Větší baterie automaticky neznamená delší dojezd. U elektromobilu totiž rozhoduje také aerodynamika, hmotnost, pneumatiky, účinnost pohonu nebo teplota. Rozdíly jsou přitom tak velké, že dvě auta se stejně velkou baterií mohou mít dojezd odlišný klidně o stovky kilometrů.
Vyšší kapacita baterie elektromobilu neznamená automaticky vyšší dojezd
Články na téma dojezd elektroaut:
- Dojezd elektromobilu v zimě - opravdu je to taková mizérie?
- Dojezd elektromobilů - jak moc se liší ve skutečnosti?
- Dojezd elektromobilů v zimě
- Elektromobil s nejdelším dojezdem
- WLTP norma pro elektromobily
- Jak dojet s elektromobilem co nejdál
- Energetická hustota – co to je?
- Porovnání plánování trasy Volvo EX30 vs. Škoda Enyaq
- Dojezd elektromobilů už se moc zvyšovat nebude, není důvod
- Jak daleko dojede elektromobil s vybitou baterií?
- Dojezd elektromobilů: Na kapacitě baterie zase tolik nezáleží - právě čtete
Baterie je jen nádrž
Dojezd elektromobilu se dá v nejjednodušší podobě spočítat jako využitelná energie v baterii dělená spotřebou. Právě slovo využitelná je důležité. Výrobci mohou uvádět hrubou kapacitu, jenže řidič běžně nemá k dispozici úplně všechnu energii uloženou v článcích. Proto také existuje rozdíl mezi celkovou a využitelnou kapacitou akumulátoru. Daleko větší rozdíl ale obvykle udělá spotřeba. Elektromobil musí překonávat odpor vzduchu, valivý odpor pneumatik, ztráty v převodech, ložiscích, motoru a invertoru a současně živit klimatizaci, topení, čerpadla nebo tepelný management baterie.
Stačí vzít dva naprosto realistické příklady. První auto spotřebuje 16 kWh/100 km, druhé 22 kWh/100 km. S využitelnou kapacitou 100 kWh ujede první teoreticky 625 km, zatímco druhé se 110 kWh skončí na 500 km. Má tedy o deset procent větší zásobu energie, ale dojede o 125 kilometrů méně.
Také čtěte
Ve 130 km/h už auto bojuje hlavně se vzduchem
Aerodynamický odpor se počítá ze vztahu F = 1/2 × ρ × Cd × A × v². Pro řidiče jsou důležité hlavně součinitel odporu Cd, čelní plocha A a rychlost. Často se přitom mluví jen o Cd, což je zásadní chyba. Mercedes EQS má například Cd 0,20 a čelní plochu 2,51 m², takže jeho takzvané CdA vychází přibližně na 0,50 m².
Při 130 km/h potřebuje auto s CdA 0,50 m² jen na překonání vzduchu zhruba 14,4 kW. Pokud velké SUV skončí na CdA 0,75 m², jsme už přibližně na 21,6 kW. Rozdíl dělá při stejné rychlosti asi 5,5 kWh na každých 100 km, a to jsme ještě nepřičetli pneumatiky ani ztráty pohonu. Proto může vysoké a široké SUV dostat výrazně větší baterii a přesto na dálnici snadno prohrát v dojezdu s nižším sedanem.
Síla aerodynamického odporu roste s druhou mocninou rychlosti, výkon potřebný k jejímu překonání dokonce s třetí. Právě proto umí dálnice rozdíly mezi aerodynamicky povedeným a nepovedeným elektromobilem dost zdůraznit. Není náhodou, že automobilky řeší u elektromobilů zakrytování podvozku, aerodynamická kola nebo aktivní žaluzie před chladiči násobně víc než u spalováků.
- Přečtěte si také: Aerodynamika aut: Jak se ladí i ty poslední detaily kvůli spotřebě
Kila nejsou hlavní viník, ale zdarma nejsou
Hmotnost má trochu jiný vliv, než se často tvrdí. Na rovině při ustálené rychlosti nevstupuje do aerodynamického odporu vůbec. Přidává ale valivý odpor pneumatik. Při orientačním součiniteli valivého odporu 0,008 znamená dalších 500 kg přibližně 1,1 kWh navíc na 100 km jen kvůli odvalování.
Větší rozdíl se projeví při rozjezdech a ve stoupání. Rekuperace část energie vrátí, jenže ne všechnu. Ztráty vznikají v motoru, invertoru, baterii i pneumatikách. Proto hmotnost bolí nejvíc ve městě a kopcovitém terénu, zatímco při konstantní dálniční jízdě se do popředí dostává aerodynamika.
Také čtěte
Přes 100 kilometrů může udělat jen sada kol
Docela hezky to ukazuje Lucid Air Grand Touring. Podle evropského měření WLTP zvládne s 19palcovými koly až 960 kilometrů. S největšími koly, tedy 21palcovými, je to už jen 817 kilometrů. Rozdíl dělá obrovských 143 kilometrů, přestože se bavíme pořád o stejném modelu auta.
Není fér hodit všechno na samotný průměr ráfku. S většími koly se mění pneumatiky, jejich šířka a konstrukce, valivý odpor, aerodynamika kola a často i hmotnost rotujících částí. Výsledek je ale názorný – něco, co při pohledu do ceníku působí jako designový příplatek, může dojezdem zahýbat víc než několik kilowatthodin baterie.
Důvodem je mimo jiné fakt, že pneumatika se při jízdě neustále deformuje. Část energie vložené do její deformace se už nevrátí zpět a skončí jako teplo. Širší sportovní pneumatika navíc nemůže mít stejnou směs ani konstrukci jako úsporná pneumatika vyvinutá primárně s ohledem na nízký valivý odpor. A protože kola jsou současně vystavena proudícímu vzduchu, jejich tvar ovlivňuje i aerodynamiku celého auta.
Elektromotor není vždy stejně úsporný
Tvrzení, že elektromotor má vysokou účinnost a tím je hotovo, je příliš jednoduché. Motor má mapu účinnosti a jinak se chová při malém zatížení, jinak při vysokém výkonu a jinak ve vysokých otáčkách. Do výsledku vstupují magnetické ztráty, převod, ložiska, olej v reduktoru a samozřejmě invertor.
U čtyřkolky navíc přibývá druhý motor a další převod. Výrobci proto řeší i jeho odpojování. Lucid například používá u přední nápravy odpojovací mechanismus, aby se permanentně buzený motor v situaci, kdy není potřeba, zbytečně netočil a nevytvářel další ztráty.
Ani architektura pracující například s napětím kolem 800 V sama o sobě nezaručuje delší dojezd. Vyšší napětí umožňuje při stejném výkonu snížit proud. A protože odporové ztráty rostou s druhou mocninou proudu podle vztahu P = I²R, může být jejich omezení docela významné. Jenže zase rozhoduje celý řetězec od baterie přes výkonovou elektroniku až po elektromotor a kola.
Zima bere energii dvakrát
V chladu roste vnitřní odpor článků a baterii je často potřeba ohřívat. Současně chcete teplo i v kabině. U spalovacího auta se k tomu využije odpadní teplo motoru, elektromobil ho má minimum, takže si musí teplo vyrobit z energie v baterii. Tepelné čerpadlo je proto výrazná výhoda proti čistě odporovému topení, byť s klesající venkovní teplotou se mění i podmínky, za kterých dokáže efektivně pracovat.
Nejhorší jsou krátké zimní jízdy. Auto pokaždé ohřeje kabinu a často i baterii, ale tuto energetickou investici rozpočítá jen do několika úvodních „studených“ kilometrů. Na dlouhé dálnici se spotřeba topení rozmělní a znovu začne dominovat vzduch.
Kapacita baterie tedy rozhoduje, ale je jen jednou polovinou rovnice. Tou druhou je spotřeba energie na kilometr. Když konstruktéři sníží CdA, valivý odpor, ztráty pohonu a spotřebu pomocných systémů, mohou z menší baterie dostat větší dojezd než konkurence z podstatně většího akumulátoru. Proto je při porovnávání elektromobilů nakonec mnohem zajímavější údaj v kWh/100 km než samotné číslo napsané u kapacity baterie.
Zdroj médií: Depositphotos.