Samochód elektryczny - czym się różni poza rodzajem napędu?

Z zewnątrz samochód elektryczny niczym nie różni się od tradycyjnego pojazdu spalinowego. Nie ma sensu wyważać otwartych drzwi stosując do samochodu elektrycznego inną karoserię i układ jezdny, (choć ten bywa coraz częściej modyfikowany). Różnią się tylko silnikiem i zbiornikiem na energię, który często jest częścią podwozia.

Prostota i niezawodność

Silnik elektryczny to obecnie najbardziej niezawodny mechanizm napędu stosowany w motoryzacji. Jest zbudowany z zaledwie kilku elementów. Jest także o wiele mniejszy i prostszy od skomplikowanego silnika spalinowego, składającego się z wielu podzespołów. Zwykle nie jest większy od domowego odkurzacza, montowany jest więc bardzo różnie, zwykle z przodu. Chociaż zdarzają się także konstrukcje, gdzie jednostka usytuowana jest pod podłogą lub z tyłu w zależności od osi, na którą przenoszony jest napęd. Szczególnie dla modeli z napędem 4×4 stosowane są dwa silniki elektryczne.

Przeniesienie napędu odbywa się z reguły za pośrednictwem niewielkiej przekładni, składającej się zwykle z 3 kół zębatych, podającej napęd na koła.

Uproszczenie wynika z bezstopniowej i błyskawicznej kontroli obrotów silnika elektrycznego, przekazywanych na koła oraz możliwości jego pracy w kierunku wstecznym poprzez odwrotne przyłożenie napięcia, nie potrzebujemy więc ani przełożenia wstecznego, ani żadnego mechanizmu pośredniczącego w efektywnym przekazywaniu mocy wytwarzanej przez silnik.

Rozwiązaniem znanym od dawna i zastosowanym 120 lat temu w Porsche, jednak do dziś nie rozwijanym, które uwolniłoby samochód od jakiegokolwiek centralnego mechanizmu przeniesienia napędu są silniki w piastach każdego z kół.

System rozwijany jest także przez koncerny Mitsubishi, General Motors, PSA Peugeot Citroen, jednak na wersje produkcyjne takich aut musimy poczekać. Przeszkodą jest zwiększenie masy nieresorowanej takich kół z wbudowanymi rotorami i ograniczenie zdolności szybkiego reagowania oraz właściwości jezdnych. Stosowane obecnie koła zębate są niezbędne, jako że silnik rozwija nawet 18 000 obrotów na minutę i konieczne jest przełożenie – zwykle 8-10: 1, czyli jeden obrót koła to 8-10 obrotów silnika.

Drugą podstawową różnicą między elektrykami a autami napędzanymi konwencjonalnymi jednostkami jest zbiornik “paliwa”. W samochodzie spalinowym to bak, czyli wytrzymały zbiornik na paliwo o pojemności kilkudziesięciu litrów. W elektryku – bateria trakcyjna.

Bateria, nazywana także akumulatorem to najdroższa (20-30% wartości samochodu), najcięższa (do pół tony) i tak naprawdę najważniejsza część samochodu elektrycznego.

Wydajność współczesnych baterii pozwala na pokonanie przeciętnie 200-300 kilometrów na jednym doładowaniu. Używane dzisiaj akumulatory pozwalają zmagazynować około 15 kWh energii w każdych 100 kilogramach (na przejechanie 100 kilometrów potrzeba około 20 kWh). Montowane są w szeregowych ogniwach w bardzo różnych konfiguracjach, prawie zawsze pod podłogą stanowiąc element podwozia.

Duża waga ma swoje zalety

  • Bardzo nisko położony środek ciężkości, co znakomicie poprawia własności jezdne, łatwość i precyzję kierowania pojazdem oraz bezpieczeństwo w razie wypadku
  • Kilka lub kilkanaście ogniw może być tak rozmieszczonych, by środek ciężkości był dokładnie pośrodku między kołami, rzecz w pojazdach spalinowych osiągana tylko w modelach (i to w większości tylko sportowych) z najwyższej półki. Taki rozłożenie masy gwarantuje optymalne i najbezpieczniejsze wykorzystanie całej dostępnej mocy pojazdu
  • Inna konfiguracja rozłożenia masy i wolnej przestrzeni pojazdu umożliwia inżynierom lepsze zaprojektowanie stref zgniotu, podstawowego zabezpieczenia i właściwościach decydujących o bezpieczeństwie

Budowa samochodów elektrycznych wykorzystuje sprawdzone w tradycyjnych konstrukcjach technologie i rozwiązania techniczne, dodając do tego własne, specyficzne wersje. W tej chwili praktycznie każdy liczący się producent samochodów ma w swojej ofercie produkcyjne przynajmniej jeden model z napędem elektrycznym. Wyjątkiem jest marka Tesla, który od początku oferuje modele wyłącznie napędzane na prąd.

Można się więc spodziewać, że ich zasięg, parametry, wydajność będzie się poprawiać. Postęp technologiczny w konstrukcjach spalinowych trwał cały wiek. Elektryki rozwijają się intensywnie dopiero kilkanaście lat.

Źródło: WRC Motorsport&Beyond