Wszystko, co chcesz wiedzieć o samochodach elektrycznych

Może ten scenariusz jest zbyt radykalny, ale nie wykluczony w perspektywie dwudziestu, trzydziestu lat. Czy rzeczywiście elektromobilność jest aż tak egzotyczna i skomplikowana.

Główne różnice

Silnik spalinowy opiera się na termodynamice, aby spalić paliwo, silniki elektryczne dokonują konwersji energii w ruch przez wykorzystanie generowanych sił elektromagnetycznych, gdy prąd elektryczny przepływa przez pole magnetyczne. Silnik spalinowy ma mechanizm korbowy (cylindry, tłoki, zawory, wał korbowy, itp.), podczas gdy w sercu silnika elektrycznego nie ma nic więcej niż stojan i wirnik, które wzajemnie współpracują. Co więcej, każdy silnik elektryczny może działać jako generator więc, podczas hamowania lub spowalniania, energia może być poprowadzona wstecznie do akumulatora, ponownie go ładując.

Przedziały zasilania i momenty obrotowe tych silników są całkowicie różne. Podczas gdy moc i moment obrotowy silnika spalinowego wzrastają wraz z ilością obrotów (aż do osiągnięcia maksymalnego poziomu), w silniku elektrycznym maksymalny moment obrotowy dostępny jest już na starcie. W praktyce oznacza to, że samochód elektryczny osiąga najwyższą trakcję już na początku, co przekłada się na stosunkowo wysoką dynamikę. Ponadto, szeroki zakres obrotów w silniku elektrycznym oznacza, że nie ma potrzeby stosowania wielobiegowej przekładni ze sprzęgłem, więc przeciętny samochód elektryczny radzi sobie za pomocą jednego biegu – lub reduktora mechanicznego – od bezruchu do prędkości maksymalnej.

A jak mierzy się zużycie?

W samochodach elektrycznych, zużycie wskazuje energię zużywaną w kilowatogodzinach na 100 kilometrów podróży (kWh/100 km). W zestawie wskaźników, jak w konwencjonalnych samochodach można zobaczyć informacje o chwilowym i średnim zużyciu. Oprócz tego również, wyświetlają ilość regenerowanej energii wysyłanej z powrotem do akumulatora.

Jak wygląda obsługa i żywotność silników elektrycznych?

Ponieważ główna, a w rzeczywistości jedyna, ruchoma część silnika elektrycznego to wirnik, wymagania w zakresie obsługi są minimalne w porównaniu do silnika spalinowego. Nie ma potrzeby wymieniać oleju lub filtra paliwa i powietrza. Są to wysokoobrotowe maszyny, więc muszą być dobrze zaprojektowane (zwłaszcza łożyska), ale ogólnie rzecz biorąc, napęd elektryczny wymaga mniej konserwacji niż konwencjonalny silnik.

Na którą oś silnik elektryczny przenosi napęd?

W zasadzie można zamontować silnik na przedniej lub tylnej osi. Ogólnie rzecz biorąc jednak, lepiej gdy elektryczny samochód ma napęd na tylne koła, dzięki temu silnik elektryczny może przenieść swój potężny moment obrotowy na nawierzchnię drogi lepiej i bardziej efektywnie. Można też łatwo zainstalować w pełni elektryczny napęd po prostu dodając drugi silnik elektryczny do przedniej osi.

Ile kilometrów przejadę samochodem elektrycznym podczas mroźnej zimy?

Z każdą nową generacją samochodów elektrycznych ich zasięg się powiększa. Tak jak przy pojazdach z silnikami spalinowymi, których zużycie paliwa rośnie w czasie zimy, zapotrzebowanie na energię w samochodach elektrycznych także może przy niskich temperaturach wzrosnąć.

Efektywniejsza praca silnika elektrycznego oznacza, że nie wytwarza on przy pracy tyle ciepła co jego spalinowy odpowiednik, co z kolei zwiększa zużycie energii potrzebne do ogrzania kabiny. Dodatkowego ogrzewania wymagają zimą także akumulatory, które dla zachowania swoich właściwości muszą być utrzymywane w określonym przedziale temperatury. To wszystko da się jednak zrekompensować przez mądre wykorzystanie technologii. Kabinę można na przykład ogrzać w czasie ładowania, ograniczając potrzebne do tego zużycie energii w czasie jazdy. Zaawansowane systemy ogrzewania w nowoczesnych samochodach elektrycznych są niezwykle wydajne, dzięki czemu ich pobór energii nie jest aż tak odczuwalny. Na czele krajów z największą liczbą samochodów elektrycznych na drogach są obecnie Norwegia i Kanada.

 Ile kilometrów jazdy lub cyklów ładowań wytrzyma jeden akumulator?

Żywotność akumulatorów w samochodach elektrycznych utrzymuje się na wysokim poziomie. Doświadczenie z krajów szerzej korzystających z tego typu napędu – także w taksówkach – wykazuje, że akumulatory zachowują od 75 proc. do 90 proc. swojej pojemności nawet po 200-300 tysiącach kilometrów przebiegu (zależnie od typu akumulatora). Co więcej, wraz z rozwojem elektro mobilności, koszt wymiany akumulatorów w samochodzie elektrycznym drastycznie spada. Akumulatory mogą być wymieniane modułami, a gwarancje i umowy serwisowe coraz bardziej obniżają koszty w tym obrębie.

Czy samochody elektryczne nie stwarzają dodatkowego zagrożenia w czasie wypadku?

Tak jak konwencjonalne samochody z silnikami spalinowymi, tak i ich elektryczne odpowiedniki muszą przejść z dobrymi wynikami wszelkie testy zderzeniowe i homologacyjne. Akumulatory samochodów elektrycznych nie stwarzają ryzyka wybuchu przy uderzeniu. Co ważne, nie ma tutaj sprzęgła, skrzyni biegów czy też paliwa, którego wyciek jest najczęstszym powodem pożarów w wypadkach samochodowych. Samochody elektryczne mają po prostu mniej podzespołów, co ogranicza ryzyko pogorszenia skutków zderzenia.

Akumulatory są całkowicie odizolowane od pozostałych podzespołów w aucie, a przy naruszeniu konstrukcji cały system jest napędowy jest rozłączany. Dysponują one także swoim własnym układem chłodzenia. Warto też pamiętać, że akumulatory same z siebie dysponują wysokim poziomem oporu cieplnego, więc nawet jeśli doszłoby jakimś sposobem do ich zapłonu, to proces ich spalania ma znacznie spokojniejszy przebieg. Z drugiej strony, trudniej je też ugasić i można robić tylko z użyciem czystej wody, zachowując przy tym większy dystans.

Gdzie można ładować akumulatory samochodów elektrycznych i jak długo to trwa?

Samochód tego typu można ładować kablem z ładowarką jak każde inne urządzenie elektryczne. Jednak ładowanie ładowaniu nierówne – można to robić na wiele sposobów. Różne samochody wyposażone są w różne rozwiązania i nie wszystkie z nich współpracują z każdym typem ładowarki lub stacji ładującej. Poziom energii w samochodzie elektrycznym można uzupełnić poprzez podłączenie go do typowego gniazdka z prądem, ale to stosunkowo mało wydajne rozwiązanie – każda godzina ładowania przekłada się na przejechanie 10-15 km. Wystarczy to do naładowania przez noc mniejszego samochodu z akumulatorami gwarantującymi zasięg w granicach 100-200 km.

W wielu domach i garażach można znaleźć gniazdo 16A (standardowo pokryte czerwonym kolorem), które pozwala na uzupełnienie w ciągu godziny energii wystarczającej do przejechania około 50 km. Jeszcze silniejsze i trochę większe gniazda 32A (obecne między innymi w hotelach i stacjach ładowania) zwiększają tę skuteczność dwukrotnie. Najsilniejsze stacje szybkiego ładowania, o mocy od 40 do 135 kW, pozwalają w ciągu godziny uzupełnić energię wystarczającą na przejechanie setek kilometrów.

Czy można ładować samochód elektryczny podczas opadów deszczu czy śniegu?

Tak, samochód elektryczny można ładować w deszczu lub śniegu bez obaw o porażenie prądem czy uszkodzenie instalacji. Niebezpiecznym sytuacjom zapobiega kilka poziomów zabezpieczeń obecnych zarówno po stronie samochodu, jak i ładowarki. Prąd nie przepłynie przez kable, póki wtyczka nie zostanie poprawnie zainstalowana i połączona z gniazdem i póki systemy w samochodzie i ładowarce nie będą miały całkowitej pewności, że wszystko jest gotowe.

 Gdy ładowanie zostanie zakończone, przepływ prądu zostanie zatrzymany zanim kierowca zacznie wyjmować wtyczkę z gniazda. Szczelne zamknięcie gniazda pozwala także myć samochód tego typu na wszelkiego rodzaju myjniach bez żadnych ograniczeń. Uprzedzając kolejne pytania – nie, gdyby samochód elektryczny wpadł do stawu lub basenu, nie stanie się nic przebywającym w nim rybom lub ludziom.

Czy to prawda, że pojazdy elektryczne istniały ponad sto lat temu?

Pierwsze próby zbudowania samochodu elektrycznego sięgają 1835 r. (48 lat, zanim zbudowano pierwszy silnik benzynowy) i miały one miejsce – niezależnie od siebie – we Włoszech i w Holandii. Postacie takie jak Ferdinand Porsche i czeski wynalazca František Křižík pracowali nad konstrukcją pojazdów elektrycznych na przełomie XX wieku. W 1900 roku, na amerykańskich drogach więcej było obecnych samochodów elektrycznych niż samochodów z silnikiem spalinowym, a pierwszy samochód, który osiągnął ponad 100 km/h był napędzany elektrycznie.