Samochody elektryczne stały się w ostatnich latach niezwykle ważnym tematem. Jeszcze niedawno wiele osób uważało je za drogą nowinkę technologiczną przeznaczoną dla entuzjastów, jednak dziś ich liczba na drogach rośnie z miesiąca na miesiąc. Mimo to wciąż istnieje wiele osób, które praktycznie nic nie wiedzą o samochodach elektrycznych. Nie wiedzą, jak działa ładowanie, co oznaczają jednostki kWh lub kW, jaka jest różnica między domowym wallboxem a szybką ładowarką ani dlaczego samochód elektryczny zużywa więcej energii zimą.
I jest to całkowicie normalne. Elektromobilność działa nieco inaczej niż klasyczne samochody z silnikiem spalinowym i wymaga poznania kilku nowych pojęć. Dobra wiadomość jest jednak taka, że w rzeczywistości nie ma w tym nic skomplikowanego. Gdy zrozumiesz podstawowe zasady działania akumulatora, zużycia energii i ładowania, samochód elektryczny zacznie wydawać się bardzo logicznym rozwiązaniem.
W tym artykule wyjaśnimy wszystko, co najważniejsze, w prosty i praktyczny sposób, bez zbędnie skomplikowanych terminów technicznych.
Jak działa samochód elektryczny
Największa różnica między samochodem elektrycznym a klasycznym autem dotyczy napędu. Zamiast silnika spalinowego wykorzystuje on silnik elektryczny, który czerpie energię z akumulatora trakcyjnego.
Najprościej można to sobie wyobrazić w ten sposób, że akumulator pełni funkcję zbiornika paliwa, silnik elektryczny zastępuje silnik benzynowy lub wysokoprężny, a ładowanie działa podobnie jak tankowanie.
Silnik elektryczny jest znacznie prostszy od silnika spalinowego. Zawiera mniej ruchomych części i nie wymaga oleju silnikowego, rozrządu, świec zapłonowych ani wielu innych elementów typowych dla silników spalinowych.
To właśnie jedna z największych zalet samochodów elektrycznych. Mniejsza liczba elementów mechanicznych oznacza niższe ryzyko awarii, mniej wizyt serwisowych i niższe koszty eksploatacji.
Dużą różnicę stanowią również odczucia z jazdy. Silnik elektryczny może zapewnić maksymalny moment obrotowy natychmiast, dlatego samochody elektryczne są bardzo dynamiczne już od momentu ruszenia. Dodatkowo poruszają się niezwykle cicho i bez wibracji.
Dlaczego samochody elektryczne są tańsze w serwisowaniu
Wiele osób skupia się głównie na kosztach ładowania, jednak duże oszczędności często wynikają właśnie z niższych kosztów serwisowania.
Klasyczny samochód z silnikiem spalinowym zawiera ogromną liczbę komponentów, które z czasem się zużywają. Wymaga regularnej wymiany oleju, filtrów, rozrządu oraz wielu innych części. Samochód elektryczny nie potrzebuje większości tych elementów.
Nie oznacza to jednak, że samochód elektryczny jest całkowicie bezobsługowy. Nadal konieczna jest kontrola zawieszenia, opon, hamulców czy klimatyzacji. Liczba czynności serwisowych jest jednak zazwyczaj znacznie mniejsza.
Dużą zaletą jest również rekuperacja. Podczas hamowania samochód elektryczny wykorzystuje silnik elektryczny do wytracania prędkości i odzyskuje część energii, przekazując ją z powrotem do akumulatora. Dzięki temu tradycyjne hamulce są używane rzadziej i często wytrzymują znacznie dłużej.
Co oznacza pojemność akumulatora i jednostka kWh
Jednym z najważniejszych parametrów samochodu elektrycznego jest pojemność akumulatora. Jest ona podawana w kilowatogodzinach, czyli kWh.
To właśnie ten parametr często bywa mylący dla nowych użytkowników. kWh nie oznacza mocy, lecz ilość energii zgromadzonej w akumulatorze.
Najłatwiej wyobrazić sobie akumulator jako zbiornik paliwa. Im większy zbiornik, tym więcej kilometrów może przejechać samochód. Dokładnie tak samo działa samochód elektryczny.
Mniejsze miejskie samochody elektryczne mogą mieć pojemność akumulatora na poziomie 35–45 kWh, większe modele rodzinne często wyposażone są w akumulatory o pojemności 60–80 kWh, a bardziej luksusowe pojazdy elektryczne mogą oferować nawet ponad 100 kWh.
Sama wielkość akumulatora nie oznacza jednak automatycznie dużego zasięgu. Równie ważne jest zużycie energii przez pojazd.
Całkowita i użytkowa pojemność akumulatora
W przypadku samochodów elektrycznych często spotyka się dwa parametry – całkowitą i użytkową pojemność akumulatora.
Producenci celowo nie pozwalają na całkowite naładowanie ani całkowite rozładowanie akumulatora. Część energii pozostaje jako rezerwa ochronna.
Powód jest prosty. Akumulatory litowo-jonowe zużywają się najbardziej przy bardzo wysokim lub bardzo niskim poziomie naładowania. Rezerwa pomaga więc wydłużyć żywotność akumulatora i ograniczyć jego degradację.
Jeśli samochód elektryczny ma na przykład całkowitą pojemność 82 kWh, kierowca może realnie wykorzystać około 77 kWh. To właśnie pojemność użytkowa ma największe znaczenie z punktu widzenia rzeczywistego zasięgu.
Jak oblicza się zużycie energii w samochodzie elektrycznym
Zużycie energii w samochodzie elektrycznym działa bardzo podobnie jak zużycie paliwa w samochodzie spalinowym. Różnica polega jedynie na jednostkach.
Podczas gdy w samochodach benzynowych używa się litrów na 100 kilometrów, w samochodach elektrycznych stosuje się wartość kWh na 100 kilometrów.
Jeżeli samochód elektryczny zużywa na przykład 18 kWh na 100 kilometrów, oznacza to, że do pokonania 100 kilometrów wykorzystuje 18 kilowatogodzin energii z akumulatora.
Im niższe zużycie energii, tym większy zasięg może osiągnąć pojazd. Na zużycie energii znacząco wpływają styl jazdy, prędkość, warunki pogodowe, ogrzewanie, klimatyzacja oraz profil trasy.
Dlaczego samochód elektryczny zużywa więcej energii na autostradzie
Samochody elektryczne są wyjątkowo efektywne w mieście i przy niższych prędkościach. Podczas jazdy autostradą zużycie energii jednak znacząco wzrasta.
Głównym powodem jest opór powietrza, który przy wyższych prędkościach rośnie bardzo gwałtownie. Im szybciej porusza się samochód, tym więcej energii potrzebuje.
Jeżeli samochód elektryczny zużywa w mieście około 15 kWh na 100 kilometrów, to na autostradzie zużycie może bez problemu wzrosnąć do ponad 25 kWh na 100 kilometrów.
Dlatego rzeczywisty zasięg podczas jazdy autostradowej jest zwykle niższy niż wartości podawane według normy WLTP.
Jak działa ładowanie samochodu elektrycznego
Ładowanie samochodu elektrycznego jest w zasadzie bardzo proste. Pojazd podłącza się do ładowarki za pomocą kabla, a energia zaczyna przepływać do akumulatora.
W praktyce istnieją jednak dwa podstawowe rodzaje ładowania – ładowanie AC i DC.
Ładowanie AC wykorzystuje prąd przemienny i jest najczęściej stosowaną metodą ładowania w domu. Korzysta się z niego głównie w domach, firmach, na parkingach oraz w centrach handlowych.
Podczas ładowania AC samochód musi za pomocą pokładowej ładowarki przekształcić prąd przemienny w prąd stały.
Ładowanie DC oznacza szybkie ładowanie. Energia trafia bezpośrednio do akumulatora, co pozwala osiągnąć znacznie większą moc ładowania i krótszy czas ładowania. Ładowarki DC spotyka się przede wszystkim przy autostradach oraz na stacjach szybkiego ładowania.
Typy złączy w samochodach elektrycznych
Nowi użytkownicy często są również zdezorientowani liczbą różnych typów złączy.
Obecnie w Europie najczęściej stosowane są dwa główne standardy.
Złącze Type 2 służy do ładowania AC i jest wykorzystywane w domowych wallboxach oraz wolniejszych publicznych stacjach ładowania, zazwyczaj do 7 kW.
Złącze CCS2 służy do szybkiego ładowania DC i jest obecnie europejskim standardem, umożliwiającym ładowanie z mocą od 150 do 200 kW.
Starsze samochody elektryczne mogą również korzystać ze złącza CHAdeMO, które było szczególnie popularne w pojazdach japońskich. Obecnie jednak jego znaczenie stopniowo maleje.
Dlaczego w przypadku wallboxów ważne są ampery i bezpieczniki
W kontekście samochodów elektrycznych często można spotkać się z pojęciami takimi jak 16 A, 25 A czy 32 A.
Ampery określają natężenie prądu elektrycznego i to właśnie ono decyduje o tym, jaką moc może obsłużyć wallbox lub przyłącze elektryczne.
Dlatego przy samochodach elektrycznych istotna jest również wielkość głównego bezpiecznika w domu.
I tutaj pojawia się bardzo ważna kwestia, której wiele osób nie bierze pod uwagę. Główny bezpiecznik nie służy wyłącznie do zasilania wallboxa. Zasila cały dom.
Oznacza to, że z jednego bezpiecznika korzystają ładowanie samochodu, piekarnik, płyta indukcyjna, bojler, klimatyzacja, pompa ciepła oraz wszystkie pozostałe urządzenia elektryczne.
Jeżeli wallbox pobierałby zbyt dużą moc, a jednocześnie w domu działałoby kilka energochłonnych urządzeń, mogłoby dojść do zadziałania głównego bezpiecznika.
Dlatego w przypadku domowych wallboxów bardzo często zaleca się moc około 11 kW, która stanowi rozsądny kompromis pomiędzy szybkością ładowania a bezpiecznym funkcjonowaniem całego gospodarstwa domowego.
Dynamiczne zarządzanie mocą wallboxa
Nowoczesne wallboxy często wykorzystują tak zwane dynamiczne zarządzanie mocą.
Wallbox monitoruje aktualne zużycie energii w domu i automatycznie dostosowuje moc ładowania tak, aby nie doszło do zadziałania głównego bezpiecznika.
Jeśli na przykład włączysz płytę indukcyjną, piekarnik lub klimatyzację, wallbox automatycznie zmniejszy moc ładowania. Gdy zużycie energii w domu spadnie, wallbox ponownie zwiększy moc ładowania.
Jest to obecnie bardzo popularne rozwiązanie stosowane w domach jednorodzinnych.
Rekuperacja i hamowanie silnikiem elektrycznym
Jedną z najciekawszych technologii stosowanych w samochodach elektrycznych jest rekuperacja.
Kiedy kierowca zdejmie nogę z pedału przyspieszenia lub zacznie hamować, silnik elektryczny zaczyna działać jak generator i zamienia energię kinetyczną z powrotem na energię elektryczną. Następnie energia ta trafia z powrotem do akumulatora.
Dzięki temu samochód elektryczny zużywa mniej energii, hamulce zużywają się wolniej, a jazda po mieście staje się bardziej efektywna. Niektóre samochody elektryczne umożliwiają niemal jazdę z wykorzystaniem jednego pedału bez częstego używania tradycyjnych hamulców.
Jak działa samochód elektryczny zimą
Zima należy do najczęściej dyskutowanych tematów związanych z elektromobilnością. To prawda, że niskie temperatury mają negatywny wpływ na akumulator, a zasięg pojazdu jest zwykle mniejszy. Energia jest zużywana na ogrzewanie kabiny, podgrzewanie akumulatora, ogrzewanie szyb czy foteli. Podczas silnych mrozów zasięg może spaść o około 10–30 procent. Nowoczesne samochody elektryczne wykorzystują jednak pompy ciepła, wstępne podgrzewanie akumulatora oraz inteligentne systemy zarządzania temperaturą, które pomagają ograniczyć negatywne skutki zimy.
Planowanie długich podróży samochodem elektrycznym
Jedną z największych obaw nowych użytkowników są podróże na długich dystansach. Nowoczesne samochody elektryczne potrafią jednak bardzo skutecznie wspierać planowanie trasy. Systemy nawigacyjne automatycznie obliczają zużycie energii, proponują postoje na ładowanie i szacują poziom naładowania akumulatora po dotarciu do celu. W przypadku samochodu elektrycznego często bardziej efektywne jest krótsze, ale częstsze ładowanie. Akumulator ładuje się bowiem najszybciej w zakresie od około 10 do 80 procent pojemności. Dlatego podczas długich podróży zwykle bardziej opłaca się wykonać kilka krótszych postojów niż czekać na pełne naładowanie.
Elektromobilność już dawno nie jest przyszłością
Samochody elektryczne rozwijają się w ostatnich latach w niezwykle szybkim tempie. Oferują większy zasięg, szybsze ładowanie, lepsze akumulatory i coraz gęstszą sieć stacji ładowania. Dla wielu kierowców stanowią dziś wygodniejszy, cichszy i tańszy sposób codziennego przemieszczania się. Największym problemem elektromobilności nie jest już sama technologia, lecz liczne niejasności i mity, które ją otaczają. Gdy człowiek zrozumie podstawowe zasady działania akumulatora, zużycia energii i ładowania, samochód elektryczny przestaje wydawać się skomplikowany i zaczyna jawić się jako bardzo logiczne rozwiązanie.
Dodaj komentarz