Effizienz bei Elektrofahrzeugen: Verständnis von Meilen pro kWh und was Reichweite und Effizienz beeinflusst

Ponieważ świat „przesuwa się” (gra słów zamierzona) w kierunku pojazdów elektrycznych (EV), kupowanie EV wiąże się z czymś więcej niż sugerowaną ceną detaliczną, marżami dealerów i wydajnością pojazdu. Zrozumienie wydajności jest kluczowe dla konsumentów, którzy dopiero zaczynają przygodę z EV. Liczba mil na kilowatogodzinę (m/kWh) to kluczowy wskaźnik służący do pomiaru i oceny wydajności pojazdu elektrycznego.

Mile na kilowatogodzinę (kWh) to jednostka miary służąca do pomiaru wydajności pojazdu elektrycznego. Jest to odpowiednik mil na galon (mpg) do samochodów benzynowych i wysokoprężnych.

Mile na kWh wskazują, ile mil EV może przejechać na jednej kilowatogodzinie energii. Na przykład, jeśli EV ma akumulator 50 kWh i wskaźnik efektywności 3 mile na kWh, może przejechać 150 mil na w pełni naładowanym akumulatorze.

Przy zakupie pojazdu elektrycznego należy wziąć pod uwagę wydajność z kilku powodów:

1. Mniejsze zapotrzebowanie na ładowanie:

Istotną zaletą wydajnych pojazdów elektrycznych jest zmniejszone zapotrzebowanie na ładowanie, zwłaszcza w czasie podróży drogowych.

2. Wygodniejsze podróże na duże odległości:

W miarę jak Stany Zjednoczone wciąż rozbudowują swoją infrastrukturę ładowania, wydajne pojazdy elektryczne mogą pomóc ograniczyć liczbę postojów na ładowanie, dzięki czemu dalekie podróże staną się wygodniejsze.

Dodatkowo pojazdy mające dostęp do sieci Supercharger Tesli mają znaczną przewagę, ponieważ w całym kraju dostępnych jest więcej opcji ładowania.

Wybierając wydajny pojazd elektryczny, konsumenci mogą cieszyć się bardziej płynną jazdą, mniejszym niepokojem o zasięg i niższymi kosztami eksploatacji.

Zobaczmy, jak to się układa. Poniżej znajduje się zestawienie popularnych pojazdów elektrycznych w różnych segmentach i powiązanych mil na kilowatogodzinę:

Małe samochody

Model	Mile/kWh
Nissan Leaf	3.2-3.5
Śruba Chevroleta	3.5-4.1
Hyundai Kona Elektryczny	3.7-4.3
VW Golf 3	3.3-3.8
Model Tesli 3	3.7-4.3

Zwrotnice

Model	Mile/kWh
Hyundai Kona Elektryczny	3.7-4.3
Audi Q4 e-tron	3.3-3.8
Ford Mustang Mach-E	3.1-3.5
Tesla Model Y	3.2-3.7

SUV-y

Model	Mile/kWh
Tesla Model X	2,8-3,3
Audi e-tron	2,5–3.1
Rivian R1S	2,5-3,0
BMW iX	2,8-3,3

Samochody dostawcze

Model	Mile/kWh
Rivian R1T	2.1-2.5
Ford F-150 Błyskawica	2,0-2,4
Chevrolet Silverado elektryczny	2.2-2.6
Ciężarówka Tesla Cybertruck	2.1-2.5

Sedany luksusowe

Model	Mile/kWh
Przejrzyste powietrze	4.3-5.1
Tesla Model S	3.5-4.1
BMW i7	3.3-3.9

Co wpływa na wydajność pojazdu elektrycznego (w przybliżonej kolejności):

• Aerodynamika pojazdu
• Nawyki jazdy i prędkość
• Rozmiar i typ baterii
• Warunki klimatyczne i pogodowe
• Masa pojazdu i ładunek
• Zmiany terenu i wysokości
• Wyposażenie pojazdu: Pompy ciepła ig, Rozmiar opon

Przyjrzyjmy się bliżej kilku z nich:

Znaczenie aerodynamiki w pojazdach elektrycznych

Aerodynamika odgrywa kluczową rolę w wydajności pojazdów elektrycznych, ponieważ wpływa na ilość energii niezbędnej do poruszania się pojazdu w powietrzu.

Im bardziej aerodynamiczny jest pojazd, tym mniej energii potrzebuje, aby pokonać opór powietrza, co oznacza, że ​​może przejechać dalej na jednym ładowaniu. W rzeczywistości badania wykazały, że poprawa aerodynamiki może zwiększyć zasięg EV nawet o 10%.

Czynniki wpływające na aerodynamikę w pojazdach elektrycznych

Na aerodynamikę pojazdu wpływa kilka czynników, w tym:

• Współczynnik oporu (Cd): Miara wydajności aerodynamicznej pojazdu, przy czym niższe wartości oznaczają lepszą aerodynamikę.
• Obszar czołowy: Obszar pojazdu zwrócony w stronę wiatru. Mniejsze powierzchnie zapewniają lepszą aerodynamikę.
• Konstrukcja koła: Koła o bardziej aerodynamicznej konstrukcji mogą zmniejszyć opór powietrza i poprawić wydajność.
• Kształt ciała: Smukły, opływowy kształt nadwozia może zmniejszyć opór powietrza i poprawić aerodynamikę.

Optymalizacja aerodynamiki w projektowaniu pojazdów elektrycznych

Producenci stosują różne techniki w celu optymalizacji aerodynamiki w swoich projektach pojazdów elektrycznych, w tym:

• Obliczeniowa mechanika płynów (CFD): Narzędzie symulacyjne pomagające projektantom optymalizować aerodynamikę bez konieczności tworzenia fizycznych prototypów.
• Testy w tunelu aerodynamicznym: Badania fizyczne w tunelach aerodynamicznych mające na celu udoskonalenie projektów aerodynamicznych.
• Koła aerodynamiczne: Koła zaprojektowane tak, aby zmniejszyć opór powietrza i zwiększyć wydajność.

Przykłady ze świata rzeczywistego

Kilka modeli pojazdów elektrycznych wykazało się wyjątkową aerodynamiką, w tym:

• Tesla Model S: Współczynnik oporu powietrza Model S wynoszący 0,21 należy do najniższych współczynników oporu powietrza wśród pojazdów seryjnych.
• Hyundai Kona Electric: Smukła konstrukcja i aktywna aerodynamika zapewniają współczynnik oporu powietrza Cd wynoszący 0,25.
• Przejrzyste powietrze: Ta luksusowa limuzyna może pochwalić się współczynnikiem oporu powietrza Cd wynoszącym 0,21 dzięki opływowemu kształtowi i aerodynamicznym kołom.

Wpływ nawyków jazdy na efektywność pojazdów elektrycznych

Nawyki związane z prowadzeniem pojazdu mogą znacząco wpłynąć na wydajność EV, przy czym niektóre nawyki zmniejszają zasięg, a inne go maksymalizują. Oto kilka kluczowych czynników, które należy wziąć pod uwagę:

• Agresywne przyspieszenie: Gwałtowne przyspieszanie może zmniejszyć zasięg pojazdu elektrycznego nawet o 10%, ponieważ do szybkiego ruszenia do przodu potrzeba więcej energii.
• Częste hamowanie: Nadmierne hamowanie może również zmniejszyć zasięg, ponieważ energia kinetyczna zamienia się z powrotem w energię elektryczną, która następnie jest tracona w postaci ciepła.
• Jazda na luzie i regeneracja: Jazda na biegu jałowym zamiast hamowania może pomóc odzyskać część tej energii i zwiększyć wydajność w połączeniu z hamowaniem regeneracyjnym. Wiele pojazdów elektrycznych pozwala na jazdę jednym pedałem i prawie nigdy nie używa faktycznego hamulca.
• Płynna jazda: Utrzymywanie stałej prędkości i unikanie gwałtownego przyspieszania może pomóc zmaksymalizować zasięg pojazdu elektrycznego.

Wpływ prędkości na wydajność pojazdu elektrycznego

Prędkość to kolejny krytyczny czynnik wpływający na wydajność i zasięg EV. Oto, jak różne prędkości wpływają na wydajność EV:

• Niskie prędkości (0–30 mil na godzinę): Pojazdy elektryczne są najbardziej wydajne przy niskich prędkościach, ponieważ wymagają mniej energii do napędzania pojazdu.
• Średnie prędkości (30-60 mil na godzinę): Przy średnich prędkościach wydajność pozostaje stosunkowo wysoka, natomiast zużycie energii wzrasta wraz ze wzrostem prędkości.
• Duże prędkości (60-80 mil na godzinę): Przy dużych prędkościach wydajność pojazdu elektrycznego znacznie spada ze względu na wzrost oporu powietrza i zużycia energii.
• Bardzo duże prędkości (powyżej 80 mil na godzinę): Przy bardzo dużych prędkościach zasięg pojazdu elektrycznego może zmniejszyć się nawet o 50%, ponieważ zużycie energii gwałtownie wzrasta.

Przykłady ze świata rzeczywistego

Kilka modeli pojazdów elektrycznych wykazało różny poziom wydajności i zasięgu w zależności od nawyków jazdy i prędkości:

• Tesla Model 3: Dzięki zasięgowi do 326 mil Model 3 jest doskonałym przykładem pojazdu elektrycznego, który świetnie sprawdza się przy niskich i średnich prędkościach.
• Hyundai Kona Electric: Ten kompaktowy crossover ma zasięg do 258 mil, co czyni go odpowiednim do jazdy po mieście i umiarkowanych prędkości na autostradzie.
• Porsche Taycan (generacja 1): Jako że Taycan jest samochodem elektrycznym o wysokiej wydajności, jego zasięg jest ograniczony przy bardzo dużych prędkościach, ale na jednym ładowaniu może przejechać do 279 mil.

• Pojemność baterii:im wyższa pojemność w kWh, tym większy potencjalny dystans może pokonać pojazd.
• Typ baterii: różne rodzaje chemii baterii mają różną gęstość energii, co wpływa na zasięg. Na przykład baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) mają niższą gęstość energii niż baterie litowo-niklowo-manganowo-kobaltowo-tlenkowe (NMC). Baterie LFP są również zwykle cięższe, ale mają znacznie dłuższy cykl życia.
• Wymagania dotyczące ładowania:Większe baterie mogą wymagać dłuższego czasu ładowania lub mocniejszego sprzętu ładującego,  jednak zazwyczaj mogą one przyjąć większy prąd przy mniejszym wpływie ciepła.
• Degradacja baterii:z czasem pojemność akumulatora maleje, co wpływa na zasięg i wymagania dotyczące ładowania.

Wniosek

Podczas zakupów pojazdu elektrycznego weź pod uwagę mile/kWh, aby mieć pewność, że otrzymujesz najbardziej wydajny pojazd dla swoich potrzeb. Pamiętaj, że rzeczywista wydajność może się różnić w zależności od kilku czynników, takich jak nawyki jazdy, pogoda i wysokość. Przeprowadź badania i porównaj różne modele, aby znaleźć najlepszy dla swojego stylu życia i nawyków jazdy.

Uwaga: Wartości mil/kWh są przybliżone i oparte na danych z US Environmental Protection Agency (EPA). Mogą ulec zmianie i mogą nie odzwierciedlać rzeczywistych warunków jazdy.

-------

Artykuł napisany przez:

@słownikhill NA 𝕏

@esp_meccanica na instagramie

Obserwuj go w mediach społecznościowych  i kup coś z jego kodem rabatowym: dictionaryhill