Znanje in podpora

Električni avtomobil od A do Ž: vse, kar morate vedeti

Kako deluje električni avtomobil? Je res veliko manj zapleten od klasičnega? Kaj pa baterije za električni avtomobil? Kakšna električna polnilnica je potrebna? V nadaljevanju članka vam bomo razkrili podrobnosti o e-vozilih, ki jih marsikdo ne pozna.

Vse o elektromotorju

Začnimo pri tistem delu, ki električni avtomobil najbolj loči od klasičnega: motorju. Natančneje: elektromotorju.

Večina cenejših, širšim množicam kupcev namenjenih električnih avtomobilov ima enega, tako kot klasični avtomobili. Nameščen je spredaj, prek diferenciala, ki ga imajo tudi klasični avtomobili in ki omogoča, da se v ovinku notranje in zunanje kolo vrtita z različnima hitrostma, pa se njegov navor po navadi brez menjalnika prenaša na kolesa.

Druga priljubljena rešitev pri manjših električnih avtomobilih je namestitev elektromotorja in vse potrebne elektronike zadaj, motor pa potem poganja le zadnja kolesa (takšen je na primer BMW i3). Tovrstna namestitev ponavadi pomeni, da je takšen električni avtomobil bolj okreten, saj se lahko sprednja kolesa bolj zasukajo.

Zakaj menjalnik v električnemu avtomobilu ni potreben? Ker elektromotor enako dobro deluje v zelo širokem razponu vrtljajev, predvsem pa že iz mirovanja – in zato ni potrebna niti sklopka. Tako ni več enega od delov, ki so pri klasičnem avtomobilu med dražjimi potrošnimi deli. Nekateri električni avtomobili sicer menjalnik imajo, a gre predvsem za superšportne avtomobile, namenjene doseganju izjemno velikih hitrosti – tudi več kot 300 kilometrov na uro. A takšni po navadi nimajo le enega motorja.

To, da so elektromotorji glede na svoje zmogljivosti zelo majhni, proizvajalcem namreč omogoča, da v avto namestijo več kot enega, kar je pri klasičnem avtu skoraj nemogoče. Štirikolesni pogon tako zagotovijo z uporabo dveh elektromotorjev, enega za sprednji, enega za zadnji kolesi, in ker ju krmili zelo zmogljiva elektronika, lahko takšen avto skoraj poljubno razporeja navor med sprednja in zadnja kolesa. Še korak naprej so šli izdelovalci superšportnih električnih avtomobilov: motorje so namestili ob kolesa, tako da ima avto štiri motorje, za vsako kolo enega.

Delovanje električnega avta

Vir slike: BMW

Menjalnik v električnemu avtu ni potreben, saj elektromotor dobro deluje v zelo širokem razponu vrtljajev, že iz mirovanja.

Elektromotor kot generator električne energije

Elektromotorji pa pri modernih električnih avtomobilih ne opravljajo le funkcije poganjanja vozila, temveč delujejo tudi kot generatorji, prek katerih se električna baterija ob zmanjševanju hitrosti znova polni.

V praksi to pomeni, da pri nekaterih električnih avtomobilih, ali bolje rečeno elektromotorjih, vsakič, ko voznik nima noge na stopalki, elektromotor pomaga pri zaviranju, s čimer sproščeno energijo, ki nastaja pri gibanju vozila, namesto da bi šla v nič, pretvori v električno energijo in jo nato vrne nazaj v baterijski sklop. V optimalnih okoliščinah je mogoče nazaj v baterijski sklop tako moč vrniti do 30 odstotkov električne energije.

Različni električni avtomobili imajo moč regeneracije nastavljeno različno, pri nekaterih jo lahko voznik nastavi sam. Uveljavil se je tudi angleški izraz ’one pedal driving’, ki pomeni, da lahko nekatere električne avtomobile, na primer BMW i3, vozijo le s pritiskanjem in popuščanjem stopalke za plin. Ob popolnoma popuščeni avto regenerira z največjo močjo (kot da bi zmerno zavirali, zato se tudi prižgejo zavorne luči) in do ustavitve. Pri drugih, kot je VW e-Golf ali Hyundai Kona, se da moč regeneracije nastavljati, se pa avto ne ustavi popolnoma - tik pred ustavitvijo je treba pomagati s stopalko zavore. Tretji nimajo nobenih nastavitev, regeneracija je šibka – kar se pozna tudi pri porabi – vozijo pa se skoraj kot klasični avto, na primer Renault Zoe. V vsakem primeru velja, da elektronika avtomobila vse delo lahko opravi popolnoma sama. Električni avto se v bistvu vozi kot vsak klasičen avto s samodejnim menjalnikom, le da je vožnja mnogo tišja in prijetnejša.

Elektromotor lahko pomaga pri zaviranju, s čimer energijo, ki nastaja pri gibanju vozila, pretvori v električno energijo.

Baterija električnega avtomobila

Električne baterije so drugi in zadnje čase skoraj najpomembnejši element električnih avtov, saj so ravno te odločilen dejavnik, ko govorimo o dometu e-vozil. Hkrati so najpomembnejši dejavnik, ko govorimo o masi, saj so navadno sestavljene iz najrazličnejših kovin oziroma kombinacij le-teh. Skoraj vsi električni avtomobili tako uporabljajo litij-ionske baterije, nekateri pa tudi litij-polimerne, pri čemer gre v osnovi za enako kemijsko zasnovo, a drug tip ovoja baterije.

Električne baterije imajo različno zmogljivost, ki jo v največji meri določa število celic (oziroma napetost baterije) – teh je v vsakem baterijskem sklopu več tisoč. Zmogljivost baterije je podana v kilovatnih urah. Nekateri proizvajalci še vztrajajo pri amperskih urah (Ah), a ta podatek sam po sebi ne pove veliko, saj je treba poznati tudi napetost baterije, da bi vedeli, koliko električne energije gre vanjo. Ravno zato v naši aplikaciji OneCharge zmogljivost baterije podajamo v kilovatnih urah.

Medtem ko imajo baterijski sklopi cenejših električnih avtomobilov zmogljivost okrog 40 kilovatnih ur, imajo novejši zmogljivost vse do 100 ali celo več kilovatnih ur, kar seveda pripomore k večjemu dosegu vozila in manjši obremenjenosti baterije, kar je eden izmed dejavnikov za njeno daljšo življenjsko dobo, hkrati pa je baterijo z večjo zmogljivostjo mogoče tudi hitreje polniti.

Elektromotor

Vir slike: BMW

Novejši električni avtomobili imajo zmogljivost vse do 100 ali celo več kilovatnih ur, kar seveda pripomore k večjemu dosegu vozila.

Polnjenje električnega avtomobila

Kaj pa polnilna postaja za električni avto? V grobem jih lahko razdelimo na tri tipe:

  • domače,
  • javne in
  • hitre.

Najosnovnejši predstavnik domačih polnilih postaj je kar električna polnilnica, vgrajena v polnilni kabel. Na eni strani je klasičen vtikač za domačo vtičnico, na drugi priključek za v avto. Takšne rešitve uporabljajo enofazni izmenični tok, polnijo z močmi nekje do dveh kilovatov, kar je pri sodobnih električnih avtomobilih bolj zasilna rešitev. Naslednja stopnja rešitev za dom so polnilne postaje, ki jih pritrdimo na steno, vanje pa dovajamo izmenični eno- ali trifazni tok. Zmorejo moči od treh (enofazne) do 11 ali 22 kilovatov (trifazne). Slednje so skoraj enakovredne javnim polnilnim postajam – seveda pa mora takšno moč omogočati tudi električni priključek doma.

Javne polnilnice s polnjenjem električnih avtov izven domačih garaž poskrbijo za brezskrbno uporabo električnih vozil tudi na poti. Med njimi so najučinkovitejše hitre polnilne postaje z enosmernim tokom, ki jih najdete tudi v Petrolovi mreži javnih e-polnilnic, ki je z več kot 100 lokacijami po Sloveniji največja pri nas. Hitre polnilnice električni avto polnijo z močjo 50, 100 ali 150 kilovatov, počasi pa se že pojavljajo tudi 350-kilovatne polnilnice. Prednost takšnih polnilnic je v tem, da lahko povprečen baterijski sklop do zmogljivosti 80 odstotkov napolnijo v približno manj kot uri. Čas polnjenja do 100 odstotkov pa se nato precej podaljša, saj bi se ob hitrem polnjenju lahko pregrel in poškodoval baterijski sklop.

Pri nakupu električnega avtomobila je zelo pomembno preveriti, kakšen vgrajeni polnilec za izmenični tok ima avto. Priporočamo izbiro takšnega, ki ima vgrajen trifazni polnilec, saj tisti z enofaznim toliko obremenjujejo domače omrežje, da se skoraj nikoli ne morejo polniti z najvišjo deklarirano močjo, temveč z vsaj pol nižjo. In možnost hitrega polnjenja? Velja princip 'več je bolje'.

Električni priključek za avto

Vir slike: BMW

Kaj pa priključki? Na veliki večini električnih avtomobilov boste našli priključek tipa 2, ki se uporablja za polnjenje z enofaznim ali trifaznim izmeničnim tokom. Pri hitrem polnjenju je razlik več. V Evropi in Sloveniji je v praksi standard postal priključek CCS, ki je priključek tipa 2 z dodatnim delom, namenjen hitremu polnjenju. Nekateri (predvsem azijski) električni avtomobili uporabljajo priključek CHAdeMO, Renault Zoe pa hitro polnjenje opravlja kar z izmeničnim tokom prek priključka tipa 2.

V vsakem primeru velja: hitre polnilne postaje imajo kabel (po navadi vseh treh standardov) že vgrajen in ga je treba le priklopiti v avto, za javne ali domače postaje z izmeničnim tokom pa po navadi potrebujete svoj kabel, ki ga na eni strani vtaknete v avto, na drugi pa v polnilno postajo. V Petrolu, po drugi strani, ponujamo domače polnilce z že vgrajenim kablom, za čim lažje polnjenje vašega jeklenega konjička doma.  

Električni polnilni kabel

Vir slike: BMW

Še malo elektronike

Vsak električni avtomobil ima poleg elektromotorja, vgrajenega polnilca in baterije še nekaj naprednih sistemov, ki pomagajo pri nadzoru pretakanja električne energije znotraj vozila in nadzoru nad stanjem baterije.

Kako se električna energija pretaka od baterijskega sklopa do motorja in nazaj nadzoruje močnostna elektronika, ki skrbi še za učinkovito delovanje motorja, hkrati pa zagotavlja nizkonapetostno električno energijo za druge sklope avtomobila, ki delujejo še pri klasični avtomobilski napetosti 12 voltov.

Želite za električno mobilnost poskrbeti ne le doma, ampak tudi v svojem podjetju? Z veseljem vam pomagamo!

Električni avto: da ali ne?

Zgoraj navedeni elementi so tako skoraj vsi, ki jih električni avtomobil potrebuje za svoje delovanje.

Sistem delovanja električnih vozil je zato zelo preprost in v veliki meri precej drag zgolj zaradi svoje “mladosti”. Ko pa se bosta industrija električnih vozil in povpraševanje po njih povečala, bo padla tudi cena komponent, še posebej baterijskih sklopov, ki so trenutno skoraj najdražji del električnih avtomobilov. Posledično bo padla tudi cena električnih vozil.

Je ta torej že primerna za vsakogar?

Recimo takole: če imate možnost rednega polnjenja doma čez noč, v veliki večini primerov da. Domače nočno polnjenje je namreč primarni način polnjenja električnega avtomobila, javne (počasne in hitre) polnilne postaje pa so namenjene bolj dopolnjevanju baterije v primeru potrebe. Statistike uporabe električnega avtomobila po svetu tako kažejo, da se doma opravi kar okoli 90 odstotkov polnjenj.

In cena? Na prvi pogled je visoka, a če gledamo skupen strošek lastništva -  torej ne le ceno vozila (ki pa jo krepko zniža 7.500 evrov subvencije Eko sklada), ampak tudi ceno financiranja, ceno vzdrževanja in seveda ceno 'goriva', še posebej ob pametni izbiri ponudnika električne energije - je električni avto že zdaj cenejši od klasičnega.

Za marsikaterega uporabnika, ki na dan prevozi vsaj 100 kilometrov, je mesečni obrok ugodnega tako kredita tako nižji, kot bi bili mesečni stroški goriva za klasičen avto.

Če gledamo skupen strošek lastništva je električni avto že zdaj cenejši od klasičnega.

Polnjenje električnega avtomobila

Vir slike: Renault