Jak działają auta elektryczne?

Samochody z napędem elektrycznym to nowoczesna alternatywa dla pojazdów spalinowych. W artykule opisujemy, jak działają te innowacyjne auta, czym różnią się od wersji hybrydowych, jak wygląda ich budowa, a także ile trwa ich ładowanie. Zastanowimy się również, jakie są wady i zalety elektryków oraz co czeka motoryzację w przyszłości – czy to auta na prąd, hybrydy, a może wodór?

Zobacz też: Premiery aut elektrycznych w 2024 roku. Zobacz 10 najciekawszych elektryków

Samochody elektryczne, nazywane również pojazdami zeroemisyjnymi, to przyszłość motoryzacji. Coraz więcej kierowców decyduje się na ten ekologiczny i ekonomiczny środek transportu, jednak wciąż wiele osób nie do końca wie, jak działa taki pojazd. W niniejszym artykule przedstawiamy szczegółowy opis funkcjonowania samochodów elektrycznych, które poruszają się w oparciu o energię elektryczną zamiast tradycyjnych paliw.

Podstawowe zasady działania samochodu elektrycznego

Zasada działania samochodu elektrycznego (ang. BEV – Battery Electric Vehicle), to zamiana energii elektrycznej na energię mechaniczną, która napędza pojazd. Zamiast silnika spalinowego, który spala paliwo (np. benzynę czy olej napędowy), elektryki wykorzystują silnik elektryczny, sterownik oraz akumulator trakcyjny, który stanowi magazyn energii. Ten prostszy układ napędowy jest cichy, bardziej ekologiczny i mniej skomplikowany, pod względem technicznym, niż w tradycyjnych pojazdach.

W „elektrykach” energia, skumulowana w akumulatorach trakcyjnych, przekazywana jest do silnika elektrycznego, który napędza koła bezpośrednio lub przez przekładnie. Moment obrotowy dostępny natychmiast po naciśnięciu pedału przyspieszenia, co sprawia, że samochód jest bardziej dynamiczny, a przyspieszanie jest liniowe (płynniej niż w autach konwencjonalnych).

Zobacz też: Jak sprawdzić VIN?

Jak działa silnik elektryczny?

Silnik elektryczny w samochodzie działa na zasadzie oddziaływania pól magnetycznych. Stojan, czyli nieruchoma część silnika, oraz wirnik, który jest jego ruchomą częścią, generują moment obrotowy, który napędza koła pojazdu. Prąd płynący przez wirnik tworzy pole magnetyczne, które, w połączeniu z polem generowanym przez stojan, wprawia wirnik w ruch obrotowy. Ten proces nie wymaga spalania paliwa, co eliminuje emisję szkodliwych substancji.

Jedną z kluczowych zalet samochodów elektrycznych jest ich wysoka wydajność energetyczna. Silniki elektryczne są znacznie bardziej efektywne niż jednostki spalinowe – podczas gdy te drugie osiągają sprawność na poziomie około 20-40%, elektryki legitymują się wydajnością powyżej 80%. Oznacza to, że więcej energii trafia bezpośrednio na napędzanie pojazdu, a mniej tracone jest na ciepło i tarcie (jak w silnikach konwencjonalnych).

Elektryk vs. hybryda – poznaj różnice poszczególnych rodzajów!

Choć zarówno samochody elektryczne, jak i hybrydowe przyczyniają się do redukcji emisji CO₂, różnią się one technologią napędu. W pełni elektryczne auta, jak już wspomnieliśmy, bazują na zasilaniu prądem z akumulatorów. Natomiast hybrydy łączą w sobie silnik spalinowy z elektrycznym, co pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa, ale nie eliminuje go całkowicie – różnice:

• Samochody elektryczne – napędzane są tylko prądem i są zeroemisyjne w miejscu eksploatacji.

• Samochody hybrydowe – wykorzystują dwa źródła napędu: silnik spalinowy i elektryczny, co sprawia, że są bardziej ekologiczne niż wersje spalinowe, ale wciąż generują pewną ilość emisji (spalin).

Budowa samochodu elektrycznego

W porównaniu do samochodów spalinowych, elektryki są prostsze w budowie. Główne elementy ich napędu to:

• Silnik elektryczny – przekształca energię elektryczną w mechaniczną.

• Akumulatory – magazynują energię, zasilającą pojazd.

• Sterownik – zarządza przepływem energii między akumulatorem a silnikiem.

Zobacz też: Jak zarejestrować samochód? Wskazówki

Serce każdego samochodu elektrycznego stanowi akumulator trakcyjny, który przechowuje energię potrzebną do zasilania silnika. Akumulatory ładowane są z zewnętrznych źródeł prądu, np. stacji ładowania czy domowych gniazdek. Co więcej, elektryki posiadają systemy odzyskiwania energii, które pozwalają na jej gromadzenie podczas hamowania czy zwalniania. Dzięki temu samochód może zwiększyć swój zasięg, korzystając z energii kinetycznej, która jest przekształcana w energię elektryczną i magazynowana w akumulatorze.

Ważnym elementem samochodów elektrycznych jest układ zarządzania energią. System ten kontroluje przepływ energii między akumulatorem, silnikiem oraz innymi podzespołami pojazdu, co umożliwia optymalizację zużycia energii, monitorowanie stanu akumulatora i wybór odpowiednich trybów jazdy.

Czy samochód elektryczny ma skrzynię biegów?

Większość samochodów elektrycznych nie posiada tradycyjnej przekładni biegów. Dzięki charakterystyce silnika elektrycznego, który dostarcza pełny moment obrotowy od razu, nie ma potrzeby zmiany przełożeń. Oczywiście są na rynku elektryki, które korzystają z przekładni, które zapewniają płynne przyspieszenie, np. niektóre wersje o sportowym charakterze.

Jak długo ładuje się auto elektryczne?

Czas ładowania samochodu elektrycznego zależy od pojemności akumulatora trakcyjnego oraz wybranej metody uzupełniania energii. Najpopularniejsze opcje to:

• Ładowanie z domowego gniazdka – najwolniejsze, może zająć nawet 8-12 godzin.

• Ładowarki typu Wallbox – przyspieszają proces, umożliwiając pełne ładowanie w 4-6 godzin (prąd zmienny AC, moc do 22 kW).

• Stacje szybkiego ładowania – korzystają z prądu stałego (DC) i mogą naładować auto nawet w 20-30 minut do 80% pojemności.

Oczywiście ładowanie z domowego gniazdka to najprostsza, choć najwolniejsza metoda, gdyż standardowe gniazdko oferuje stosunkowo małą moc ładowania. Z tego powodu właściciele samochodów często inwestują w szybsze, bardziej wydajne ładowarki domowe, takie jak Wallbox. Publiczne stacje ładowania – wykorzystują prąd stały, co pozwala na znacznie szybsze uzupełnienie energii w akumulatorze. Najbardziej wydajne modele mogą naładować auto w zaledwie 20-30 minut.

Kroki do wymarzonego auta Sprawdź to w mamGO!

Wady i zalety elektryków

Zalety samochodów elektrycznych:

• Zeroemisyjność – auto na prąd to brak emisji spalin, co wpływa korzystnie na środowisko.

• Niższe koszty eksploatacji – brak paliwa, prostsza budowa (mniej elementów do serwisowania). W przypadku ładowania w domu, koszt przejechania 100 km wynosi ok. 1/3 w porównaniu do 100 km przejechanych na paliwie konwencjonalnym.

• Cisza podczas jazdy – silnik elektryczny nie generuje hałasu.

• Dynamika – natychmiastowy moment obrotowy, co daje lepsze przyspieszenie.

Wady samochodów elektrycznych:

• Cena zakupu – samochody elektryczne są często droższe od spalinowych, choć różnicę można zrekompensować dzięki dotacjom, np. za sprawą programu „Mój elektryk”.

• Zasięg – choć nowoczesne elektryki mogą przejechać nawet 500 km na jednym ładowaniu, dla niektórych użytkowników może to być niewystarczające.

• Infrastruktura ładowania – wciąż rozwijająca się sieć stacji ładowania może stanowić wyzwanie, szczególnie poza dużymi miastami. Ten argument z każdym rokiem traci na znaczeniu.

Przyszłość motoryzacji: benzyna, silniki elektryczne, a może wodór?

Świat motoryzacji dynamicznie się zmienia, a rosnące wymagania związane z ochroną środowiska stawiają samochody elektryczne na czołowej pozycji. Warto jednak zwrócić uwagę na rozwój technologii wodorowej, która może w przyszłości stanowić alternatywę dla samochodów bateryjnych. Pojazdy na wodór również są zeroemisyjne, jednak ich popularyzacja wymaga rozbudowy odpowiedniej infrastruktury tankowania paliwa. Obecnie wygląda na to, że silniki elektryczne stanowią najbliższą przyszłość, ale technologie takie jak wodór mogą okazać się równie obiecującym rozwiązaniem.

Nie ulega także wątpliwości, że samochody elektryczne stanowią coraz bardziej atrakcyjną alternatywę dla tradycyjnych pojazdów z silnikami spalinowymi. Dzięki cichej pracy, wysokiej efektywności oraz ekologiczności, stają się popularnym wyborem wśród świadomych ekologicznie kierowców. Są również tańsze w eksploatacji, ponieważ nie wymagają regularnej wymiany oleju, filtrów czy innych elementów, jak w przypadku pojazdów spalinowych.

FAQ:

Jak działa stacja ładowania samochodów elektrycznych?

Stacje ładowania samochodów elektrycznych działają poprzez dostarczanie energii elektrycznej do akumulatora pojazdu za pomocą specjalnych przewodów i złącz. Istnieją dwa główne rodzaje stacji ładowania: stacje prądu zmiennego (AC) oraz stacje prądu stałego (DC).

Stacje prądu zmiennego (AC): Używają standardowego napięcia sieciowego, podobnego do tego, jakie znajduje się w domowych gniazdkach. Ładowanie za pomocą AC jest wolniejsze, ale bardziej dostępne i można je wykonywać nawet w domu.

Stacje prądu stałego (DC): Te stacje są bardziej zaawansowane i oferują szybkie ładowanie. Dzięki większej mocy (nawet do 150 kW lub więcej), są w stanie naładować samochód w ciągu kilkudziesięciu minut. Ładowanie DC jest głównie dostępne na publicznych stacjach ładowania.

Proces ładowania polega na podłączeniu samochodu do stacji za pomocą przewodu, po czym ładowarka automatycznie dostosowuje parametry ładowania do specyfikacji pojazdu, zapewniając optymalne uzupełnienie energii w akumulatorze.

Sprawdź możliwości finansowania, zrealizuj swoje marzenie o nowym aucie.

Źródło:

https://elektromobilni.pl/strefa_wiedzy/jak-dziala-samochod-elektryczny/

https://www.skoda-auto.pl/samochody-elektryczne/jak-dziala-samochod-elektryczny

https://www.mbmotors.pl/blog/jak-dziala-samochod-elektryczny/