Serwis pod patronatem magazynu
Motoryzacja elektryczna i spalinowa to w dużym stopniu dwa różne światy. I czy tego chcemy, czy nie – ta pierwsza będzie zajmować coraz więcej miejsca. W naszym słowniku elektromobilności zebraliśmy pojęcia i terminy, które warto poznać, żeby być na czasie z elektromobilnością.
Przez lata zmiany w świecie motoryzacji przebiegały w płynny sposób. Jedne rozwiązania pojawiały się, inne znikały, a niektóre były sukcesywnie udoskonalane. Kierowcy mieli więc dużo czasu na oswojenie się ze świeżymi terminami oraz zrozumienie sposobu działania nowinek. Sytuacja uległa jednak zmianie.
Nieprzypadkowo mówi się o elektrorewolucji, która w ciągu kilku lat otworzyła zupełnie nowy rozdział w przeszło stuletniej historii motoryzacji. Auta na prąd przestały być rzadkim widokiem na polskich drogach. W ich testach, opisach, specyfikacji czy nawet materiałach reklamowych przewija się sporo słownictwa, które osobie niemającej wcześniej kontaktu z elektrykiem może się wydawać zagadkowe.
Przygotowaliśmy więc słowniczek pojęć z zakresu elektromobilności, który ułatwia zrozumienie rozwiązań, terminów lub skrótów dotyczących układu napędowego i akumulatora, a także infrastruktury ładowania.
Terminy akumulator i bateria bywają używane zamiennie. Technicznie rzecz biorąc, w bateriach prąd powstaje w wyniku nieodwracalnej reakcji chemicznej. Ogniwa akumulatorowe to chemiczne magazyny energii elektrycznej, które mogą być ładowane. Obecnie w samochodach elektrycznych stosuje się technologię litowo-jonową.
Te magazyny chemicznej energii, oprócz wysokiej gęstości energii i niskiego samorozładowania, mają również tę zaletę, że można je ładować przez wiele cykli. Obecnie to najnowocześniejsza technologia akumulatorów stosowanych w elektromobilności.
Skrót BEV pochodzi z języka angielskiego i oznacza Battery Electric Vehicle, co oznacza pojazd o napędzie wyłącznie elektrycznym.
Skrót CCS rozwija się do Combined Charging System (co można przetłumaczyć jako „połączony system ładowania”) i oznacza opracowany w Europie standard szybkiego ładowania samochodów elektrycznych. Wtyczka CCS jest oparta na konstrukcji gniazda ładowania Type 2. Ma dwa dodatkowe styki umożliwiające ładowanie prądem stałym. Dzięki temu akumulator może być ładowany z większą mocą, a więc znacznie szybciej. Złącze CCS jest obecnie stosowane w prawie wszystkich pojazdach elektrycznych.
CHAdeMo to alternatywny standard szybkiego ładowania samochodów elektrycznych. Opracowano go w Japonii, głównie z myślą o ładowaniu z mocą rzędu 50 kW. W międzyczasie CHAdeMo (Charge de Move) zostało wyparte przez umożliwiający ładowanie z wyższą mocą standard CCS.
Hybrydy to pojazdy korzystające z co najmniej dwóch jednostek napędowych – zazwyczaj z silnika elektrycznego i spalinowego. Ich zaletą jest możliwość poruszania się w mieście na napędzie elektrycznym, a w dłuższej trasie – na napędzie spalinowym. Energia dla napędu elektrycznego jest gromadzona w akumulatorze. Akumulator hybrydy typu plug-in można też ładować z zewnętrznego źródła prądu, co zmniejsza spalanie.
Do ładowania samochodów elektrycznych służą przede wszystkim dwa typy kabli. Jeden z nich pasuje do zwykłego gniazdka domowego i jest wyposażony w skrzynkę sterującą (Control Box). Przez kabel Mode 2 prąd płynie stosunkowo wolno, a ładowanie trwa bardzo długo, za to uziemione gniazdka można znaleźć w każdym gospodarstwie domowym. Ten kabel ładowania jest zwykle dostarczany z każdym nowym samochodem elektrycznym.
Drugi ważny przewód do ładowania samochodów elektrycznych to kabel Mode 3 (nazywany też kablem trybu 3). Służy on do połączenia pojazdu z wallboxem lub z publiczną stacją ładowania i może przesyłać trójfazowy prąd przemienny o mocy do 43 kW – pod warunkiem że pozwala na to samochód elektryczny (zob. ładowarka pokładowa).
Wszystkie publiczne szybkie punkty ładowania z wtyczkami CCS są wyposażone we własny kabel do ładowania. Do szybkiego ładowania prądem stałym nie jest więc potrzebny własny kabel.
Proces ładowania w publicznej ładowarce można uruchomić aplikacją. Wygodniejszą alternatywą są karty lub breloki RFiD. Można je otrzymać w przedsiębiorstwach użyteczności publicznej, u dostawców energii, a obecnie także u większości producentów samochodów. Za prąd pobierana jest opłata zgodna z taryfą zawartą w umowie.
Kilowat (w skrócie: kW) to jednostka fizyczna, która określa moc. Pojedyncza jednostka to wat. Jeden kilowat to 1000 watów. W kW wyraża się moc silników samochodowych (zarówno spalinowych, jak i elektrycznych), ale również moc urządzeń ładujących.
Kilowatogodzina (w skrócie: kWh) to jednostka energii, kWh/100 km opisuje zapotrzebowanie na energię („zużycie”) – porównywalne do „litrów paliwa na 100 km” w przypadku silników spalinowych. Ilość energii zmagazynowanej w akumulatorze jest również zwykle podawana w kWh. Przykład: jeśli akumulator ma pojemność 40 kWh, samochód zużywający 20 kWh/100 km na pełnej baterii przejedzie 200 km.
Skrót HPC oznacza High Power Charging, czyli stację ładowania o bardzo wysokiej mocy (przekraczającej 150 kW). Ładowarki HPC umiejscowiane są przeważnie przy drogach międzymiastowych i autostradach. Ich maksymalna moc wynosi nawet 350 kW. Podczas ładowania na takiej stacji to jednak konstrukcja auta oraz jego elektronika decydują o mocy pobieranego prądu.
Każdy samochód elektryczny posiada zintegrowaną ładowarkę pokładową. Przekształca ona pobierany z sieci prąd przemienny na prąd stały – potrzebny do zasilania akumulatora. OBC (on-board charger, czyli po ang. ładowarka pokładowa) ogranicza moc ładowania prądem przemiennym. W przypadku większości aut elektrycznych limit wynosi 11 kW.
Ładowanie indukcyjne – czyli bezprzewodowe – spopularyzowały nowoczesne smartfony. Aby urządzenie zaczęło się ładować, wystarczy położyć je na powierzchni, na której wytwarzane jest pole magnetyczne prądu przemiennego. Energia jest przekazywana do akumulatora za pośrednictwem tego pola magnetycznego.
Wada: ładowanie trwa dłużej niż przy użyciu kabla. Tę technologię testuje się też dla samochodów elektrycznych. Nie powstał jeszcze jednak uniwersalny standard takiego ładowania pojazdów.
Maszyna asynchroniczna to silnik trójfazowy składający się ze stojana i obracającego się w nim wirnika. W przeciwieństwie do maszyny synchronicznej nie tylko stojan, ale także wirnik może wytwarzać wirujące pole magnetyczne. Wirnik kręci się z prędkością asynchroniczną do pola wirującego stojana. Do tej pory tę technologię wykorzystuje przede wszystkim Tesla.
Maszyna synchroniczna to silnik trójfazowy, który jest głównym źródłem napędu większości samochodów elektrycznych. Wirnik z magnesami trwałymi lub elektromagnesami obraca się w trójfazowym polu magnetycznym stojana. Pod obciążeniem wiruje on synchronicznie z tym polem magnetycznym – stąd nazwa.
Podana w kilowatach moc ładowania decyduje o czasie ładowania. Ważna jest nie tylko moc stacji, ale również moc prądu, jaki może odebrać samochód. Zależy ona od różnych czynników, m.in. aktualnej temperatury akumulatora i skuteczności układu jego chłodzenia.
Jest to możliwość prowadzenia samochodu elektrycznego z wykorzystaniem wyłącznie pedału gazu, czyli bez dotykania pedału hamulca. Silna rekuperacja po ograniczeniu nacisku na gaz pozwala na sprawne wytracanie prędkości (w niektórych autach włączają się nawet światła hamulca). Siłę hamowania dozuje się poprzez stopniowe ograniczanie nacisku na pedał gazu. W niektórych modelach rozwiązanie to można wyłączyć.
Aby zachęcić kierowców do przesiadki do drogich samochodów na prąd, wiele krajów, w tym Polska, uruchomiło programy dopłat, zwolnień z podatku lub innych tzw. premii ekologicznych.
Prąd przemienny to termin określający prąd elektryczny, który stale zmienia kierunek. Korzystają z niego sieci elektroenergetyczne na całym świecie, aż po gospodarstwa domowe. W Europie kierunek prądu zmienia się 50 razy na sekundę (50 Hz). Po angielsku jego nazwa brzmi „Alternating Current” (w skrócie AC).
Jest to nazwa nadana prądowi elektrycznemu, który nie zmienia swojej biegunowości. Najbardziej znanym urządzeniem magazynującym prąd stały jest akumulator. W tym przypadku bieguny dodatni i ujemny zawsze pozostają takie same – niezależnie od tego, czy jest to bateria R6 w pilocie, akumulator 12-woltowy, czy akumulator litowo-jonowy. Prąd stały to po angielsku „Direct Current” (w skrócie DC).
Podczas toczenia się pojazdu lub hamowania silniki elektryczne pełnią rolę alternatora. Energia kinetyczna hamowania przekształcana jest w prąd, który zasila akumulator. Ten proces nazywamy rekuperacją lub odzyskiwaniem energii hamowania.
Jeśli moc ładowania przekracza 22 kW, to mamy do czynienia z szybkim ładowaniem. Z reguły jest to możliwe w przypadku ładowania prądem stałym (DC).
Określa, jak często akumulator może być rozładowany i ponownie ładowany bez utraty wydajności. Pełny cykl to zupełne rozładowanie, po którym następuje pełne naładowanie. Obecnie samochody elektryczne mogą przejść tysiące takich cykli, zanim istotnie spadnie wydajność ich baterii.
W Polsce od 2020 r. auta na prąd otrzymują zielone rejestracje (nie ma obowiązku wymiany starszej tablicy). Każdy kraj ma w tej kwestii własne regulacje. W Niemczech tablica z literą E na końcu numeru jest dostępna dla wszystkich aut elektrycznych i hybryd typu plug-in, które na prądzie przejadą co najmniej 60 km (od 2022 r.). Do końca 2021 r. obowiązywał próg 40 km.
Stacja ładowania może się składać z kilku punktów ładowania, na których uzupełnimy zapas energii w akumulatorach pojazdów elektrycznych.
Podczas ładowania akumulatorów dochodzi do pewnych strat energii. W zależności od warunków i mocy ładowania wynoszą one średnio 10-20%.
Wallbox to inteligentne gniazdo dla pojazdów elektrycznych, które może dostarczać zdecydowanie więcej energii niż domowe gniazdko 230 V.
Opracowana wspólnie z niemiecką firmą Mennekes wtyczka typu 2 stała się standardem ładowania aut elektrycznych w Europie.
Zasięg uchodzi za piętę achillesową samochodów elektrycznych. Nawet najlepsze modele na jednym ładowaniu przejadą dziś maksymalnie około 500 km.
