Elektrikli Araçtaki “Yakıt Deposu” Ne Kadar Büyük?

Opening

Elektrikli araç tutkunları sıklıkla son derece makul iki soruyu sorarlar: "Elektrikli araçların çoğunun neden elektronik olarak sınırlandırılmış azami hızları vardır?" ve "Benzer içten yanmalı motorlu arabaya kıyasla menzil neden daha düşük?"

Bu soruların yanıtlanması, çeşitli itici yakıtların enerji yoğunluğunun ve elbette, tipik olarak bir elektrikli aracın motorunu/motorlarını çalıştıran yüksek voltajlı pil takımında depolanan karşılaştırılabilir enerjinin incelenmesini gerektirir.

Benzin ve dizelin enerji içeriği

Bugün dünyada en popüler iki yakıtın enerji içeriğiyle başlayalım. Bir litre benzinin enerji içeriği 9 kWh iken, bir litre dizelin enerji içeriği neredeyse 10 kWh'tir. Bu verileri bir perspektife oturtmak gerekirse, 40 litrelik mütevazı bir yakıt deposuna sahip tipik bir kompakt otomobil, benzinli ise 360 ​​kWh enerji taşıyor demektir; dizel ise eşdeğeri 400 kWh'dir.

Yüksek voltajlı akü enerji içeriği

Günümüzde kompakt bir araçta bulunan tipik bir yüksek gerilim aküsü, 50-80 kWh net enerji içeriği taşımaktadır. Net burada anahtar kelimedir çünkü yüksek voltajlı bataryanın toplam enerji içeriği aktarma organları tarafından kullanılamamaktadır. Paket içerisinde gerekli üst ve alt tampon mevcuttur. Üst tampon her zaman alt tampondan daha düşüktür çünkü yüksek voltajlı bir pil takımının derin deşarjı felakete yol açabilir, bu nedenle üreticiler alt tampon konusunda biraz daha cömert davranırlar. Genel olarak tampon ne kadar yüksek olursa pil o kadar uzun süre dayanır. Bu, üreticiler için üstesinden gelinmesi çok zor bir konudur çünkü daha büyük bir tampon, aracı hareket ettirmek için daha az net enerjinin mevcut olması anlamına gelir, dolayısıyla bunu daha fazla modülle artırmak zorunda kalırlar, bu da otomobildeki ağırlık ve alan gereksinimlerini artırır. Tampon konusu çok önemli, bu nedenle üreticiler günlük kullanımda pilin şarjının %20-80 arasında tutulmasını öneriyor. Bu sayede sadece şarj alışkanlıklarımızı ayarlayarak üst ve alt tamponları artırabiliyoruz.

Tahrik yöntemlerinin karşılaştırılması

Aşağıdaki tabloda, aynı arabadaki üç tahrik yöntemini (benzinli, dizel ve elektrikli) ve "yakıtlar" arasındaki eşdeğer enerji içeriğini karşılaştırıyoruz. Örnek olarak Peugeot 208'i kullandık ancak rakamlar, birden fazla yakıt versiyonu bulunan diğer otomobillerle benzer. Doğrudan karşılaştırmayı kolaylaştırmak için tüm yakıtları kWh'ye dönüştürdük.

Wrap-up

Günümüzün akü teknolojisi ile içten yanmalı motorlu bir aracın tipik bir yakıt deposu, tipik bir aküden neredeyse on kat daha fazla enerji taşır. Öte yandan çok daha üstün verimlilik, elektrikli araca yardımcı oluyor. Yukarıdaki tabloda, elektrikli otomobilin aynı mesafe için eşdeğer içten yanmalı motorlu otomobile göre neredeyse üç kat daha az enerjiye ihtiyaç duyduğunu rahatlıkla görebiliriz. Bu da beklenen bir durumdur, çünkü elektrik motoru %94'e varan verime ulaşırken, modern turboşarjlı ve doğrudan yakıt enjeksiyonlu, benzinli ve dizel motorlar %38-40'a varan verime ulaşabilmektedir. Peki EV'lerin karşılaştırılabilir bir menzile sahip olması için ne kadar enerjiye ihtiyacı var? Yukarıdaki tabloyu referans olarak kullanırsak, benzinli modelle eşleşmek için 128 kWh'ye, dizel modelle eşit menzil elde etmek için ise 158 kWh'ye ihtiyacımız var. Gerçek sayı daha da yüksektir, çünkü eğer arabamızda bu tür bir batarya varsa, ağırlık cezası çok büyük olacak ve elektrik tüketimi artacaktır. Dolayısıyla, mevcut akü teknolojisiyle İYM'li bir araçla aynı menzile sahip olmak neredeyse imkansızdır. Ancak ilk kanıtlar, katı hal pillerinin bu boşluğu önemli ölçüde kapatabileceğini gösteriyor. Ayrıca ilgili başka bir sorun olan ücretlendirme konusunda da önemli ölçüde yardımcı olmaları gerekir.

Aşağıdaki tabloda yakıtlar arasındaki şarj gücü karşılaştırmasını görebilirsiniz.

Günümüzün en gelişmiş elektrikli araçları 270 kW'a kadar güçle şarj edilebilmektedir. 50 litrelik bir tankın eşdeğer "şarj" gücü, benzin için 13.500 kW ve dizel için 15.000 kW'dır. Çünkü İYM'li araç için "şarj" süresi yaklaşık 2 dakikadır. Yine "şarj etme" hızındaki fark, İYM'li araç lehine çok büyüktür.

Açıkçası, elektrikli aracı gece boyunca, aracı kullanmadığınız zamanlarda şarj ederek bu durum bir dereceye kadar hafifletilebilir; bu, bir İYM araba ile yapamayacağınız bir şeydir. Ayrıca EV'lerdeki "depo"nun çok daha küçük olması nedeniyle şarj sürelerindeki gerçek fark, şarj oranlarındaki farkın gösterdiği kadar büyük değil. Yine de daha hızlı şarj seçeneklerine ihtiyacımız olduğu açık ve bunların çok uzakta olmaması iyi bir şey.