Krijgen elektrische auto’s energievreters?

Kort daarvoor werden verbrandingsmotoren met een vermogen van 150 tot 200 pk beschouwd als krachtige voertuigen, vaak voorzien van labels als GTi, TypeR en S.

In de ICE-wereld beginnen auto's doorgaans met bescheiden vermogenscijfers, en de verhogingen naar een hoger vermogen zijn meestal stapsgewijs. De opkomst van elektrische voertuigen staat op het punt om die dynamiek dramatisch te veranderen.

Hoewel EV’s een kleiner assortiment modellen aanbieden dan ICE-auto’s, stijgt hun vermogen nu al naar buitengewone hoogten. Wat drijft deze trend? Zijn zulke extreme prestaties gerechtvaardigd? Laten we het verkennen.

Het EV-scenario

Elektrische instapmodellen leveren nu tussen de 150 en 200 pk. We zijn getuige van gezinsgerichte sedans, zoals de Tesla Model S Plaid en Lucid Air, die een vermogen genereren dat vergelijkbaar is met dat van een Formule 1-auto. Zelfs de Tesla met het laagste vermogen, de Model 3, produceert 325 pk en heeft een koppel dat vergelijkbaar is met dat van een 4,2-liter atmosferische V8-motor.

Elektrische voertuigen hebben met succes koppel, vermogen en algehele prestaties gedemocratiseerd. In de hele geschiedenis van de auto-industrie is dit niveau van bekwaamheid nog nooit eerder toegankelijk geweest voor kopers met een middeninkomen.

Ik wil hier het belang van koppel benadrukken. Hoewel het in het verleden mogelijk was om tegen redelijke prijzen een hoog vermogen te vinden, was een hoog koppel altijd onbetaalbaar. Het genereren van een substantieel koppel in een verbrandingsmotor vereist doorgaans een grote cilinderinhoud, geforceerde inductie of een combinatie van beide, kenmerken die doorgaans voorbehouden zijn aan luxe voertuigen die buiten het bereik van de meeste consumenten liggen.

In de wereld van elektrische voertuigen is het maximale koppel een inherente eigenschap van de motor. Het is overvloedig aanwezig en, cruciaal, onmiddellijk beschikbaar. Heb je er meer van nodig? Installeer eenvoudigweg een extra motor op de tegenoverliggende as en de vereiste is vervuld.

Heeft u meer koppel nodig in een ICE? Je moet meer cilinders toevoegen. Als je de barrière van vier cilinders overwint, worden de dingen duurder omdat je van alles meer nodig hebt. In een V6 heb je meestal 4 nokkenassen, 24 kleppen, misschien twee turbo's nodig. Je snapt het beeld.

Maar waarom is koppel zo belangrijk? Welnu, koppel vertelt je hoeveel vermogen je hebt bij een bepaald toerental en dit is erg belangrijk bij toepassingen met een hoog gewicht, zoals een auto, omdat het je ook informeert over de elasticiteit van de motor/motor, en zijn vermogen tot middelmatige acceleratie, zoals 30-70 km/u, 60-100 km/u enz.

Voor de dagelijkse bestuurder is koppel het eerste dat op prijs wordt gesteld. In de volgende tabel worden ICE en EV's vergeleken wat betreft het geleverde vermogen bij 1500 tpm. Het verklaart gemakkelijk het echte verschil in versnelling tussen de twee soorten voortstuwing.

Hoeveel stroom is er nodig?

Er bestaat niet één definitieve oplossing voor dit onderzoek. We kunnen echter specifieke scenario's opstellen om de benodigde energieopbrengst te beoordelen. We hebben drie berekeningen geselecteerd: het vermogen dat nodig is om een ​​constante snelheid van 130 km/u aan te houden, een standaard snelweglimiet; het vermogen dat nodig is om de topsnelheid van een specifiek elektrisch voertuig te bereiken; en het theoretische maximale vermogen afgeleid van het piekvermogen van het voertuig.

De energiebehoefte bij 130 km/u fungeert als een belangrijke indicator voor de totale efficiëntie van het voertuig, waarbij de aerodynamische prestaties een cruciale factor zijn in deze vergelijking.

Hoewel de aerodynamica ook de topsnelheid beïnvloedt, illustreren de daaropvolgende gegevens ook hoe conservatief de maximale snelheden van deze voertuigen worden beperkt.

De finaletafel is puur een conceptuele oefening. De vermelde theoretische topsnelheden gaan uit van ongewijzigde aerodynamische profielen, een toestand die in de praktijk mogelijk niet opgaat. Bovendien kunnen elektromotoren in werkelijkheid hun piekvermogen slechts enkele seconden volhouden.

De remuitdaging

Hoog vermogen en koppel zijn zeker wenselijk, vooral als ze gepaard gaan met een bescheiden stijging van de kosten (zowel qua productie als energieverbruik), maar het meest problematische aspect van hoog vermogen is de controle ervan. Een object dat snel versnelt, moet ook snel kunnen vertragen.

EV’s combineren hoge snelheid met een aanzienlijke massa, wat een aanzienlijke uitdaging vormt voor hun remsystemen. Gelukkig zijn elektrische voertuigen uitgerust met twee verschillende remmechanismen.

De eerste reactie komt van de motor zelf. Voor vertragingssnelheden tot 0,3 G blijven conventionele hydraulische remmen doorgaans inactief. Als er meer vertraging nodig is, worden de hydraulische remmen ingeschakeld. De grootste moeilijkheid – en de grootste hoofdpijn – ligt in het combineren van deze remmen.

Het bereiken van de juiste balans tussen de twee remsystemen vereist een nauwgezette afstemming om zowel de prestaties als het pedaalgevoel te leveren die bestuurders verwachten. Wat de prestaties betreft, maakt de moderne technologie een maximaal remvermogen mogelijk door gebruik te maken van geavanceerde synthetische materialen zoals koolstof-keramische rotoren. Hoewel forse elektrische voertuigen duidelijk van deze mogelijkheid zouden profiteren, blijft het steile prijskaartje een brede implementatie beperken.

Slotopmerkingen

Het is duidelijk dat het vermogensniveau van reguliere elektrische voertuigen dramatisch is gestegen. Het enorme koppel dat elektromotoren vanuit stilstand genereren, geeft EV's acceleratiekarakteristieken die vergelijkbaar zijn met die van supercars, zowel in het middenbereik als vanaf nulsnelheid.

Deze verbeteringen vloeien voort uit de relatief eenvoudige architectuur van een elektromotor versus een verbrandingsmotor, en uit het relatieve gemak waarmee het motorvermogen kan worden verhoogd. Elektrische auto's wegen echter doorgaans meer dan hun ICE-equivalenten, wat een negatieve invloed heeft op de remprestaties, vooral in dynamische situaties.

Elektrische auto's beschikken over regeneratief remmen om te helpen bij het cruciale streven naar snelheidsreductie in het voertuig, maar het gevoel en de remprestaties kunnen zeker enige verbetering gebruiken.

Uit bovenstaande tabellen blijkt duidelijk dat het vermogen van elektrische auto’s, rekening houdend met hun beperkte topsnelheden, overdreven is. Misschien zullen we de komende jaren, wanneer elektrische auto’s lichter worden door geavanceerde batterijtechnologieën, een vermindering van het vermogen van elektrische voertuigen zien. Wie heeft tenslotte 1000ps nodig op de openbare weg?