Co je elektromobil a jak funguje?

Co je elektromobil (EV)?

Elektromobily (EV) mají místo benzinové nádrže baterii a místo spalovacího motoru elektromotor. Plug-in hybridní elektrická vozidla (PHEV) jsou kombinací benzinových a elektrických vozidel, takže mají baterii, elektromotor, benzinovou nádrž a spalovací motor.

Elektromobil nebo akumulátorový elektromobil je automobil, který je poháněn jedním nebo více elektromotory využívajícími energii uloženou v bateriích. Ve srovnání s vozidly se spalovacím motorem (ICE) jsou elektromobily tišší, nemají žádné výfukové emise a celkově nižší emise.

Celkové náklady na vlastnictví nedávných elektrických vozidel jsou levnější než u ekvivalentních vozů ICE, a to kvůli nižším nákladům na palivo a údržbu. Nabíjení elektromobilu lze provádět na různých nabíjecích stanicích; tyto nabíjecí stanice lze instalovat jak v domech, tak ve veřejných prostorách.

Mnoho zemí zavedlo vládní pobídky pro plug-in elektrická vozidla, daňové úlevy, dotace a další nepeněžní pobídky, zatímco několik zemí přijalo právní předpisy k postupnému ukončení prodeje automobilů na fosilní paliva, aby se snížilo znečištění ovzduší a omezily změny klimatu.

Pokud jde o znečištění ovzduší a emise skleníkových plynů, elektromobily a nákladní automobily jsou často čistší než dokonce i nejúčinnější konvenční vozidla. Jak přesně čistota závisí na typu vozidla a zdroji elektřiny.

Když jsou elektromobily na baterie poháněny nejčistšími elektrickými sítěmi, emise skleníkových plynů z elektromobilů jsou srovnatelné s automobilem, který ujede přes 100 mil na galon. Když se nabíjí výhradně obnovitelná elektřina, jako je solární nebo větrná energie, nabíjení a provoz EV může být téměř bez emisí.

Používají elektromobily plyn?

Bateriová elektrická vozidla, neboli BEV, využívají elektřinu uloženou v bateriové sadě k pohonu elektromotoru a otáčení kol. Vzhledem k tomu, že nejedou na benzín ani naftu a jsou poháněny výhradně elektřinou, jsou auta a nákladní auta s elektrickým pohonem na baterie považována za „plně elektrická“ vozidla.

Používají elektromobily ropu?

Elektromobil nepotřebuje motorový olej, protože místo spalovacího motoru používá elektromotor. Tradiční plynová vozidla potřebují olej k mazání několika pohyblivých součástí jejich spalovacích motorů. Ventily, písty a další pohyblivé části motoru by měly při vysokých rychlostech hladce klouzat jeden vedle druhého, a proto se do motoru auta přidává olej, který tyto interakce promazává a snižuje tření.

Přidání oleje do motoru umožňuje jeho provoz bez zadření a přehřátí. Po chvíli je třeba odstranit drobné kovové vločky, které se v oleji hromadí v důsledku kontaktu kov na kov, takže olej vypustíte a přidáte nový nebo čerstvý, aby motor auta dobře běžel.

V elektromobilu se ale nic z toho nekoná. Elektromobily se pohybují pomocí elektromotoru a baterie. Neexistují žádné ventily, písty, motory nebo jiné pohyblivé části, které vyžadují mazání. U elektrických vozidel tedy nejsou nutné pravidelné výměny oleje.

Jak fungují elektromobily?

Elektromobily (EV), označované také jako akumulátorové elektromobily, mají namísto spalovacího motoru elektromotor. Vozidlo používá k napájení elektromotoru velkou trakční baterii a musí být zapojeno do elektrické zásuvky nebo nabíjecího zařízení, které se také nazývá elektrické vozidlové zásobovací zařízení (EVSE).

Baterie elektromobilů (EV) se nabíjejí připojením vozidla ke zdroji elektrické energie. Přestože výroba elektřiny může přispívat ke znečištění ovzduší, americká Agentura pro ochranu životního prostředí kategorizuje elektrická vozidla jako vozidla s nulovými emisemi, protože neprodukují žádné přímé výfukové nebo výfukové emise.

Komerčně dostupné jsou jak těžké, tak lehké EV. Elektromobily jsou obvykle dražší než podobná konvenční a hybridní vozidla, i když některé náklady lze získat zpět prostřednictvím úspory paliva, federální daňové úlevy nebo státních pobídek.

Klíčové součásti elektromobilu

  • Baterie (elektrická pomocná): Ve vozidle s elektrickým pohonem poskytuje pomocná baterie elektřinu pro napájení příslušenství vozidla.
  • Port pro nabíjení: Nabíjecí port umožňuje připojení vozidla k externímu zdroji napájení za účelem nabití sady trakčních baterií.
  • Převodník DC/DC: Toto zařízení převádí vysokonapěťový stejnosměrný proud ze sady trakčních baterií na stejnosměrný proud nižšího napětí potřebný k provozu příslušenství vozidla a dobíjení pomocné baterie.
  • Elektrický trakční motor: Pomocí energie z trakční baterie pohání tento motor kola vozidla. Některá vozidla používají motorgenerátory, které provádějí jak funkci pohonu, tak regeneraci.
  • Palubní nabíječka: Odebírá příchozí střídavou elektřinu dodávanou přes nabíjecí port a převádí ji na stejnosměrný proud pro nabíjení trakční baterie. Komunikuje také s nabíjecím zařízením a během nabíjení baterie sleduje charakteristiky baterie, jako je napětí, proud, teplota a stav nabití.
  • Ovladač výkonové elektroniky: Tato jednotka řídí tok elektrické energie dodávané trakční baterií, řídí rychlost elektrického trakčního motoru a točivý moment, který produkuje.
  • Tepelný systém (chlazení): Tento systém udržuje správný rozsah provozních teplot motoru, elektromotoru, výkonové elektroniky a dalších komponent.
  • Trakční baterie: Uchovává elektřinu pro použití elektrickým trakčním motorem.
  • Převodovka (elektrická): Převodovka přenáší mechanickou sílu z elektrického trakčního motoru na pohon kol.

Typy elektromobilů

1. Bateriová elektrická vozidla

Bateriová elektrická vozidla nazývaná také BEV a častěji nazývaná EV jsou plně elektrická vozidla s dobíjecími bateriemi a bez benzinového motoru. Veškerá energie pro provoz vozidla pochází z baterie, která se dobíjí ze sítě.

BEV jsou vozidla s nulovými emisemi, protože neprodukují žádné škodlivé výfukové emise ani nebezpečí znečištění ovzduší způsobené tradičními vozidly na benzínový pohon.

2. Hybridní elektrická vozidla

Hybridní elektrická vozidla, neboli HEV, mají k pohonu jak plynový motor, tak elektromotor. Veškerá energie pro baterii je získávána regenerativním brzděním, které vrací jinak ztracenou energii při brzdění a pomáhá benzínovému motoru při akceleraci.

V tradičním vozidle se spalovacím motorem se tato brzdná energie normálně ztrácí jako teplo v brzdových destičkách a rotorech. Běžné hybridy se nemohou zapojit do sítě a dobíjet a nelze je nabíjet pomocí EVgo.

3. Plug-in hybridní elektrická vozidla

Plug-in hybridní elektrická vozidla, neboli PHEV, mají k pohonu jak motor, tak elektromotor. Stejně jako běžné hybridy mohou dobíjet baterii pomocí rekuperačního brzdění. Od běžných hybridů se liší tím, že mají mnohem větší baterii a dokážou se zapojit do sítě a dobíjet.

Zatímco běžné hybridy mohou (při nízké rychlosti) ujet 1-2 míle, než se zapne benzínový motor, PHEV mohou ujet 10-40 mil, než jejich plynové motory poskytnou pomoc. Jakmile je plně elektrický dojezd vyčerpán, PHEV fungují jako běžné hybridy a mohou ujet několik set mil na nádrž s benzínem.

Všechny PHEV lze nabíjet pomocí nabíječky EVgo L2, ale většina PHEV nepodporuje rychlé nabíjení.

Jaké kapaliny vyžadují elektromobily?

I když elektrické vozidlo vyžaduje méně údržby, neznamená to, že jej můžete zanedbávat. Mějte na paměti, že nic takového jako vozidlo s nulovou údržbou neexistuje. I když nikdy nebudete potřebovat výměnu oleje v EV, stále budete muset provést rutinní kontrolu následujících kapalin v EV:

1. Chladicí kapalina

Teplo je pro elektrická vozidla velkým problémem, stejně jako pro vozidla poháněná palivem. K řízení tepla vycházejícího z lithium-iontové baterie vašeho elektromobilu potřebuje vůz chladicí kapalinu. Toto je jedna oblast, kde je proces naprosto stejný pro elektrické vozidlo jako pro vozidlo se spalovacím motorem.

Měla by se zkontrolovat hladina chladicí kapaliny pro baterii vašeho auta, měnič napájení a topení kabiny. Přestože topení v kabině není velký problém, další dvě součásti jsou extrémně důležité.

Pokud jste někdy slyšeli příběh o vzplanutí elektromobilu, pravděpodobně to bylo kvůli přehřáté baterii. Udržujte proto hladinu chladicí kapaliny na vysoké úrovni, abyste zajistili, že baterie neexploduje.

2. Brzdová kapalina

Zatímco elektrické vozidlo používá brzdové destičky, je zřídka nutné je vyměnit, a to kvůli systému rekuperačního brzdění u elektronických vozidel. Systém snižuje opotřebení brzd vozu přeměnou kinetické energie jedoucího vozidla na elektrickou energii do baterie. Systém je v podstatě primárním prostředkem pro zpomalení vozidla a minimalizuje opotřebení brzdových destiček.

Rekuperační brzdový systém u elektromobilu je důležitou součástí zařízení pro výrobu energie automobilu. Typický servis pro elektronické vozidlo zahrnuje zajištění správné funkce brzdového systému, což je nesmírně důležité, protože spolu s výrobou energie je to také váš primární prostředek ke zpomalení vozidla. Protože existují velké bezpečnostní důsledky, měli byste své brzdy pravidelně servisovat.

3. Převodová kapalina

Vícerychlostní převodovka nebo převodovka s přímým pohonem elektronického vozidla může vyžadovat výměnu kapalin v průběhu vlastnictví automobilu. Je důležité nahlédnout do uživatelské příručky, abyste zjistili doporučený interval pro dokončení této služby pro váš konkrétní elektromobil.

Jak nabíjíte elektromobil?

Většina řidičů EV se připojí k ChargePoint, kdykoli zaparkují, aby zůstali nabití. Někdy řidiči potřebují nabíjet na trase pomocí nabíječek s vyšším výkonem. V závislosti na místě můžete začít nabíjet jednoduše připojením do zásuvky nebo pomocí aplikace, bezkontaktní karty nebo RFID karty.

Proč se elektromobily nemohou nabíjet?

Rekuperační brzdění je velmi chytrý proces, při kterém sešlápnutí brzdy elektrického vozidla umožňuje autobaterii akumulovat kinetickou energii z kol. Kinetická energie je vedena od kol automobilu přes hnací ústrojí a určité procento z ní je uloženo v baterii automobilu.

Nyní se samozřejmě toto uchovávání energie děje na relativně malé úrovni a nestačí k nabíjení elektromobilu po značnou dobu, ale inovátoři již navrhli možnost stavět na této funkci rekuperačního brzdění, aby se EV stalo samo -možnost nabíjení.

Například koncept využití rekuperačního brzdění ve větším měřítku pro umožnění samonabíjení elektromobilu je nedokonalý, protože jednoduše není dostatečně energeticky účinný, aby poskytoval spolehlivý nabíjecí systém.

Jak jsme již zmínili, pouze procento kinetické energie z kol automobilu se nakonec uloží do baterie. Množství přenesené energie, i když jsou zapojeny kolové generátory a alternátory, nestačí k úplnému nabití baterie elektromobilu s jakoukoli účinností.

Jak daleko může elektromobil dojet na jedno nabití?

Současná elektrická vozidla ujedou na nabití asi 250 mil, i když existují některá, jako například Tesla, která dokážou na nabití ujet asi 350 mil. Mnoho automobilek oznámilo plány uvést na trh elektrická vozidla, která slibují delší dojezd a ještě rychlejší nabíjení.

Budoucnost je nyní a další elektromobily s dlouhým dosahem již brzy

Zde je několik srovnání oblíbených elektrických vozidel, která nabízejí více než 200 mil na jedno nabití:

  • Audi E-Tron – 204 mil
  • Nissan Leaf Plus – 226 mil
  • Jaguar I-Pace – 234 mil
  • Chevrolet Bolt – 238 mil
  • Kia Niro EV – 239 mil
  • Hyundai Kona EV – 258 mil
  • Tesla Model X – 305 mil
  • Dlouhý dosah Tesla Model 3 – 322 mil
  • Tesla Model S – 391 mil

Výše uvedená vozidla jsou pouze začátkem. Jak daleko můžete očekávat, že v nejbližší budoucnosti zajdete s EV? Zde jsou některá z nejlepších elektrických vozidel přicházejících v příštím roce nebo dvou. Většina z nich jsou odhady:

  • Ford Mach E – až 300 mil na jedno nabití
  • Volvo Polestar 2 – 300 mil na jedno nabití
  • Volkswagen ID.4 – 220 mil na jedno nabití
  • Mercedes EQC – 220 mil na jedno nabití
  • BMW iX3 – 200 mil na jedno nabití
  • Volvo XC40 Electric – 200 mil na jedno nabití

General Motors a Volkswagen, mimo jiné, plánují v příštích několika letech desítky cenově dostupných elektrických vozidel.

Jak dlouho trvá nabití elektromobilu?

Doba potřebná k nabití elektromobilu může být pouhých 30 minut nebo více než 12 hodin. To závisí na velikosti baterie a rychlosti nabíjecího bodu. Typickému elektromobilu (60kWh baterie) trvá nabití z prázdného do plného na 7kW necelých 8 hodin.

Kolik stojí nabití elektromobilu?

Spotřebu paliva EV lze měřit v kilowatthodinách (kWh) na 100 mil. Pro výpočet ceny za míli elektromobilu je třeba znát náklady na elektřinu (v dolarech za kWh) a účinnost vozidla (kolik elektřiny je spotřebováno na ujetí 100 mil). Pokud elektřina stojí 0,13 USD za kWh a vozidlo spotřebuje 33 kWh na ujetí 100 mil, cena za míli je přibližně 0,04 USD.

Pokud elektřina stojí 0,13 dolaru za kilowatthodinu, nabíjení elektromobilu s dojezdem 200 mil (za předpokladu plně vybité 66 kWh baterie) bude stát na plné nabití asi 9 USD. Porovnat náklady na palivo jednotlivých modelů konvenčních a plug-in vozidel.

Kolik stojí elektromobil?

Průměrné náklady na nové auto v červnu 2019 v USA byly 36 600 $. To byl 2% nárůst oproti předchozímu roku. Podle údajů společnosti Cox Automotive se však průměrné náklady na elektrické vozidlo snížily z 64 300 USD na 55 600 USD:o 13,4 % méně než v předchozím roce.

Níže je výrobcem doporučená maloobchodní cena (MSRP) pro několik předních elektrických vozidel na trhu a jejich různé modely:

1. Tesla Model S

MSRP pro Tesla Model S je:

  • Dlouhý dosah: 81 190 $
  • Výkon: 101 190 $

Tesla Model S, nejblíže srovnatelná s Mercedes Benz třídy CLS, je výjimkou z trendu, kdy elektromobily stojí více než jejich ekvivalentní konkurenti s plynovým pohonem.

2. Tesla Model 3

MSRP pro Tesla Model 3 je:

  • Baterie Standard Range Plus:41 190 $
  • Baterie s dlouhým dosahem:50 190 $
  • Výkon:58 190 $

Zatímco degradace baterie může být problémem pro majitele Tesly během prvních 50 000 mil, později se stává méně problémem. Při ujetí 160 000 mil ztrácí většina modelů Tesla pouze 10 % životnosti baterie.

3. Tesla Model X

MSRP pro Tesla Model X je:

  • Dlouhý rozsah:86 190 $
  • Výkon:106 190 $

4. BMW i3

MSRP pro BMW i3 je:

  • 120 Ah:45 445 $
  • s 120 Ah:48 645 $
  • 120 Ah s Range Extender:49 295 $
  • 120 Ah s Range Extender:52 495 $

5. Nissan Leaf

MSRP pro Nissan Leaf je:

  • S:32 525 $
  • SV:35 115 $
  • S Plus:39 125 $
  • SV Plus:40 675 $
  • SL Plus:44 825 $

6. Chevrolet Bolt EV

MSRP pro Chevrolet Bolt EV je:

  • LT:37 495 $
  • Premier:41 895 $

7. Hyundai Kona

Doporučená cena pro Hyundai Kona je:

  • SEL:38 310 $
  • Omezené:42 920 $
  • Konečná:46 520 $

8. Volkswagen e-Golf

MSRP pro Volkswagen e-Golf je:

  • SE:33 000 USD (odhad)
  • SEL Premium:40 000 $ (odhad)

9. Audi e-Tron

MSRP pro Audi e-Tron je:

  • Premium Plus:75 795 $
  • Prestiž:80 095 USD
  • Sportback:81 000 USD (odhad)

10. Jaguar I-Pace

MSRP pro Jaguar I-Pace je:

  • S: 70 875 $
  • SE: 77 275 $
  • HSE: 81 925 $