Jak funguje elektromobil? Technika se vyvíjí, ale moc nemění

Jak funguje elektromobil? Technika se vyvíjí, ale moc nemění
  • Elektromobily používají jako zdroj především akumulátor, který je umístěný ve vozidle
  • Důležitou součástí je elektromotor, který má účinnost až 90 procent
  • Běžná účinnost spalovacích motorů se pohybuje kolem 30–40 %

Elektrické automobily mají dlouhou historii a již před sto lety měly značný podíl na trhu v USA, Francii i Japonsku. První elektromobil navrhl a následně postavil v roce 1835 profesor Sibrandus Stratingh z Holandska se svým asistentem Christopherem Beckerem. Automobil se spalovacím motorem vznikl přibližně o 50 let později. U nás se do historie zapsal Ing. František Křižík, který sestavil svůj elektromobil v roce 1895. V roce 1899 překonal elektromobil rychlost 100 km/h a stal se tak prvním silničním vozidlem, který této rychlosti dosáhl.

Zejména ve velkých městech v New Yorku, Chicagu nebo Bostonu jezdilo desetitisíce elektromobilů. Elektromobily tehdy soupeřily o své místo na trhu s klasickými automobily se spalovacím motorem a s vozidly poháněnými párou. Každá technologie měla své výhody a nevýhody. Automobily poháněné párou byly levné a rychlé, ale potřebovaly dlouhou dobu k ohřevu vody a během jízdy se musela voda doplňovat. Automobily se spalovacím motorem měly z počátku mnoho nedostatků. Byly špinavější, měly problémy s řazením, hlukem i vibracemi a byly dražší než vozidla na páru. Startovaly se pomocí kliky, což bylo nepohodlné a náročné. Mohlo se s nimi ale cestovat přijatelnou rychlostí na delší vzdálenosti. Celá automobilová doprava stála na počátku svého vývoje v pozici, kdy nebylo zřejmé, který typ vozidla postupem času převládne.

Díky levné sériové výrobě začaly spalovací automobily konkurovat elektromobilům. Automobily z Fordových továren byly asi o polovinu levnější. Dalším významným faktorem, který stál za rozvojem spalovacích vozidel, bylo snížení ceny benzinu díky zvyšující se intenzitě těžby ropy na americkém kontinentu. Klasický automobil se stal dostupným prakticky pro většinu obyvatel a elektromobily přestaly být konkurenceschopné.

V průběhu 20. století se elektromobily objevovaly a mizely ve všech vyspělých zemích světa, obvykle v závislosti na cenách ropy, které se měnily v důsledku ropných krizí. Poté, co se situace zase stabilizovala, tak o elektromobily přestal být zájem.

Základem pohonů jak čistě elektrických, tak pohonů hybridních, je elektromotor. Elektromotor je elektrický točivý stroj, který mění elektrickou energii na mechanickou práci s účinností až 90 %. Klasický spalovací motor má účinnost 16–25 %.

Jako zdroj energie se obvykle využívá akumulátor uložený přímo ve vozidle. Na jeho kapacitě závisí dojezdová vzdálenost. Jednotka elektrického pohonu je umístěna přímo na nápravě a obsahuje elektromotor, který pracuje ve dvou režimech: jako motor spotřebovávající elektřinu z akumulátoru a jako generátor využívající principu rekuperace. Elektromotor pohání vozidlo, funguje jako motor a jako generátor pomáhá převádět mechanickou energii vznikající při brždění na elektrickou energii. Mezi akumulátorem a elektromotorem je invertor (počítač řízení elektrického pohonu) neboli výkonová jednotka, která převádí napětí akumulátoru na napětí potřebné k napájení elektromotoru.

Invertor dále řídí elektromotor za jízdy (rychlost a výkon), ve fázi rekuperace energie, při brzděni a při uvolňování pedálu akcelerace. Invertor také obrací chod elektromotoru. Akumulátor napájí elektromotor během pohonu na elektřinu. Při jízdě se spalovacím motorem a při brzděni je akumulátor dobíjen systémem spolupracujícího regenerativního brždění. Jakmile požadavky na brždění překročí brzdící schopnost generátoru, aktivují se tradiční brzdy. Spalovací motory jsou relativně neefektivní při přeměně energie.

Baterie je nejdůležitější součástí elektromobilu. V minulosti byla baterie elektromobilu nejdražší součástí vozu, a navíc se vyznačovala krátkou životností. Technologický vývoj ale neustále zlepšuje účinnost i výdrž baterií elektromobilů. Prodloužení životnosti lithiových baterií umožnila především elektronika BMS (Battery Management System).

Výhodou baterií elektromobilů je jejich vysoká účinnost – energii dokážou v případě asynchronního motoru převést na pohyb s 90% účinností. Běžná účinnost spalovacích motorů se pohybuje kolem 30–40 %. Celková účinnost pohonu elektromobilu závisí pochopitelně také na účinnosti výroby elektřiny z primárního zdroje a energetické účinnosti použitých akumulátorů nebo palivových článků (dle použité technologie NiMH, Li-Ion nebo Li-Pol se pohybuje kolem 50–80 %).

Využití energie lze ale u elektrického automobilu zvyšovat tzv. rekuperací brzdné energie, kdy je kinetická energie vznikající při brzdění generátorem přeměňována na elektřinu, která dobíjí baterii elektromobilu. Klíčovým ukazatelem každého automobilu je jeho spotřeba a náklady na provoz. V současné době jsou podle odborníků celkové náklady na provoz elektromobilů srovnatelné s běžnými automobily. Pokud však jde čistě o finanční náklady na „pohonné hmoty“, elektromobil může přinést nezanedbatelnou úsporu. Na 100 km potřebuje v průměru asi 13 kWh elektřiny. Pokud uvažujeme aktuální cenu elektřiny 4,51 korun za kilowatthodinu, vyjde nás 100 km zhruba na 59 korun. Automobil s benzinovým motorem a průměrnou spotřebou 7 l / 100 km ujede stejnou vzdálenost za cca 210 korun.

Diskuze ke článku
V diskuzi zatím nejsou žádné příspěvky. Přidejte svůj názor jako první.
Přidat názor

Nechcete být anonymní? Přihlašte se

Nejživější diskuze