Hvor stor er "drivstofftanken" i et elektrisk kjøretøy?

Opening

Entusiaster av elektriske kjøretøy stiller ofte to helt rimelige spørsmål: "Hvorfor har de fleste elektriske kjøretøy elektronisk begrenset topphastighet?" og "Hvorfor er rekkevidden lavere sammenlignet med en tilsvarende bil med forbrenningsmotor?".

Å løse disse spørsmålene krever å undersøke energitettheten til de forskjellige fremdriftsdrivstoffene og, selvfølgelig, den sammenlignbare energien som er lagret i høyspentbatteripakken som vanligvis driver et elektrisk kjøretøys motor(er).

Energiinnhold i bensin og diesel

La oss begynne med energiinnholdet i de to mest populære drivstoffene i verden i dag. En liter bensin har et energiinnhold på 9 kWh, mens en liter diesel har nesten 10 kWh. For å sette disse dataene i perspektiv, en typisk kompaktbil med en beskjeden 40 liters drivstofftank, hvis det er bensin, betyr det at den har 360 kWh energi og hvis det er diesel, er det tilsvarende 400 kWh.

Høyspent batterienergiinnhold

Et typisk høyspentbatteri i et kompakt kjøretøy har i dag mellom 50-80 kWh netto energiinnhold. Nett er nøkkelordet her, fordi det totale energiinnholdet i høyspentbatteriet ikke er tilgjengelig for drivverket. Det er en nødvendig topp- og bunnbuffer i pakken. Toppbuffer er alltid lavere enn bunnbuffer fordi dyp utlading av en høyspentbatteripakke kan være katastrofal, så produsentene er litt rausere med bunnbufferen. Generelt sett jo høyere buffer – jo lenger varer batteriet. Dette er et veldig vanskelig problem for produsentene å takle fordi en større buffer betyr mindre netto energi er tilgjengelig for å flytte kjøretøyet, så de er tvunget til å øke den med flere moduler, som igjen øker vekten og plassbehovet i bilen. Bufferspørsmålet er veldig viktig, det er derfor produsentene foreslår at batteriladingen bør holdes mellom 20-80 % for daglig bruk. På denne måten kan vi øke topp- og bunnbuffer bare ved å justere ladevanene våre.

Sammenligning av fremdriftsmetodene

I tabellen nedenfor sammenligner vi tre fremdriftsmetoder i samme bil - bensin, diesel og elektrisk og tilsvarende energiinnhold mellom "drivstoff". Vi brukte Peugeot 208 som eksempel, men tallene er like med andre biler tilgjengelig i flere drivstoffversjoner. Vi konverterte alle drivstoff til kWh for enklere direkte sammenligning.

Wrap-up

Med dagens batteriteknologi bærer en typisk drivstofftank i et kjøretøy med forbrenningsmotor nesten ti ganger mer energi enn et vanlig batteri. På den annen side hjelper den langt overlegne effektiviteten det elektriske kjøretøyet. Vi kan enkelt se i tabellen ovenfor at elbilen trenger nesten tre ganger mindre energi enn tilsvarende forbrenningsmotorbil for samme tilbakelagte distanse, noe som kan forventes siden elmotoren kan nå en effektivitet på opptil 94 %, mens de moderne turboladede og direkte drivstoffinjeksjons-, bensin- og dieselmotorene når opp til 38–40 % effektivitet. Så hvor mye energi trenger elbiler for å ha en sammenlignbar rekkevidde? Ved å bruke tabellen ovenfor som referanse trenger vi 128 kWh for å matche bensinmodellen og 158 kWh for å oppnå lik rekkevidde med dieselmodellen. Det reelle tallet er enda høyere, siden hvis vi har denne typen batteri i bilen, vil vektstraffen være enorm og strømforbruket vil øke. Så å ha samme rekkevidde som et ICE-kjøretøy er praktisk talt umulig med dagens batteriteknologi. Imidlertid tyder tidlige bevis på at solid state-batterier kan bygge bro over dette gapet betydelig. De bør også betraktelig hjelpe med et annet relatert problem – lading.

Du kan se sammenligningen av ladeeffekten mellom drivstoffene i tabellen nedenfor.

Dagens mest avanserte elbiler kan lade med opptil 270 kW kraft. Den tilsvarende "ladeeffekten" til en 50 liters tank er 13 500 kW for bensinen og 15 000 kW for dieselen. Det er fordi "ladetiden" er omtrent 2 minutter for ICE-kjøretøyet. Igjen, forskjellen i "ladehastighet" er enorm til fordel for ICE-kjøretøyet.

Dette kan åpenbart reduseres til en viss grad ved å lade det elektriske kjøretøyet over natten, når du ikke bruker bilen – noe du ikke kan gjøre med en ICE-bil. På grunn av det faktum at "tanken" på elbiler er så mye mindre, er den faktiske forskjellen i ladetider ikke så stor som forskjellen i ladehastigheter tilsier. Likevel trenger vi åpenbart enda raskere ladealternativer, og det er bra at de ikke er langt unna.