name | autoweek.cz
Dilema elektromobilů
26.05.2022 | Vladimír Rybecký | Aktuality
Obrovské akumulátory nabízejí dlouhý dojezd ale i velkou pohotovostní hmotnost. Nad tím, co to znamená, se zamyslel Jim Montavelli v autoweek.com.
Většina elektromobilů je těžká. Jejich akumulátory jsou velkým převáženým nákladem. Proto automobilky hledají všechny dostupné prostředky, aby kolem nich postavily vylehčená auta. Výrobci automobilů si uvědomují, že je potřeba zvyšovat efektivitu, ale současná technologie nenabízí takovou hustotu energie, která by elektromobilům umožnila zachovat dojezd a výkon požadovaný spotřebiteli s akumulátory s přijatelnou hmotností.
Akumulátor těžší než běžná auta
Elektricky poháněná vozidla v poslední době směřují ke stále vyšší hmotnosti. Akumulátor velkých pick-upů má hmotnost větší než mnohá celá auta. Nový GMC Hummer EV Edition 1 má pohotovostní hmotnost 4110 kg, přičemž třetina z toho - 1326 kg - je v samotném akumulátoru. Je to tedy víc než hmotnost sedanu Honda Civic. Aby měl mohutný prémiový Hummer s výkonem 735 kW (1000 k) dojezd 565 km a dosahoval raketové zrychlení, potřebuje obrovský akumulátor s kapacitou 210 kWh. Lucid Air Grand Touring dosahuje dojezd 830 km v mnohem menším balení než Hummer, ale stále má hmotnost 2360 kg (a stojí víc než 140 000 USD, tedy 3,25 milionu Kč).
Generální ředitel skupiny Stellantis Carlos Tavares řekl, že auta by měla být lehčí. „Je obtížnější řídit těžká auta. Další problém souvisí s nedostatečnými rezervami potřebných zdrojů - k výrobě větších aut je zapotřebí více surovin. Takže ano, musíme auta odlehčit, aby spotřebovávala méně energie. Lehčí elektromobily nebudou muset vozit tak velké a těžké akumulátory a budou mít kratší dobu nabíjení.“
Cesty ke snížení hmotnosti, ale za jakou cenu?
Zřejmým řešením je dosáhnout snížení hmotnosti vozidla pomocí zmenšených součástí a lehkých materiálů, jako jsou uhlíková vlákna nebo hliník. Nelze ale očekávat, že se automobilový průmysl nutně bude ubírat tímto směrem. Důležitou roli bude hrát cena. Američané mají rádi velká auta a analytici proto tvrdí, že kritické otázky udržitelnosti se ve skutečnosti přesunou jinam.
Ředitel výzkumu společnosti Lux Research Anthony Schiavo je autorem zprávy Electric Vehicle Lightweighting 2030. Předpovídá, že hustota energie v akumulátorech v příštím desetiletí vzroste o 15 %. „Výkon článků, hustota energie a náklady se velmi dramaticky zlepšily, což snižuje cenu větších akumulátorů. Nyní jsme na ceně kolem 100 až 120 USD (2300 až 2800 Kč) za 1 kWh. Klíčovým závěrem pro automobilky je, že cesta, jak prodloužit dojezd, je použití větších akumulátorů, nikoli tuny velmi drahých uhlíkových vláken a pokročilých kompozitů, které byly charakteristickým znakem prvních elektromobilů, jako bylo BMW i3,“ řekl Schiavo.
Jaká elektromobilita je udržitelná?
Schiavo dodává, že bychom elektromobily neměli posuzovat podle starých environmentálních měřítek. „Je zřejmé, že více než čtyřtunový Hummer není udržitelný a není to typ vozidla, které byste měli používat k jízdě pro nákup potravin. Jsou to ale elektromobily bez znečištění z výfuku, které jsou vlastní vnitřnímu spalování. Myslím, že důležitější pro budoucí konstrukce bude nižší hmotnost spojená se snížením nákladů použitím levnějších a tenčích komponent a při získávání materiálů. Nezískával se daný materiál prostřednictvím neudržitelných těžebních operací nebo z konfliktních oblastí?“
„I když je to nyní skomírající projekt, výměna akumulátorů elektromobilů, kterou navrhoval nyní již neexistující projekt Better Place, by se mohla vrátit. V Číně se uplatňuje u flotil prostřednictvím společnosti Nio. Očekávám, že zaznamenáme další projekty výměny, zvláště pokud se jedna značka elektromobilů stane dominantní a u akumulátorů dojde k určité standardizaci," myslí si Schiavo.
Netradiční materiály
Přesto se automobilky budou snažit snížit hmotnost svých elektricky poháněných vozidel. Viceprezident pro automobilový trh Amerického institutu železa a oceli John Catterall uvedl, že zlepšování technologie akumulátorů může omezit snahu po vylehčení: „Vysokopevnostní ocel pro produkty, jako jsou schránky pro články akumulátorů, bude znamenat, že výrobci automobilů mohou vystačit s tenčími materiály, které snesou vyšší zatížení. Musíme pracovat na tom, abychom snížili hmotnost elektromobilů. U vozů, které používají vysokopevnostní ocel, je možné snížení o 25 %.“
„Tyto schránky na akumulátory by také mohly být vyrobeny z termoplastické pryskyřice,“ řekl Matt Zessin, manažer společnosti M. Holland Company, která takové produkty distribuuje. „Elektromobily jsou na našem trhu relativně nové. Akumulátory jsou hlavní složkou hmotnosti vozidla. Musíme se na ně dívat jako na celek včetně rámu a krytů. Konkrétním řešením je skleněné vlákno smíchané s polypropylenem, které se již používá v přístrojových deskách a středových konzolích.“
Uhlíkové vlákno, které se používá u mnoha elektromobilů, má obrovské výhody v oblasti hmotnosti, ale Zessin upozorňuje: „Problémem je dostat uhlíková vlákna na cenu, která dává na trhu smysl. Uhlíkové vlákno má určitě smysl u špičkových elektrických superaut a u určitých dílů.“
Tajemství dlouhého dojezdu
Magazín Consumer Reports zmapoval dojezd současných elektromobilů, přičemž Lucid Air Grand Touring je na úplném vrcholu s 830 km. Nejbližším konkurentem je Tesla Model S ve verzi s dlouhým dojezdem 650 km. Akumulátor Lucid je s kapacitou 112 kWh velký, ale ne největší na trhu. Sada Tesly je jen o málo menší - má 100 kWh. Hummer EV s kapacitou 210 kWh ujede „jen“ 530 km, což je výsledek částečně vysvětlitelný hmotností vozidla.
V čem tedy spočívá tajemství Lucidu? Eric Bach, viceprezident pro produkt a hlavní inženýr společnosti Lucid Motors, řekl Autoweeku, že získání více kilometrů z akumulátoru s daným množstvím uložené energie má řadu rozměrů. „Náš koeficient aerodynamického odporu 0,20 je světová třída a navíc máme malou čelní plochu. Máme nízký valivý odpor v patentovaných pneumatikách, v každém ložisku a celém systému. A odlehčili jsme pohonnou jednotku, která zahrnuje elektromotor, diferenciál, převodovku a měnič. Má hmotnost pouhých 74 kg, zatímco u Tesly Model 3 má hmotnost 92 kg, tedy o 30 % víc i když je méně výkonná. A pak je tu naše celková snaha udělat celé auto co nejlehčí.“ Přitom ani Grand Touring není žádná lehká váha - má hmotnost 2390 kg.
Akumulátor těžší než běžná auta
Elektricky poháněná vozidla v poslední době směřují ke stále vyšší hmotnosti. Akumulátor velkých pick-upů má hmotnost větší než mnohá celá auta. Nový GMC Hummer EV Edition 1 má pohotovostní hmotnost 4110 kg, přičemž třetina z toho - 1326 kg - je v samotném akumulátoru. Je to tedy víc než hmotnost sedanu Honda Civic. Aby měl mohutný prémiový Hummer s výkonem 735 kW (1000 k) dojezd 565 km a dosahoval raketové zrychlení, potřebuje obrovský akumulátor s kapacitou 210 kWh. Lucid Air Grand Touring dosahuje dojezd 830 km v mnohem menším balení než Hummer, ale stále má hmotnost 2360 kg (a stojí víc než 140 000 USD, tedy 3,25 milionu Kč).
Generální ředitel skupiny Stellantis Carlos Tavares řekl, že auta by měla být lehčí. „Je obtížnější řídit těžká auta. Další problém souvisí s nedostatečnými rezervami potřebných zdrojů - k výrobě větších aut je zapotřebí více surovin. Takže ano, musíme auta odlehčit, aby spotřebovávala méně energie. Lehčí elektromobily nebudou muset vozit tak velké a těžké akumulátory a budou mít kratší dobu nabíjení.“
Cesty ke snížení hmotnosti, ale za jakou cenu?
Zřejmým řešením je dosáhnout snížení hmotnosti vozidla pomocí zmenšených součástí a lehkých materiálů, jako jsou uhlíková vlákna nebo hliník. Nelze ale očekávat, že se automobilový průmysl nutně bude ubírat tímto směrem. Důležitou roli bude hrát cena. Američané mají rádi velká auta a analytici proto tvrdí, že kritické otázky udržitelnosti se ve skutečnosti přesunou jinam.
Ředitel výzkumu společnosti Lux Research Anthony Schiavo je autorem zprávy Electric Vehicle Lightweighting 2030. Předpovídá, že hustota energie v akumulátorech v příštím desetiletí vzroste o 15 %. „Výkon článků, hustota energie a náklady se velmi dramaticky zlepšily, což snižuje cenu větších akumulátorů. Nyní jsme na ceně kolem 100 až 120 USD (2300 až 2800 Kč) za 1 kWh. Klíčovým závěrem pro automobilky je, že cesta, jak prodloužit dojezd, je použití větších akumulátorů, nikoli tuny velmi drahých uhlíkových vláken a pokročilých kompozitů, které byly charakteristickým znakem prvních elektromobilů, jako bylo BMW i3,“ řekl Schiavo.
Jaká elektromobilita je udržitelná?
Schiavo dodává, že bychom elektromobily neměli posuzovat podle starých environmentálních měřítek. „Je zřejmé, že více než čtyřtunový Hummer není udržitelný a není to typ vozidla, které byste měli používat k jízdě pro nákup potravin. Jsou to ale elektromobily bez znečištění z výfuku, které jsou vlastní vnitřnímu spalování. Myslím, že důležitější pro budoucí konstrukce bude nižší hmotnost spojená se snížením nákladů použitím levnějších a tenčích komponent a při získávání materiálů. Nezískával se daný materiál prostřednictvím neudržitelných těžebních operací nebo z konfliktních oblastí?“
„I když je to nyní skomírající projekt, výměna akumulátorů elektromobilů, kterou navrhoval nyní již neexistující projekt Better Place, by se mohla vrátit. V Číně se uplatňuje u flotil prostřednictvím společnosti Nio. Očekávám, že zaznamenáme další projekty výměny, zvláště pokud se jedna značka elektromobilů stane dominantní a u akumulátorů dojde k určité standardizaci," myslí si Schiavo.
Netradiční materiály
Přesto se automobilky budou snažit snížit hmotnost svých elektricky poháněných vozidel. Viceprezident pro automobilový trh Amerického institutu železa a oceli John Catterall uvedl, že zlepšování technologie akumulátorů může omezit snahu po vylehčení: „Vysokopevnostní ocel pro produkty, jako jsou schránky pro články akumulátorů, bude znamenat, že výrobci automobilů mohou vystačit s tenčími materiály, které snesou vyšší zatížení. Musíme pracovat na tom, abychom snížili hmotnost elektromobilů. U vozů, které používají vysokopevnostní ocel, je možné snížení o 25 %.“
„Tyto schránky na akumulátory by také mohly být vyrobeny z termoplastické pryskyřice,“ řekl Matt Zessin, manažer společnosti M. Holland Company, která takové produkty distribuuje. „Elektromobily jsou na našem trhu relativně nové. Akumulátory jsou hlavní složkou hmotnosti vozidla. Musíme se na ně dívat jako na celek včetně rámu a krytů. Konkrétním řešením je skleněné vlákno smíchané s polypropylenem, které se již používá v přístrojových deskách a středových konzolích.“
Uhlíkové vlákno, které se používá u mnoha elektromobilů, má obrovské výhody v oblasti hmotnosti, ale Zessin upozorňuje: „Problémem je dostat uhlíková vlákna na cenu, která dává na trhu smysl. Uhlíkové vlákno má určitě smysl u špičkových elektrických superaut a u určitých dílů.“
Tajemství dlouhého dojezdu
Magazín Consumer Reports zmapoval dojezd současných elektromobilů, přičemž Lucid Air Grand Touring je na úplném vrcholu s 830 km. Nejbližším konkurentem je Tesla Model S ve verzi s dlouhým dojezdem 650 km. Akumulátor Lucid je s kapacitou 112 kWh velký, ale ne největší na trhu. Sada Tesly je jen o málo menší - má 100 kWh. Hummer EV s kapacitou 210 kWh ujede „jen“ 530 km, což je výsledek částečně vysvětlitelný hmotností vozidla.
V čem tedy spočívá tajemství Lucidu? Eric Bach, viceprezident pro produkt a hlavní inženýr společnosti Lucid Motors, řekl Autoweeku, že získání více kilometrů z akumulátoru s daným množstvím uložené energie má řadu rozměrů. „Náš koeficient aerodynamického odporu 0,20 je světová třída a navíc máme malou čelní plochu. Máme nízký valivý odpor v patentovaných pneumatikách, v každém ložisku a celém systému. A odlehčili jsme pohonnou jednotku, která zahrnuje elektromotor, diferenciál, převodovku a měnič. Má hmotnost pouhých 74 kg, zatímco u Tesly Model 3 má hmotnost 92 kg, tedy o 30 % víc i když je méně výkonná. A pak je tu naše celková snaha udělat celé auto co nejlehčí.“ Přitom ani Grand Touring není žádná lehká váha - má hmotnost 2390 kg.
Další články
© 2025 autoweek.cz. Veškerá práva vyhrazena | O autoweek.cz