V čem jsou elektromobily jiné? Některé části vozu chybí, jiné naopak přebývají. Vývojář společnosti DEVINN jednoduše a věcně shrnuje základní specifika konstrukce elektromobilu a jeho vlastnosti.

Spalovací vs. elektro motor – princip fungování

Nejprve se v rychlosti podíváme na spalovací motor, ten nasává vzduch z okolí a palivo z nádrže, hořením jejich směsi ve spalovací komoře dochází k rozpínání směsi a pohybu pístů. Tento pohyb roztáčí hřídel, která je přes spojku spojena s převodovkou, a ta pak roztáčí kola vozidla. Spaliny odcházejí ze spalovacích komor přes výfukové potrubí. Pro pohon vozidla jsou zjednodušeně potřeba následující komponenty: vzduchový filtr, sací potrubí, palivová nádrž, blok motoru s písty a hřídelí, spojka, převodovka a výfukové potrubí.

Elektrický pohon potřebuje zcela odlišné komponenty. Funguje totiž na úplně jiném principu. V baterii vznikne chemickou reakcí elektrická energie, ta je vedena do výkonové elektroniky, která upraví napětí a proud pro aktuální potřeby elektrického motoru. V elektrickém motoru dojde k vytváření elektromagnetických polí, jejichž interakcí dojde k roztočení hřídele motoru, ta je přes jednoduchý jednostupňový reduktor spojena přímo s koly vozidla. Při jízdě nejsou produkovány žádné plyny, výfukové potrubí není potřeba.

Sensorika motoru – dvě čidla stačí

Dnešní spalovací motory se staly velice složitými zařízeními s desítkami různých čidel, senzorů a servopohonů. A to jednak přirozenou snahou vývojářů udělat co nejlepší motor a jednak vlivem různých ekologických nařízení (filtry pevných částic, AdBlue apod.).

Oproti tomu je elektrický motor velice jednoduchý stroj, ke své funkci potřebuje jedno čidlo polohy rotoru a jedno teplotní čidlo ve vinutí. Zatímco ve spalovacím motoru může dojít k poruše několika desítek nebo stovek dílů, v elektrickém motoru při správné konstrukci dochází pouze k opotřebení ložisek. Také ta by ale měla překonat životnost celého vozidla. Elektrický motor by tedy neměl vyžadovat žádnou údržbu během života elektromobilu.

Umístění motoru – v elektromobilu variabilní

Pro vozidla se spalovacím motorem se postupně ustálila koncepce s motorem vpředu a pohonem předních kol, případně pohonem všech kol. Pro spalovací motor byla tato koncepce výhodná hned z několika důvodů. Jsou jimi například potřeba deformační zóny vpředu, blízkost hnané nápravy k motoru, potřebná délka výfukového potrubí, velikost spalovacího motoru, potřeba chlazení a další.

Elektrický motor o stejném výkonu zabere méně místa, navíc nepotřebuje výfukové a sací potrubí, neohřívá se na tak vysoké teploty. Lze ho tedy umístit vícero způsoby s menšími konstrukčními omezeními v porovnání se spalovacím motorem. Zde se mírně liší přístup různých výrobců. Zatímco například Tesla a nově i VW jde cestou čistě elektrické platformy, kde vychází výhodněji umístění hlavního motoru k zadní nápravě, případně dvou motorů (vpředu a vzadu) pro pohon 4×4, tak třeba Peugeot a Hyundai používají společnou platformu pro elektrická a spalovací vozidla. Nahrazují tedy spalovací motor elektrickým, tudíž je umístěný u přední nápravy.

Spojka – jednoduše není potřeba

Elektrické auto nemá spojku. Spalovací motor musí mít při rozjezdu určité nenulové otáčky, k postupnému vyrovnání otáček motoru a kol využívá spalovací motor spojku. Oproti tomu elektrický motor je schopný uvést celé vozidlo do pohybu od nulových otáček. Spojka tedy není potřeba. Stejně tak není potřeba setrvačník a převodovka, a to ani automatická. Je aplikován pouze stálý převod mezi motorem a koly.

Plyn – reakce téměř okamžitá

Reakce elektrického vozidla na plyn je téměř okamžitá. Elektrický motor má výrazně méně točivých setrvačných hmot, navíc pro zvýšení rychlosti není nutné zvyšovat otáčky turbodmychadla, řadit a podobně. Stačí jednoduše změnit spínací logiku tranzistorů, které spínají třeba 20 000x za vteřinu. Zrychlení se tedy dostaví téměř okamžitě.

Hmotnost elektromobilu – baterie prostě něco váží

Negativní vlastností elektrických vozidel je velikost a hmotnost baterie. Pro představu baterie Modelu 3 od Tesly, která stačí pro dojezd 400 – 500 km, váží kolem 500 kg. A to je na tom Tesla se svými bateriovými úložišti ze všech výrobců asi nejlépe. Zvýšená hmotnost vozidla negativně ovlivňuje jeho jízdní vlastnosti. Aby byl vliv co nejmenší, je baterie umístěna co nejblíže k vozovce. Těžiště elektrických aut je tedy velmi nízko, což pozitivně ovlivňuje chování v zatáčkách a částečně kompenzuje zvýšenou hmotnost vozidla. Pro snížení celkové hmotnosti elektrických vozidel se výrobci snaží také snížit hmotnost karoserie a ostatních komponent využitím hliníkových (Tesla X a S) a kompozitních materiálů (BMW i3), nebo vysokopevnostní oceli (Tesla Model 3).

Údržba elektromobilu – minimální, ale snižuje se dojezd

Elektrické vozidlo vyžaduje minimální údržbu. Na rozdíl od vozidla se spalovacím motorem není potřeba měnit olej, vzduchový filtr, palivový filtr, zapalovací svíčky, rozvodný řemen s kladkami a vodním čerpadlem. Vozidlo nemá alternátor a řemenice, díky rekuperaci dochází k minimálnímu opotřebení brzdových destiček a kotoučů.

Na druhou stranu je nutné zmínit, že dochází k postupné degradaci baterie, kterou bude dříve nebo později nutné vyměnit nebo repasovat. Degradace baterie a s ní související snižování dojezdu bude pravděpodobně u každého vozidla probíhat trochu jinak. Záleží především na stylu jízdy, teploty okolí, využívání rychlonabíjení a další. Většina výrobců poskytuje záruku kolem 160 000 km nebo 8 let na snížení kapacity maximálně o 25 %. Jak bude probíhat a kolik bude stát případná repase nebo výměna baterie, bude záležet na programech výrobců a vývoji ceny lithiových článků. V extrémních případech by mohla cena výměny dosahovat sta tisíců korun.

Bezpečnost – hořlavost baterií a vysoké napětí

A jak je to s bezpečností? Baterie elektrických vozidel jsou vysoce hořlavé. To je ale benzín také a stal se tak běžnou součástí naší dopravy, že už žádné nebezpečí ani nevnímáme. V elektrických vozidlech je navíc elektrická soustava s napětím kolem 400 V, které může u člověka při dotyku vést ke smrtelnému poranění. To ale může i 230 V, které máme ve většině elektrických zařízení v domácnosti. V elektrických vozidlech je tato elektrická soustava izolovaná od země a od karoserie. Pro zásah elektrickým proudem by bylo nutné dotknout se jednou částí těla plusového a druhou minusového vodiče (tzn. dvou různých poškozených vodičů naráz). Na rozdíl od domovní zásuvky, kam stačí strčit jeden „hřebík“. Navíc jsou veškeré kabely provedeny ve vícenásobné izolaci a elektronika hlídá, zda nedošlo k takovému poškození, při kterém by se dostalo napětí na karoserii vozidla.

Závěrem – maká se na snížení hmotnosti a ceně

Elektrická auta mohou být výrazně jednodušší s menšími nároky na údržbu a vyšším komfortem pro uživatele (pomineme-li nabíjení na dlouhých trasách). Největší aktuální výzvou pro vývojáře je snížení hmotnosti a ceny baterie. Ale i zde se blýská na lepší časy a ještě nedávno bylo o dost hůř.


Sdílej článek: