Samochody elektryczne – kompendium wiedzy

Każdy z nas słyszał o samochodach elektrycznych, a także o zapowiedziach, że takie pojazdy będą królować na polskich drogach w niedalekiej przyszłości. Na czym polega fenomen aut elektrycznych? Czy ich eksploatacja rzeczywiście jest tańsza? Czy samochody elektryczne są ekologiczne? Jakie modele są dostępne na polskim rynku?

Podstawowe informacje o autach elektrycznych

Samochody elektryczne to pojazdy posiadające jako napęd przynajmniej jeden silnik elektryczny. Aktualną definicję osobowego samochodu elektrycznego przybliża ustawa z 11 stycznia 2018 r. o elektromobilności i paliwach alternatywnych (t.j. Dz.U. 2018 poz. 317). Zgodnie z jej zapisem, samochód elektryczny to pojazd wykorzystujący do napędu wyłącznie energię elektryczną, akumulowaną przez podłączenie do zewnętrznego źródła zasilania. 

Wokół użytkowania aut elektrycznych urosło wiele mitów, które na szczęście wraz z rosnącą popularnością „elektryków” są powtarzane coraz rzadziej. 

Co warto o nich wiedzieć?

• Pracują ciszej, emitują mniej hałasu i wibracji podczas jazdy niż klasyczne auta.
• Mają ograniczony zasięg – w zależności od technologii mogą przejechać ok. 300-500 km na jednym ładowaniu. Odległość ta spada po uruchomieniu systemu audio,  klimatyzacji lub ogrzewania w samochodzie.
• Nie emitują zanieczyszczeń do atmosfery podczas eksploatacji.
• W procesie produkcji są odpowiedzialne za większą emisję CO2 niż w przypadku produkcji samochodów spalinowych.
• Są tańsze w eksploatacji, ale mają wyższą cenę początkową niż ich odpowiedniki spalinowe.

Jak działa samochód elektryczny?

To pytanie cały czas zadaje sobie wielu potencjalnych nabywców aut na prąd. Zasada działania samochodu elektrycznego praktycznie nie różni się zbytnio od jego tradycyjnego odpowiednika. Podobnie jak w aucie spalinowym, sercem jest silnik, z tym że nie dochodzi w nim do procesu spalania paliwa. Zamiast tego, za pomocą specjalnej przekładni, przekazuje zmagazynowaną w akumulatorach energię elektryczną na koła. Co ciekawe, silniki elektryczne zamieniają aż 90% energii na ruch, podczas gdy ich spalinowe odpowiedniki z trudem osiągają efektywność na poziomie 40%. Warto również podkreślić, że konstrukcyjnie silnik elektryczny jest dużo prostszy od spalinowego. Przekłada się to na jego niższą awaryjność i dłuższą żywotność. Zaletą jest również cisza panująca we wnętrzu pojazdu i nisko umieszczony środek ciężkości.

Samochód elektryczny prowadzi się tak samo lub nawet lepiej niż odpowiednik spalinowy. Tym, co szczególnie chwalą sobie posiadacze pojazdów elektrycznych, jest maksymalny moment obrotowy dostępny od samego początku, co bezpośrednio przekłada się na możliwość błyskawicznego przyspieszania. Warto przypomnieć, że nawet 840 konny Dodge Challenger SRT Demon miał poważne problemy z pokonaniem Tesli model S w wyścigu na 1/4 mili.

Jeśli chodzi o budowę samochodu elektrycznego, istotnym elementem są wspomniane wcześniej akumulatory, pełniące rolę „baku”. To właśnie technologia magazynowania energii wciąż nastręcza producentom takich aut najwięcej trudności. Akumulatory są ciężkie i zajmują dużo miejsca, co wpływa na konstrukcję samochodu. Najczęściej umieszczane są w podłodze pojazdu, dzięki czemu nie ograniczają powierzchni bagażnika i jednocześnie obniżają środek ciężkości pojazdu. Wpływa to pozytywnie na jego właściwości jezdne.

Jak zachowa się auto z napędem elektrycznym podczas wypadku?

Auta elektryczne, podobnie jak spalinowe, muszą przejść testy zderzeniowe i badania potwierdzające ich bezpieczeństwo. W porównaniu z konwencjonalnymi pojazdami, mają mniej podzespołów, co ogranicza negatywne skutki zderzenia. Nie mają też baku z paliwem, a to jego wyciek jest najczęstszym powodem pożarów podczas wypadków. W przypadku naruszenia konstrukcji samochodu elektrycznego, cały system napędowy jest automatycznie odłączany.

Czym różni się samochód elektryczny od hybrydowego?

Samochody elektryczne mogą mieć różne rodzaje napędów, w związku z czym będą inaczej klasyfikowane. Wyróżniamy: 

• BEV – pojazdy całkowicie elektryczne (wykorzystujące jedynie energię z akumulatorów),
• HEV – hybrydy (silnik spalinowy jest wspomagany przez silnik elektryczny, a energia jest odzyskiwana z hamowania pojazdu), 
• PHEV – hybrydy typu plug-in (tego typu samochody posiadają silnik spalinowy i elektryczny, mogą być ładowane), 
• FCEV – czyli pojazdy wodorowe (zasilane ogniwami paliwowymi, w których wodór wchodzi w reakcję z tlenem, czego efektem jest produkcja energii elektrycznej oraz wody).

Początki aut na prąd

Co ciekawe, samochody elektryczne były jednymi z pierwszych pojazdów wykorzystywanych do przemieszczania się ludzi. Pierwszy powóz elektryczny powstał już w pierwszej połowie XIX wieku. Drogę dla rozwoju samochodów elektrycznych utorowało wynalezienie akumulatora i komutatora, dzięki czemu możliwe było napędzanie silnika prądem stałym. 

Za sprawą masowej produkcji Forda T na początku XX wieku wyraźnie spadło zainteresowanie pojazdami elektrycznymi. Auta z silnikami spalinowymi były bardziej praktyczne i rozwojowe, a braki technologiczne nie pozwoliły pojazdom z napędem elektrycznym na podobną popularność. 

Przełomowy okazał się rok 1947, kiedy w firmie Bell Telephone Laboratories skonstruowano pierwszy tranzystor. Mimo tego, że produkcja pojazdów z napędem elektrycznym była wciąż zbyt droga, technologia oparta na bazie tranzystora przetarła szlak dla nowoczesnych pojazdów z napędem elektrycznym. 

W historii aut elektrycznych nie można pominąć początków słynnej Tesli. Tesla Inc. to amerykańskie przedsiębiorstwo motoryzacyjne zajmujące się produkcją w pełni elektrycznych samochodów. Pierwszy taki pojazd firma wprowadziła do obiegu w 2008 roku (Tesla Roadster). Kolejne modele pojawiły się w latach 2012-2017 (Model S, Model X oraz Model 3). Tesla nieustannie ulepsza wykorzystywane technologie, by produkowane pojazdy miały jeszcze większy zasięg i osiągały lepsze wyniki.

Ładowanie pojazdów elektrycznych – jak to działa?

Auto elektryczne można ładować na kilka sposobów – od gniazdka we własnym domu, przez system Wallbox, po publiczne stacje ładowania (np. na parkingach, przy autostradzie czy supermarkecie). Istnieją dwa podstawowe rodzaje ładowania: ładowanie AC i DC. Przy pierwszym rodzaju ładowania wbudowany w samochodzie prostownik zmienia prąd przemienny pobierany z sieci na prąd stały. Przy ładowaniu DC prąd jest zamieniany na stały poza samochodem (np. w stacji ładowania) – takie rozwiązanie zwiększa moc i skraca czas ładowania. 

Czas ładowania zależy także od pojemności baterii akumulatorów oraz mocy stacji. Ładowarki dzielą się na: wolne (3 kW; średni czas ładowania 6-12 godzin), szybkie (7 kW; 3-6 godzin), bardzo szybkie (43 kW na prąd zmienny i 50 kW na prąd stały; 80% baterii w 30 minut) oraz superszybkie (120 kW; 30 minut). Co ważne, punktów ładowania w naszym kraju regularnie przybywa, czemu sprzyja duża aktywność inwestorów. Niemal każdy nowy projekt deweloperski przewiduje miejsce do ładowania elektryków. Szacuje się, że na jedną stację ładowania samochodów elektrycznych przypada w Polsce niespełna 5 aut osobowych.

Samochody elektryczne nad Wisłą

Lista aut z napędem elektrycznym dostępnych w Polsce stale rośnie, a upowszechnienie tej gałęzi motoryzacji wpływa pozytywnie na ceny. W tej chwili są droższe od pojazdów napędzanych silnikiem spalinowym, ale kuszą obietnicą niższych kosztów eksploatacji. Jakie modele aut elektrycznych znajdziemy na polskim rynku?

BMW i3 to jedyny w pełni elektryczny model samochodu oferowany przez tego producenta. Jest niewielki i został stworzony głównie z myślą o mieszkańcach miast. Ceny zależą od zasięgu samochodu (czyli pojemności akumulatora) i wahają się od 150 tys. do 180 tys. zł. Z kolei Renault wypuścił na nasz rynek aż trzy modele aut elektrycznych. Dwuosobowy Twizy, pojemny Kangoo Z.E. oraz model o standardowych miejskich rozmiarach – ZOE. Nissan również postanowił odpowiedzieć na różne potrzeby konsumentów, prezentując model kompaktowy (Leaf) oraz dostawczy (e-NV200). 

Mitsubishi w swojej ofercie postawił na kompaktowość i zaproponował polskim konsumentom model i-MiEV – mały miejski samochód, który osiąga maksymalną prędkość 120 km/h. Natomiast elektryczna wersja Volkswagena Golfa cechuje się klasycznym projektem – e-Golf praktycznie nie różni się on niczym od pozostałych odmian kompaktowego auta tej marki. 

Również producenci tacy jak KIA, Toyota, Skoda, Mercedes, Peugeot, Audi czy Opel na poważnie zainteresowali się autami elektrycznymi i wprowadzili do sprzedaży własne modele aut na prąd. Polscy kierowcy mają z czego wybierać!