Тревога из-за запаса хода — это страх водителя , что у транспортного средства недостаточно энергии (топлива и/или емкости аккумулятора) для покрытия расстояния по дороге, необходимого для достижения предполагаемого пункта назначения, и, таким образом, пассажиры транспортного средства могут оказаться в затруднительном положении на полпути. [1] [2] [3] [4] Термин, который в настоящее время в основном используется в отношении практического запаса хода электромобилей на аккумуляторных батареях (BEV), считается одним из основных психологических барьеров для широкомасштабного принятия электромобилей обществом . [1] [5] [6]
Термин «страх перед нехваткой запаса хода» впервые был упомянут в прессе 1 сентября 1997 года в San Diego Business Journal Ричардом Ачелло, ссылаясь на беспокойство водителей электромобилей GM EV1 . [7] 6 июля 2010 года General Motors подала заявку на регистрацию товарного знака, заявив, что это делается с целью «повышения осведомленности общественности о возможностях электромобилей». [8] Норвежский эквивалент rekkeviddeangst был назначен вторым местом в списке норвежских «слов года» за 2013 год Норвежским языковым советом . [9] [10]
Основными стратегиями снижения беспокойства водителей электромобилей по поводу запаса хода являются развертывание обширной инфраструктуры для зарядки , разработка аккумуляторов большей емкости по экономически эффективной цене, технология замены аккумуляторов , использование расширителей запаса хода , точная навигация и прогнозирование запаса хода, а также наличие бесплатных транспортных средств в аренду для дальних поездок.
Согласно исследованию Американской автомобильной ассоциации , лекарством от беспокойства о запасе хода является владение электромобилем. [11]
Опасения по поводу запаса хода ограничат возможности использования полностью электрического автомобиля в определенных конкретных областях применения, даже если стоимость аккумуляторов снизится.
— Билл Рейнерт, национальный менеджер по передовым технологиям в американском подразделении Toyota, 2010 г. [12]
Тревога по поводу дальности поездки может быть преувеличена, поскольку недавние исследования пришли к выводу, что большинство ежедневных поездок можно совершить в пределах запаса хода недорогого электромобиля. [13]
Опасения, что пользователи полностью электрических транспортных средств могут оказаться в затруднительном положении, привели к призывам общественности к созданию обширных общественных сетей зарядки . [5] По состоянию на декабрь 2013 года [обновлять]Эстония была единственной страной, которая развернула сеть зарядки электромобилей с общенациональным покрытием, с быстрыми зарядными устройствами, доступными вдоль автомагистралей на максимальном расстоянии от 40 до 60 км (от 25 до 37 миль), и более высокой плотностью в городских районах. [14] [15] [16] Площадь Эстонии и плотность населения, вероятно, являются факторами, которые сделали это жизнеспособным. Следует проявлять осторожность при сравнении с другими странами, поскольку она меньше многих субнациональных единиц первого уровня, она составляет половину размера Западной Бенгалии , а три округа в США имеют большую площадь.
Производители электромобилей пытались устранить беспокойство по поводу запаса хода за счет увеличения емкости аккумулятора, чтобы продлить запас хода транспортного средства . У REVA есть запатентованная технология под названием «Revive», которая представляет собой резерв аккумулятора, который пользователи электромобиля могут высвободить, отправив текстовое сообщение или позвонив в операционный центр. [5] Используя решение для увеличения запаса хода, как это реализовано в Chevrolet Volt или BMW i3 , двигатель внутреннего сгорания включается для подзарядки аккумулятора до того, как он разрядится. [1] [17] [18] [19] [20] [21] [22] Другим методом является предлагаемый подход Ridek к модульным транспортным средствам , при котором шасси транспортного средства можно заменить на шасси с аккумулятором большей емкости в сети станций обмена шасси перед тем, как отправиться в дальнюю поездку.
Поскольку недостаток информации может быть способствующим фактором, хорошая навигационная система [23] со знанием емкости батареи и оставшегося расстояния может минимизировать страх. Также есть возможность минимизировать страх перед покупкой автомобиля. [24]
Американская автомобильная ассоциация (ААА) запустила пилотную программу подзарядки на дорогах в шести городах: Ноксвилле, Лос-Анджелесе, Портленде, Сан-Франциско, Сиэтле и Тампе. Члены ААА, управляющие электромобилями, могут использовать зарядную емкость уровня 3 грузовика, чтобы подзарядить Nissan Leaf до 80% емкости за 30 минут. [25] [26]
Замена аккумуляторов — это стратегия, позволяющая избежать беспокойства о запасе хода, которая позволяет электромобилям расширять свой запас хода с помощью станции замены аккумуляторов. На станции разряженная батарея заменяется на полностью заряженную примерно за то же время, что требуется для заправки автомобиля бензином. [27] Замена аккумуляторов распространена на складах, где используются электрические вилочные погрузчики . [28]
Поскольку электромобиль стал основной конкурирующей технологией в конце 1890-х и до 1920-х годов, концепция сменного обслуживания аккумуляторов была впервые предложена еще в 1896 году для того, чтобы преодолеть ограниченный рабочий диапазон электромобилей и грузовиков. Концепция была впервые реализована на практике компанией Hartford Electric Light Company через обслуживание аккумуляторов GeVeCo и изначально была доступна для электрогрузовиков. Владелец транспортного средства покупал транспортное средство у General Vehicle Company (GVC, дочерняя компания General Electric Company) без аккумулятора, а электричество покупалось у Hartford Electric через сменный аккумулятор. Владелец платил переменную плату за милю и ежемесячную плату за обслуживание, чтобы покрыть расходы на техническое обслуживание и хранение грузовика. Как транспортные средства, так и аккумуляторы были модифицированы для облегчения быстрой замены аккумуляторов. Услуга предоставлялась между 1910 и 1924 годами и за этот период проехала более 6 миллионов миль. Начиная с 1917 года аналогичная успешная услуга работала в Чикаго для владельцев автомобилей Milburn Light Electric, которые также могли купить транспортное средство без аккумуляторов. [29]
Сеть Better Place стала первым современным коммерческим внедрением модели переключения аккумуляторов. Renault Fluence ZE стал первым электромобилем с переключаемым аккумулятором, доступным для сети Better Place, работающей в Израиле и Дании. [30] Better Place запустила свою первую станцию по замене аккумуляторов в Израиле, в Кирьят-Экроне , недалеко от Реховота, в марте 2011 года. Процесс замены аккумулятора занял пять минут. [31] По состоянию на декабрь 2012 года [обновлять]в Дании было 17 полностью работающих станций по замене аккумуляторов, что позволило клиентам ездить в любую точку страны на электромобиле. [32]
К концу 2012 года компания начала испытывать финансовые трудности и решила приостановить развертывание в Австралии и сократить непрофильные виды деятельности в Северной Америке, поскольку компания решила сконцентрировать свои ресурсы на двух существующих рынках. [33] [34] [35] Better Place подала заявление о банкротстве в Израиле в мае 2013 года. Финансовые трудности компании были вызваны высокими инвестициями, необходимыми для разработки инфраструктуры зарядки и обмена, около 850 миллионов долларов США частного капитала, и проникновением на рынок, значительно более низким, чем первоначально прогнозировал Шай Агасси. Менее 1000 автомобилей Fluence ZE были развернуты в Израиле и около 400 единиц в Дании. [36] [37] Согласно бизнес-модели Better Place, компания владеет аккумуляторами, поэтому судебному ликвидатору придется решать, что делать с клиентами, которые не имеют права собственности на аккумулятор и рискуют остаться с бесполезным автомобилем. [38]
Tesla Motors разработала свою Model S так, чтобы обеспечить быструю замену аккумуляторов. [39] В июне 2013 года Tesla объявила о своей цели развернуть станцию замены аккумуляторов на каждой из своих зарядных станций . На демонстрационном мероприятии Tesla показала, что операция замены аккумулятора в Model S занимает чуть более 90 секунд, что примерно вдвое меньше времени, необходимого для заправки автомобиля с бензиновым двигателем, который использовался для сравнения во время мероприятия. [40] [41]
Первые станции планировалось разместить вдоль межштатной автомагистрали 5 в Калифорнии , где, по словам Tesla, большое количество седанов Model S регулярно совершало поездки из Сан-Франциско в Лос-Анджелес. За ними последует коридор Вашингтон, округ Колумбия , — Бостон . Илон Маск сказал, что услуга будет предлагаться по цене около 15 галлонов США (57 л; 12 имп галлонов) бензина по текущему местному тарифу, около 60–80 долларов США по ценам июня 2013 года. Владельцы будут забирать свои аккумуляторные батареи полностью заряженными по пути обратно, что будет включено в плату за обмен. Tesla также предложит возможность оставить полученную при обмене батарею и доплатить разницу в цене, если полученная батарея была более новой; или получить оригинальную батарею обратно от Tesla за транспортный сбор. Цены не были определены. [40] [ требуется обновление ]
Подключаемые гибриды (PHEV), в отличие от чисто электрических автомобилей, устраняют беспокойство о запасе хода, поскольку бензиновый двигатель служит резервом для подзарядки аккумулятора, чтобы обеспечить электроэнергией электродвигатель или обеспечить движение напрямую. Доступ к обычной заправочной станции гарантирует, что PHEV будет иметь такой же запас хода, как и обычный бензиновый автомобиль, когда это необходимо. [42] [43] [44] Тем не менее, исследование, проведенное Норвежским институтом экономики транспорта и опубликованное в июне 2016 года, показало, что владельцы подключаемых гибридов в Норвегии проезжают в среднем 55% своих годовых километров в режиме истощения заряда или полностью на электричестве (режим EV ), а для рабочих поездок эта доля достигает примерно 63%. [45]
Однако параллельные и последовательно-параллельные гибриды работают большую часть времени в смешанном режиме с истощением заряда . Поскольку Toyota Prius Plug-in Hybrid работает как последовательно-параллельный гибрид , Агентство по охране окружающей среды США оценило его полностью электрический запас хода для смешанной работы на сочетании электричества (от полностью заряженного аккумулятора) и бензина в 11 миль (18 км) до тех пор, пока аккумулятор не разрядится. [46] [47] Другие подключаемые гибриды, которые работали в основном в смешанном режиме, — это Ford C-Max Energi , Ford Fusion Energi и Honda Accord Plug-in Hybrid . [48]
С другой стороны, серийные гибриды , также называемые электромобилями с увеличенным запасом хода (EREV) [17] или электромобилями с увеличенным запасом хода (REEV), разработаны для работы в основном от аккумулятора, но имеют бензиновый или дизельный генератор для подзарядки аккумулятора при длительных поездках. Chevrolet Volt , Fisker Karma и предстоящий Cadillac ELR являются серийными подключаемыми гибридами. [48] [49] [50]
General Motors описывает Chevrolet Volt как электромобиль, оснащенный «расширяющим запас хода» бензиновым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) в качестве генераторной установки и поэтому окрестила Volt «Электромобилем с увеличенным запасом хода» или E-REV. [17] [51] [52] В интервью в январе 2011 года главный инженер Chevy Volt Памела Флетчер назвала Volt «электромобилем с увеличенным запасом хода». [53] Первое поколение Volt работает как чисто электрический автомобиль в течение первых 25–50 миль (40–80 км) в режиме истощения заряда (режим EV). Когда емкость аккумулятора падает ниже предварительно установленного порога от полного заряда, автомобиль переходит в режим поддержания заряда, и система управления Volt выберет наиболее оптимально эффективный режим движения для улучшения производительности и повышения эффективности на высокой скорости. [17] [54] [55] Запас хода в режиме электромобиля второго поколения Volt был увеличен до 53 миль (85 км). [56]
В декабре 2012 года, через два года после запуска Volt, General Motors сообщила, что 30 ноября 2012 года совокупный пробег автомобилей в электрическом режиме превысил отметку в 100 миллионов миль. Автопроизводитель также сообщил, что владельцы Volt проехали более 65% времени в полностью электрическом режиме, и в среднем они проезжают около 900 миль (1400 км) или полтора месяца между заправками. [57] [58] В аналогичном отчете, выпущенном GM в августе 2016 года, сообщалось, что владельцы Volt проехали почти 1,5 миллиарда миль (2,4 миллиарда км) в режиме электромобиля, что составляет 60% от общего пройденного ими расстояния. [59] Анализ, проведенный в 2014 году Национальной лабораторией Айдахо с использованием выборки из 21 600 полностью электрических автомобилей и подключаемых гибридов, показал, что владельцы Volt проезжали в среднем 9 112 миль в полностью электрическом режиме (e-miles) в год, в то время как владельцы Leaf проезжали 9 697 e-miles в год, несмотря на более короткий полностью электрический запас хода Volt , примерно в два раза меньше, чем у Leaf. [60]
BMW i предлагает полностью электрический автомобиль BMW i3 с дополнительным бензиновым двигателем Range Extender . [61] Range Extender приводится в действие тем же 647-кубовым двухцилиндровым бензиновым двигателем, который используется в мотоцикле BMW C650 GT с топливным баком объемом 9 л (2,0 имп. галлона; 2,4 галлона США). Двигатель Range Extender включается только тогда, когда уровень заряда батареи падает до заранее определенного значения, действуя исключительно как генератор для выработки электроэнергии для увеличения запаса хода со 130–160 км (80–100 миль) до 240–300 км (150–190 миль) [62] [63] Производительность i3 в режиме Range Extender может быть более ограниченной, чем при работе от батареи, поскольку BMW пояснила, что Range Extender предназначен не для дальних поездок, а исключительно как аварийное резервное средство для поддержания работы электрической системы до следующего места подзарядки. [64]
Опция расширения диапазона стоит дополнительно 3850 долларов США в Соединенных Штатах, [65] дополнительно 4710 евро (~ 6300 долларов США ) во Франции, [66] и 4490 евро (~ 6000 долларов США ) в Нидерландах. [67]
Чтобы смягчить проблему беспокойства о запасе хода, некоторые автопроизводители предлагают бесплатное использование стандартного автомобиля с бензиновым двигателем при покупке электромобиля, тем самым позволяя своим клиентам совершать длительные поездки определенное количество дней в году.
BMW i планирует предложить дополнительные пакеты мобильности для поездок, когда запас хода BMW i3 будет недостаточен для того, чтобы позволить клиентам преодолевать большие расстояния, включая предоставление обычного автомобиля BMW на определенное количество дней в году. [68] В районах с высоким уровнем продаж BMW также предложит программу помощи на дороге, в рамках которой вместо буксировки автомобиль помощи будет обеспечивать зарядку, чтобы i3 мог доехать до следующей зарядной станции. [69]
В апреле 2013 года Fiat North America объявила о программе, позволяющей клиентам преодолевать более длинные расстояния, поскольку каждая покупка Fiat 500e включает в себя использование арендованных автомобилей до 12 дней в году бесплатно в течение первых трех лет владения. Программа, называемая ePass, дает владельцам 500e право на бизнес-счет с достаточным количеством баллов для аренды стандартного автомобиля с бензиновым двигателем в Enterprise Holdings , которой принадлежит Enterprise Rent-A-Car , National Car Rental и Alamo Rent a Car . Fiat вносит дополнительные баллы в течение следующих двух лет, чтобы продлить программу. [70] [71]