. ПРО СТВОРЕННЯ ПЕРСПЕКТИВНИХ МОДЕЛЕЙ ЕКОМОБІЛІВ ТА ОРГАНІЗАЦІЮ ЇХ СЕРІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА В УКРАЇНІ
ПРО СТВОРЕННЯ ПЕРСПЕКТИВНИХ МОДЕЛЕЙ ЕКОМОБІЛІВ ТА ОРГАНІЗАЦІЮ ЇХ СЕРІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА В УКРАЇНІ

ПРО СТВОРЕННЯ ПЕРСПЕКТИВНИХ МОДЕЛЕЙ ЕКОМОБІЛІВ ТА ОРГАНІЗАЦІЮ ЇХ СЕРІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА В УКРАЇНІ

1 М. ПАРАФЕНКО ПРО СТВОРЕННЯ ПЕРСПЕКТИВНИХ МОДЕЛЕЙ ЕКОМОБІЛІВ ТА ОРГАНІЗАЦІЮ ЇХ СЕРІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА В УКРАЇНІ ВИХІДНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ СТВОРЕННЯ ДЕРЖАВНОЇ НАУКОВО ТЕХНІЧНОЇ ПРОГРАМИ «ВИРОБНИЦТВО МАЛОТОНАЖНИХ ВАНТАЖНИХ ТА ІНШИХ ПЕРСПЕКТИВНИХ МОДЕЛЕЙ ЕКОМОБІЛІВ» (ПРОЕКТ) м. Буча, Київської обл., 2008 р.

2 Н. ПАРАФЕНКО О СОЗДАНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ ЭКОМОБИЛЕЙ И ОРГАНИЗАЦИИ ИХ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА В УКРАИНЕ ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ НАУЧНО ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ «ПРОИЗВОДСТВО МАЛОТОННАЖНЫХ ГРУЗОВЫХ И ДРУГИХ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ ЭКОМОБИЛЕЙ» (ПРОЕКТ) г. Буча, Киевской обл., 2008 г.

3 АННОТАЦИЯ В проекте 85 страниц, в т. ч. 6 таблиц, 2 фото и 11 приложений. Приведены сведения о необходимости и реальной возможности постепенной замены автомобилей экомобилями в условиях внутригородских перевозок в связи с проблемой загрязнения атмосферного воздуха выхлопными газами от автотранспорта. Сопоставительным анализом замыкающих затрат на производство и эксплуатацию экомобилей и автомобиля обоснована экономическая целесообразность такой замены. Разработана методика определения отдельных показателей экомобилей. Предложена концепция создания размерного ряда базовых моделей экомобилей, часть из которых предназначена для постепенной замены малотоннажных грузовых автомобилей и микроавтобусов экомобилями в условиях внутригородских перевозок. Представлены сведения об имеющихся экспериментальных заделах и о реально выполняемой работе по созданию нескольких моделей экомобилей из предлагаемого размерного ряда. Предложено создать Государственную научно-техническую Программу «Производство малотоннажных грузовых и других перспективных моделей экомобилей», как приоритетного направления развития науки и техники и оздоровления атмосферного воздуха в крупных городах и промышленных регионах. Обоснована научно-техническая и социальная ценность результатов предполагаемой реализации Программы, которую предложено осуществить на основе госбюджетных средств и частного капитала на долевых началах. Представлена организационная структура реализации Программы. В приложениях приведены дополнительные сведения и копия рецензии профильного машиностроительного предприятия на данный проект. Ключевые слова: АВТОМОБИЛЬ, АККУМУЛЯТОР, ГИБРИД, МОТОРНОЕ ТОПЛИВО, ЭКОЛОГИЯ, ЭКОМОБИЛЬ, ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ, ЭНЕРГОЕМКОСТЬ, ЭНЕРГОРЕСУРСЫ. Анализируемые в данном проекте обстоятельства затрагивают интересы муниципального общества в части экологии среды обитания и достойны его внимания, требуют эффективных действий Правительства, и открывают возможности перспективного вложения частного капитала.

4 ПРЕДИСЛОВИЕ. В проекте представлен краткий анализ состояния, тенденций развития электромобильной техники и сопутствующих направлений во взаимосвязи с загрязнением атмосферного воздуха выхлопными газами от автотранспорта. Составлению данных материалов предшествовали многолетние работы автора по созданию конструкций автомобильной техники и экспериментальных моделей экомобилей. Сведения об авторе и опыте в создании транспортных средств приведены на стр. 60, 61, 22-24, и в публикациях [1] и [17]. Разработку силовой электроники и вспомогательного электронного оборудования для экомобилей, подбор и систематизацию материалов по аккумуляторам и тяговым электродвигателям выполняет инж. А. Мельник. В разработке электронного оборудования принимает участие инж. П. Шабатин. Содействует выполнению работ ректорат НТУ Украины «Киевский политехнический институт». В техническом редактировании данных материалов принимали участие инж. А. Мельник и канд. техн. наук, доцент В. Барбаш. Данный проект предназначен, в первую очередь, для представления в Правительство Украины, как исходный материал для изучения состояния вопроса развития зарубежного и отечественного экомобилестроения и принятия решений относительно создания Государственной научно-технической Программы «Производство малотоннажных грузовых и других перспективных моделей экомобилей», включая производство тяговых аккумуляторов для них. Анализ состояния проблемы и предполагаемые достижения при реализации упомянутой Программы обобщены в итоговых заключениях (стр ). Представленные сведения могут быть полезны специалистам и студентам соответствующего профиля, энтузиастам экомобилестроения и лицам, интересующимся тематикой электромобильного транспорта и экологии. С благодарностью проанализирую отзывы и учту критические замечания. Автор проекта, канд. техн. наук, доцент Парафенко Николай Иванович, тел. (04497) , (050) ,

5 СОДЕРЖАНИЕ 1. Общее состояние проблемы Экономическая оценка преимущества экомобилей, как внутригородского транспорта О состоянии работ по созданию экомобилей в Украине Концепция создания перспективных моделей экомобилей Состояние собственных разработок Основы стратегии создания серийного производства экомобилей в Украине Методика определения отдельных показателей экомобиля Итоговые заключения Сведения об авторе и опыте создания транспортных средств Список публикаций. 62 ПРИЛОЖЕНИЯ: 1. Копия статьи «Материалы третьего тысячелетия» Копия свидетельства электромобиля ЛуАЗ Е от г Копия поручения Президента Украины от г. Исх. 1-1/ Копия письма Министерства промышленной политики Украины в адрес АО «Электромобиль» на от г Копия письма ГУ транспорта г. Киева от г., Копия письма ГУ промышленности г. Киева от г., Копия письма ГУ промышленности г. Киева от г., Копия отзыва на данный проект ОАО «Киевский мотоциклетный завод» от г., МЗ Копия плана мероприятий НТУ Украины «Киевский политехнический институт» Обзор материалов Правительства г. Москвы по электромобилям Анализ производственного цикла серийного производства автомобилей в Китае. 81 ПРИМЕЧАНИЯ И КОММЕНТАРИИ. 84

6 5 1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. В крупных городах и промышленных регионах доля загрязнения окружающей среды автотранспортом составляет 70-80% от общего объема промышленных выбросов. По степени загрязнения окружающей среды от автотранспорта в Украине лидирует Донецкая область, на втором месте г. Киев. В Киеве до 96% от всех промышленных выбросов приходится на автотранспорт. В 1925 г. в Киеве было 500 тыс. жителей, на которых приходилось 37 легковых автомобилей (в том числе один «Линкольн»), была одна автобусная линия по Крещатику с десятью автобусами. Один автомобиль приходился более чем на десять тысяч жителей. Изречение И. Тургенева «воздух чист и прозрачен, как поцелуй ребенка» соответствовало действительности. Убедительнее сравнение вряд ли можно придумать и сейчас. Но уже через полвека, по состоянию на г. выбросы ядовитых веществ автотранспортом составляли около 8 кг в год на одного киевлянина. По нормативам того времени грамм ядовитых веществ выбрасывалось на каждом километре пройденного пути легковым и в два раза больше грузовым автомобилями. В 90-х годах в Киеве возникло изречение, но уже не классика: «Чтобы мы себя не удушили, надо пересесть на электромобили» [3]. В настоящее время на улицы и дороги столицы ежедневно выезжает примерно миллион автомобилей, из которых около 300 тыс. дважды в сутки пересекают границы Киева и далеко не у всех выбросы соответствуют нормам Европейских стандартов. Совершая суточный пробег до 150 км, эти автомобили оставляют в воздухе и на асфальте тонны ядовитых веществ. По состоянию на 2006 г. сумма вредных выбросов от автотранспорта и отходов промышленности составляла уже 47 кг в год на одного жителя Киева, а в 2007 г. этот показатель вырос на 10-15%. В 2008 г. Киев оказался на 28 месте (из 215 возможных) среди наиболее загрязненных городов в рейтинге авторитетной международной компании Mercer Human Resource Consulting. И хотя влияние этих веществ и соединений на живой организм научно не обосновано, но реально ощутимо. Ежегодно возрастает количество онкологических и сердечно-

7 6 сосудистых заболеваний, болеют и около 70% деревьев (газета «Народне слово», спецвыпуск, г.). Состояние проблемы в настоящее время жестко определено прагматиком: «Мы уже дошли до критической точки, зайдя за которую в городе будет невозможно жить». Это заключение о состоянии проблемы в Москве [32], где загазованность от автотранспорта даже ниже, чем в Киеве. Борьба с токсичностью выхлопных газов путем перехода на инжекторные системы в автомобилях вместо карбюраторов, безусловно, способствует полноте сгорания топлива, но не устраняет проблему целиком и стоит очень дорого. В США, например, около 60% платины и 20% палладия из общего объема потребления расходуется на производство катализаторов для автомобилей, а все мероприятия по снижению токсичности выхлопных газов составляют 70% от суммы затрат на борьбу со всеми источниками загрязнений. Кроме вредных выбросов в виде химических веществ и соединений, в балансе тепловой энергии, выделяемой двигателем автомобиля, лишь около 12% расходуется собственно на движение, а остальные 88% тепла бесполезно излучаются через различные устройства автомобиля во внешнюю среду, причиняют большой вред, нагревая атмосферу [1]. Да и эти 12%, в конечном счете, идут туда же, но только с пользой. Использование жидкого моторного топлива в двигателях внутреннего сгорания (далее ДВС) автотранспорта становится энергетически невыгодным. Более рационально тепловую энергию можно использовать в производстве электроэнергии. В стационарных условиях современных средств выработки электроэнергии потери тепловой энергии можно свести к минимуму. Уровень загрязнения окружающей среды, в этом случае, составляет около 24% [14] от уровня загрязнений автотранспортом. Более того, эти 24% рассеиваются в атмосфере вдали от больших городов и мест с высокой плотностью населения. Снижение уровня загрязнений среды обитания от выхлопных газов в крупных городах и промышленных регионах, возможно, обеспечить только путем постепенного перевода автомобилей на электротягу. И пока не созданы высо-

8 7 коэффективные бортовые источники электроэнергии на гибридные конструкции электромобилей, иногда называемых экомобилями. Предлагаемое понятие «ЭКОМОБИЛЬ» имеет смысл экологически чистого и энергоэкономичного транспортного средства, не выделяющего вредных выбросов в необходимых условиях, независимо от вида потребляемых энергоресурсов. В гибридных конструкциях экомобилей возможны распределения потоков механической энергии электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания в различных соотношениях по мощности и во времени. Комбинации кинематических связей электродвигателей с двигателями внутреннего сгорания в гибридных конструкциях могут выполняться как последовательные, параллельные и смешанные. Одна из перспективных гибридных схем заложена в конструкцию привода Toyota Hybrid System (THS), впервые установленного на японский легковой автомобиль «Тойота Приус» в 1997 году. Тяговый электродвигатель, ДВС и электродвигатель-генератор кинематически увязаны в единую систему простым планетарным редуктором, управляемым системой электроники. Управляющая электроника гибко варьирует потоки энергии в трансмиссии, дает возможность задействовать только электродвигатель или ДВС и комбинировать их возможности. Эту систему можно считать пределом совершенства на данном этапе развития техники. Для обеспечения универсальности в конструкцию шасси могут закладываться возможности избирательной комплектации силовыми установками с электродвигателями и с ДВС. Конструкции с избирательной комплектацией будут незначительно дороже в производстве, чем автомобили, но удобны при переоборудовании. Это особенно важно в начальной стадии развития экомобилестроения, т.к. подобные схемы будут способствовать поиску оптимальных технических решений и обеспечат возможность выбора потребителем требуемой комплектации, применительно к конкретным условиям эксплуатации. Подобные конструкции транспортных средств (далее ТС) можно назвать модульнотрансформируемыми (МОТРА).

9 8 К упрощенным гибридным конструкциям относятся схемы, когда для зарядки аккумуляторных батарей (далее АкБ) дополнительно к силовому агрегату с электроприводом на ТС устанавливают мотор-генератор в виде портативной электростанции с ДВС. Этим способом переоборудован автомобиль «Таврия» в лаборатории «Электромобили» НАН Украины, г. Киев. Для работы гибридных схем пригодно моторное топливо и альтернативных видов газ, биоэтанол, биодизель и водород. Украина располагает благоприятными условиями для выращивания масличных культур, но в ущерб зерновым и другим культурам, вряд ли это экономически оправдано. Водород можно получать из природного газа, различных химических соединений и даже из воды. В результате окисления водорода образуется вода и небольшое количество химических соединений из содержащихся в воздухе компонентов. Водород можно использовать даже в серийных автомобилях, при небольшом усовершенствовании ДВС. Более высокий КПД использования водорода достигается при получении электроэнергии в топливных элементах, где происходит прямое преобразование энергии окисления водорода в электроэнергию. Удельная энергоемкость топливных элементов выше, чем АкБ. Созданный в Германии электромобиль «NEKAR» снабжен двумя углепластиковыми баллонами, в которых способно поместиться 280 литров водорода при давлении 250 атм. Водород поступает в топливный элемент, где вырабатывается электрический ток для питания тягового электродвигателя. Подобные электромобили на стоянке, на усадьбе и даже в гараже могут быть использованы как мини-электростанции. Такая компактная электрохимическая электростанция на борту электромобиля почти полное техническое совершенство, за исключением проблем, связанных с взрывоопасностью водорода. На программы создания транспорта на водородном топливе США выделяют 1,7 млрд. долларов в год, а Евросоюз инвестировал 2 млрд. долларов США за 5 лет [2]. Подобными исследованиями заняты и ученые других стран. Главная же проблема, кроме высокой цены взрывоопасность водорода пока не решена. Анализ тенденций развития технологий производства тяговых аккумулято-

10 9 ров и топливных элементов показывает, что в процессе появления дешевых и энергоемких бортовых источников энергии двигатели внутреннего сгорания будут постепенно вытесняться электродвигателями, в первую очередь при эксплуатации транспортных средств с пробегами на небольшие расстояния, в частности, в условиях внутригородских перевозок. Расход энергоресурсов при переходе на электротягу значительно сократится. Этому переходу способствует и то, что уже достигнуты серьезные результаты в области создания и развития за рубежом промышленного производства новых видов аккумуляторов, которые уже применяются на практике. Основными показателями тяговых аккумуляторных батарей (далее АкБ) являются энергоемкость (Вт*час), удельная энергоёмкость (Вт*час/кг), энергоемкость ресурса (Вт*час, или квт*час), удельная мощность (Вт/кг или квт/кг), срок службы, исчисляемый числом циклов заряд-разряда, допустимая (рекомендуемая) степень разряда, рыночная стоимость. Выпускаемые в Швейцарии натрий-никель-хлоридные (NaNiCl) аккумуляторы «Zebra» [22] имеют удельную энергоемкость более 100 Вт*час/кг, число циклов 80%-го разряда составляет не менее 1500, удельная энергоемкость ресурса аккумуляторов «Zebra» около 130 квт*час/кг. АкБ «Zebra» дали новый импульс развитию электромобилестроения. В Великобритании созданы новые конструкции грузовых электромобилей «Эдисон», «Ньютон», «Фарадей» и «Модек» с применением этих аккумуляторов [21], [31]. Удельная энергоемкость литий-полимерных (LiPo) аккумуляторов [24] еще выше около 160 Вт*час/кг, выше пока и их стоимость. Освоено серийное производство литий-железо-фосфатных (LiFeP) АкБ [23], которые имеют почти одинаковую удельную энергоемкость с аккумуляторами «Zebra» (в пределах Вт*час/кг), но рыночная стоимость их ниже. Из промышленно освоенных, наиболее выдающимися параметрами отличаются аккумуляторы на основе литий-титановой керамики (LiTiO 2 ), разработанные американской фирмой Altair Nanotechnologies [25]. Благодаря своей наноструктуре, они обладают сверхнизким внутренним сопротивлением и, следо-

11 10 вательно, большой удельной мощностью. Это позволяет осуществлять полную зарядку таких батарей на протяжении около 10 минут. Ресурс их службы составляет свыше 15 тысяч циклов заряд-разряд (в 5-10 раз выше, чем батарей «Zebra»). Кроме того, эти батареи не ограничены по применению в практическом диапазоне температур. Несмотря на сравнительно высокую их стоимость в настоящее время, при таких параметрах стоимость их энергоресурса уже сейчас фактически ниже в 1,5 раза, чем у батарей «Zebra» (0,86 грн. за 1 квт*час ресурса, против 1,36 грн.). Новые технологии производства АкБ в последнее время стали стремительно развиваться. Пока в Великобритании закладывали АкБ «Zebra» в разработку новых конструкций электромобилей «Эдисон», «Ньютон», «Фарадей» в Америке появились АкБ на основе литий-титановой керамики. Повышение стоимости моторного топлива и реальные достижения в повышении эксплуатационных характеристик АкБ создают предпосылки для широкого применения экомобилей, как внутригородского транспорта. В США, где до недавнего времени даже не помышлялось об ограничениях в потреблении энергоресурсов, уже принят ряд мер по экономии энергоресурсов и улучшению экологической ситуации. Президент США Дж. Буш подписал новый Экологический Закон, обязывающий до 2020 года довести средний расход топлива в легковых автомобилях до 6,6 литра на 100 км пробега. Неизбежность перевода внутригородского транспорта на электротягу вызвала разработку льгот и поощрений для производителей электромобилей и их пользователей. США объявили о планах перевести в Нью-Йорке весь внутригородской транспорт на электротягу до 2012 года. Проверка идеи электротяги во всем мире долгое время осуществлялась на готовых натурных моделях автомобилях и успешно пришла к завершению, положив начало концепции целевых разработок конструкций электромобилей. В Великобритании проведены обстоятельные исследования этой проблемы и уже производится малосерийный выпуск грузовых электробусов «Эдисон» и грузовых электромобилей «Ньютон», «Фарадей» и «Модек» [21, 31].

12 11 В Норвегии создан полноразмерный легковой электромобиль, шасси которого выполнено на базе рамы тоннельной конструкции, позволяющей трансформировать машину под различные условия эксплуатации. На такой раме возможна комплектация кузовами от самого комфортабельного варианта до упрощенного грузопассажирского или пикапа [27]. В Израиле правительство одобрило программу по созданию в своем государстве до 2011 г. производства электромобилей и объявило, что станет первой в мире страной с развитой сетью электромобильного движения [26]. Альянс «Рено - Ниссан» объявил о создании в Израиле Центра по разработке автомобилей на электротяге. Совместным проектом с американской компанией Project Better Place предусмотрено создание разветвленной сети из 500 тысяч электрозаправок в Израиле. Глава концерна «Рено-Ниссан» Карлос Гон полагает, что стоимость производства их модели (легковой) будет дешевле, чем автомобиля [26]. В Дании предполагается организация продажи электромобилей для массового использования и планируется строительство сети электрозаправок. Для этого упомянутая компания Project Better Place заключила договор с датской энергетической компанией DONG Energy, которая будет сотрудничать с Америкой, Францией и Японией в развитии подобных сетей [28]. В Японии компания Mitsubishi Motors в 2009 г. начнет промышленное производство электромобилей на базе Mitsubishi Colt, а компания Nissan представила концепт Denki Cube (в переводе Электрический Кубик). В Китае выпускаются упрощенные модели электромобилей, разрабатываются электробусы на воздушно-цинковых источниках питания. Тысячу таких электробусов запланировано эксплуатировать на Олимпиаде-2008 в Пекине. В России, где нет пока проблем с энергоносителями, также приступили к процессам энергосбережения и адаптации электромобильного транспорта в Москве (Постановление мэра г. Москвы от г РП, приложение 10) [32]. В Украине первый электромобиль «ЗМИ-электро» был создан еще в 1973 г.

13 12 в Запорожском машиностроительном институте на базе автомобиля «ЗАЗ-968». Он был более совершенным, чем созданный в то время во Франции электромобиль «Цитадин» («Горожанка») и получил высокую оценку на ВДНХ СССР. Однако по причинам несовершенства системы управления научно-техническим развитием Украина отстала не только в организации серийного производства электромобилей, но даже в попытках их применения. В Москве, при уровне загрязнения от автотранспорта ниже, чем в Киеве (около 80% от всех промышленных выбросов), мэрия города ищет возможность применения электромобилей (приложение 10). В Киеве, где этот показатель значительно выше (96%), ГУ транспорта и связи г. Киева отмахнулось отпиской, не проявив даже интереса к проблеме, надеясь, по-видимому, что серийное производство экомобилей может возникнуть без лишних забот (приложение 5). Несколько по-иному представлено видение решения проблемы экологии г. Киева в документе ГУ промышленности г. Киева. Здесь полагают, что проблема может относиться к общегосударственному масштабу и одному Киеву не выгодно вкладывать в нее средства. Предложено по этому поводу обращаться в Министерство промышленной политики (приложение 6). Там к данному проекту всё же был проявлен интерес, судя по детально сформулированным задачам по составлению рецензии (приложение 7). В результате этого запроса пока появилась только обстоятельная рецензия (приложение 8). Анализ опыта производства и использования электромобильного транспорта в странах Евросоюза показывает, что в настоящее время основными заказчиками этой техники выступают именно муниципалитеты городов, где автомобильный транспорт является главным источником загрязнения воздушного бассейна (приложение 10). Вполне очевидно, что чем раньше осознать неизбежность снижения объемов выхлопных газов и приступить к действиям, тем быстрее можно достигнуть реальных результатов в экологии и экономии энергоресурсов. От решения этих проблем не уйти в Киеве, Харькове, Донецке и в других городах и промышленных регионах Украины, где высокая плотность населения и высокая насыщенность автотранспортом.

14 13 Анализ общего состояния проблемы сводится к следующему: 1. Незаменимость автомобилей, как средства труда и атрибута уровня благосостояния человека, вызвала интенсивный рост их производства. Этот процесс способствовал увеличению объемов производства моторного топлива и повышению его стоимости. В структуре производственных затрат материального производства и в транспорте стоимость энергоресурсов и моторного топлива стала достигать предельно допустимых значений. 2. Рост количества автомобилей и объемов выхлопных газов в местах с высокой плотностью населения подошли к черте экологической опасности для человека. Потребовался поиск альтернативных энергоресурсов и способов их рационального использования. Возникла потребность постепенной замены автомобилей экологически чистым транспортом. 3. На современном уровне развития техники и технологии, экологически безопасными и наименее энергоемкими в эксплуатации транспортными средствами оказались экомобили, применением которых можно радикально улучшить экологическую ситуацию, в первую очередь в крупных городах и промышленных регионах. 4. Совместный проект американской компании Project Better Place с датской энергетической компанией DONG Energy в сотрудничестве Америки с Францией и Японией в развитии электромобильных сетей [28] приобретает глобальный международный характер. Очень важно, по примеру этих стран, оказаться в готовности использовать возможности новых технологий, дальновидно разработав стратегию создания перспективных моделей экомобилей и аккумуляторов, своевременно организовать их серийное производство в Украине. 5. Созданием промышленного производства экомобилей можно решить не только значительную часть анализируемых проблем в области экологии и экономики городского транспорта регионально, но и крупномасштабно достигнуть ряда других социальных и государственных ценностей (табл.2, стр.45).

15 14 2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРЕИМУЩЕСТВА ЭКОМОБИЛЕЙ, КАК ВНУТРИГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТА. В структуре производственных затрат на грузоперевозки при эксплуатации автомобиля основной статьей расхода является стоимость топлива, а экомобиля стоимость АкБ и стоимость электроэнергии для их зарядки. Представляет практический интерес произвести сопоставительный анализ эффективности перевода внутригородского автомобильного транспорта на электротягу, с учетом уже реально существующих технических возможностей. Для этого необходимо сопоставить замыкающие затраты на производство и эксплуатацию автомобиля и экомобиля, отнесенные на ресурс в один миллион километров пробега в условиях городского транспорта, и вычислить значения этих показателей на 100 километров пробега и на 100 тонно-километров перевозимого груза. Показатель стоимости тонно-километра для внутригородских перевозок, хотя и не является универсальным, но в сочетании с показателями стоимости пробега 100 км с нагрузкой и в режиме холостого пробега позволит объективно сопоставить эффективность эксплуатации анализируемых транспортных средств. С целью усиления элементов шасси за счет увеличения их массы и получения гарантированной достоверности результатов сопоставления, значения показателей грузоподъемности анализируемых экомобилей преднамеренно занижены с 1500 до 1300 кг и с 3000 до 2800 кг. Принимаемые и вычисленные значения показателей ориентировочных затрат на 100 км пробега представлены в таблице 1 (стр. 15). В колонках 4, 6, 8, 10, 12 и 14 таблицы 1 представлены стоимостные значения показателей при условии комплектации аккумуляторами зарубежного производства. В колонках 5, 7, 9, 11, 13 и 15 таблицы 1, соответственно, значения тех же показателей при условии производства аккумуляторов на территории Украины. Методика вычислений изложена в разделе 7. На основе результатов промежуточных расчетов и их обобщений, приведенных в таблице 1, сделаны следующие заключения:

16 Ориентировочные затраты на производство и эксплуатацию автомобиля и экомобиля, отнесенные на 100 км пробега, включая стоимость энергоресурсов, грн. Автомобиль Статьи расходов пп кг Экомобиль 3500 кг Экомобиль 6500 кг Производство, ремонт и обслуживание (табл. 3) 14,20 15,96 15,96 15,96 15,96 15,96 15,96 34,12 34,12 34,12 34,12 34,12 34,12 2. Моторное топливо 69, Моторное масло 0, Электроэнергия для зарядки АкБ - 7,80 7,80 7,80 7,80 7,80 7,80 14,36 14,36 14,36 14,36 14,36 14,36 Электроэнергия компен-сации саморазряда АкБ - 0,87 0, ,73 1, Итого за энергоресурсы 70,20 8,67 8,67 7,80 7,80 7,80 7,80 16,09 16,09 14,36 14,36 14,36 14,36 Thunder Thunder Thunder Thunder Тип АкБ и их стоимость, отнесенная на Zebra Zebra Sky Sky Altair Altair Zebra Zebra Sky Sky Altair Altair LFP LFP Nano Nano LFP LFP Nano Nano 100 км пробега с грузом - 110,06 42,37 35,43 24,15 21,73 10,86 134,00 77,38 63,29 42,19 39,54 19,66 Себестоимость 100 км пробега с грузом (всего по пп. 1, 6, 7) 84,40 134,69 67,00 59,19 47,91 45,49 34,62 184,21 127,59 111,77 90,67 88,02 68,14 Себестоимость тонно-километров 64,92 103,60 51,54 49,32 39,93 37,91 29,10 65,79 45,57 42,99 34,87 33,85 26, Тоже в % к автомобилю 100,0% 159,6% 79,4% 76,0% 61,5% 58,4% 44,8% 101,3% 70,2% 66,2% 53,7% 52,1% 40,4% 11. Себестоимость 100 км холостого пробега

55,0 95,59 58,10 47,5 39,93 38,30 31,00 127,87 111,95 87,06 81,21 76,68 61,64 15 Дальность пробега без подзарядки АкБ с грузом, км 109,0 109,0 103,5 103,5 112,5 112,5 169,1 169,1 154,0 154,0 167,4 167,4 Дальность холостого пробега без подзарядки АкБ, км 169,1 169,1 134,0 154,0 167,4 167,4 206,0 206,0 186,6 186,6 202,8 202,8 Таблица 1.

17 16 1. Из-за дополнительной массы АкБ увеличивается нагрузка на детали и узлы ходовой части, поэтому стоимость шасси экомобиля будет выше стоимости шасси автомобиля такой же грузоподъемности, так как необходимо усиливать элементы подвески, устанавливать более жесткие и прочные шины, повышать износостойкость шарнирных соединений элементов ходовой части, надежность рулевого управления и тормозов. Однако, такое увеличение затрат в серийном производстве экомобиля мало влияет на стоимость грузоперевозок. 2. Среди анализируемых, для применения уже в настоящее время пригодны натрий-никель-хлоридные (NaNiCl) «Zebra» [22], литий-железо-фосфатные (LFP) [23] и аккумуляторы на основе литий-титановой керамики (LiTiO 2 ) [25]. 3. Натрий-никель-хлоридные АкБ «Zebra» относятся к наиболее изученным в практическом использовании. Технология производства этих АкБ промышленно освоена, экологически чиста, все отходы их переработки применимы в металлургии (никель) и в дорожном строительстве. Накоплен опыт эксплуатации этих АкБ на подводных лодках. В США построен завод по переработке таких АкБ. Производство рентабельно, даже с учетом оплаты заводом расходов на доставку. Реальная стоимость этих АкБ при поставке крупными партиями не установлена. Ориентировочная стоимость их поставки малыми партиями представлена в табл. 4 и 5 (колонки 7), стр В колонках 8 и 9 тех же таблиц представлена их предполагаемая стоимость при организации их производства в Украине. 4. Литий-железо-фосфатные (LFP) АкБ фирмы Thunder Sky (Китай) являются относительно дешевыми и доступными (колонки 6, 12 таблицы 1). Из табл. 1 следует, что их применение в экомобиле может снизить себестоимость грузоперевозок на треть по сравнению с автомобилем. При организации производства таких АкБ в Украине может значительно снизиться стоимость комплектации ими (колонки 7, 13 табл. 1), и себестоимость грузоперевозок. 5. АкБ на основе литий-титановой керамики (LiTiO 2 ) имеют самые высокие показатели. Применение таких АкБ почти в два раза снижает себестоимость

18 17 грузоперевозок, даже учитывая их высокую стоимость при поставках малыми партиями (колонки 13 таблиц 4 и 5). Крупносерийное производство этих АкБ еще не организовано. По утверждениям производителя [25], при организации серийного производства стоимость этих АкБ снизится вдвое (колонки 14 таблиц 4 и 5). В этом случае применение таких АкБ в экомобилях даст возможность снизить себестоимость грузоперевозок более чем в 2 раза, по сравнению с автомобилями. Кроме явных преимуществ в части удельной энергоемкости и ресурса, эти аккумуляторы обладают удивительными свойствами: время их полного заряда может составлять всего 10 минут. По свойствам в части накопления заряда это приближает их к суперконденсаторам и в корне меняет установившиеся представления об одном из недостатков аккумуляторов относительно времени заряда. Воспользоваться таким достижением на практике будет возможно в полной мере только в части рекуперации энергии при торможении, что очень выгодно, но реализовать достигнутое преимущество для ускоренной зарядки большими мощностями непросто. В этом случае потребуется создание специализированных станций быстрой зарядки (СБЗ). В состав такой СБЗ, скорее всего, будет входить силовая электроподстанция, буферная батарея таких же аккумуляторов или конденсаторов большой емкости и мощности, и несколько терминалов собственно зарядки с устройствами кондуктивной или индуктивной передачи электроэнергии. Сложность возникнет также в системе кабелей больших сечений и контактных устройств. Пока трудно определить целесообразность создания подобных СБЗ, по сравнению с организацией специальных аккумуляторных станций (АкС) для замены АкБ, с учетом времени полной зарядки первых двух типов аккумуляторов не менее трех часов. В Израиле уже планируется создание около 500 подобных станций [26], подобный проект разрабатывается и для Дании. Предусматривается, что стоимость и установка АкБ не будет входить в стоимость электромобиля, а будет являться частью сервисных услуг [27]. В этом случае, блоки АкБ разной энергоемкости и массы будут являться дорогостоящей паспортизированной товарной продукцией, реализуемой на АкС, как товар с обменной тарой строгого

19 18 учета на период одного или нескольких циклов разряд-заряда АкБ. Время замены блоков АкБ, в этом случае, будет составлять несколько минут. Компенсация затрат на подобное сервисное обслуживание предусмотрена в расчетах (табл.3, п. 13) в размере 10% стоимости АкБ. По зарубежным оценкам, затраты на сервисное обслуживание электромобиля составляют около 40% затрат на обслуживания автомобилей из-за отсутствия ДВС и их систем [14]. Кроме того, система АкС с заменой АкБ позволяет заряжать их в ночное время по сниженным ночным тарифам. 6. Из таблицы 1 следует, что себестоимость 100 км пробега экомобиля и себестоимость 100 тонно-километров перевозимого им груза ниже аналогичных показателей при эксплуатации автомобиля, при применении любого из трех вариантов комплектации аккумуляторными батареями. При применении, например, литий-железо-фосфатных АкБ себестоимость грузоперевозок сократится примерно на 30% (таможенные и транспортные расходы на доставку здесь не учитывались). Ориентировочная их стоимость при организации производства в Украине представлена в колонках 11 и 12 табл. 4 и Представляет интерес определить сумму затрат на энергоресурсы в производстве аккумуляторов и на энергоресурсы, потребляемые экомобилем, отнесенную на 100 км пробега экомобиля, а затем сопоставить эту сумму затрат с затратами на энергоресурсы при эксплуатации автомобиля. В структуре производственных расходов на изготовление АкБ затраты на энергоресурсы составят не более трети всех производственных затрат, т.е. не более 10,6 грн на 100 км пробега (для экомобиля с массой АкБ, равной 400 кг: 35,43грн.*0,3=10,6грн., колонка 10, строка 14 табл. 4). Затраты на энергоресурсы при эксплуатации экомобиля составляют 7,8 грн. (табл. 1, строка 6, колонки 7-9). В сумме затраты на энергоресурсы в производстве АкБ и затраты на энергоресурсы для зарядки АкБ экомобиля составят 10,6+7,8=18,4 грн. на 100 км пробега. Для автомобиля затраты на энергоресурсы, отнесенные к 100 км пробега, составляют 70,2 грн. (табл. 1, строка 6, колонка 3), т.е. почти в 4 раза выше. Экономия энергоресурсов будет зависеть от среднего расхода тепловой энергии на производство электроэнергии.

20 19 В натурном выражении расход электроэнергии на производство АкБ и затраченной экомобилем на 100 км пробега с грузом, в сумме составит 73,6 квт*часов и оказывается эквивалентным экономии 14,5 литров (11,6 кг) моторного топлива. Расчетное соотношение расхода электроэнергии к моторному топливу составит не более 6,35 квт*часа на 1 килограмм моторного топлива, что оказалось выше результатов натурных измерений (3,7 квт*часа) [14], где не учтен расход энергоресурсов на производство аккумуляторов. Экономию 1 кг (1,25 литра) моторного топлива обеспечивают каждые не более чем 6,35 квт*часа электроэнергии, в сумме израсходованной на производство АкБ и на эксплуатацию экомобиля. 8. При переводе на электротягу только 10% (около 100 тысяч) автомобилей, например, в г. Киеве, совершающих ежедневно по км пробега, экономия моторного топлива в городе составит около 1200 тонн в сутки, или 300 тыс. тонн в год. Количество вредных выбросов (а это монооксид углерода, оксиды азота и серы, остатки углеводородов) в атмосферу, при этом, сократится примерно на 50 тонн в сутки, или на 12 тыс. тонн в год. Увеличение расхода электроэнергии на зарядку АкБ в ночное время на 0,5-0,6 млн. квт*часов, при этом, проблем не вызовет, а наоборот, принесет пользу энергосистемам (Постановление НКРЭ от г. 926). 9. Установившееся мнение, что стоимость электромобиля значительно превышает стоимость автомобиля, основано на том, что крупносерийные производства электромобилей еще не созданы, а затраты на переоборудование автомобилей в электромобили сравнительно большие. В равных условиях серийного производства стоимость экомобиля (без стоимости аккумуляторов) будет ниже стоимости автомобиля [26], ввиду отсутствия ДВС и его систем. 10. Стоимость АкБ является определяющим показателем стоимости эксплуатации экомобилей и экономики эксплуатации экомобильного транспорта. И если до недавнего времени применение электромобилей сдерживалось техническими возможностями, то главным тормозом на пути широкомасштабно го применения экомобилей может стать отсутствие

21 20 системы льготного кредитования при приобретении аккумуляторов. Полную стоимость АкБ потребитель должен будет выплачивать при их приобретении, оплачивая авансом будущие эксплуатационные расходы экомобиля. Такая крупная сумма разовой выплаты для многих потребителей может оказаться не соответствующей их финансовым возможностям. Вопросы создания льготного кредитования для приобретения АкБ подлежат отдельному анализу. Для комплектации экомобилей, производимых в будущем, будет выгодным создание производства тяговых аккумуляторов на территории Украины, а вопросы кредитования расходов на приобретение АкБ и способы снижения кредитных ставок должны быть учтены при создании Государственной Программы. 12. В качестве еще одной отрасли применения аккумуляторов и электротяги следует рассмотреть машинотракторный парк при производстве сельскохозяйственной продукции. Особенности перевода части этого парка на электропривод подлежат специальным исследованиям. На обработку одного гектара почвы в течении года расходуются сотни килограмм моторного топлива [20]. Перевод части автомобилей, тракторов и сельхозмашин на электротягу может значительно снизить расходы энергоресурсов в сельском хозяйстве и энергоемкость продукции сельскохозяйственного производства. Кроме того, эксплуатация экомобиля в условиях сельской местности, в загородных районах удобна тем, что зарядку аккумуляторов выгодно производить от ветроэлектрических установок, от солнечных батарей и других возобновляемых источников энергии, развитие которых, в некоторой степени, сдерживается отсутствием дешевых и надежных АкБ. Уровень современной электроннопреобразовательной техники позволяет трансформировать аккумулируемую в АкБ экомобиля электроэнергию в широких пределах выходных параметров, что дает возможность использовать ее для других хозяйственных нужд, в том числе, отправлять в электросеть. Подобная двухсторонняя «перекачка» электроэнергии из сети в АкБ электромобиля и обратно исследуется автостроителями и энергетиками в США (концепция «Vehicle-to-Grid», V2G) [27].

22 21 3. О СОСТОЯНИИ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ ЭКОМОБИЛЕЙ В УКРАИНЕ. В 1973 году в Запорожском машиностроительном институте (ЗМИ) был создан первый в СССР электромобиль на базе автомобиля ЗАЗ-968. В 1974 г. этот «ЗМИ-электро» демонстрировался в павильоне «Космонавтика» ВДНХ СССР (г. Москва). Электродвигатель мощностью 4 квт этого электромобиля уже в то время управлялся полупроводниковым преобразователем, созданным под руководством В. Павлова, когда за рубежом подобных разработок еще не было. В том же 1974г. во Франции было организовано серийное производство электромобилей «Цитадин» («Горожанка»), в котором тяговый электродвигатель управлялся примитивным ступенчатым регулятором на проволочных резисторах. Созданная в Украине силовая электроника для управления коллекторными электродвигателями электромобилей в то время оказалась самой совершенной в мире [10]. В институте электродинамики НАН Украины была организована лаборатория электромобилей, где создавались экспериментальные электромобили на базе автомобилей «Таврия». Украина стала приобретать популярность в части электромобилестроения. Швейцарская фирма «F.Solar» под электромобили закупила 900 экипажей ЗАЗ-1102 «Таврия» и стала продавать «свои» электромобили. «Tavria» появилась также и с немецкой «начинкой» [10]. Кроме этих разработок, энтузиасты НТЦ «Информатика» (г. Киев) создали один образец легкового двухместного электромобиля с кузовом из стеклопластика и электродвигателем от авиационной комплектации [4]. Заинтересованность в предполагаемом бизнесе влиятельных физических и юридических лиц была достигнута, и они совместно с НТЦ «Информатика» учредили акционерное общество «Электромобиль» (г. Киев) [5]. В числе акционеров оказалась и Академия Наук Украины со своим руководством и, судя по публикациям в порядке конкуренции с лабораторией электромобилей собственного института электродинамики (ИЭДНАНУ) [10]. В попытках оперативно создать электромобиль в грузовом варианте было

23 22 необоснованно принято решение переоборудовать серийный автомобиль ЛуАЗ («Волынь»). Электродвигатель и блок управления были демонтированы из созданного образца легкового электромобиля и без изменений установлены на шасси автомобиля ЛуАЗ. Появился даже ряд рекламных публикаций [6-9]. Фактически же процесс создания электромобиля, в техническом плане, значительно отставал от успехов рекламного характера. Для продолжения работ по созданию грузового электромобиля Луцким автозаводом было изготовлено два шасси автомобиля ЛуАЗ с отдельными грузовыми платформами. Имея шасси двух автомобилей ЛуАЗ, электродвигатели ТЭД-1, отличавшиеся от авиационных стартер-генераторов СТГ перемоткой на 96 вольт вместо 27 вольт, блоки управления ЭТТ1-2Д и аккумуляторы, АО «Электромобиль» столкнулось, в конечном счете, с самым главным процессом создания электромобилей. В поисках выхода из этой ситуации президент АО «Электромобиль» обратился к автору данного проекта с предложением, на основе опыта автора в создании транспортных средств (прилож. 1) [17] и на базе имеющейся комплектации, «реанимировать» идею создания Украинского электромобиля. Автору не удалось убедить президента АО «Электромобиль» в том, что появившуюся возможность финансирования целесообразней использовать для совместного создания базовых шасси специально для электромобилей. Для этого у автора, уже в то время, были некоторые заделы по трем типоразмерам экомобилей. Шасси ЛуАЗ не подходит по своему несовершенству и по грузоподъемности, не обращая даже внимания на дизайн. Паспортная грузоподъемность ЛуАЗ 400 кг, а масса свинцово-кислотных аккумуляторов уже 420 кг. Такой электромобиль, если его не модернизировать, будет способен «катать» только свои аккумуляторы, а водитель с пассажиром окажутся в перегрузке, не говоря о планируемом полезном грузе 350 кг. От автомобиля ЛуАЗ, в лучшем случае, можно было использовать только вновь созданную грузовую платформу и две подвески без колесных редукторов, и то со значительными переделками. Вызывали сомнение и комплектующие, так как в лабораторных условиях из 5 блоков ЭТТ1-2Д ни один не запускал электродвигателя ТЭД-1.

24 23 Но обещание финансировать эту тематику, любопытство исследователя и расчет на то, что разработчики все же настроят хотя бы один электронный блок управления, оказались в пользу проведения экспериментов. Убедительным являлось и то, что на электромобиль ЛуАЗ уже было получено свидетельство на согласование конструкции (приложение 2). Автомобиль ЛуАЗ был переоборудован в мастерской автора (г. Буча, Киевской обл.). На штатную коробку передач был установлен электродвигатель ТЭД-1. Для установки аккумуляторов фирмы «Delco-Remу» в количестве 16 штук, общей энергоемкостью 60%-ого цикла разряда 13,2 квт*часов и общей массой 420 кг, под грузовой платформой была оборудована специальная рама. Для доступа к аккумуляторам и временной системе управления электродвигателем, грузовую платформу пришлось установить на шарнирах с возможностью поднятия до 60 градусов и фиксацией в двух положениях. Испытания производились без блока электронного управления, так как командированные из г. Александрия разработчики так и не смогли привести в рабочее состояние собственное изделие. В качестве временной системы управления работой электродвигателя были установлены переделанные на напряжение 96 вольт серийные магнитные пускатели для ступенчатого регулирования. По результатам испытаний установлено следующее: 1. Электродвигатель ТЭД-1 обеспечивает удовлетворительную динамику разгона и движения, скорость до 70 км/ч, но работает в режиме перегрузки. В режиме номинальной нагрузки электромобиль мог двигаться только со скоростью до 50 км/час. 2. Электродвигатель перегревается. Встроенный в него вентилятор не обеспечивает достаточного охлаждения и создает сильный шум. 3. Причиной перегрева двигателя является то, что он, по сути, является стартер-генератором (СТГ). На длительный режим эксплуатации в качестве тягового электродвигателя такой мощности (14 квт) он не рассчитан. Кроме того, его перегрев свидетельствует о низком КПД в подобном режиме.

25 24 4. Упругие элементы (торсионы) задней подвески не соответствуют нагрузке. В результате увеличения угла закручивания один из них лопнул. 5. Рычаги задней подвески недостаточно жесткие на кручение. 6. Колесные редукторы снижают КПД трансмиссии, в результате этого электромобиль практически не имеет выбега. 7. Тормозная система при дополнительной массе аккумуляторов оказалась неэффективной. Проведение испытаний электромобиля ЛуАЗ, с априори известными результатами, убедили президента АО «Электромобиль» в правильности высказанных ему ранее соображений. После этих испытаний успешно созданное АО «Электромобиль» осталось существовать, по-видимому, только в документах. На объявленный Министерством промышленной политики Украины тендер электромобиль представить не удалось, финансирование не было достигнуто (приложение 4). Для автора данного проекта представляло интерес воспользоваться имеющимися материальными возможностями (аккумуляторы, электродвигатели, шасси ЛуАЗ) усовершенствовать конструкцию ЛуАЗ уже самостоятельно: 1. Были демонтированы колесные редукторы вместе с барабанными тормозами и на их место установлены ступицы с дисковыми тормозами. 2. Взамен задних торсионов на заднюю подвеску были установлены усиленные торсионы от передней подвески и дополнительные пружины. 3. Направление вращения коробки дифференциала главной передачи было изменено на обратное. 4. Обеспечено принудительное охлаждение электродвигателя дополнительным вентилятором. В результате такой модернизации была достигнута планируемая грузоподъемность, надежность тормозной системы, хороший выбег накатом и достаточное охлаждение электродвигателя. Однако рама оказалась недостаточно жесткой на кручение при полной нагрузке, даже в статическом состоянии. Можно было продолжить доводку до промышленных испытаний, но такие цели уже

26 25 не могли оправдать затрачиваемые средства и время. Причины неудач учредителей АО «Электромобиль», как и руководства лаборатории «Электромобили» ИЭД НАН Украины состоят в концептуально неправильном подходе к процессу создания электромобилей. Дело в том, что основой электромобиля, как и других транспортных средств, является шасси (экипажная часть), включающее раму (или несущий кузов) и ряд функционально взаимоувязанных агрегатов и систем. Электродвигатель или ДВС со своими системами управления, являются небольшой, хотя и самой сложной частью транспортного средства, в стоимости составляющей не более трети-четверти стоимости шасси. Упомянутые же инициаторы сконцентрировали свои силы на установке электроприводов взамен ДВС, но не уделили должного внимания главному. Способ создания электромобилей путём переоборудования автомобилей имел место и за рубежом, но там был достаточный выбор для этого более совершенных базовых конструкций автомобилей. По видимому, не понимают сути этих особенностей и в Министерстве промышленной политики Украины, предлагая «перспективы тюнинга», опять-таки, базовых серийных автомобилей, и необоснованно признают бессилие промышленности Украины «создать серийно выпускаемый электромобиль в ближайшие лет» (приложение 4). И это в то время, когда за рубежом уже изменилась тенденция экспериментов на автомобилях в пользу целевых разработок электромобилей. Подобная «промышленная политика» свидетельствует больше о ее отсутствии. Для такого заключения есть достаточно оснований и по другим отраслям техники и промышленности, как составляющих частей несовершенной стратегии социально-экономического развития страны. По этим причинам и серийное производство электромобилей в Украине до сих пор не создано, несмотря на объективно существовавшие для этого технические возможности, в том числе и в части создания необходимых научнотехнических заделов. Не удалось воспользоваться даже собственным лидерством в области электромобилестроения, достигнутым еще в прошлом столетии. Следовало бы своевременно объединить усилия положивших начало этому

27 26 направлению энтузиастов с реальными возможностями производственных организаций соответствующего профиля. Однако подобное оказалось невозможным даже при вмешательстве Президента страны! (приложение 3). Сообщение о состоянии разработок экомобилей в Украине, сделанное автором в марте 2005 г. на пленуме Киевской городской организации Союза Научных и Инженерных объединений (КО СНИО), вызвало большой интерес у ректората НТУ Украины «Киевский политехнический институт» (приложение 9; ректор НТУУ КПИ является Президентом КО СНИО). Ректоратом КПИ было организовано и проведено ряд совещаний. Ученые КПИ и других научных организаций, приглашённые на эти совещания в КПИ, информировали о состоянии имеющихся перспективных научных заделов и разработок по созданию новых источников энергии, электродвигателей, суперконденсаторов и силовой электроники. Разработки представляют большой научный и практический интерес, но отсутствие финансирования тормозит выход новинок за пределы лабораторий, да и опробовать то не на чем, отсутствует сам электромобиль. Судьба этих новинок может стать подобной разработкам В. Павлова (идеями и накопленным опытом воспользуются другие). Основные направления работ автора данного проекта создание перспективных конструкций шасси, включая, конструкции тоннельных, периметрических и хребтовых рам, элементов подвески, в т. ч. с пневматическими и упругими гидропневматическими элементами, создание каркасно-панельных конструкций кузовов и применения композитов (приложение 1) [17]. Накоплен научно-технический и практический опыт именно в той части создания транспортных средств, которой за рубежом уделяют внимание только в последнее время, создавая подобные конструкции специализированных элементов ходовой части и кузовов для электромобилей с применением композитов и полимерных материалов. Анализируя рассмотренные обстоятельства, можно заключить, что наше отставание от Запада в части научно-технического прогресса и технологической культуры материального производства обусловлено не низким уровнем

28 27 знаний и творческого потенциала наших первопроходцев, инженеров, ученых и изобретателей, а вследствие несовершенства, на государственном уровне, системы управления развитием научно-технического прогресса, до сих пор не проявившей способностей к динамическому программированию будущей ситуации. Этим, по-видимому, и объясняется тот факт, что в области электромобилестроения более чем за 30 лет Украина не поднялась выше переоборудования нескольких автомобилей Запорожского автозавода, а Франция строит даже Международный Центр по целевым разработкам электромобилей новейших конструкций [26]. При этом, в области силовой электроники для электромобилей Украина лидировала перед Францией, почти одновременно создав и более совершенный электромобиль [10]. Мнение В. Павлова по поводу причин потери лидерства Украины в области развития электромобилестроения подобное, оно изложено в статье «Чудомашина не требует бензина или зачем опять изобретать электромобиль?» [10]: «в серийное производство машина так и не пошла, в большей степени по политическим, нежели экономическим мотивам». И далее мнение авторов статьи: «Во всей этой трагикомедии где-то за спинами прячется знакомое лицо». И авторы находят это лицо в Академии Наук. Этот частный случай с электромобилестроением свидетельствует о состоянии системы управления процессом научно-технического (отсюда и социальноэкономического) развития страны. Причины такого отставания давно нуждаются в обстоятельном анализе для создания стратегии выхода из тупика. Но это задача для специалистов уже другого профиля и только частично связана с проблемами экомобилестроения. В противоположность нашему отставанию, за последнее время, за рубежом созданы более совершенные электродвигатели, аккумуляторы, силовая электроника и множество экспериментальных и перспективных моделей электромобилей. Возросла и потребность в электромобилях уже не только по экологическим, но и по экономическим соображениям. Начато уже и серийное их производство.

29 28 Времени утеряно много. Создавать в настоящее время в Украине перспективные модели электромобилей на базе автомобилей «Таврия» и «Волынь» уже нет смысла, несмотря на то, что автомобиль «Таврия» является достаточно продуманной конструкцией и вполне пригодной моделью для переоборудования в электромобиль, который, даже в нынешнее время, мог бы найти своего покупателя. Электромобильный «бум» в Украине уже прошел два пробных круга [8, 9]. Каждый из них дал свои положительные результаты, став предметом анализа фактов, и заложил этим стартовые возможности для третьего, в лучшем случае финального, круга. Успех этого третьего круга зависит от объединения интересов государства и бизнеса с творческими возможностями инженеров и ученых Украины, на основе уже новых достижений в технике и технологиях. В итоге, можно заключить, что в Украине тщательно проработаны и экспериментально проверены все основные составляющие процесса создания экомобилей. На основе собственных разработок, накопленного опыта и использования зарубежного опыта организации структуры производственного цикла, есть все условия и технические возможности для создания отечественного серийного производства экомобилей и развития связанных с этим технологий и перспективных отраслей техники.

30 29 4. КОНЦЕПЦИЯ СОЗДАНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ ЭКОМОБИЛЕЙ. До последнего времени основная часть электромобилей создавалась путем переоборудования автомобилей. Использование экспериментальной базы в виде автомобиля на этапе проверки идеи электромобиля и изучения конструктивных и эксплуатационных возможностей вполне оправдано, хотя и создавало массу проблем в процессе переоборудования. Отдельные узлы, агрегаты, источники питания, средства управления и контроля не вписывались в рациональную компоновку, а усилить элементы ходовой части под дополнительную массу аккумуляторов вообще не удается. В результате снижение грузоподъемности, вместительности и ресурса эксплуатации элементов шасси, снижение экономических и эксплуатационных показателей. Рекомендации министерства промышленной политики Украины, относительно «тюнинга» зарубежных конструкций, поэтому, в полной мере нельзя считать оправданными (приложение 4). Одним из важнейших показателей эффективности эксплуатации транспортных средств (далее ТС) является значение отношения массы перевозимого груза (в т. ч. эквивалентного числу пассажиров) к полной массе ТС. Полная масса включает в себя снаряженную массу ТС и массу перевозимого груза. В автомобиле в снаряженную массу входит запас потенциальной энергии (топливо) и средство его хранения топливный бак. Эта масса весьма мала, несоизмерима с массой шасси и перевозимого груза и, поэтому, отдельно не учитывается. В электромобиле же средством хранения потенциальной энергии являются АкБ, масса которых сравнительно большая и соизмерима с массой перевозимого груза. Отношение массы перевозимого груза к полной массе ТС иногда называют коэффициентом грузоподъемности (далее К). Этот коэффициент, например, для автомобиля «Фольксваген», ориентировочно составляет около 0,35 (800 кг/2300 кг), а при переоборудовании на электротягу этого автомобиля К=0,25 (800кг/3100кг), что значительно ухудшает экономические и эксплуатационные показатели.

31 30 Кроме того, в этом случае возникает перегрузка элементов шасси выше паспортных значений, снижающая ресурс и надежность, которые можно повысить только путем снижения массы перевозимого груза, например до 400 кг. При этом, К=0,15 (400 кг/2700 кг), т. е. снижение экономических и эксплуатационных показателей еще большее. Реальных способов повышения коэффициента грузоподъемности два. Первый снижением массы АкБ, т. е. применением АкБ с высокой удельной энергоемкостью (Вт*час/кг). Второй снижением массы шасси и его элементов. При целевом создании экомобиля, например, в грузовом варианте, можно значительно увеличить коэффициент грузоподъемности. Как пример конструкция грузового электробуса «Эдисон» (Великобритания), которая создавалась с применением кузова автомобиля «Форд Транзит», имеет К=0,43. При создании же элементов шасси непосредственно для электромобиля «Ньютон», уже К=0,53 (4000 кг/7500 кг). Такое увеличение коэффициента грузоподъемности результат целевого создания конструкций элементов шасси с применением легких и высокопрочных материалов. Подобное улучшение эксплуатационных показателей и в легковых электромобилях. Прочная тоннельно-объемная рама электромобиля «EV-1» (США) [14] из катанного, штампованного и литого алюминиевого сплава массой 131,5 кг; колеса с литыми дисками и шинами с низким коэффициентом трения P175/65SR-14 легкие и прочные; панели кузова выполнены из пластика. Подобная рама электромобиля «Ох» (Норвегия) [27] из алюминиевого сплава, кузов электромобиля «Karma» (США) [29] также из алюминия. Эти примеры свидетельствуют о том, что упрощенный метод создания электромобилей путем переоборудования шасси автомобилей в условиях новых проблем и потребностей, исчерпал свои возможности, а на смену ему приходит этап целевых разработок. При новых разработках легче обеспечить рациональность компоновки, позволяющей превращать экомобиль в модульнотрансформируемое транспортное средство многоцелевого назначения (автор давно пользуется аббревиатурой «МОТРА»). Пример такой универсальности

32 31 электромобиль «Ох» [27]. Эту конструкцию электромобиля совсем недавно создали в Норвегии, как концепт. Шасси электромобиля «Ох» представляет собой универсальную раму с возможностью установки на ней различных типов кузовов, от самого комфортабельного пятиместного седана до упрощенного грузопассажирского варианта. На автосалоне «Geneva Motor Show» (2008 г.) представлялся вариант с пятиместным кузовом, салон которого укомплектован Интернет-соединением, бесключевой системой узнаваемости и доступа владельца, системой автоматической настройки положений сиденья, руля и зеркал под водителя и выводом на дисплей электронной почты, поступившей за время отсутствия владельца. В то же время, базовая платформа подразумевает несложный демонтаж такого «крутого» кузова и превращение машины в упрощенный грузопассажирский вариант, или пикап. Подобные технические решения и универсальность имеют большие перспективы и заложены в концепциях и конструкциях автора, включающих варианты гибридных приводов и возможностей избирательной установки силовых агрегатов с ДВС или с электроприводом. Для удовлетворения потребностей различных категорий пользователей (коммунальное хозяйство, почта, городской пассажирский и грузовой транспорт, медицина и другие области обеспечения жизнедеятельности города), в ближайшее время, необходимо создать несколько базовых конструкций экомобилей, каждая из которых должна отличаться универсальностью и возможностью трансформирования под условия эксплуатации, максимально удовлетворяя широкий спектр потребительских требований, в т. ч. и в условиях эксплуатации за городом и в сельском хозяйстве, где возможно воспользоваться ветроэлектрическими агрегатами и другими возобновляемыми и недорогими источниками энергии для зарядки АкБ. Ввиду отсутствия общепринятой классификации подобных транспортных средств, их можно выделить в несколько типоразмеров: 1. Мини-экомобили, как промежуточный вариант между автомобилем и мотоциклом, по массогабаритным характеристикам подобным электромобилю

33 32 «Clever», созданным в результате объединения усилий нескольких стран ЕС. К этой же группе можно отнести появившиеся недавно упрощенные конструкции электромобилей «элкарты». 2. Экомобили, по своей вместительности и грузоподъемности соответствующие мало- и среднелитражным легковым автомобилям, как высокого класса комфортабельности, так и грузопассажирским. Аналогом такого типоразмера (класса) является упомянутый электромобиль «Ох». Благодаря унификации шасси, этот типоразмер будет наиболее востребован, включая различные версии исполнения, в т. ч. как личный, служебный, и транспорт для хозяйственных нужд. Легковые машины этого класса должны динамично развивать скорость до км/час при дальности пробега до км. 3. Экомобили класса микроавтобусов и мини-грузовиков грузоподъемностью до 1,5 тонны с возможностями трансформироваться под потребности городского хозяйства, предприятий, сферы обслуживания, фермерского и сельского хозяйства и личного транспорта, в том числе в минитрейлер с различными типами полуприцепов. Этот типоразмер экомобилей в условиях внутригородского транспорта наиболее востребован, в т. ч., как электробус с вместительностью до 14 мест, машины медицинской помощи, почтовые и другие модификации. Примерами моделей, составляющих часть такой «линейки», являются электробус «Эдисон» и грузовой электромобиль «Эдисон» с полной массой около 3,5 тонн. 4. Экомобили грузоподъемностью до 3 тонн, с возможностью создания на этой базе электробусов вместительностью до 27 пассажирских мест. Аналоги электромобили «Фарадей» и «Модек». 5. Экомобили грузоподъемностью до 5 тонн и электробусы вместительностью около 50 мест. К такому классу можно отнести электромобиль «Ньютон» с полной массой 7,2 тонн. 6. Экомобили грузоподъемностью более 5 тонн, в т. ч. в виде седельных тягачей. Основное назначение этого типоразмера в варианте седельного тягача связано с будущим. Вопросы создания за чертой города специальных

34 33 перевалочных баз, откуда электрические седельные тягачи доставляли бы полуприцепы и прицепы с грузами к пунктам назначения в черте города, не достигли пока актуальности. Подобное сервисное обслуживание больших городов экологически чистым транспортом имеет перспективы. 7. Электробусы большой вместительности, в том числе с гибридным приводом. За рубежом уже производятся в небольшом количестве гибридные конструкции подобного типоразмера («Volvo»). При эксплуатации таких гибридных конструкций электробусов в смешанном режиме город-загород экономия моторного топлива достигает 35%. Производство экомобилей второго и третьего типоразмеров является задачей первоочередного порядка. Эти типоразмеры экомобилей должны иметь расширенные возможности по универсальности, так как потребуются для замены части легковых, небольших грузовых автомобилей и микроавтобусов разных назначений в городских условиях и в сельской местности. При создании экспериментальных моделей 1, 2 и 3 типоразмеров должны быть учтены условия и особенности эксплуатации в загородных условиях и на больших расстояниях. Для этого в конструкции шасси необходимо заложить возможности установки ДВС, как основного двигателя. При создании промышленного производства базовых моделей упомянутого размерного ряда экомобилей потребуется учитывать возможности комплектации. На первых этапах освоения производства, комплектование вынужденно будет осуществляться агрегатами, узлами и отдельными деталями зарубежных фирм, до создания их отечественного производства, в т. ч. и в процессе ликвидности готовой продукции. При кажущихся экономических недостатках в начальной стадии, такой способ имеет большие преимущества на последующих этапах, т. к. обеспечивает возможность анализа и выбора наиболее совершенных технических решений, реализованных в готовых изделиях и уже проверенных практикой. Это позволяет усовершенствовать как конструкцию самого изделия, так и технологии его производства.

35 34 При создании базовых моделей упомянутых типоразмеров экомобилей и организации серийного производства потребуется решать ряд научнотехнических и других задач следующих направлений: 1. Разработка шасси, включая раму, элементы ходовой части, трансмиссии, рулевого управления. 2. Оснастка для изготовления рамы и элементов шасси. 3. Оснастка для сборки шасси. 4. Кузова (кабины), включая дизайн. 5. Полуприцепы. 6. Электродвигатели. 7. Двигатели внутреннего сгорания. 8. Системы электроники, в т. ч. модули блоков управления и силовой электроники, системы кондуктивной и индуктивной зарядки АкБ. 9. Системы рекуперации энергии. 10. Системы охлаждения электродвигателя и силовой электроники. 11. Системы защиты и блокировки. 12. Приборы и средства контроля и управления, в т. ч. счетчики расхода электроэнергии и средства определения степени разряда АкБ. 13. Аккумуляторы, включая системы льгот и кредитования. 14. Топливные элементы. 15. Вспомогательное оборудование. 16. Маркетинговые исследования. 17. Патентование объектов новизны. Особое положение занимает п. 13. Стоимость комплектации аккумуляторами определяет основу экономики эксплуатации экомобилей. Поэтому вопросы создания производства тяговых аккумуляторов должны решаться во взаимосвязи с вопросами организации промышленного производства перспективных моделей экомобилей.

36 35 5. СОСТОЯНИЕ СОБСТВЕННЫХ РАЗРАБОТОК. 1. Экипажная часть (шасси, рама, кузов). Для исследования возможных вариантов компоновок при различной комплектации потребовалось натурное макетирование. Необходимым условием для этого является создание экспериментальных моделей. При создании экспериментальной модели грузового экомобиля с полной массой до 3,5 тонны учитывались следующие условия: 1.1. Конструкция шасси экомобиля должна обеспечить возможность комплектации разными конструкциями двигателей, элементов трансмиссии, ходовой части, кузовов и кабин Шасси должно иметь достаточно места для установки различных энергетических устройств (аккумуляторов, баллонов со сжатым газом, топливных элементов) Конструкция шасси должна обеспечивать возможность быстрой замены блоков (кассет) аккумуляторных батарей (в пределах времени, требуемого для заправки топливом обычного автомобиля) Общая масса экомобиля должна быть не более 3500 кг при грузоподъемности не менее 1000 кг и максимальной массе аккумуляторов около кг Максимальная скорость движения в варианте электромобиля 80 км/час, в варианте автомобиля в зависимости от мощности ДВС Для удобства изменения компоновки и обслуживания экомобиля в варианте экспериментальной модели кабина должна быть откидной Конструкция должна обеспечить возможность трансформации экомобиля в различные типы транспортных средств, в том числе во внедорожник, седельный мини-тягач с двумя типами полуприцепов и электробус Габаритные размеры в пределах: - длина мм - ширина мм - высота мм

37 База мм Пробег в режиме электромобиля без подзарядки АкБ не менее 80 км Мощность зарядного устройства около 9 квт Шасси экспериментального транспортного средства должно быть пригодным для установки ДВС и минимум одного тягового электродвигателя раздельно и с возможностью кинематической связи. В настоящее время экспериментальный образец шасси такого экомобиля уже на колесах в состоянии контрольной сборки и комплектации. На фото 1 одна из конструкций шасси с тоннельно-хребтовой рамой в процессе контрольной сборки и монтажа легкосъемных кассет для установки блоков АкБ. Этот способ съема и установки блоков АкБ на две стороны удобен тем, что обеспечивает быструю замену блоков АкБ с применением как специальных манипуляторов, так и подкатной тележки. В будущем потребуется и другой способ быстрый съем и установка блоков АкБ снизу (из-под пола) одним манипулятором съем вниз, установка вверх. Этот способ отличается сложностью конструктивного исполнения механизма установки и надежной фиксации кассет с блоками АкБ (масса одного блока не менее 200 кг). Несмотря на это, такой способ является перспективным для специализированных станций быстрой замены аккумуляторов, в т. ч. с точки зрения рационального использования производственной площади. На фото 1 видны «следы» натурного макетирования будущей кабины (в задней стенке которой еще не прорезан проем под заднее окно). Две другие модели в состоянии проработки, изготовления отдельных узлов, деталей и доводки дизайна. Одна из этих моделей базового шасси включает вариант, предназначенный, в первую очередь, для людей с ограниченными физическими возможностями. Другая модель, в виде модульнотрансформируемого транспортного средства, концептуально соответствует конструкции электромобиля «Ох», созданного в Норвегии, и германского электромобиля «Loremo». Благодаря унификации рамных конструкций шасси, можно будет создавать ряд версий на этой базе.

39 38 Проанализированы конструкции комплектующих компонентов зарубежного и отечественного производства. Выбраны и приобретены некоторые из них. В г. планируется завершить изготовление экспериментальных образцов для испытаний и отработки отдельных технических решений. Сроки создания экспериментальных моделей экомобилей затягиваются отсутствием внешнего финансирования. 2. Особенности комплектации Силовая электроника в экомобилях, в частности блоки управления тяговыми электродвигателями (БЭУ), до недавнего времени являлись одной из проблем. Отсутствие компактных, простых и надежных БЭУ стало одной из причин неудач АО «Электромобиль» (г. Киев). Созданный нами позже блок управления коллекторным тяговым двигателем последовательного возбуждения прошел стендовые и натурные испытания и имеет следующие параметры: напряжение питания В, частота преобразования 24 кгц, режим работы 1-квадрантный, выходной ток до 300А. Блок представлен на фото 2. Испытания в реальных условиях в сопоставлении с БЭУ фирмы «Curtis» (одного из лидеров по производству силовой электроники для электромобилей) показали, что созданный БЭУ по качеству, уровню исполнения конструкции и схемных решений соответствуют этому американскому аналогу. Создается усовершенствованная по функциональным возможностям другая конструкция БЭУ. Этот блок отличается большей универсальностью благодаря заложенным алгоритмам управления двигателями последовательного либо независимого возбуждения в моторном и генераторном режимах. Работа в стадии выполнения конструкции опытного образца. Расчетные параметры нового БЭУ следующие: напряжение питания В, частота преобразования 16-32кГц, режим работы 1-квадрантный (выходной ток до 300А) или 2-квадрантный (выходной ток до 220А). Производится также разработка преобразователя бортовых напряжений питания штатной автомобильной электросистемы (12 или 24 вольта), и зарядного устройства (ЗУ) для тяговых свинцово-кислотных АкБ. Это ЗУ применимо и для зарядки иных типов АкБ,

41 40 путем зарезервированной возможности изменения алгоритма управления зарядным модулятором. В него заложены следующие параметры: входное напряжение питания 1- или 3-фазное В 50 Гц; встроенный корректор коэффициента мощности; количество заряжаемых последовательно включенных 12- вольтовых АкБ от 1 до 10 шт.; выходной ток 5-25А; предусмотрены режимы выравнивания зарядов и десульфатации. В стадии разработки находится также БЭУ асинхронными 3-х фазными электродвигателями мощностью до 30 квт. Подобные БЭУ, с некоторыми небольшими изменениями, могут быть использованы и для управления синхронными бесколлекторными электродвигателями. Все упомянутые устройства выполняются на современной элементной базе, с учетом как технологических особенностей при освоении в серийном производстве, так и дальнейшего расширения функциональных возможностей Тяговые аккумуляторы. На основе последних достижений выполнен анализ АкБ, результаты которого использованы в расчетах при составлении таблиц 4 и 5. Рынок тяговых аккумуляторов за рубежом еще недостаточно развит, но тенденция к этому явно выражена, судя по интенсивно развивающимся промышленным производствам и возрастающей потребности в экологически чистом транспорте. Стоимости тяговых аккумуляторов и экомобилей в условиях крупносерийного промышленного производства взаимоувязаны. К примеру, появившиеся АкБ «Zebra» способствовали созданию новых грузовых электромобилей. Это, в свою очередь, вызвало повышенный спрос на эти АкБ. В результате такого спроса производительмонополист установил цену на один блок АкБ около EUR, при себестоимости серийного производства в 2003 году около 1500 EUR. При дальнейшем повышении спроса возрастут объемы производства, возникнет конкурентная борьба за рынок сбыта, и цены снизятся в несколько раз. Эффективность эксплуатации экомобиля определяется стоимостью АкБ, поэтому вопросы организации промышленного производства перспективных моделей экомобилей должны решаться во взаимосвязи с вопросами их

42 41 комплектации тяговыми АкБ. Перспективным способом является создание промышленного производства АкБ на территории Украины, соответствующего моменту освоения промышленного производства экомобилей Тяговые электродвигатели. В таблице 6, стр. 54, приведены характеристики некоторых производимых и применяемых за рубежом тяговых электродвигателей. Преимущества и недостатки коллекторных и бесколлекторных синхронных и асинхронных двигателей, в комплектах с их блоками управления, сопоставимы, и зависят от конкретных условий применения. Комплектация создаваемых экомобилей зарубежными электродвигателями не представляет технических трудностей. Возможности промышленного производства тяговых электродвигателей на базе зарубежных аналогов профильными электротехническими предприятиями Украины подлежат детальному изучению в процессе создания экомобилей Агрегаты, узлы и детали ходовой части, тормозов и рулевого управления. Развитое за рубежом серийное производство многих марок грузовых и легковых автомобилей и доступность рынка запасных частей обеспечивают широкие возможности выбора готовых агрегатов, узлов и деталей ходовой части, тормозов и рулевого управления из серийно выпускаемых автомобилей. Основные сложности заключаются в некоторых изменениях конструкции, и вариациях по определению соответствия принятым компоновочным решениям, и воспринимаемым нагрузкам. При выборе комплектующих важно определять также технологические возможности, экономическую целесообразность и очередность организации собственного производства в будущем, в т. ч. в процессе создания промышленного производства экомобилей и ликвидности готовой продукции. 3. Двигатели внутреннего сгорания. В создаваемых экспериментальных моделях экомобилей предусматривается возможность установки разных ДВС с различными схемами компоновки силовых агрегатов. Как в гибридных вариантах, так и с отдельным использованием одного из двигателей. Целесообразность использования конкретных моделей ДВС, определение преимуществ и недостатков их применения может быть установлено в процессе

43 42 экспериментальных исследований. Одним из направлений в области исследований по созданию конструкций экомобилей являются испытания новых конструкций ДВС. Это направление развивается как в части применения новых высокопрочных конструкционных материалов, в т. ч. волокнистой металлокерамики [17], так и в части создания роторных, лопастных и безшатунных конструкций, и не только за рубежом. Модели созданного в Украине безшатунного ДВС (автор В. Фролов, г. Николаев) прошли стендовые испытания, а также успешные ходовые испытания на натурных транспортных средствах. Есть договоренность с разработчиком об испытаниях этих ДВС на экспериментальных моделях экомобилей для определения пригодности и перспектив применения в различных версиях размерного ряда экомобилей. 4. Стоимость создания экспериментальных моделей экомобилей. На основе фактически произведенных затрат на создание экспериментальной модели грузового варианта экомобиля с полной массой до 3500 кг, прямые расходы определяются (при нынешних курсах валют) в сумме около 1,5-2 млн. грн. В эту сумму не входят стоимость аккумуляторов, расходы на доводку до промышленного образца для серийного производства, составление технической, эксплуатационной и нормативной документации. В сопоставлении со стоимостью зарубежных разработок эта стоимость ниже в несколько раз. Например, стоимость разработки и изготовления экспериментальной модели шасси двухместного электромобиля «Clever» составила 2,2 млн. EUR. При этом, стоимость разработки и изготовления кузова сюда не входит и составляет отдельную сумму. Этот концепт создается объединенными усилиями нескольких стран ЕС. При создании двух-трех типоразмеров экомобилей «фронтально» прямые расходы на создание каждой экспериментальной конструкции экомобиля могут быть ниже.

44 43 6. ОСНОВЫ СТРАТЕГИИ СОЗДАНИЯ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭКОМОБИЛЕЙ В УКРАИНЕ. 1. Достигнутые за рубежом результаты в создании высокоэффективных АкБ и применение их в образцах грузовых электромобилей «Эдисон», «Ньютон», «Фарадей» и «Модек» (Великобритания), полнометражного легкового электромобиля «Ох» (Норвегия) с унифицированным шасси, и других моделей, с получением при этом высоких эксплуатационных показателей, свидетельствуют о правильно и своевременно выбранной стратегии создания серийного производства размерного ряда экомобилей. 2. Экономическая целесообразность постепенной замены автомобилей экомобилями подтверждена сопоставительным анализом замыкающих затрат на их производство и эксплуатацию. 3. Накопленный опыт создания оригинальных конструкций транспортных средств, экспериментальных моделей электромобилей, и имеющиеся заделы создают предпосылки для успешной реализации предлагаемого проекта. 4. В основу организации производственного цикла серийного производства следует положить опыт Китайской «автомобильной революции» [16]. Сборку и выпуск готовых автомобилей в Китае производят предприятия, которые можно назвать «Сборщиками». На долю «Сборщика» в производственном цикле приходится только 20-30% объема работ, а основная часть, 70-80% производственного цикла, выполняется предприятиями «Поставщиками», изготовляющими комплектующие компоненты [16]. Анализ показывает, что такая организационная модель, в сложившихся условиях, имеет ряд преимуществ и с некоторыми уточнениями пригодна для создания серийного производства экомобилей в Украине (приложение 11). 5. Сопоставление предполагаемых в Украине показателей с достигнутыми в Китае позволяет убедиться в перспективности реализации Государственной Программы (табл. 2, стр. 45), и привлекательности данного проекта, в следующих направлениях: * экологии среды обитания;

45 44 * экономики; * снижения энергозатрат в транспорте; * в социальной ценности; * в научно-техническом и технологическом прогрессе; * в повышении уровня технологической культуры; * в обеспечении государственного престижа и авторитета Правительства Украины. Объединение интересов государства и бизнеса, и творческих возможностей инженеров и ученых, может дать положительный импульс процессу создания экомобилей и организации их серийного производства. Решение этой проблемы зависит от позиции Правительства Украины относительно создания Государственной Программы и льготных условий для вложения частного капитала в реализацию Программы на выгодных для него условиях. Рынок электромобилей, гибридных конструкций и энергосберегающих технологий в мире приобретает все большую значимость. Производство экологически чистого транспорта начинает интенсивно осваиваться. В 2007 г. только гибридных электромобилей «Тойота» было реализовано штук [33]. В странах Запада серийное производство электромобилей в начальной стадии развития, поэтому промышленное производство экомобилей и сопутствующих этому научно-технических направлений (производство тяговых аккумуляторов, силовой электроники и электротехнического оборудования) в Украине может развиваться без значительного отставания от стран Запада. Это открывает перспективы развития в Украине экомобильного бизнеса с участием государства. На стр. 46 представлена схема организационной структуры реализации предлагаемой Государственной научно-технической Программы. Показанные на схеме связи предусматривают взаимонезависимость бизнеса и государства в формировании взаимоотношений через Совет инициаторов до этапа выработки принципов партнерства и создания управляющей структуры (по схеме Правление).

46 внутреннего и внешнего рынков. 3. Насыщение внутреннего рынка уже произошло. 4. Реализация на внешнем рынке ограничена договорными обязательствами совместных предприятий с инвесторами по автомобилям зарубежных моделей, выпускаемых в Китае. 5. Автомобили собственной разработки обладают недостаточной конкурентоспособностью (по качеству) по сравнению с моделями ведущих фирм Запада. 6. В ближайшие годы спрос на автомобили, в т. ч. коммерческих моделей будет снижаться. 7. При переходе на производство экомобилей имеются большие возможности переоборудования уже имеющейся производственной базы. 8. Достижения, благодаря «автомобильной революции» Китая: мощная автомобилестроительная индустрия за короткое время; научно-техническое развитие; насыщение внутреннего рынка транспортом; развитие смежных областей техники и технологии; повышение уровня квалификации инженерно-технических и производственных кадров. Решение многих социальных вопросов; Повышение уровня технологической культуры производства и культуры в целом; Достижение высоких темпов роста ВВП; Признание на мировом уровне промышленной политики и авторитета Правительства Китая. 45 Сопоставление отдельных показателей автомобильной индустрии Китая и предполагаемого развития производства экомобилей в Украине Таблица 2 п/п. Китай Производство автомобилей Украина Производство экомобилей 1. Основание для организации насыщение внутреннего рынка путем создания льготных условий инвесторам и производителям Основание для организации решение экологических и энергетических проблем. Необходимо обеспечить льготные условия инвесторам и производителям. 2. Начало развития на пике потребностей В начальной стадии возникновения спроса на внутреннем и внешнем рынках. Внутренний рынок потенциально открыт в полном объеме, внешний в начальной стадии развития. Предусмотреть механизм правовой защиты изделий на внешнем рынке. При организации СП обеспечивать предпочтение собственным разработкам. Разработки новых моделей осуществлять на основе перспективных технических решений путём многократной доводки экспериментальных моделей. Спрос на экомобили в т.ч. коммерческих моделей будет возрастать. Производственную базу необходимо развивать с учётом перспектив, в т. ч. путём конверсии незадействованных производственных мощностей. Подобные показатели могут быть достигнуты при условии проведения тщательно продуманной научнотехнической и промышленной политики и развития рынка научнотехнических достижений. Необходимо обеспечить льготные условия инвестирования и налогообложения производства конкурентоспособной продукции и освоения наукоёмких и перспективных технологий.

48 47 7. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОМОБИЛЯ. Ориентировочные итоговые затраты на производство, ремонт и обслуживание экомобилей в сопоставлении с автомобилем (без учета затрат на энергоресурсы и тяговые АкБ) представлены в таблице 3, строка 15 (стр. 51). Для сопоставления затрат на энергоресурсы, расходуемые при эксплуатации экомобилей и автомобилей и затрат на приобретение АкБ, необходимо выполнить ряд промежуточных расчетов. Приняты следующие обозначения и зависимости: М а масса АкБ, кг; М г масса перевозимого груза, кг; М с масса снаряженного состояния экомобиля, кг; М п полная масса экомобиля, кг, М п = М с + М г ; М вп масса водителя с пассажиром, принята равной 160 кг; Е а энергоемкость АкБ, заявленная производителем, квт*час; α допустимая (рекомендуемая) степень разряда АкБ; β число циклов ресурса АкБ при допустимой степени разряда АкБ; Е ц энергоемкость одного цикла допустимой степени разряда, квт*час, Е ц = α*е а ; Е р энергоемкость ресурса АкБ, квт*час, Е р = α*β*е а ; ŋ КПД использования электроэнергии на зарядку АкБ, принят ŋ = 0,82 с учетом возможных потерь, включая применение индуктивного способа передачи электроэнергии, а общее усредненное значение КПД эксплуатации экомобиля учтено удельным расходом электроэнергии по опытным данным; Е уд удельный расход электроэнергии, квт*час/т*км характеризует расход электроэнергии (квт*час) на пробег 1 км пути экомобиля с полной массой в 1 тонну, определен по результатам опытных значений, Е уд = 0,085 квт*час/т*км (см. примечание 2 в конце этого раздела);

49 48 S цг пробег экомобиля с полной нагрузкой за один цикл допустимой степени разряда АкБ, км, S цг = Е ц / Е уд *(М п + М вп ); S pг возможный пробег экомобиля с полной нагрузкой за ресурс АкБ, км, S pг = Е р / Е уд *(М п + М вп ); S цх пробег экомобиля без груза (холостой пробег) за один цикл допустимой степени разряда АкБ, км, S цх = Е ц / Е уд *(М с + М вп ); S px возможный холостой пробег экомобиля за весь ресурс АкБ, км, S px = Е р / Е уд *(М с + М вп ); С а рыночная стоимость АкБ, грн.; С 100г стоимость АкБ, отнесенная на 100 км пробега экомобиля с полной нагрузкой, грн./100км; С 100х стоимость АкБ, отнесенная на 100 км холостого пробега, грн./100 км; С уд стоимость АкБ, отнесенная на 100 км пробега экомобиля с полной массой в 1 тонну, включая водителя и пассажиров, грн./100 т*км. При анализе принято во внимание следующее: 1. Среди свинцово-кислотных, как пример, приняты АкБ фирмы «Delco- Remy». Их стоимость устанавливалась по факту приобретения. 2. Биполярные свинцово-кислотные АкБ фирмы «Atraverda» (Великобритания) приняты как новая разработка среди свинцово-кислотных типов; их стоимость устанавливалась по материалам рекламного характера. 3. Натрий-никель-хлоридные АкБ «Zebra» производства швейцарской фирмы «MES-DEA» [22]. Согласно коммерческому предложению фирмыпроизводителя, стоимость этих АкБ при поставке мелкими партиями, до 100 блоков в год, будет составлять около грн., по ценам 2008 г., за один блок энергоемкостью 21,2 квт*часа и массой 195 кг. Возможная стоимость производства этих АкБ в Украине (указана в колонках 8, 9 таблиц 4 и 5, 13-я строка, стр ) определена ориентировочно, по стоимости материалов, расходуемых в производстве на 1 блок. В структуре производственных затрат

50 49 стоимость сырья и материалов, по данным производителя, составляет около 52%. Себестоимость производства одного блока по ценам 2003 г грн., что составляет лишь около 22% от стоимости АкБ, приведенной в табл. 4 и 5, строка 13, колонка 8 (стр ). 4. Литий-железо-фосфатные АкБ производства фирмы Thunder Sky (Китай) [23]. Принятая стоимость этих АкБ в колонке 10 таблиц 4 и 5 соответствует реальным условиям поставок крупными партиями. Именно эта стоимость принята в расчетах как базовая, определяющая все экономические показатели исследуемых моделей экомобилей. В колонках 11 и 12 таблиц 4 и 5 для сведения представлена возможная стоимость таких АкБ при условии организации их промышленного производства в Украине. 5. АкБ на основе литий-титановой керамики производства фирмы Altair Nanotechnologies (США) [25]. Стоимость этих АкБ также соответствует реальным условиям возможных поставок. 6. Достоверных сведений о характеристиках АкБ, касающихся долговечности их работы в зависимости от режимов разряда, в т. ч. через электронные преобразовательные устройства, не обнаружено. Зависимости долговечности работы разных типов АкБ от режимов эксплуатации, влияния пульсаций и частот преобразования силовой электроники, кратковременных перегрузок по отбираемой мощности и т. д., не изучены (а если и изучены, то информация пока не доступна). В связи с этим, выбор АкБ для применения в экомобилях должен базироваться на результатах предварительно проведенных экспериментальных исследований в натурных условиях, т. к. от долговечности работы АкБ зависит экономика грузоперевозок. Ввиду отсутствия таких сведений, стоимость АкБ, отнесенная на 100 км пробега в приведенных расчетах, принятая по информации производителей без ссылок на особенности режимов эксплуатации в реальных условиях, может оказаться выше. 7. Транспортные и таможенные расходы на поставку всех типов АкБ в расчетах не учитывались и в таблицах не приведены.

51 50 8. В качестве сопоставительной базы принят малотоннажный грузовой автомобиль с полной массой 2900 кг, в том числе 1300 кг перевозимого груза, и с расходом топлива 14,5 литров на 100 км пробега (соответствует данным автомобиля «Фольксваген» до переоборудования в электромобиль [14]). 9. Рыночная стоимость моторного топлива принята равной 4,8 грн. за 1 литр по состоянию на декабрь 2007 года. 10. В качестве аналога малотоннажного грузового экомобиля принят создаваемый экспериментальный экомобиль полной массой до 3500 кг, с массой перевозимого груза минимум 1300 кг. Его пассажирский аналог вместительностью 14 мест, включая водителя. 11. В качестве аналога экомобиля средней грузоподъемности (минимум 2800 кг) условно принят экомобиль с полной массой 6500 кг. Его пассажирский аналог вместительностью 28 мест, включая водителя. 12. Грузоподъемность транспортных средств устанавливается, исходя из максимально допустимого значения полной массы и обеспечения необходимого ресурса эксплуатации наиболее нагруженных элементов шасси. В полную массу экомобиля входят масса его снаряженного состояния и масса перевозимого груза. В массу снаряженного состояния входит и масса АкБ. 13. Масса АкБ определяется из расчета энергоемкости цикла разряда АкБ, необходимой для выбранной дальности пробега без их подзарядки. В колонках 9, 12 и 15 таблиц 4 и 5 представлена увеличенная масса АкБ с целью увеличения дальности пробега по сравнению с данными в колонках 8, 11 и Масса экипажной части может быть уменьшена применением более легких элементов шасси повышенной прочности, обеспечивающих необходимый ресурс эксплуатации. Именно этим путем пошли создатели электромобиля «Ньютон» (Великобритания). Подобным образом поступили создатели электромобилей «EV-1» (США), «Ох» (Норвегия), изготовив раму из алюминиевого сплава. Другим способом снижения массы шасси и кузова воспользовалась фирма Loremo (Германия), создав унифицированное транспортное средство (з возможностью установки ДВС или электропривода

52 п/п. 51 Таблица 3. Ориентировочные затраты на производство, ремонт и обслуживание автомобиля с полной массой Мп=2900 кг и экомобилей, Мп=3500 кг и Мп=6500 кг, без учета стоимости энергоресурсов и тяговых АкБ, грн. Статьи расходов Автомобиль 2900 кг 1 млн. 100 км км Экомобиль 3500 кг 1 млн. 100 км км Экомобиль 6500 кг 1 млн. 100 км км Базовая часть шасси , , ,00 2. Двигатель и его системы , , ,50 3. Трансмиссия , , ,00 4. Электроника , ,90 5. Двигатель-генератор , ,80 Неучтенные расходы, 6. 10% , , ,82 7. Итого на производство , , ,02 8. Ремонт шасси , , ,50 Ремонт двигателя и его 9. систем , , , Ремонт трансмиссии , , , Шины , , , АкБ автомобиля ,32 Обслуживание АкБ экомобиля , , Итого на ремонт и обслуживание , , , Всего на производство, ремонт и обслуживание , , ,12

53 п/п. Значения отдельных показателей экомобилей с полной массой M п =3500 кг, укомплектованных разными типами АкБ Величина и размерность Delco Remy Atraverda Zebra ThunderSky LFP А к к у м у л я т о р н ы е б а т а р е и AltairNano M а, кг M г, кг M х, кг E а, квт*час 33,12 37,26 24,00 36,00 42,40 42,40 63,60 46,00 46,00 69,00 43,75 43,75 61,25 5 α β 0,6 0,6 1,0 1,0 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 7 E ц, квт*час 19,87 22,36 24,00 36,00 33,92 33,92 50,88 32,20 32,20 48,30 35,00 35,00 49,00 8 E р, квт*час S цг, км 63,9 71,9 77,1 115,7 109,0 109,0 163,5 103,5 103,5 155,3 112,5 112,5 157,5 10 S рг, км S цх, км 89,6 98,0 119,6 165,4 169,1 169,1 233,8 154,0 154,0 213,6 167,4 167,4 216,7 12 S рх, км C а, грн C 100г, грн./100км 51,24 51,24 71,11 71,11 110,06 42,37 42,37 35,43 24,15 22,54 21,73 10,86 10,86 15 C 100х, грн./100км 36,54 37,59 45,85 49,74 70,97 27,32 29,64 29,52 20,13 22,54 18,11 9,10 10,86 16 C уд, грн. 14,00 14,00 19,43 19,43 30,07 11,58 11,58 9,68 6,60 6,16 5,94 2,97 2,97 Примечание: подбор и подготовку материалов об аккумуляторных батареях выполнил А. Мельник. Таблица 4. 52

54 Значения отдельных показателей экомобилей с полной массой M п =6500 кг, укомплектованных разными типами АкБ п/п. Величина и размерность Delco Remy Atraverda Zebra ThunderSky LFP А к к у м у л я т о р н ы е б а т а р е и AltairNano M а, кг M г, кг M х, кг E а, квт*час 66,24 74,52 60,00 72,00 84,50 84,50 126,75 92,00 92,00 128,80 87,50 87,50 122,50 5 α β 0,6 0,6 1,0 1,0 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 7 E ц, квт*час 39,74 44,71 60,00 72,00 67,60 67,60 101,40 64,40 64,40 90,16 70,00 70,00 98,00 8 E р, квт*час S цг, км 70,2 79,0 106,0 127,2 119,4 119,4 179,1 113,8 113,8 159,3 123,7 123,7 173,1 10 S рг, км S цх, км 107,2 116,6 173,9 198,8 206,0 206,0 280,0 186,6 186,6 237,8 202,8 202,8 258,5 12 S рх, км C а, грн C 100г, грн./100км 93,23 93,23 129,39 129,39 200,98 77,38 77,38 64,46 43,95 43,96 39,54 19,77 19,77 15 C 100х, грн./100км 61,03 63,13 78,88 82,77 116,49 44,85 49,49 39,30 26,79 29,44 24,10 12,05 13,24 16 C уд, грн. 14,00 14,00 19,43 19,43 30,18 11,62 11,62 9,68 6,60 6,60 5,94 2,97 2,97 Примечание: подбор и подготовку материалов об аккумуляторных батареях выполнил А. Мельник. Расчеты проверены: П. Шабатин. Таблица 5. 53

55 п/п. Производитель, модель Тип мотора Основные параметры применяемых за рубежом тяговых электродвигателей Напряжение Рабочий ток, А Крутящий момент, Н*м Скорость вращения ротора, об/мин питания, В Номинальный Максимальный Номинальный Максимальный Номинальная Максимальная Масса, кг 1 Siemens ACW-80-4 синхронный БК, ПМ Siemens 1FV5104-WS09 синхронный БК, ПМ Siemens 1LH5118 асинхронный ,5 4 Siemens 1PV5135WS14 асинхронный Siemens 1PV5135WS24 асинхронный Brusa ASM 810 асинхронный Brusa HSM комбинированный MES асинхронный MES асинхронный MES асинхронный Raser Tech Symetron P2 асинхронный Azure Dynamics AC24 асинхронный Azure Dynamics AC55 асинхронный Azure Dynamics AC90 асинхронный AC Propulsion асинхронный Perm Motor PMS 156W синхронный БК, ПМ PML Flightlink HPD40 синхронный БК, ПМ PML Flightlink HPD30 синхронный БК, ПМ BluWav Hub motor синхронный БК, ПМ синхронный КПВ, 20 PML Flightlink EW30/60 ПМ Rotomag HW4 синхронный КСВ Net Gain Warp 9 синхронный КСВ Advanced DC FB синхронный КСВ Примечания: 1. БК - бесколлекторный, ПМ - на постоянных магнитах, КСВ - коллекторный последовательного возбуждения, КПВ - коллекторный постоянного возбуждения (на ПМ). 2. В колонке "Напряжение питания" приведены максимально допустимые значения питания. 3. Параметры номинальной и максимальной мощности могут быть вычислены из указанных механических параметров. Указанные электрические параметры, с учетом переходных режимов, носят индикативный характер. Таблица 6. 54

56 55 в зависимости от желания потребителя). Несущая часть автомобиля (электромобиля) Loremo выполнена в виде ячеистой структуры. Кроме снижения веса, это обеспечивает безопасное гашение энергии удара. Следует отметить, что компоновочное решение с фронтальным расположением передней двери является весьма перспективным оно позволяет сократить общую длину транспортного средства на мм и повысить тем самым коэффициент использования площади его проекции на горизонтальную плоскость, а следовательно, уменьшить общую массу. Ресурс эксплуатации в случае электромобиля «Ньютон» обеспечен еще и тем, что снижена максимальная скорость движения до 80 км/час и, следовательно, уменьшены динамические нагрузки на элементы шасси. В условиях наших дорожных покрытий и более жесткого режима эксплуатации, для достижения достаточного ресурса, в конструкцию создаваемых моделей экомобилей заложена увеличенная масса (для увеличения прочности) деталей экипажной части за счет снижения грузоподъемности на 200 кг (1300 и 2800 кг, при применении АкБ «Zebra», в других случаях см. строку 2 в табл. 4 и 5). Такие заниженные значения показателей грузоподъемности и дальности пробега без подзарядки АкБ были применены для гарантированного запаса достоверности расчетных показателей, представленных в таблице Стоимость электроэнергии 20,3 коп. за 1 квт*час в расчетах была принята в соответствии с Постановлением Национальной Комиссии регулирования электроэнергетики от г. 47 для электрифицированного городского транспорта, а с учетом принятого КПД процесса зарядки АкБ (0,82) стоимость в расчетах принята равной 0,25 грн./квт*час. 16. Сведения о наиболее распространенных электродвигателях, применяемых в электромобилестроении за рубежом, приведены в таблице Вычисленные значения С 100г, С 100х, S цг, S цх для трех типов АкБ, стоимость электроэнергии, моторного топлива и масла, расходуемых на 100 км пробега,

57 56 приведенные в таблицах 3, 4 и 5, использованы в расчетах при составлении таблицы 1 (стр. 15). Примечание 1. В строке 9 табл. 1, представлена себестоимость 100 тоннокилометров, т. к. в заглавиях таблиц указано, что все затраты отнесены на 100 км пробега. Для определения себестоимости 1 тонно-километра численные значения в строке 9 нужно разделить на 100. Примечание 2, к понятию удельного расхода электроэнергии, Е уд : Надежной методики определения затрат электроэнергии на один километр пробега экомобиля с полной массой в 1 тонну в исследуемых материалах не обнаружено. По разным источникам, эти показатели находятся в пределах от 0,06 до 0,12 квт*час/т*км. Эти значения зависят как от степени совершенства конструкции транспортных средств, так и от субъективных показателей режима эксплуатации. Максимальное значение Е уд, около 0,12 квт*час/т*км, соответствует электромобилю, созданному на базе автомобиля «Фольксваген» (43,5 квт*час на 100 км пробега с грузом и эквивалентным расходом топлива 14,5 л на 100 км пробега до переоборудования [14]). В результате вычислений, применительно к электромобилям «Эдисон», значение этого показателя составило 0,085 квт*час/т*км. Зависимости, включающие эмпирические коэффициенты сопротивления движению транспортного средства, не применялись, т. к. могли бы вызвать сомнение в достоверности расчетных значений расхода электроэнергии. Применение проверенных на практике значений удельного расхода электроэнергии для данного случая является более надежным. Примечание 3. Результаты расчетов на производство и эксплуатацию автомобиля и экомобиля, представленные в табл. 1 (стр. 15), являются ориентировочными, но вполне пригодными для сопоставительного анализа в пределах допустимых погрешностей. Примечание 4. Анализ динамики роста цен на моторное топливо показывает, что приведенные в таблицах показатели будут постоянно улучшаться в пользу экомобилей, даже при пропорциональном изменении стоимости электроэнергии.

58 57 8. ИТОГОВЫЕ ЗАКЛЮЧЕНИЯ. 1. Незаменимость автомобилей, как средства труда и атрибута уровня благосостояния человека, вызвала интенсивный рост их производства и объемов потребления моторного топлива. В результате, в крупных городах и промышленных регионах загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами от автотранспорта достигло черты экологической опасности для человека, а доля стоимости моторного топлива в структуре производственных затрат внутригородского транспорта возросла до предельно допустимых значений. 2. Сопоставительным анализом замыкающих затрат установлено, что при сложившихся ценах на моторное топливо и достижениях в производстве аккумуляторов, силовой электроники и электротехнического оборудования, постепенный перевод внутригородского транспорта на электротягу стал не только экологически необходимым, но и энергетически и экономически выгодным. 3. Многие страны уже приступили к переводу внутригородского транспорта на электротягу, в первую очередь, в крупных городах, установив сроки до года. Совместный проект американской компании Project Better Place с Правительством Израиля и с датской энергетической компанией DONG Energy в сотрудничестве с Америкой, Францией и Японией в развитии электромобильных сетей [28] приобретает глобальный международный характер. Очень важно, поэтому, по примеру этих стран, оказаться в готовности использовать возможности новых технологий, дальновидно определить стратегию создания перспективных моделей экомобилей, своевременно организовать их серийное производство и производство аккумуляторов для их комплектации. 4. Для организации такого перевода необходимы целевые разработки базовых моделей экомобилей и организация их серийного производства, т. к. метод создания электромобилей путем переоборудования автомобилей позволил накопить необходимый опыт, но в масштабах возникших проблем и потребностей исчерпал свои возможности.

59 58 5. В Украине накоплен опыт создания экспериментальных конструкций транспортных средств, в т. ч. электромобилей, путем целевых разработок, подготовлены научно-технические заделы по созданию нескольких экспериментальных образцов из размерного ряда экомобилей, имеются технические возможности для разработки промышленных образцов экомобилей, доводки их до серийного выпуска и организации серийного производства. 6. С целью организации промышленного экомобилестроения необходимо создать Государственную научно-техническую Программу «Производство малотоннажных грузовых и других перспективных моделей экомобилей», как перспективного и приоритетного направления развития науки и техники и охраны окружающей среды. Реализацию этой Программы следует осуществить на основе средств частного капитала и государственных средств на долевых началах. Для этого, к сложившимся в Украине условиям необходимо адаптировать опыт Китая [16] в объединении интересов бизнеса и государства созданием льготных условий для вложения частого капитала. Это обеспечит успешную реализацию Программы при минимальных вложениях государственных средств. 7. Неизбежность перевода значительной части внутригородского транспорта на электротягу потребует экономически выгодных условий комплектации тяговыми аккумуляторами и разработки системы льготного кредитования их потребителей. Вопросы создания производства тяговых аккумуляторов на территории Украины следует решать во взаимосвязи с созданием Государственной Программы «Производство малотоннажных грузовых и других перспективных моделей экомобилей». Выбор АкБ для производства и применения в экомобилях должен базироваться на основе экспериментально установленных сопоставительных результатов эксплуатационных и экономических показателей современных типов АкБ. К этой части исследовательской работы необходимо приступить неотложно и выполнять ее системно.

60 59 8. Реализация Государственной Программы «Производство малотоннажных грузовых и других перспективных моделей экомобилей» является перспективным и стратегически привлекательным научно-техническим направлением в улучшении экологической ситуации, экономии энергоресурсов, в развитии смежных отраслей техники, в создании новых производственных мощностей с десятками тысяч дополнительных рабочих мест и в достижении ряда других показателей государственной и социальной важности. 9. При минимальных затратах государственных средств на создание промышленного производства экомобилей в настоящее время, Украина располагает перспективой получить максимум научно-технических, социально-экономических и политических дивидендов в будущем. Для этого, в качестве эквивалента капитала, вкладываемого в это перспективное дело, Правительство Украины должно создать рациональную систему льгот, обеспечивающую привлечение частного капитала на выгодных для него условиях.

61 60 9. СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ И ОПЫТЕ СОЗДАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ. Первые два автомобиля мною были созданы в г. Сватово, Луганской обл. По сути было положено начало любительскому автомобилестроению и был изготовлен первый в СССР легковой автомобиль с кузовом из стеклопластика (после гоночного автомобиля «ХАДИ», г. Харьков). Это было замечено сотрудниками филиала Харьковского политехнического института (г. Рубежное, Луганской обл.), куда в 1961 году я приехал на самодельном автомобиле сдавать вступительные экзамены в ВУЗ. Там же мне предложили работу на кафедре физики в должности лаборанта. В г. Рубежное мною было создано еще несколько моделей автомобилей. Один из них был удостоен диплома 1-ой степени и Золотой медали Всесоюзной выставки 1970 года. В результате такого начала в г.г. Рубежное, Лисичанск и Северодонецк появилось много последователей. Было создано еще более 30 автомобилей, а на Северодонецкой авторемонтной базе была разработана модель микроавтобуса «Старт», также с кузовом из стеклопластика. В г. Рубежное было организовано ее серийное производство. Этих микроавтобусов выпущено серией более 50 штук. Один из них снимался в фильме «Кавказская пленница». В Рубежанском филиале Харьковского политехнического института мною было создано новое технологическое оборудование, которое нашло применение в ряде химических и оборонных предприятий. По этой тематике в Харьковском политехническом институте защитил кандидатскую диссертацию. Появилось сотрудничество с ведущими НИИ и НПО страны. В результате, в 1982 году я переехал в г. Бучу, Киевской обл., для выполнения работ по ракетнокосмической тематике в Украинском филиале ВНИИ СПВ (Создание технологии и оборудования для производства тепловой защиты ракетнокосмической техники). Прямое финансирование этой тематики осуществлялось Москвой по постановлениям Правительства и решениям ВПК. Работал в должностях заведующего лабораторией и заместителя директора по научной

62 61 работе. Создание транспортных средств является моим увлечением, но выполняется на профессиональном уровне. К примеру, конструкция совмещенных с элементами кузова пластиковых бамперов, созданная мной в 60-х годах, в серийном производстве за рубежом была применена спустя более 30-ти лет. Конструкция направляющего устройства передней подвески, подобная созданной мной в 70-х годах, была применена на автобусе «Магирус Сатурн» в Германии спустя несколько лет. Компоновка приборов в ступице рулевого колеса, проверенная в 70-х годах, нашла применение не так давно во Франции. Ряд оригинальных технических решений заложено и в создаваемые конструкции экомобилей. Испытаны разные системы направляющих устройств подвесок, в т. ч. с упругими пневматическими элементами (пневморессорами); проработаны варианты совмещенных силовых модулей. Три типоразмера экспериментальных моделей экомобилей в стадии изготовления. Шасси двух из них предстоит испытать в гг. Являюсь автором около сотни научных трудов и изобретений, двух книг, лауреатом Всесоюзной выставки научно-технического творчества молодежи 1970 г., за создание оригинальной конструкции автомобиля с кузовом из стеклопластика. За успехи в развитии народного хозяйства трижды награжден Золотыми медалями ВДНХ СССР; председатель комитета по экомобилестроению Киевской организации СНИО (союза научных и инженерных объединений), предприниматель («Наука, техника, производство машин, оборудования и материалов», свидетельство от г. 192), кандидат технических наук, доцент. Парафенко Николай Иванович тел. (04497) , (050)

63 СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ. 1. Н. Парафенко. Автомобиль с точки зрения экологии и энергии. Ж. «MOTOR NEWS», 1, 1997 г. 2. А. Ландарь. Горючее из водорода. Ж. «АВТОЦЕНТР», 24, 2006 г. 3. Г. Палий. Чтобы мы себя не удушили, надо пересесть на электромобили. Деловые Новости, г. 4. В. Моисеев. Электромобиль авиатора В.Татаренко. Инженерная газета, 9, 1995 г. 5. Інформація про випуск акцій відкритого акцiонерного товариства «Електромобіль». Реклама У.К 168, ЛуАЗ Электромобиль. Деловая Украина, 22 (274), март, 1995 г. 7. Н. Куроленко. Вчера первому украинскому электромобилю был вручен государственный номерной знак (хотя Витольда Фокина на нем катали еще 4 года назад ) Киевские Ведомости, г. 8. А. Глаголев, Н. Петросюк. Электромобиль по второму кругу. Ж. Наука и техника, 109, 1994 г. 9. А.Глаголев, Н.Петросюк. По новому кругу с прежней надеждой. Бизнес за неделю, г. 10. Л. Знаменский, Л.Суржик. Чудо-машина не просит бензина или Зачем опять изобретать электромобиль? «Зеркало недели» 25 (38),24 30 июня, 1995 г. 11. А.Михайлов. Электромобиль машина XXI века. Коммерсант, янв г. 12. В. Миколайчук. Електромобіль час не чекає. Ж. "Сигнал" 8, 1993 р. 13. В.Моисеев. Машина будущего. Всеукраинские Ведомости, г. 14. С. Дорогунцов, В.Арсенюк, В.Татаренко, Н.Доломино. Электромобили США Европы «Экологически чистый транспорт». Брошюра 5. Совет по изучению производственных сил НАНУ 1997 г., Киев 15. В. Павлов, В.Скаданов. Украинский электромобиль. Автомобільна промисловість р. 16. И. Моржаретто. Вторая автомобильная революция. Ж.«Украина за рулем», 2, 2005 г. 17. Н. Парафенко. Материалы третьего тысячелетия. Ж. «MOTOR NEWS», 9, 1997 г. 18. Б. Крижанівсьий. Укра нське автомобілебудування (прогноз на майбутнє) «Електромобіль». Ж. «Сигнал», 1, 1996 р. 19. Сила тока. Ж. «Driver», ноябрь 2006, К. С. Демирчан, Э. В. Сарнацкий, В. И. Янкулин. «Все меры энергосбережения», Москва, 1988 г.

64 Д. Власенко, Мичуринский сорт. Ж. MOTOR NEWS, 3, 2008 г. 30. Ю. Голубовский. Папа ваш «Студебеккер»? Ж. MOTOR NEWS, 3, 2008 г Ж. «Автоцентр», 16, 2008г., стр. 55.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎