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.

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.

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 вы-

полняемой работе по созданию нескольких моделей экомобилей из предлагаемого раз-

мерного ряда.

Предложено создать Государственную научно-техническую Программу «Производ-

ство 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 предполагае-

мой реализации Программы, которую предложено осуществить на основе госбюджет-

ных средств и частного капитала на долевых началах. Представлена организационная

структура реализации Программы.

В приложениях приведены дополнительные сведения и копия рецензии профильно-

го 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 откры-

вают возможности перспективного вложения частного капитала.

ПРЕДИСЛОВИЕ.

В проекте представлен краткий анализ состояния, тенденций развития элек-

тромобильной техники и сопутствующих направлений во взаимосвязи с загряз-

нением атмосферного воздуха выхлопными газами от автотранспорта.

Составлению данных материалов предшествовали многолетние работы ав-

тора 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, 35-41 и в публикациях [1] и [17].

Разработку силовой электроники и вспомогательного электронного обору-

дования для экомобилей, подбор и систематизацию материалов по аккумулято-

рам и тяговым электродвигателям выполняет инж. А. Мельник. В разработке

электронного оборудования принимает участие инж. П. Шабатин.

Содействует выполнению работ ректорат НТУ Украины «Киевский поли-

технический 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 Пра-

вительство Украины, как исходный материал для изучения состояния вопроса

развития зарубежного и отечественного экомобилестроения и принятия реше-

ний 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. 57-59).

Представленные сведения могут быть полезны специалистам и студентам

соответствующего профиля, энтузиастам экомобилестроения и лицам, интере-

сующимся тематикой электромобильного транспорта и экологии.

С благодарностью проанализирую отзывы и учту критические замечания.

Автор проекта, канд. техн. наук, доцент Парафенко Николай Иванович, тел. (04497) 486-81, (050) 443-70-17, e-mail: parafenko@e-m.org.ua

СОДЕРЖАНИЕ 1. Общее состояние проблемы..................................................................................................5 2. Экономическая оценка преимущества экомобилей, как внутригородского

транспорта..............................................................................................................................14

3. О состоянии работ по созданию экомобилей в Украине...............................................21

4. Концепция создания перспективных моделей экомобилей..........................................29

5. Состояние собственных разработок...................................................................................35

6. Основы стратегии создания серийного производства экомобилей в Украине........43

7. Методика определения отдельных показателей экомобиля.........................................47

8. Итоговые заключения...........................................................................................................57 9. Сведения об авторе и опыте создания транспортных средств......................................60

10. Список публикаций..............................................................................................................62

ПРИЛОЖЕНИЯ: 1. Копия статьи «Материалы третьего тысячелетия».............................................................64 2. Копия свидетельства электромобиля ЛуАЗ-130211Е от 29.05.1997 г. № 0896................67 3. Копия поручения Президента Украины от 09.08.2004 г. Исх. № 1-1/1009......................68 4. Копия письма Министерства промышленной политики Украины в адрес АО «Электромобиль» на № 95-6981 от 17.10.2004 г. .........................................................69 5. Копия письма ГУ транспорта г. Киева от 19.10.2006 г., № 063-2894................................71 6. Копия письма ГУ промышленности г. Киева от 14.08.2006 г., № 063-2894.....................72 7. Копия письма ГУ промышленности г. Киева от 13.10.2006 г., № 045-855.......................74 8. Копия отзыва на данный проект ОАО «Киевский мотоциклетный завод» от 16.11.2006 г., № МЗ-11-97.................................................................................................75 9. Копия плана мероприятий НТУ Украины «Киевский политехнический институт»........77 10. Обзор материалов Правительства г. Москвы по электромобилям....................................78 11. Анализ производственного цикла серийного производства автомобилей в Китае.........81 ПРИМЕЧАНИЯ И КОММЕНТАРИИ........................................................................................84

5

1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

В крупных городах и промышленных регионах доля загрязнения окружаю-

щей среды автотранспортом составляет 70-80% от общего объема промышлен-

ных 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 легко-

вых автомобилей (в том числе один – «Линкольн»), была одна автобусная ли-

ния по Крещатику с десятью автобусами. Один автомобиль приходился более

чем на десять тысяч жителей. Изречение И. Тургенева «…воздух чист и про-

зрачен, как поцелуй ребенка…» соответствовало действительности. Убеди-

тельнее сравнение вряд ли можно придумать и сейчас.

Но уже через полвека, по состоянию на 1985-87 г. выбросы ядовитых ве-

ществ автотранспортом составляли около 8 кг в год на одного киевлянина. По

нормативам того времени 16-17 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-

6

сосудистых заболеваний, болеют и около 70% деревьев (газета «Народне сло-

во», спецвыпуск, 05-2008 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 полно-

те сгорания топлива, но не устраняет проблему целиком и стоит очень дорого.

В США, например, около 60% платины и 20% палладия из общего объема по-

требления 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% рас-

ходуется собственно на движение, а остальные 88% тепла бесполезно излуча-

ются 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 энер-

гетически невыгодным. Более рационально тепловую энергию можно исполь-

зовать 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 плот-

ностью населения.

Снижение уровня загрязнений среды обитания от выхлопных газов в круп-

ных городах и промышленных регионах, возможно, обеспечить только путем

постепенного перевода автомобилей на электротягу. И пока не созданы высо-

7

коэффективные бортовые источники электроэнергии – на гибридные конструк-

ции электромобилей, иногда называемых экомобилями. Предлагаемое понятие

«ЭКОМОБИЛЬ» имеет смысл экологически чистого и энергоэкономичного

транспортного средства, не выделяющего вредных выбросов в необходи-

мых 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 кинематиче-

ских связей электродвигателей с двигателями внутреннего сгорания в гибрид-

ных 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 ав-

томобиль «Тойота Приус» в 1997 году. Тяговый электродвигатель, ДВС и элек-

тродвигатель-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 возмож-

ности. Эту систему можно считать пределом совершенства на данном этапе

развития техники.

Для обеспечения универсальности в конструкцию шасси могут закладывать-

ся возможности избирательной комплектации силовыми установками – с элек-

тродвигателями и с ДВС. Конструкции с избирательной комплектацией будут

незначительно дороже в производстве, чем автомобили, но удобны при пере-

оборудовании. Это особенно важно в начальной стадии развития экомобиле-

строения, т.к. подобные схемы будут способствовать поиску оптимальных тех-

нических решений и обеспечат возможность выбора потребителем требуемой

комплектации, применительно к конкретным условиям эксплуатации. Подоб-

ные конструкции транспортных средств (далее ТС) можно назвать модульно-

трансформируемыми (МОТРА).

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 ви-

дов – 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 соеди-

нений и даже из воды. В результате окисления водорода образуется вода и не-

большое количество химических соединений из содержащихся в воздухе ком-

понентов. Водород можно использовать даже в серийных автомобилях, при не-

большом усовершенствовании ДВС. Более высокий КПД использования водо-

рода достигается при получении электроэнергии в топливных элементах, где

происходит прямое преобразование энергии окисления водорода в электроэнер-

гию. Удельная энергоемкость топливных элементов выше, чем АкБ.

Созданный в Германии электромобиль «NEKAR» снабжен двумя углепласти-

ковыми баллонами, в которых способно поместиться 280 литров водорода при

давлении 250 атм. Водород поступает в топливный элемент, где вырабатывает-

ся электрический ток для питания тягового электродвигателя. Подобные элек-

тромобили на стоянке, на усадьбе и даже в гараже могут быть использованы

как мини-электростанции. Такая компактная электрохимическая электростан-

ция на борту электромобиля – почти полное техническое совершенство, за ис-

ключением 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-

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 способст-

вует и то, что уже достигнуты серьезные результаты в области создания и раз-

вития 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), энерго-

емкость ресурса (Вт*час, или кВт*час), удельная мощность (Вт/кг или кВт/кг),

срок службы, исчисляемый числом циклов заряд-разряда, допустимая (реко-

мендуемая) степень разряда, рыночная стоимость.

Выпускаемые в Швейцарии натрий-никель-хлоридные (NaNiCl) аккумуля-

торы «Zebra» [22] имеют удельную энергоемкость более 100 Вт*час/кг, число

циклов 80%-го разряда составляет не менее 1500, удельная энергоемкость ре-

сурса аккумуляторов «Zebra» – около 130 кВт*час/кг. АкБ «Zebra» дали новый

импульс развитию электромобилестроения. В Великобритании созданы но-

вые 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 90-120 Вт*час/кг), но рыночная стоимость их ниже.

Из промышленно освоенных, наиболее выдающимися параметрами отлича-

ются аккумуляторы на основе литий-титановой керамики (LiTiO2), разработан-

ные американской фирмой Altair Nanotechnologies [25]. Благодаря своей нано-

структуре, они обладают сверхнизким внутренним сопротивлением и, следо-

10

вательно, большой удельной мощностью. Это позволяет осуществлять полную

зарядку таких батарей на протяжении около 10 минут. Ресурс их службы со-

ставляет свыше 15 тысяч циклов заряд-разряд (в 5-10 раз выше, чем батарей

«Zebra»). Кроме того, эти батареи не ограничены по применению в практиче-

ском 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 ре-

сурса, против 1,36 грн.). Новые технологии производства АкБ в последнее

время стали стремительно развиваться. Пока в Великобритании закладыва-

ли 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 повы-

шении эксплуатационных характеристик АкБ создают предпосылки для широ-

кого 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 энергоресур-

сов 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. Неиз-

бежность перевода внутригородского транспорта на электротягу вызвала разра-

ботку льгот и поощрений для производителей электромобилей и их пользовате-

лей. 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].

11

В Норвегии создан полноразмерный легковой электромобиль, шасси кото-

рого выполнено на базе рамы тоннельной конструкции, позволяющей транс-

формировать машину под различные условия эксплуатации. На такой раме

возможна комплектация кузовами от самого комфортабельного варианта до уп-

рощенного грузопассажирского или пикапа [27].

В Израиле правительство одобрило программу по созданию в своем госу-

дарстве 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 разра-

ботке автомобилей на электротяге. Совместным проектом с американской ком-

панией 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 массо-

вого 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 Аме-

рикой, Францией и Японией в развитии подобных сетей [28].

В Японии компания Mitsubishi Motors в 2009 г. начнет промышленное про-

изводство электромобилей на базе Mitsubishi Colt, а компания Nissan предста-

вила концепт Denki Cube (в переводе – Электрический Кубик).

В Китае выпускаются упрощенные модели электромобилей, разрабатыва-

ются 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 05.07.2007 г. №1409-РП, приложе-

ние 10) [32].

В Украине первый электромобиль «ЗМИ-электро» был создан еще в 1973 г.

12

в Запорожском машиностроительном институте на базе автомобиля «ЗАЗ-968».

Он был более совершенным, чем созданный в то время во Франции электромо-

биль «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 ре-

шения проблемы экологии г. Киева в документе ГУ промышленности г. Киева.

Здесь полагают, что проблема может относиться к общегосударственному мас-

штабу и одному Киеву не выгодно вкладывать в нее средства. Предложено по

этому поводу обращаться в Министерство промышленной политики (приложе-

ние 6). Там к данному проекту всё же был проявлен интерес, судя по детально

сформулированным задачам по составлению рецензии (приложение 7). В ре-

зультате этого запроса пока появилась только обстоятельная рецензия (прило-

жение 8). Анализ опыта производства и использования электромобильного

транспорта в странах Евросоюза показывает, что в настоящее время основны-

ми заказчиками этой техники выступают именно муниципалитеты горо-

дов, где автомобильный транспорт является главным источником загрязнения

воздушного бассейна (приложение 10). Вполне очевидно, что чем раньше осоз-

нать неизбежность снижения объемов выхлопных газов и приступить к дейст-

виям, тем быстрее можно достигнуть реальных результатов в экологии и эко-

номии энергоресурсов. От решения этих проблем не уйти в Киеве, Харькове,

Донецке и в других городах и промышленных регионах Украины, где вы-

сокая плотность населения и высокая насыщенность автотранспортом.

13

Анализ общего состояния проблемы сводится к следующему:

1. Незаменимость автомобилей, как средства труда и атрибута уровня благо-

состояния человека, вызвала интенсивный рост их производства. Этот процесс

способствовал увеличению объемов производства моторного топлива и повы-

шению 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 вы-

сокой плотностью населения подошли к черте экологической опасности для

человека. Потребовался поиск альтернативных энергоресурсов и способов их

рационального использования. Возникла потребность постепенной замены ав-

томобилей экологически чистым транспортом.

3. На современном уровне развития техники и технологии, экологически

безопасными и наименее энергоемкими в эксплуатации транспортными средст-

вами оказались экомобили, применением которых можно радикально улучшить

экологическую ситуацию, в первую очередь в крупных городах и промышлен-

ных регионах.

4. Совместный проект американской компании Project Better Place с дат-

ской 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, дально-

видно 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 эко-

номики городского транспорта регионально, но и крупномасштабно достиг-

нуть ряда других социальных и государственных ценностей (табл.2, стр.45).

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 уче-

том уже реально существующих технических возможностей.

Для этого необходимо сопоставить замыкающие затраты на производство

и эксплуатацию автомобиля и экомобиля, отнесенные на ресурс в один милли-

он километров пробега в условиях городского транспорта, и вычислить значе-

ния этих показателей на 100 километров пробега и на 100 тонно-километров

перевозимого груза. Показатель стоимости тонно-километра для внутригород-

ских перевозок, хотя и не является универсальным, но в сочетании с показате-

лями стоимости пробега 100 км с нагрузкой и в режиме холостого пробега по-

зволит объективно сопоставить эффективность эксплуатации анализируемых

транспортных средств. С целью усиления элементов шасси за счет увеличения

их массы и получения гарантированной достоверности результатов сопоставле-

ния, значения показателей грузоподъемности анализируемых экомобилей пред-

намеренно занижены с 1500 до 1300 кг и с 3000 до 2800 кг. Принимаемые и вы-

численные значения показателей ориентировочных затрат на 100 км пробе-

га 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 таб-

лицы 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, приведен-

ных в таблице 1, сделаны следующие заключения:

Ориентировочные затраты на производство и эксплуатацию автомобиля и экомобиля, отнесенные на 100 км пробега, включая стоимость энергоресурсов, грн.

№ пп.

Статьи расходов Автомобиль 2900 кг Экомобиль 3500 кг Экомобиль 6500 кг

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1.

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 69,60 - - - - - - - - - - - - 3. Моторное масло 0,60 - - - - - - - - - - - -

4. 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

5.

Электроэнергия ком-пен-сации саморазряда АкБ - 0,87 0,87 0 0 0 0 1,73 1,73 0 0 0 0

6. Итого за энергоресур-сы 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

Zebra Zebra Thunder

Sky LFP

Thunder Sky LFP

Altair Nano

Altair Nano

Zebra Zebra Thunder

Sky LFP

Thunder Sky LFP

Altair Nano

Altair Nano

7.

Тип АкБ и их стои-мость, отнесенная на

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

8.

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

9. Себестоимость 100 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 26,21

10. 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

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

15

Таблица 1.

16

1. Из-за дополнительной массы АкБ увеличивается нагрузка на детали и уз-

лы 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 (LiTiO2) [25].

3. Натрий-никель-хлоридные АкБ «Zebra» относятся к наиболее изученным

в практическом использовании. Технология производства этих АкБ промыш-

ленно освоена, экологически чиста, все отходы их переработки применимы в

металлургии (никель) и в дорожном строительстве. Накоплен опыт эксплуата-

ции этих АкБ на подводных лодках. В США построен завод по переработке та-

ких 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 пред-

ставлена в табл. 4 и 5 (колонки 7), стр. 52-53. 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) являют-

ся относительно дешевыми и доступными (колонки 6, 12 таблицы 1). Из табл. 1

следует, что их применение в экомобиле может снизить себестоимость грузо-

перевозок на треть по сравнению с автомобилем. При организации производст-

ва 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 (LiTiO2) имеют самые высокие

показатели. Применение таких АкБ почти в два раза снижает себестоимость

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 таб-

лиц 4 и 5). В этом случае применение таких АкБ в экомобилях даст возмож-

ность 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 накоп-

ления заряда это приближает их к суперконденсаторам и в корне меняет уста-

новившиеся представления об одном из недостатков аккумуляторов относи-

тельно 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, ско-

рее всего, будет входить силовая электроподстанция, буферная батарея таких

же аккумуляторов или конденсаторов большой емкости и мощности, и не-

сколько терминалов собственно зарядки с устройствами кондуктивной или ин-

дуктивной передачи электроэнергии. Сложность возникнет также в системе ка-

белей больших сечений и контактных устройств. Пока трудно определить целе-

сообразность создания подобных СБЗ, по сравнению с организацией специаль-

ных 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], по-

добный проект разрабатывается и для Дании. Предусматривается, что стои-

мость и установка АкБ не будет входить в стоимость электромобиля, а будет

являться частью сервисных услуг [27]. В этом случае, блоки АкБ разной энер-

гоемкости и массы будут являться дорогостоящей паспортизированной товар-

ной продукцией, реализуемой на АкС, как товар с обменной тарой строгого

18

учета на период одного или нескольких циклов разряд-заряда АкБ. Время за-

мены 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% за-

трат 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 себе-

стоимость 100 тонно-километров перевозимого им груза ниже аналогичных по-

казателей при эксплуатации автомобиля, при применении любого из трех ва-

риантов комплектации аккумуляторными батареями. При применении, напри-

мер, литий-железо-фосфатных АкБ себестоимость грузоперевозок сократит-

ся примерно на 30% (таможенные и транспортные расходы на доставку здесь

не учитывались). Ориентировочная их стоимость при организации производст-

ва в Украине представлена в колонках 11 и 12 табл. 4 и 5.

7. Представляет интерес определить сумму затрат на энергоресурсы в

производстве аккумуляторов и на энергоресурсы, потребляемые экомобилем, от-

несенную на 100 км пробега экомобиля, а затем сопоставить эту сумму затрат с

затратами на энергоресурсы при эксплуатации автомобиля. В структуре произ-

водственных 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., ко-

лонка 10, строка 14 табл. 4). Затраты на энергоресурсы при эксплуатации экомо-

биля 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 затра-

ты 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.

19

В натурном выражении расход электроэнергии на производство АкБ и затра-

ченной 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 мотор-

ному топливу составит не более 6,35 кВт*часа на 1 килограмм моторного топ-

лива, 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 про-

изводство АкБ и на эксплуатацию экомобиля.

8. При переводе на электротягу только 10% (около 100 тысяч) автомобилей,

например, в г. Киеве, совершающих ежедневно по 100-150 км пробега, эконо-

мия 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, со-

кратится примерно на 50 тонн в сутки, или на 12 тыс. тонн в год. Увеличе-

ние 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 энерго-

системам (Постановление НКРЭ от 02.08.2006 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 экс-

плуатации экомобилей и экономики эксплуатации экомобильного транспорта.

И если до недавнего времени применение электромобилей сдерживалось тех-

ническими возможностями, то главным тормозом на пути

широкомасштабно го применения экомобилей может стать отсутствие

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 ком-

плектации экомобилей, производимых в будущем, будет выгодным создание

производства тяговых аккумуляторов на территории Украины, а вопросы кре-

дитования расходов на приобретение АкБ и способы снижения кредитных ста-

вок должны быть учтены при создании Государственной Программы.

12. В качестве еще одной отрасли применения аккумуляторов и электротяги

следует рассмотреть машинотракторный парк при производстве сельскохозяй-

ственной 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 электронно-

преобразовательной техники позволяет трансформировать аккумулируемую в

АкБ экомобиля электроэнергию в широких пределах выходных параметров, что

дает возможность использовать ее для других хозяйственных нужд, в том чис-

ле, отправлять в электросеть. Подобная двухсторонняя «перекачка» электро-

энергии из сети в АкБ электромобиля и обратно исследуется автостроителя-

ми и энергетиками в США (концепция «Vehicle-to-Grid», V2G) [27].

21

3. О СОСТОЯНИИ РАБОТ

ПО СОЗДАНИЮ ЭКОМОБИЛЕЙ В УКРАИНЕ.

В 1973 году в Запорожском машиностроительном институте (ЗМИ) был соз-

дан 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 ру-

ководством В. Павлова, когда за рубежом подобных разработок еще не было. В

том же 1974г. во Франции было организовано серийное производство электро-

мобилей «Цитадин» («Горожанка»), в котором тяговый электродвигатель

управлялся примитивным ступенчатым регулятором на проволочных резисто-

рах. 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 лаборато-

рия электромобилей, где создавались экспериментальные электромобили на

базе автомобилей «Таврия». Украина стала приобретать популярность в части

электромобилестроения. Швейцарская фирма «F.Solar» под электромобили за-

купила 900 экипажей ЗАЗ-1102 «Таврия» и стала продавать «свои» электромо-

били. «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 стеклопла-

стика и электродвигателем от авиационной комплектации [4].

Заинтересованность в предполагаемом бизнесе влиятельных физических и

юридических лиц была достигнута, и они совместно с НТЦ «Информатика» уч-

редили акционерное общество «Электромобиль» (г. Киев) [5]. В числе акционе-

ров оказалась и Академия Наук Украины со своим руководством и, судя по

публикациям – в порядке конкуренции с лабораторией электромобилей собст-

венного института электродинамики (ИЭДНАНУ) [10].

В попытках оперативно создать электромобиль в грузовом варианте было

22

необоснованно принято решение переоборудовать серийный автомобиль ЛуАЗ

(«Волынь»). Электродвигатель и блок управления были демонтированы из соз-

данного образца легкового электромобиля и без изменений установлены на

шасси автомобиля ЛуАЗ. Появился даже ряд рекламных публикаций [6-9]. Фак-

тически же процесс создания электромобиля, в техническом плане, значительно

отставал от успехов рекламного характера.

Для продолжения работ по созданию грузового электромобиля Луцким автоза-

водом 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 «Элек-

тромобиль» столкнулось, в конечном счете, с самым главным – процессом соз-

дания электромобилей. В поисках выхода из этой ситуации президент АО

«Электромобиль» обратился к автору данного проекта с предложением, на ос-

нове опыта автора в создании транспортных средств (прилож. 1) [17] и на базе

имеющейся комплектации, «реанимировать» идею создания Украинского элек-

тромобиля. 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 грузо-

подъемности, не обращая даже внимания на дизайн. Паспортная грузоподъем-

ность 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 платфор-

му и две подвески без колесных редукторов, и то со значительными переделка-

ми. Вызывали сомнение и комплектующие, так как в лабораторных условиях из

5 блоков ЭТТ1-2Д ни один не запускал электродвигателя ТЭД-1.

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 яв-

лялось и то, что на электромобиль ЛуАЗ уже было получено свидетельство на

согласование конструкции (приложение 2). Автомобиль ЛуАЗ был переобору-

дован в мастерской автора (г. Буча, Киевской обл.). На штатную коробку пере-

дач 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 времен-

ной 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 управ-

ления, так как командированные из г. Александрия разработчики так и не смог-

ли привести в рабочее состояние собственное изделие. В качестве временной

системы управления работой электродвигателя были установлены переделан-

ные 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 скоро-

стью до 50 км/час.

2. Электродвигатель перегревается. Встроенный в него вентилятор не обес-

печивает 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 тя-

гового электродвигателя такой мощности (14 кВт) он не рассчитан. Кроме того,

его перегрев свидетельствует о низком КПД в подобном режиме.

24

4. Упругие элементы (торсионы) задней подвески не соответствуют нагруз-

ке. 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 элек-

тромобиль практически не имеет выбега.

7. Тормозная система при дополнительной массе аккумуляторов оказалась

неэффективной.

Проведение испытаний электромобиля ЛуАЗ, с априори известными ре-

зультатами, убедили президента АО «Электромобиль» в правильности выска-

занных ему ранее соображений. После этих испытаний успешно созданное АО

«Электромобиль» осталось существовать, по-видимому, только в документах.

На объявленный Министерством промышленной политики Украины тен-

дер электромобиль представить не удалось, финансирование не было достигну-

то (приложение 4).

Для автора данного проекта представляло интерес воспользоваться имею-

щимися материальными возможностями (аккумуляторы, электродвигатели,

шасси ЛуАЗ) усовершенствовать конструкцию ЛуАЗ уже самостоятельно:

1. Были демонтированы колесные редукторы вместе с барабанными тормо-

зами и на их место установлены ступицы с дисковыми тормозами.

2. Взамен задних торсионов на заднюю подвеску были установлены уси-

ленные торсионы от передней подвески и дополнительные пружины.

3. Направление вращения коробки дифференциала главной передачи было

изменено на обратное.

4. Обеспечено принудительное охлаждение электродвигателя дополнитель-

ным вентилятором.

В результате такой модернизации была достигнута планируемая грузоподъ-

емность, надежность тормозной системы, хороший выбег накатом и достаточ-

ное охлаждение электродвигателя. Однако рама оказалась недостаточно жест-

кой на кручение при полной нагрузке, даже в статическом состоянии. Можно

было продолжить доводку до промышленных испытаний, но такие цели уже

25

не могли оправдать затрачиваемые средства и время.

Причины неудач учредителей АО «Электромобиль», как и руководства ла-

боратории «Электромобили» ИЭД НАН Украины состоят в концептуально не-

правильном подходе к процессу создания электромобилей. Дело в том, что ос-

новой электромобиля, как и других транспортных средств, является шасси

(экипажная часть), включающее раму (или несущий кузов) и ряд функциональ-

но 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 автомо-

билей 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 автомоби-

лей, и необоснованно признают бессилие промышленности Украины

«…создать серийно выпускаемый электромобиль… в ближайшие 20-50 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 тех-

ники 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 техни-

ческие возможности, в том числе и в части создания необходимых научно-

технических заделов. Не удалось воспользоваться даже собственным лидерст-

вом в области электромобилестроения, достигнутым еще в прошлом столетии.

Следовало бы своевременно объединить усилия положивших начало этому

26

направлению энтузиастов с реальными возможностями производственных ор-

ганизаций соответствующего профиля. Однако подобное оказалось невозмож-

ным даже при вмешательстве Президента страны! (приложение 3).

Сообщение о состоянии разработок экомобилей в Украине, сделанное авто-

ром в марте 2005 г. на пленуме Киевской городской организации Союза Науч-

ных и Инженерных объединений (КО СНИО), вызвало большой интерес у рек-

тората 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 ор-

ганизаций, приглашённые на эти совещания в КПИ, информировали о состоя-

нии имеющихся перспективных научных заделов и разработок по созданию но-

вых источников энергии, электродвигателей, суперконденсаторов и силовой

электроники. Разработки представляют большой научный и практический ин-

терес, но отсутствие финансирования тормозит выход новинок за пределы ла-

бораторий, 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 пер-

спективных конструкций шасси, включая, конструкции тоннельных, перимет-

рических 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 созда-

ния транспортных средств, которой за рубежом уделяют внимание только в

последнее время, создавая подобные конструкции специализированных эле-

ментов ходовой части и кузовов для электромобилей с применением компози-

тов и полимерных материалов.

Анализируя рассмотренные обстоятельства, можно заключить, что наше от-

ставание от Запада в части научно-технического прогресса и технологиче-

ской культуры материального производства обусловлено не низким уровнем

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 си-

туации. Этим, по-видимому, и объясняется тот факт, что в области электромо-

билестроения более чем за 30 лет Украина не поднялась выше переоборудова-

ния нескольких автомобилей Запорожского автозавода, а Франция строит даже

Международный Центр по целевым разработкам электромобилей новейших

конструкций [26]. При этом, в области силовой электроники для электромоби-

лей 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 «Чудо-

машина не требует бензина или зачем опять изобретать электромобиль?» [10]:

«…в серийное производство машина так и не пошла, в большей степени по по-

литическим, нежели экономическим мотивам». И далее мнение авторов

статьи: «…Во всей этой трагикомедии где-то за спинами прячется знакомое ли-

цо…». И авторы находят это лицо …в Академии Наук.

Этот частный случай с электромобилестроением свидетельствует о состоянии

системы управления процессом научно-технического (отсюда и социально-

экономического) 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 элек-

троника и множество экспериментальных и перспективных моделей электро-

мобилей. Возросла и потребность в электромобилях уже не только по экологи-

ческим, но и по экономическим соображениям. Начато уже и серийное их про-

изводство.

28

Времени утеряно много. Создавать в настоящее время в Украине перспек-

тивные модели электромобилей на базе автомобилей «Таврия» и «Волынь» уже

нет смысла, несмотря на то, что автомобиль «Таврия» является достаточно про-

думанной конструкцией и вполне пригодной моделью для переоборудования в

электромобиль, который, даже в нынешнее время, мог бы найти своего покупа-

теля.

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 ос-

нове уже новых достижений в технике и технологиях.

В итоге, можно заключить, что в Украине тщательно проработаны и экспе-

риментально проверены все основные составляющие процесса создания

экомобилей. На основе собственных разработок, накопленного опыта и ис-

пользования зарубежного опыта организации структуры производственного

цикла, есть все условия и технические возможности для создания отечест-

венного серийного производства экомобилей и развития связанных с этим

технологий и перспективных отраслей техники.

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.

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 модульно-

трансформируемое транспортное средство многоцелевого назначения (автор

давно пользуется аббревиатурой «МОТРА»). Пример такой универсальности –

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

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 соответ-

ствующие 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 150-160 км/час при дальности пробега до 160-180 км.

3. Экомобили класса микроавтобусов и мини-грузовиков грузо-

подъемностью 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 мини-

трейлер 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

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.

34

При создании базовых моделей упомянутых типоразмеров экомобилей и

организации серийного производства потребуется решать ряд научно-

технических 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.

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.

1.2. Шасси должно иметь достаточно места для установки различных

энергетических устройств (аккумуляторов, баллонов со сжатым газом,

топливных элементов).

1.3. Конструкция шасси должна обеспечивать возможность быстрой замены

блоков (кассет) аккумуляторных батарей (в пределах времени, требуемого для

заправки топливом обычного автомобиля).

1.4. Общая масса экомобиля должна быть не более 3500 кг при

грузоподъемности не менее 1000 кг и максимальной массе аккумуляторов

около 600-700 кг.

1.5. Максимальная скорость движения в варианте электромобиля – 80 км/час, в

варианте автомобиля – в зависимости от мощности ДВС.

1.6. Для удобства изменения компоновки и обслуживания экомобиля в варианте

экспериментальной модели кабина должна быть откидной.

1.7. 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.

1.8. Габаритные размеры в пределах:

- длина 4700 - 5200 мм

- ширина 1700 - 1800 мм

- высота 1700 - 1800 мм

36

1.9. База 2500 - 2800 мм

1.10. Пробег в режиме электромобиля без подзарядки АкБ – не менее 80 км.

1.11. Мощность зарядного устройства – около 9 кВт.

1.12. 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 специ-

альных манипуляторов, так и подкатной тележки. В будущем потребуется и

другой способ – быстрый съем и установка блоков АкБ снизу (из-под пола) од-

ним 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). Несмот-

ря на это, такой способ является перспективным для специализированных стан-

ций быстрой замены аккумуляторов, в т. ч. с точки зрения рационального ис-

пользования производственной площади. На фото 1 видны «следы» натурно-

го 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 модульно-

трансформируемого 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.

37

Фото 1.

38

Проанализированы конструкции комплектующих компонентов зарубежного

и отечественного производства. Выбраны и приобретены некоторые из них. В

2008-2009 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.

2.1. 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 – 12-150В, 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 – 12-150В, 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,

39

Фото 2.

40

путем зарезервированной возможности изменения алгоритма управления за-

рядным модулятором. В него заложены следующие параметры: входное напря-

жение питания – 1- или 3-фазное 200-440В 50 Гц; встроенный корректор коэф-

фициента 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 не-

большими изменениями, могут быть использованы и для управления синхрон-

ными 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.

2.2. 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 производитель-

монополист установил цену на один блок АкБ около 12000 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

41

комплектации тяговыми АкБ. Перспективным способом является создание промышленного производства АкБ на территории Украины, соответствующего моменту освоения промышленного производства экомобилей. 2.3. 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. 2.4. 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

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.

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;

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 пробле-

мы 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 тех-

нологий в мире приобретает все большую значимость. Производство экологи-

чески чистого транспорта начинает интенсивно осваиваться. В 2007 г. только

гибридных электромобилей «Тойота» было реализовано 435457 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 пер-

спективы 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 выработ-

ки принципов партнерства и создания управляющей структуры (по схеме –

Правление).

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 льгот-ных условий инвесторам и производителям

Основание для организации – решение экологических и энергетических проблем. Необходимо обеспечить льготные усло-вия инвесторам и производителям.

2. Начало развития – на пике потребностей внутреннего и внешнего рынков.

В начальной стадии возникновения спро-са на внутреннем и внешнем рынках.

3. Насыщение внутреннего рынка уже про-изошло.

Внутренний рынок потенциально открыт в полном объеме, внешний – в начальной стадии развития.

4. Реализация на внешнем рынке ограничена договорными обязательствами совместных предприятий с инвесторами по автомоби-лям зарубежных моделей, выпускаемых в Китае.

Предусмотреть механизм правовой защи-ты изделий на внешнем рынке. При орга-низации СП обеспечивать предпочтение собственным разработкам.

5. Автомобили собственной разработки обла-дают недостаточной конкурентоспособно-стью (по качеству) по сравнению с моделя-ми ведущих фирм Запада.

Разработки новых моделей осуществлять на основе перспективных технических решений путём многократной доводки экспериментальных моделей.

6. В ближайшие годы спрос на автомобили, в т. ч. коммерческих моделей будет снижать-ся.

Спрос на экомобили в т.ч. коммерческих моделей будет возрастать.

7. При переходе на производство экомобилей имеются большие возможности переобору-дования уже имеющейся производственной базы.

Производственную базу необходимо раз-вивать с учётом перспектив, в т. ч. путём конверсии незадействованных производ-ственных мощностей.

8. Достижения, благодаря «автомобильной революции» Китая:

• мощная автомобилестроительная инду-стрия за короткое время;

• научно-техническое развитие; • насыщение внутреннего рынка транс-

портом; • развитие смежных областей техники и

технологии; • повышение уровня квалификации ин-

женерно-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 про-

мышленной политики и авторитета Прави-тельства Китая.

Подобные показатели могут быть дос-тигнуты при условии проведения тща-тельно продуманной научно-технической и промышленной полити-ки и развития рынка научно-технических достижений. Необходимо обеспечить льготные условия инвести-рования и налогообложения производ-ства конкурентоспособной продукции и освоения наукоёмких и перспективных технологий.

46

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:

Ма – масса АкБ, кг;

Мг – масса перевозимого груза, кг;

Мс – масса снаряженного состояния экомобиля, кг;

Мп – полная масса экомобиля, кг, Мп = Мс + Мг;

Мвп – масса водителя с пассажиром, принята равной 160 кг;

Еа – энергоемкость АкБ, заявленная производителем, кВт*час;

α – допустимая (рекомендуемая) степень разряда АкБ;

β – число циклов ресурса АкБ при допустимой степени разряда АкБ;

Ец – энергоемкость одного цикла допустимой степени разряда, кВт*час,

Ец = α*Еа;

Ер – энергоемкость ресурса АкБ, кВт*час, Ер = α*β*Еа;

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;

Еуд – 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,

Еуд = 0,085 кВт*час/т*км (см. примечание 2 в конце этого раздела);

48

Sцг – пробег экомобиля с полной нагрузкой за один цикл допустимой

степени разряда АкБ, км, Sцг = Ец / Еуд*(Мп + Мвп);

Spг – возможный пробег экомобиля с полной нагрузкой за ресурс АкБ, км,

Spг = Ер / Еуд*(Мп + Мвп);

Sцх – пробег экомобиля без груза (холостой пробег) за один цикл допустимой

степени разряда АкБ, км, Sцх = Ец / Еуд*(Мс + Мвп);

Spx – возможный холостой пробег экомобиля за весь ресурс АкБ, км,

Spx = Ер / Еуд*(Мс + Мвп);

Са – рыночная стоимость АкБ, грн.;

С100г – стоимость АкБ, отнесенная на 100 км пробега экомобиля с полной

нагрузкой, грн./100км;

С100х – стоимость АкБ, отнесенная на 100 км холостого пробега, грн./100 км;

Суд – 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 фирмы-

производителя, стоимость этих АкБ при поставке мелкими партиями, до 100

блоков в год, будет составлять около 90000 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. 52-53) определена ориентировочно, по стоимости материалов,

расходуемых в производстве на 1 блок. В структуре производственных затрат

49

стоимость сырья и материалов, по данным производителя, составляет около

52%. Себестоимость производства одного блока по ценам 2003 г. – 7700 грн.,

что составляет лишь около 22% от стоимости АкБ, приведенной в табл. 4 и 5,

строка 13, колонка 8 (стр. 52-53).

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.

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 14.

14. 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

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.

Автомобиль

2900 кг Экомобиль 3500

кг Экомобиль 6500

кг № п/п.

Статьи расходов

1 млн. км

100 км

1 млн. км

100 км

1 млн. км

100 км

1 2 3 4 5 6 7 8

1. Базовая часть шасси 50000 5,00 55000 5,50 120000 12,00

2. Двигатель и его системы 25000 2,50 8000 0,80 25000 2,50

3. Трансмиссия 8000 0,80 6000 0,60 10000 1,00

4. Электроника – – 7000 0,70 9000 0,90

5. Двигатель-генератор – – 10000 1,00 18000 1,80

6. Неучтенные расходы, 10% 8300 0,83 8600 0,86 18200 1,82

7. Итого на производство 91300 9,13 94600 9,46 200200 20,02

8. Ремонт шасси 7000 0,70 8000 0,80 15000 1,50

9. Ремонт двигателя и его систем 8000 0,80 2000 0,20 6000 0,60

10. Ремонт трансмиссии 2500 0,25 2000 0,20 5000 0,50

11. Шины 30000 3,00 33000 3,30 75000 7,50

12. АкБ автомобиля 3200 0,32 – – – –

13. Обслуживание АкБ эко-мобиля – – 20000 2,00 40000 4,00

14. Итого на ремонт и обслуживание 50700 5,07 65000 6,50 141000 14,10

15. Всего на производство, ремонт и обслуживание 142000 14,20 159600 15,96 341200 34,12

Значения отдельных показателей экомобилей с полной массой Mп=3500 кг, укомплектованных разными типами АкБ

А к к у м у л я т о р н ы е б а т а р е и № п/п.

Величина и раз-мерность Delco Remy Atraverda Zebra ThunderSky LFP AltairNano

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 Mа, кг 650 725 400 600 400 400 600 500 500 700 500 500 700

2 Mг, кг 1050 975 1300 1100 1300 1300 1100 1200 1200 1000 1200 1200 1000

3 Mх, кг 2610 2685 2360 2560 2360 2360 2560 2460 2460 2660 2460 2460 2660

4 Eа, 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 550 550 350 350 1500 1500 1500 3000 3000 3000 18000 18000 18000

6 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 Eц, 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 Eр, кВт*час 10930 12296 8400 12600 50880 50880 76320 96600 96600 144900 630000 630000 882000

9 Sцг, 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 Sрг, км 35132 39524 27001 40501 163549 163549 245323 310511 310511 465767 2025072 2025072 2835101

11 Sцх, 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 Sрх, км 49267 53877 41875 57906 253645 253645 350744 461991 461991 640883 3012988 3012988 3901026

13 Cа, грн. 18000 20250 19200 28800 180000 69300 103950 110000 75000 105000 440000 220000 308000

14 C100г, 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 C100х, 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 Cуд, 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.

52 Таблица 4.

Значения отдельных показателей экомобилей с полной массой Mп=6500 кг, укомплектованных разными типами АкБ

А к к у м у л я т о р н ы е б а т а р е и №

п/п. Величина и раз-мерность Delco Remy Atraverda Zebra ThunderSky LFP AltairNano

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 Mа, кг 1300 1450 1000 1200 800 800 1200 1000 1000 1400 1000 1000 1400

2 Mг, кг 2300 2150 2600 2400 2800 2800 2400 2600 2600 2200 2600 2600 2200

3 Mх, кг 4360 4510 4060 4260 3860 3860 4260 4060 4060 4460 4060 4060 4460

4 Eа, 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 550 550 350 350 1500 1500 1500 3000 3000 3000 18000 18000 18000

6 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 Eц, 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 Eр, кВт*час 21859 24592 21000 25200 101400 101400 152100 193200 193200 270480 1260000 1260000 1764000

9 Sцг, 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 Sрг, км 38614 43440 37096 44515 179120 179120 268680 341282 341282 477795 2225755 2225755 3116057

11 Sцх, 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 Sрх, км 58983 64149 60852 69594 309052 309052 420050 559838 559838 713479 3651116 3651116 4653126

13 Cа, грн. 36000 40500 48000 57600 360000 138600 207900 220000 150000 210060 880000 440000 616000

14 C100г, 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 C100х, 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 Cуд, 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.

53 Таблица 5.

Основные параметры применяемых за рубежом тяговых электродвигателей

Рабочий ток, А Крутящий момент, Н*м Скорость вращения ротора,

об/мин № п/п. Производитель, модель Тип мотора

Напряжение питания, В Номинальный Максимальный Номинальный Максимальный Номинальная Максимальная Масса, кг

1 Siemens ACW-80-4 синхронный БК, ПМ 380 100 300 20 60 10000 12500 22

2 Siemens 1FV5104-WS09 синхронный БК, ПМ 180 - 282 69 168 2500 6400 39

3 Siemens 1LH5118 асинхронный 380 - 282 65 123 3500 10000 41,5

4 Siemens 1PV5135WS14 асинхронный 380 - 282 120 190 3500 9700 90

5 Siemens 1PV5135WS24 асинхронный 900 - 282 160 370 3500 10000 90

6 Brusa ASM 810 асинхронный 400 - 185 125 300 1920 7000 68

7 Brusa HSM 6.17.12 комбинированный 400 - 300 85 223 4000 11000 51

8 MES 150-100 асинхронный 400 65 - 40 - 2850 9000 34

9 MES 200-150 асинхронный 400 97 - 60 - 2850 9000 45

10 MES 200-250 асинхронный 400 162 - 100 - 2850 9000 61

11 Raser Tech Symetron P2 асинхронный - - - 21 59 6250 - 66

12 Azure Dynamics AC24 асинхронный 312 - 200 15 40 4500 - 38

13 Azure Dynamics AC55 асинхронный 366 - 250 30 125 2000 - 105

14 Azure Dynamics AC90 асинхронный 366 - 400 100 350 2000 - 186

15 AC Propulsion асинхронный 360 - 580 - 180 5000 - 50

16 Perm Motor PMS 156W синхронный БК, ПМ 400 - - 50 - 6000 - 26

17 PML Flightlink HPD40 синхронный БК, ПМ 350 - 400 41 77 1400 - 25

18 PML Flightlink HPD30 синхронный БК, ПМ 350 - 120 17 36 1000 - 18

19 BluWav Hub motor синхронный БК, ПМ 316 - 300 620 1100 - 900 45

20 PML Flightlink EW30/60 синхронный КПВ, ПМ - - - 17 66 900 - 18

21 Rotomag HW4 синхронный КСВ 120 195 - - - 3000 6000 45

22 Net Gain Warp 9 синхронный КСВ 120 - 330 - 100 2200 6000 -

23 Advanced DC FB1-4001 синхронный КСВ 144 - 450 20 95 4200 7000 49

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 индика-тивный характер.

54 Таблица 6.

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 300-500 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 1.

15. Стоимость электроэнергии – 20,3 коп. за 1 кВт*час – в расчетах была

принята в соответствии с Постановлением Национальной Комиссии

регулирования электроэнергетики от 22.01.2007 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 6.

17. Вычисленные значения С100г, С100х, Sцг, Sцх для трех типов АкБ, стоимость

электроэнергии, моторного топлива и масла, расходуемых на 100 км пробега,

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 тонно-

километров, 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, Еуд:

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 Еуд, 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.

57

8. ИТОГОВЫЕ ЗАКЛЮЧЕНИЯ.

1. Незаменимость автомобилей, как средства труда и атрибута уровня благо-

состояния человека, вызвала интенсивный рост их производства и объемов по-

требления моторного топлива. В результате, в крупных городах и промышлен-

ных регионах загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами от авто-

транспорта достигло черты экологической опасности для человека, а доля

стоимости моторного топлива в структуре производственных затрат внутриго-

родского 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 2011-

2012 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.

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.

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, соци-

ально-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.

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 ракетно-

космической тематике в Украинском филиале ВНИИ СПВ (Создание

технологии и оборудования для производства тепловой защиты ракетно-

космической техники). Прямое финансирование этой тематики осуществлялось

Москвой по постановлениям Правительства и решениям ВПК. Работал в

должностях заведующего лабораторией и заместителя директора по научной

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 2008-2009 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 20.05.1992 г. № 192),

кандидат технических наук, доцент.

Парафенко Николай Иванович

тел. (04497) 486-81, (050) 443-70-17

62

10. 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, 15.08.1995 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, 29.10.1994

6. 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, 4.02.1995 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,

15.02.1995 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. 1995 г.

12. В. Миколайчук. Електромобіль – час не чекає. Ж. "Сигнал" №8, 1993 р.

13. В.Моисеев. Машина будущего. Всеукраинские Ведомости, 25.11.1994 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.

1996 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, №11

20. К. С. Демирчан, Э. В. Сарнацкий, В. И. Янкулин. «Все меры энергосбережения»,

Москва, 1988 г.

63

21. http://www.greencarcongress.com/2007/11/a-plant-introdu.html

http://www.greencarcongress.com/2007/04/tanfield_lands_.html

http://www.greencarcongress.com/2007/01/enova_to_supply.html

http://www.greencarcongress.com/2007/07/smith-electric-.html

http://www.greencarcongress.com/2007/06/royal_mail_orde.html

http://www.greencarcongress.com/2006/12/tnt_launches_ne.html

http://www.greencarcongress.com/2006/05/azure_dynamics_.html22

http://www.greencarcongress.com/2005/10/sev_launches_fa.html

22. http://www.cebi.com/cebi/content/index_en.html?a=5&b=9&c=19&d=72

http://www.rolls-royce.com/marine/downloads/submarine/zebra_fact.pdf

http://www.mpoweruk.com/zebra.htm

23. http://www.thunder-sky.com/products_en.asp

http://www.a123systems.com/#/technology/

http://www.valence.com/technology/index.html

24. http://www.gbp-battery.com/poOverview.asp

http://www.kokam.com/english/product/battery_main.html

http://www.zqpt.com/zqenglish/page3-2.htm

25. http://www.altairnano.com/markets_energy_systems.html

26. http://world.lib.ru/s/shklowskij_l/22012008.shtml

27. http://www.membrana.ru/articles/technic/2008/03/14/195200.html

28. http://www.membrana.ru/lenta/?8117

29. Д. Власенко, Мичуринский сорт. Ж. „MOTOR NEWS”, № 3, 2008 г.

30. Ю. Голубовский. Папа ваш – «Студебеккер»? Ж. „MOTOR NEWS”, № 3, 2008 г.

31. http://www.modec.co.uk

32. http://www.mosgortrans.net/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=7156

http://www.carpark.ru/ru/auto_news/printable.php?print=1&id4=3577

33. Ж. «Автоцентр», № 16, 2008г., стр. 55.

64

Приложение 1

65

66

67

Приложение 2

68

Приложение 3

69

Приложение 4

70

71

Приложение 5

72

Приложение 6

73

74

Приложение 7

75

Приложение 8

76

77

Приложение 9

78

Приложение 10

ОБЗОР МАТЕРИАЛОВ ПРАВИТЕЛЬСТВА

г. МОСКВЫ ПО ЭЛЕКТРОМОБИЛЯМ

6 марта 2007 года на заседании правительства Москвы в ходе обсуждения

вопроса «О расширении применения диметилового эфира и других

альтернативных видов моторного топлива», мэром Москвы Ю. Лужковым

поручено, в целях улучшения экологии города обеспечить, с учетом

накопленного опыта, активное внедрение электромобильного транспорта в

городе Москве.

По мнению Ю.Лужкова, «приоритетом в решении экологической проблемы

города являются электрические автомобили, а не автомобили на водородном и

других видах топлива. Это направление позволит получить двигатели не Euro-3

или Euro-4, а получить абсолютно безопасный по экологическим стандартам

двигатель с нулевым выбросом. Тему использования электромобилей важно

сделать не экспериментальной, а рабочей, что потребует закупки достаточного

количества автомобилей, создания для них легкосменных аккумуляторов, а

также электрозаправок. Необходимо ввести систему дотирования граждан,

решивших купить подобное средство передвижения, стимулировать население

приобретать электромобили, предоставлять таким автовладельцам бесплатные

парковки и льготы на электрозаправках. Нужно всячески поддерживать тех, кто

решил пересесть на электромобили, это позволит улучшить экологическую

ситуацию в городах. Если это сделать, то число электромобилей на наших

улицах резко увеличится, и мы сможем улучшить экологическую ситуацию

в городах. Тема электромобилей для таких крупных городов как Москва,

является очень важной, ибо мы уже дошли до критической точки, зайдя

за которую, в городе будет невозможно жить».

Инициативу столичного градоначальника поддержал и руководитель

Департамента транспорта и связи Москвы Л. Липсиц. По его словам, в

ближайшее время электромобили будут введены в эксплуатацию в московских

парках-усадьбах. Первые такие машины для перевозки посетителей столичных

79

усадеб-заповедников будут задействованы в Царицыно, Коломенском, а также

на Воробьевых горах.

Анализ опыта производства и использования электромобильного транспорта

в странах Евросоюза показывает, что в настоящее время основными

заказчиками этой техники выступают муниципалитеты городов, где

автомобильный транспорт, как и в Москве, является главным источником

загрязнения воздушного бассейна. Электромобили, как правило, используются

для перевозки пассажиров и небольших партий грузов в центральной части

города и иных зонах, где установлен запрет на эксплуатацию традиционных

автомобилей.

Особенностями электромобильной техники, сдерживающими ее широкое

распространение являются ограниченный до 100-150 км пробег без подзарядки

и в 1,5-2 раза более высокая стоимость по сравнению с аналогами,

оборудованными двигателями внутреннего сгорания. К 2010 году в Москве

планируется увеличить долю альтернативных видов топлива в общем, балансе

более чем на 5%.

В суммарных объемах вредных выбросов в городскую атмосферу на долю

автотранспорта приходится более 80%, особенно в этом отличаются дизельные

грузовики и автобусы. Переход на альтернативные источники энергии позволит

снизить это высокий процент.

В третьем квартале 2007 года на улицах Москвы появятся электромобили и

электробусы. По распоряжению мэра в ближайшее время будут закуплены

восемь грузовых малотоннажных электромобилей и два электробуса,

стоимостью 40 млн. рублей. Экспериментальные автомобили поступят на

обслуживание в государственное унитарное предприятие «Мосавтохолод».

После завершения эксперимента будет принято решение о возможности

использования экологически чистого электрического транспорта для нужд

города [32].

На стр. 80 представлена копия соответствующего распоряжения

правительства г. Москвы по данному вопросу.

80

ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ Р А С П О Р Я Ж Е Н И Е 5 июля 2007 г. N 1409-РП Об организации использования электромобильного транспорта В целях выполнения постановления Правительства Москвы от 24 апреля 2007 г. N 290-ПП "О расширении применения диметилового эфи- ра и других альтернативных видов моторного топлива" и организации практического использования в Москве электромобильного транспорта: 1. Принять предложение Департамента транспорта и связи города Москвы о закупке и проведении опытной эксплуатации партии грузовых и пассажирских электромобилей. 2. Возложить функции государственного заказчика по закупке автотранспорта, использующего альтернативные источники энергии и топлива, на Департамент транспорта и связи города Москвы. 3. Департаменту экономической политики и развития города Москвы предусмотреть в Адресной инвестиционной программе города Москвы 2007 года лимиты капитальных вложений для Государственного унитарного предприятия "Мосавтохолод" (ГУП "Мосавтохолод") на за- купку 8 грузовых малотоннажных электромобилей и 2 электробусов в размере 40 000 000 руб. за счет и в пределах средств, предусмот- ренных в 2007 году Департаменту транспорта и связи города Москвы на ее реализацию. 4. ГУП "Мосавтохолод" обеспечить за счет собственных средств эксплуатацию и техническое обслуживание используемого на предприя- тии транспорта на альтернативных источниках энергии и топлива. 5. Департаменту транспорта и связи города Москвы: 5.1. В установленном порядке обеспечить размещение государс- твенного заказа на приобретение автотранспорта (п.2). 5.2. Обеспечить представление ГУП "Мосавтохолод" в Департа- мент имущества города Москвы пакета необходимых документов для принятия введенных в эксплуатацию электромобилей и электробусов (п.3) на баланс Департамента имущества города Москвы и дальнейшей их передачи на баланс ГУП "Мосавтохолод" на праве хозяйственного ведения. 5.3. По итогам опытной эксплуатации техники, закупленной в соответствии с п.3 настоящего распоряжения, подготовить и внести в установленном порядке на рассмотрение Правительства Москвы проект распорядительного документа по использованию электромобильной тех- ники для обеспечения внутригородских грузовых и пассажирских пере- возок. 6. Департаменту имущества города Москвы: 6.1. После представления пакета необходимых документов (п.5.2) принять на баланс введенные в эксплуатацию электромобили и электробусы (п.3). 6.2. После выполнения п.6.1 настоящего распоряжения передать на баланс ГУП "Мосавтохолод" электромобили и электробусы (п.3) на праве хозяйственного ведения. 7. Контроль за выполнением настоящего распоряжения возложить на первого заместителя Мэра Москвы в Правительстве Москвы Аксено- ва П.Н. П.п. Мэр Москвы Ю.М.Лужков

81

Приложение 11

АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦИКЛА

СЕРИЙНОГО ВЫПУСКА АВТОМОБИЛЕЙ В КИТАЕ

Около 20-25 лет назад Китай был велосипедной страной. Объем

производства автомобилей – 85 тыс. в год (это на 1,3 миллиарда жителей Китая,

что составляло один автомобиль на 15,3 тысячи жителей).

За последние около 20 лет в Китае было создано 120 новых сборочных

заводов и 2500 новых предприятий, которые изготовляют и поставляют на эти

заводы комплектующие компоненты. Характерно, что большинство из этих

заводов и предприятий были организованы при отсутствии квалифицированных

кадров. Несмотря на это, объем производства автомобилей вырос до 5,2 млн. и

выпускает Китай 500 моделей 80-ти марок автомобилей.

Рентабельность отдельных предприятий достигает 15% и даже 19%.

Годовой объем ВВП Китая ежегодно увеличивается на 9%, а годовой

прирост в автомобильной промышленности превышает 15%. К 2010 году

планируется достигнуть экспортной продажи на сумму 100 миллиардов

долларов (журнал «Украина за рулем», № 2, 2005 год, стр. 85) [16].

И «чудо» это заключается только в отношении правительства Китая к

перспективным проектам. Правительство Китая представило все

возможное для зарубежных инвесторов, а новые предприятия освободило

на 3-5 лет от уплаты многих налогов, создав тем самым условия для

развития этого бизнеса, и выиграло от этого во всех отношениях. За

последние 30 лет 190 стран мира вложили в развитие экономики Китая

около $ 600 миллиардов, и было создано в Китае около 500 тыс. компаний.

Чтобы определить пригодность применения Китайской модели в наших

условиях, с учетом особенностей сформированного отношения к труду и

мотиваций к творческому процессу, следует проанализировать две разные

структуры производственного цикла и производственных отношений между

субъектами производства. Сопоставляя два предприятия, одно из которых –

крупный завод со сложной и совершенной инфраструктурой, собственными

82

цехами, где производится основная часть комплектующих компонентов и, с другой стороны, предприятие «Сборщик» аналогичной продукции и такой же производственной мощностью, легко убедиться в преимуществах «Сборщика». На первый взгляд, производственные циклы обоих предприятий состоят из

одинаковых технологических процессов и стадий производства и отличаются только их организацией. «Сборщик» самостоятельно выполняет только около четверти производственного цикла, а три четверти выполняют предприятия-поставщики комплектующих компонентов. Крупное предприятие, наоборот, три четверти выполняет в своих собственных цехах, а около четверти выполняется на смежных предприятиях. Но это «небольшое» отличие и является психологической основой

мотивации «Поставщиков» конкурировать за право быть таковыми при отсутствии такой мотивации у сотрудников цеха, принадлежащего тому же заводу. При полной независимости друг от друга «Сборщик» ищет «Поставщика», у которого качество продукции выше и цены экономически оправданы. «Поставщик», в свою очередь, постоянно вынужден совершенствовать свою технологию, повышая качество или снижая цену. Оба, и «Сборщик» и «Поставщик», стремятся иметь монопольное право на свою продукцию, развивая научно-технические направления в своей отрасли. Это стимулирует развитие творческого потенциала инженеров, исследователей и разработчиков, так как мотивация к этому очевидна. Управлять творческим процессом с помощью «силовой надстройки» нет смысла, в ней даже нет и потребности.

Китайский «государственный капитализм», по-видимому, своевременно проанализировал эти особенности психологии субъектов труда и творчества и через организацию новой структуры изменил эту психологию. Организация такой структуры производственного цикла, с точки зрения

психологии, отношения к труду и творчеству, связана с конкурентной борьбой за существование. Создается сложный процесс автоматической увязки взаимоотношений между субъектами труда. Образуется замкнутая саморегулирующаяся система автоматического самоуправления с надежной

83

защитой от внешних возмущений, человеческих слабостей и желаний обойти

истину.

Это же касается и «мозговой» части – Инженерных Центров – разработчиков

новых моделей. В большинстве они – самостоятельные предприятия со своими

лабораториями, дизайнерами и экспериментальной базой, а взаимоотношения

их со «Сборщиками» подобны «Поставщикам».

Таким образом, преимущества модели структуры производственного

цикла «Сборщика» очевидны, в том числе, в простоте её реализации.

Эта модель, испытанная на практике в Китае, успешно может быть

использована в Украине при создании серийного производства экомобилей. Ее

организация не требует больших капиталовложений, как при строительстве

крупного завода. Создать предприятие-«Сборщик» несложно и недорого,

используя свободные производственные мощности. В этом есть особая

привлекательность исследуемой модели организации производственного цикла

для создания серийного производства экомобилей в Украине.

84

ПРИМЕЧАНИЯ И КОММЕНТАРИИ.

1. К стр. 12, 13. Автомобили относятся к средствам труда, а «Экономические

эпохи различались не тем, что производят, а тем, как производят, какими сред-

ствами труда» (К. Маркс). Экомобили можно отнести к средствам труда новой

экономической эпохи.

2. К стр. 18, 19. Снижение энергоемкости транспорта является частью задач

снижения энергоемкости валового национального продукта (ВНП). На 90-е го-

ды энергоемкость ВНП Украины в 4 раза превышала энергоемкость рав-

новеликого в то время ВНП Японии. К настоящему времени этот показатель,

по-видимому, не снизился. Борьба за потребление энергоресурсов, при нарас-

тающем их дефиците, стала резко менять основы организации потребления,

привела к поиску способов рационального использования энергоресурсов. При

сложившемся уровне культуры потребления,

рациональное использование энергоресурсов стало глобальной проблемой

современности.

3. К стр. 21, 22. При недееспособности законов гражданского общества ос-

новной закон бизнеса грубо противоречит нравственным основам бытия.

Любая возможность получения прибыли оценивается степенью риска. «…При

10% прибыли капитал согласен на всякое применение, при 20% он становится

оживленным, при 50% готов себе сломать голову, при 100% попирает все чело-

веческие законы, при 300% – нет такого преступления, на которое он не риск-

нул бы под страхом казни» [14].

4. К стр. 21-23. Накопленный опыт президентом АО «ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ»

В. Н. Татаренко и совместные работы по переоборудованию автомобиля «Лу-

АЗ» позволили уточнить ряд ориентиров в создании экспериментальных моде-

лей экомобилей.

5. К стр. 21-27. Относительно роли творческой личности и науки в развитии

общества есть убедительный конкретный пример:

В зале заседаний Парламента Финляндии установлено пять скульптур в виде

символики. Гид разъяснила суть символики так:

85

«Первая слева скульптура символизирует первопроходца, творческую, изобре-

тательную личность, положившую начало новому. Вторая скульптура –

наука, призванная исследовать, установить и обобщить закономерности, оце-

нить потребность, возможность и способ полезного использования созданных

новаций. Третья, центральная скульптура, в виде женщины с ребенком, симво-

лизирует будущее, которое в результате таких начал должно благополучно со-

стояться и быть светлым, как мир, воспринимаемый ребенком (ребенок на ру-

ках женщины-скульптуры «смотрит» в сторону зала). Четвертая скульптура

символизирует, в таких обстоятельствах, надежду на богатство и благосостоя-

ние в этом будущем. Пятая скульптура – в виде жнеца символизирует, в итоге,

жатву, т. е. в конечном счете – человеческое счастье и богатство Государст-

ва». Эта символика встроена в стену, за президиумом, постоянно перед глазами

депутатов и напоминает им о главной роли первопроходцев и науки, воспи-

тывает в них культуру отношения к начатому делу и последовательности дей-

ствий, делать последующий шаг на основе анализа предыдущего. Это вопреки

невежеству, которое «…обречено всякое дело начинать сначала и только пу-

тем долгих и разорительных ответов достигать тощих результатов» (М. Салты-

ков-Щедрин). Итог влияния такой, символически представленной Доктрины

Парламента Финляндии, не нуждается в комментариях, судя по уровню благо-

состояния ее жителей.

6. К стр. 35. Развитие техники и технологии немыслимо без методов экспери-

ментальных исследований и разработок экспериментальных моделей. В этой

связи удачное изречение принадлежит Р. Декарту: «Успех на пути к истине за-

висит от того, как много или мало я провожу опытов».

7. К стр. 38, 41. Здесь уместно привести изречение Г. Форда: «Если вы хоти-

те, чтобы человек отдавал все свои силы на благо дела, позаботьтесь, чтобы он

не испытывал финансовых затруднений».

8. К стр. 75, 76. В тексте рецензии приведены ссылки на номера страниц к

первому варианту проекта. В скобках мелким шрифтом дано уточнение ссылок

на номера страниц, соответствующих данной редакции проекта.