Elektroauto efektivitāti nosaka ne tikai akumulatora kapacitāte

Ja cilvēki vēlas salīdzināt elektroauto, tad visbiežāk to dara pēc distances, ko var nobraukt ar pilnu uzlādi. Šo attālumu gan nav grūti pieaudzēt – atliek tikai uzstādīt lielāku akumulatoru.

Tiesa, tā palielinās arī auto svars, pasliktinās vadāmība un, pats galvenais, samazinās efektivitāte, bet tas negatīvi ietekmē tēriņus par uzlādi. Kā redzams, akumulatora kapacitāte nav vienīgais būtiskais faktors. Bet kā ražotāji atrod zelta vidusceļu starp sniedzamību un ekonomiju?

Vairāk ne vienmēr ir labāk

Ja runa ir par nobraucamo distanci, tad elektroauto efektivitāti nenosaka akumulatora ietilpība. Daudzos gadījumos ir pat otrādi: jo lielāks akumulators, jo mazāk mašīna spēj. To var uzskatāmi redzēt, salīdzinot vairākus jaunās paaudzes elektromobiļus, kuru deklarētais nobraukums ar pilnu uzlādi pārsniedz 600 km.

Jaunais Audi Q8 e-tron Sportback 55 Quattro, pēc WLTP mērījumiem, ar vienu uzlādi var nobraukt līdz 600 km. BMW i7 xDrive60 spēj veikt 625 km, savukārt Hyundai Ioniq 6 atrodas starp šiem diviem premium klases pārstāvjiem ar 614 km sniedzamību. Nobraucamie ceļa gabali ir ļoti līdzīgi, taču akumulatoru kapacitāte ievērojami atšķiras. Audi gadījumā tā nominālā energoietilpība ir 114 kWh, BMW – 105 kWh, bet Hyundai tādu pašu rezultātu izdodas sasniegt ar tikai 77,4 kWh akumulatoru.

Šīs atšķirības visspilgtāk atklāsies brīdī, kad iebrauksiet uzlādes stacijā. Lielāka akumulatora uzlāde aizņems vairāk laika, un arī jāmaksā būs vairāk. Izmantojot ātro staciju ar jaudu līdz 200 kW, kur kilovatstunda maksā 37 centus, 100 km brauciens ar Audi izmaksās 8,88 eiro, ar BMW – 7,25 eiro, bet ar Hyundai – 5,58 eiro.

Kāds nodomās, ka tā ir cena par lielu jaudu un dinamiku, jo Audi apvidnieks 100 km/h sasniedz 5,6 sekundēs, bet BMW – 4,7 sekundēs. Galu galā dinamiskās iekšdedzes mašīnas arī nav tās ekonomiskākās. Taču, ja paskatās testos, tad izrādās, ka Hyundai uzrāviens spēj mēroties spēkiem ar vāciešiem. Aizmugures piedziņas modelis, kas ar vienu uzlādi spēj nobraukt vairāk nekā 600 km, 100 km/h ātrumu sasniedz 7,4 sekundēs. Savukārt jaudīgā 325 ZS pilnpiedziņas versija ar diviem elektromotoriem un maksimālo sniedzamību 583 km, 100 km/h sprintu veic 5,1 sekundē.

Minēto elektroauto dinamika un nobraucamais attālums ir līdzīgi, taču efektivitāte atšķiras. Tāpēc rodas jautājums – kas dažus elektroauto padara efektīvākus par citiem?

Tīrradnis vai pielāgojums?

Elektroauto efektivitāte ir atkarīga no tā konstrukcijas, svara, aerodinamiskajām īpašībām, elektromotoru jaudas un veiktspējas, kā arī akumulatoru izstrādē izmantotās tehnoloģijas.

Protams, jo lielāks akumulators, jo lielāks svars un jo vairāk enerģijas nepieciešams braukšanai. Tāpēc visi ražotāji meklē zelta vidusceļu starp sniedzamību un akumulatora lielumu.

Pirmkārt, svarīga ir mašīnas konstrukcija – vai tā jau no sākta gala veidota kā elektroauto, vai tas ir sava veida kompromiss, kas panākts uz iekšdedzes dzinējiem pielāgotas platformas. Mana pieredze rāda, ka visefektīvākie elektroauto ir tie, kas jau no paša sākuma ir projektēti kā bezizmešu auto. Šādā gadījumā inženieriem ir rīcības brīvība, lai padarītu mašīnu vieglāku un izstrādātu veiksmīgākus risinājumus.

Eleport Latvija vadītājs Kārlis Mendziņš

Lielākā daļa elektroauto pionieru tika būvēti uz iekšdedzes dzinēju platformām, radot inženieriem neskaitāmus izaicinājumus. Piemēram, tā kā elektromotors neaizņem tik daudz vietas kā iekšdedzes dzinējs, zem motora pārsega bieži vien bija tukši dobumi. Tāpat akumulatori tika uzstādīti tur, kur nu atradās brīva vieta, kas liedza panākt optimālu izsvarojumu pa riteņu asīm. Šie faktori būtiski mazināja pirmo elektroauto efektivitāti.

Pretvējš nav draugs

Runājot par transporta efektivitāti, ārkārtīgi svarīga ir aerodinamika. Jo lielāku pretestību virsbūvei rada gaiss, jo vairāk enerģijas nepieciešams, lai tiktu uz priekšu. Un elektroauto gadījumā tas ir īpaši svarīgi. Šīm mašīnām nav klasisko transmisijas pārnesumu, jo elektromotors spēj nodrošināt maksimālu jaudu un griezes momentu visā apgriezienu diapazonā. Tomēr, palielinoties ātrumam, palielinās arī apgriezienu skaits, tāpēc, lai brauktu ātrāk, vajag vairāk enerģijas. Tāpēc elektroauto ir ekonomiskāki pilsētā, kur satiksme ir lēnāka nekā uz šosejas.

Lai ar elektromobili aizbrauktu tālu, neapstājoties uzlādes stacijās, dizaineri cenšas radīt pēc iespējas gludāku plūdlīniju virsbūvi. Šodien aerodinamikas jomā līderis ir luksusauto ražotājs Mercedes-Benz. Tā flagmanim EQS ir viszemākais pretestības koeficients tirgū – 0,20. Turpat līdzās ir arī Hyundai Ioniq 6 ar rādījumu 0,22.

Pēc šī rādītāja interesanti ir salīdzināt jaunā Ioniq 6 efektivitāti ar Ioniq 5. Tie abi tiek ražoti uz vienas un tās pašas platformas, un tiem ir identiski dzinēji un akumulatori, tomēr Ioniq 5 pretestības koeficients ir 0,29. Saskaņā ar WLTP datiem Ioniq 6 var nobraukt līdz 614 km, bet ne tik aerodinamiskais Ioniq 5 – 507 km.

Liekais svars nav veselīgs

Vēl viens faktors, kas būtiski ietekmē efektivitāti, ir automašīnas svars. Jo vieglāks ir elektroauto, jo mazāk elektrības patērē. Tāpēc inženieriem nākas atbildēt uz loģisku jautājumu: kādu akumulatoru uzstādīt? Ar nelielu nobraukums būs pietiekams tikai maršrutiem pa pilsētu, bet arī smagākam ir trūkumi.

Piemēram, ar 28,5 kWh akumulatoru pietiek mazajam Honda-e hečbekam. Tas ir piemērots pilsētniekiem, taču ar tā sniedzamību, kas tikai nedaudz pārsniedz 200 km, nepietiks cilvēkiem, kuri vēlas bezrūpīgi ceļot pa visu Latviju. Turpretim liels akumulators ne tikai sadārdzinās mašīnas cenu, bet arī palielinās svaru, un vairāku citu inženiertehnisko nianšu dēļ samazināsies tā efektivitāte.

Šobrīd elektroauto attīstībā jūtamas jaunas vēsmas. Ražotāji šobrīd cenšas izgatavot blīvākus akumulatorus, lai mazākā tilpumā ievietotu vairāk kilovatstundu. Mazāki un vieglāki akumulatori ar lielu kapacitāti ļautu sasniegt daudz labākus efektivitātes rādītājus.

Eleport Latvija vadītājs Kārlis Mendziņš

Evolūcijas ceļš

Pašlaik tirgū dominē litija jonu akumulatori. Tiem ir diezgan liels enerģijas blīvums, laba energoefektivitāte, teicama darbība augstā temperatūrā un lēnāka nolietošanās salīdzinājumā ar citām tehnoloģijām. Ražotāji strādā pie tā, lai sablīvētu enerģiju vēl vairāk, bet to pašlaik kavē drošības apsvērumi, jo palielinās aizdegšanās risks.

Meklējot veidus, kā uzlabot savus elektromodeļus, Hyundai ir parakstījis sadarbības līgumu ar ASV jaunuzņēmumu Factorial Energy. Kopā ar šo kompāniju viņi izstrādā un testē jaunās paaudzes tā dēvētos cietvielu akumulatorus.

Būtībā tie ir tādi paši litija jonu akumulatori, tikai atšķiras elektrolīts. Tipiskā litija jonu akumulatorā barjera starp anodu un katodu ir šķidra, želejveida – lai joni varētu izkļūt cauri. Savukārt cietvielu modeļos starpsiena ir cieta. Tas padara akumulatorus drošākus un ļauj tos veidot ietilpīgākus.

Eleport Latvija vadītājs Kārlis Mendziņš

Hyundai apgalvo, ka šādi akumulatori, uzstādīti uz jau esošās E-GMP platformas, sniedzamību ar vienu uzlādi varētu palielināt vēl par 20–30%.