Auto elektryczne? Przecież ono ma zasięg jak "benzyniak" na rezerwie! Czyżby? Czas pozbyć się uprzedzeń, na rynku jest coraz więcej aut elektrycznych, które na jednym ładowaniu przejeżdżają nawet ponad 400 km. Wyjaśniamy, dlaczego producentom tak dużo czasu zajęło opracowanie takich modeli i tłumaczymy, czym kierować się przy wyborze wersji akumulatora.
Foto: Robert Rybicki / Auto Świat
Nawet w niewielkim aucie elektrycznym bateria waży kilkaset kilogramów i jest najdroższym podzespołem samochodu.
Zasięgi aut elektrycznych są z generacji na generację coraz wyższe
Najnowsze modele mogą już przejeżdżać, w optymalnych warunkach, nawet ponad 600 km
Wiele modeli aut elektrycznych jest dostępnych z różnymi wersjami akumulatorów – dopłata za dodatkowy zasięg jest jednak z reguły bardzo wysoka
Do codziennych dojazdów do pracy czy jazdy po mieście z reguły wystarcza mniejszy akumulator
Przez ponad 100 lat ograniczony zasięg na jednym ładowaniu (przy bardzo długim czasie ładowania) był najważniejszą przyczyną tego, że auta elektryczne przegrywały ze spalinowymi. Wszystko przez parametr określany jako gęstość energii, który wypada dla akumulatorów znacznie gorzej niż dla paliw płynnych czy gazowych. Dla porównania: w 1 kg benzyny mamy zmagazynowane ok. 12 kWh energii, a w 1 kg dobrego akumulatora kwasowo-ołowiowego zaledwie 0,05 kWh, czyli 240 razy mniej! To dlatego do niedawna auta elektryczne, mimo potężnych i ciężkich akumulatorów, które zajmowały w nich mnóstwo miejsca, miały zasięgi rzędu 100 km.
Nie jest jednak prawdą, że w dziedzinie akumulatorów od lat się nic nie zmieniło – postęp ostatnio bardzo przyspieszył. Akumulatory litowo-jonowe, stosowane np. w Tesli Model 3, mają gęstość energii na poziomie 0,22 kWh/kg, czyli ponad czterokrotnie wyższą niż w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych (czyli takich, jakie stosowane są np. jako akumulatory rozruchowe w autach z silnikami spalinowymi). Na tle gęstości energii w paliwach płynnych to wciąż słaby wynik, ale ostatnio regularnie kolejne firmy ogłaszają przełamanie barier technologicznych i zapowiadają coraz lżejsze ogniwa o coraz wyższych pojemnościach. W ciągu 2-3 lat na rynek trafić mają akumulatory o gęstości energii rzędu 0,4 kWh/kg. Już teraz dostępne są moduły o wyższej wydajności niż te stosowane w "elektrykach", tyle że nie są one na tyle trwałe, stabilne i bezpieczne, żeby montować je w samochodach.
Uwaga! To, że akumulatory wciąż są (relatywnie) wielkie i ciężkie, przynajmniej w pewnym stopniu, jest bilansowane przez fakt, że inne podzespoły aut elektrycznych są znacznie lżejsze niż w autach z silnikami spalinowymi, a wielu innych części nie potrzeba wcale, np. 300-konny silnik elektryczny może ważyć zaledwie 30 kg, a nie 200 kg jak w przypadku benzyniaka, nie potrzebuje też ciężkiej skrzyni biegów czy układu wydechowego.
Czy duża bateria rzeczywiście jest niezbędna?
Dzięki coraz lepszym akumulatorom, ale też i dzięki dopracowaniu innych podzespołów, dzisiejsze auta elektryczne są coraz częściej w stanie pokonać w normalnych warunkach ok. 350-450 km na jednym ładowaniu, ale są też i lepsze wyniki, np. w przypadku Forda Mustanga Mach-E maksymalny zasięg ma przekraczać 600 km. To już wynik na poziomie aut spalinowych!
Z drugiej jednak strony, powstaje pytanie, czy rzeczywiście jak największy zasięg jest aż tak ważny? Mimo nieustannego postępu akumulator pozostaje najdroższym i najcięższym podzespołem auta elektrycznego. Z ekonomicznego i ekologicznego punktu widzenia stosowanie akumulatorów o jak najwyższych pojemnościach nie jest wcale najkorzystniejszym rozwiązaniem. Im pojemniejszy akumulator, tym auto robi się cięższe, więc trzeba wzmocnić jego konstrukcję, zastosować wydajniejsze hamulce i mocniejszy silnik – jeśli w aucie zamontujemy akumulator o dwa razy większej pojemności, to nie znaczy to wcale, że uzyskamy w ten sposób dwa razy wyższy zasięg – mnóstwo energii stracimy na wprawianie w ruch większej masy! Za to koszt pojazdu wzrośnie.
Nie zawsze największy akumulator będzie najlepszy!
To dlatego wielu producentów oferuje auta z akumulatorami o różnych pojemnościach (jeśli auto ma być używane tylko do codziennych dojazdów na krótkich dystansach, to nie ma sensu zamawiać go z największym dostępnym akumulatorem), a inni, jak np. Mazda, celowo wyłamują się z akumulatorowego wyścigu zbrojeń, twierdząc, że większość użytkowników i tak nie pokonuje aż tak dużych przebiegów, żeby było to niezbędne. I tak np. Mazda MX-30 ma baterię o pojemności 35,5 kWh, która ma zapewniać zasięg do 200 km. Na pytanie, dlaczego tak mało, przedstawiciele Mazdy odpowiadają, że przeciętny Europejczyk przejeżdża dziennie 48 km, więc zasięg jest wystarczający. Z drugiej jednak strony, np. BMW przygotowuje, dużego, elektrycznego SUV-a z bateriami o pojemności powyżej 100 kWh.
Foto: Andrzej Kondratczyk / Auto Świat
Mazda MX-30 to auto elektryczne w którym producent celowo zrezygnował z dużego akumulatora.
Zasięg auta elektrycznego zależy nie tylko od pojemności akumulatora, ale też i od zużycia energii przez silnik oraz od skuteczności działania układu rekuperacji (odzyskiwania energii przy hamowaniu), no i oczywiście od tego, w jakich warunkach auto jest użytkowane – przy bardzo niskich, jak i przy wysokich temperaturach zasięg spada, bo zarówno ogrzewanie, jak i chłodzenie są bardzo energochłonne.
Jaka pojemność akumulatora jest wystarczająca?
Samochód musi być przede wszystkim dostosowany do potrzeb i warunków, w jakich będzie używany. W dużym uproszczeniu, jeśli "elektryk" ma być wykorzystywany wyłącznie do miejskich dojazdów do pracy i ma być drugim autem w rodzinie, to wystarczy akumulator o mniejszej pojemnościach. Nie ma sensu przepłacać, lepiej zainwestować zaoszczędzone pieniądze np. w dobry wallbox do szybszego ładowania auta w domu albo w dodatkowe ogniwa fotowoltaiczne w domu, żeby przynajmniej część prądu potrzebnego do ładowania auta wytwarzać taniej.
Jeśli auto elektryczne ma być podstawowym środkiem transportu, albo mieszkamy z dala od ogólnodostępnych stacji ładowania, to im większa bateria, tym lepiej.
Samochody elektryczne dostępne z akumulatorami o różnych pojemnościach*
