев электромобилей Tesla (где любят экспериментировать в поисках способов увеличить дальность хода) заменили 21-дюймовые штатные колеса электрокара Tesla Model Y Performance 2022 года на 20-дюймовые кованые, сбросив 27 кг веса. На одном и том же маршруте это позволило увеличить дальность хода с 495 до 515 километров.

Управляемость

Компоновка электромобилей отличается от авто с ДВС. Под капотом электрокара, если это не гибридный автомобиль, нет массивного двигателя с коробкой передач. Компактные блоки электромоторов с редуктором смонтированы непосредственно на передней и задней осях. А под днищем машины расположена тяжелая батарея (весом несколько сотен кг). Такая конструкция обеспечивает электрокарам идеальную развесовку и максимально низкий центр тяжести. Большой вес электромобиля, равномерно распределенный между передними и задними колесами, позволяет им крепко держаться за дорогу и улучшает управляемость и устойчивость.

Вместе с тем большая масса машины требует и более мощных усилителей рулевого управления и тормозов. Шины тоже должны быть рассчитаны на большую массу, поэтому у мощных и дорогих электромобилей большие и широкие колеса. Некоторые электрокары, например, внедорожник Mengshi M-Hero 917 или уже упоминавшийся Hummer EV, вдобавок оснащаются полноуправляемым шасси с подруливающими задними колесами. На небольших скоростях и при резком повороте руля они поворачиваются в противоположную передним колесам сторону. Это уменьшает радиус поворота. А при перестроениях на трассе все четыре колеса поворачиваются в одну сторону, позволяя машине плавно сместиться по диагонали в соседнюю полосу.

Mengshi M-Hero 917

Безопасность

Из-за большого веса электромобилей к ним возникают вопросы в плане безопасности дорожного движения.

Согласно исследованию Национального бюро экономических исследований США, «базовая вероятность смертельного исхода» при аварии увеличивается на 47% с каждой дополнительной тысячей килограммов в автомобиле, а риск смертельного исхода еще выше, если столкнувшийся автомобиль - легкий грузовик (внедорожник, пикап или минивэн). Речь о том, что при столкновении легкой и тяжелой машин вероятность опасных или смертельных травм выше у пассажиров легкого автомобиля.

Более тяжелые электромобили опаснее для пешеходов и велосипедистов из-за длинного тормозного пути. Это особенно актуально с учетом того, что электрокары могут очень быстро разгоняться (например, внедорожник Yangwang U8 ускоряется до 100 км/ч за 3,8 секунды, а семиместный минивэн Zeekr 009 за 4,5 секунды) и некоторых водителей это провоцирует на опасную езду, оставляя меньше времени на то, чтобы среагировать и затормозить.

Шасси Yangwang U8 с 4 электродвигателями

 

«Очевидно, что большая масса электромобиля увеличивает его тормозной путь, и невозможно с уверенностью гарантировать, что на каждом электромобиле установлены достаточно эффективные с учетом этого веса тормоза.»
(Рауль Арбелаес, вице-президент Insurance Institute for Highway Safety).

   

Влияние веса электромобиля на дорожную инфраструктуру

По мере того, как автомобили (не только электро, но и обычные) прибавляют в весе, возрастает нагрузка на дорожную сеть.

Электромобили, вес которых больше аналогичных авто с ДВС, подвергают дорожное полотно интенсивному износу. При этом во многих странах ремонт дорог финансируется из транспортного налога и акцизов на топливо, которые не распространяются на электротранспорт. Иными словами, владельцы электрокаров пользуются дорогами, но практически не платят за их ремонт и поддержание в рабочем состоянии. И хотя доля электромобилей в трафике пока не так велика, чтобы это представляло серьезную проблему, в перспективе это может измениться.

В некоторых странах поднимается вопрос о несоответствии устаревшей дорожно-транспортной и парковочной инфраструктуры новым, большим по весу транспортным средствам. Внимание к этой проблеме привлекло обрушение в 2023 году в Нью-Йорке паркинга 1925 года постройки, когда второй этаж с припаркованными автомобилями рухнул вниз. Авария не обошлась без жертв.

Обрушение паркинга в Мэриленде, штат Пенсильвания, США

 

Тем временем в Великобритании Британская парковочная ассоциация уже рекомендовала увеличить прочность несущих конструкций на многоэтажных паркингах на фоне роста электромобильного парка.

Подробнее узнать об устройстве электромобилей, которые можно купить в России, вы можете у специалистов «НЕО КАРС». В нашем каталоге большой выбор электрокаров и гибридов, таких как Lixiang L9, Zeekr 001, Lotus, Aito M7, Mengshi M-Hero 917, Hiphi Z, Lixiang L7, BYD U8, Aito M9, Polar Stone 01, которые продаются с фирменной гарантией. Помимо русификации интерфейса и мультимедиа, она включает бесплатные консультации, установку дополнительного оборудования, опций, а также полный перечень сервисных работ по техобслуживанию и ремонту. Ждем вас в нашем автосалоне на Новорижском шоссе каждый день с 9 до 21 часа.