Blir elbiler strømkrevende?

Kort tid før ble forbrenningsmotorer som produserte 150-200 HK sett på som kjøretøyer med høy ytelse, ofte med etiketter som GTi, TypeR ogS.

I ICE-riket starter biler vanligvis med beskjedne krafttall, og økninger til høyere ytelse er vanligvis inkrementelle. Fremveksten av elektriske kjøretøy er klar til å endre denne dynamikken dramatisk.

Selv om elbiler tilbyr et mindre utvalg av modeller enn ICE-biler, stiger kraften allerede til ekstraordinære høyder. Hva driver denne trenden? Er slike ekstreme prestasjoner berettiget? La oss utforske.

EV-scenariet

Elektriske biler på startnivå leverer nå mellom 150 og 200 hestekrefter. Vi er vitne til familieorienterte sedaner, som Tesla Model S Plaid og Lucid Air, som genererer kraftnivåer som kan måle seg med en Formel 1-bil. Selv den laveste Tesla-effekten, Model 3, produserer 325 hestekrefter med dreiemoment som ligner på en 4,2-liters naturlig aspirert V8-motor.

Elektriske kjøretøy har vellykket demokratisert dreiemoment, kraft og generell ytelse. I hele bilindustriens historie har dette kapasitetsnivået aldri tidligere vært tilgjengelig for mellominntektskjøpere.

Jeg vil fremheve betydningen av dreiemoment her. Selv om det tidligere var mulig å finne høy effekt til rimelige priser, var høyt dreiemoment alltid uoverkommelig dyrt. Generering av betydelig dreiemoment i en forbrenningsmotor krever vanligvis stort slagvolum, tvungen induksjon eller en kombinasjon av begge, funksjoner som vanligvis er reservert for luksusbiler utenfor rekkevidde for de fleste forbrukere.

I en verden av elektriske kjøretøy er maksimalt dreiemoment en iboende egenskap til motoren. Det er rikelig og, avgjørende, tilgjengelig umiddelbart. Trenger du mer av det? Installer ganske enkelt en ekstra motor på motsatt aksel, og kravet er oppfylt.

Trenger du mer dreiemoment i en ICE? Du må legge til flere sylindre. Hvis du overvinner 4-sylindre-barrieren, begynner ting å bli dyrere fordi du trenger mer fra alt. I en V6 trenger du vanligvis 4 kamaksler, 24 ventiler, kanskje to turboer. Du skjønner bildet.

Men hvorfor er dreiemomentet så viktig? Vel, dreiemoment forteller deg hvor mye kraft du har ved et gitt turtall, og dette er veldig viktig i en høyvektsapplikasjon, for eksempel en bil, fordi den også informerer deg om elastisiteten til motoren/motoren, og dens evne til mellomakselerasjon som 30-70 km/t, 60-100 km/t osv.

For den daglige sjåføren er dreiemoment det første som blir verdsatt. I tabellen nedenfor sammenlignes ICE og elbiler i kraftutgangene ved 1500 rpm. Det forklarer enkelt den virkelige forskjellen i akselerasjon mellom de to fremdriftstypene.

Hvor mye strøm trengs?

Det finnes ingen entydig løsning på denne forespørselen. Vi kan imidlertid etablere spesifikke scenarier for å vurdere nødvendig energiproduksjon. Vi valgte tre beregninger: kraften som er nødvendig for å holde en konstant hastighet på 130 km/t, en standard motorveigrense; kraften som kreves for å nå et spesifikt elektrisk kjøretøys topphastighet; og den teoretiske maksimale effekten hentet fra kjøretøyets toppeffekt.

Energibehovet ved 130 km/t fungerer som en nøkkelindikator for kjøretøyets totale effektivitet, med aerodynamisk ytelse som en kritisk faktor i denne ligningen.

Mens aerodynamikk også påvirker topphastigheten, illustrerer de påfølgende dataene også hvor konservativt de maksimale hastighetene til disse kjøretøyene er begrenset.

Finalebordet er en ren konseptuell øvelse. De teoretiske topphastighetene som er oppført antar uendrede aerodynamiske profiler, en tilstand som kanskje ikke stemmer i praktiske omgivelser. Videre, i virkeligheten, kan elektriske motorer bare opprettholde sin toppeffekt i noen sekunder.

Bremseutfordringen

Høy effekt og dreiemoment er absolutt ønskelig, spesielt når de kommer med en beskjeden økning i kostnader (både i produksjon og energiforbruk), men det mest problematiske aspektet ved høy effekt er kontrollen. Et objekt som akselererer raskt må også kunne bremse raskt.

Elbiler kombinerer høy hastighet med betydelig masse, noe som skaper en betydelig utfordring for bremsesystemene deres. Heldigvis er elektriske kjøretøy utstyrt med to forskjellige bremsemekanismer.

Den første responsen kommer fra selve motoren. For retardasjonshastigheter på opptil 0,3 G forblir konvensjonelle hydrauliske bremser vanligvis inaktive. Når større retardasjon er nødvendig, kobles de hydrauliske bremsene inn. Den største vanskeligheten – og den største hodepinen – ligger i å blande disse bremsene.

Å oppnå den rette balansen mellom de to bremsesystemene krever grundig justering for å levere både ytelsen og pedalfølelsen sjåførene forventer. Når det gjelder ytelse, muliggjør moderne teknologi topp stoppkraft ved å bruke banebrytende syntetiske materialer som karbon-keramiske rotorer. Mens heftige elektriske kjøretøy helt klart vil tjene på denne muligheten, fortsetter den høye prislappen å begrense omfattende implementering.

Avsluttende bemerkninger

Det er tydelig at kraftnivåene til vanlige elektriske kjøretøy har økt dramatisk. Det enorme dreiemomentet som elektriske motorer genererer fra stillestående gir elbilens akselerasjonsegenskaper som kan sammenlignes med superbiler, både i mellomtoner og fra null hastighet.

Disse fremskrittene stammer fra den relativt enkle arkitekturen til en elektrisk motor versus en forbrenningsmotor, samt den relative enkle å øke motorytelsen. Imidlertid har elbiler en tendens til å veie mer enn deres ICE-ekvivalenter, noe som påvirker bremseytelsen negativt, spesielt i dynamiske situasjoner.

Elektriske biler har regenerativ bremsing for å hjelpe til med det avgjørende arbeidet med å redusere hastigheten i kjøretøyet, men følelsen og bremseytelsen kan absolutt trenge en forbedring.

Tabellene ovenfor viser tydelig at kraftuttaket til elbiler tatt i betraktning deres begrensede topphastighet er overdrevet. Kanskje i de kommende årene, når elbiler blir lettere gjennom avansert batteriteknologi, vil vi se en reduksjon i kraftuttaket til elektriske kjøretøy. Tross alt, hvem trenger 1000ps på offentlig vei?