Stojíte na červeném semaforu. Dieselová lokomotiva vedle mě řve a vytáčí motor do redline. směju se. Sedíte v Tesle Model S. Kontrolka se rozsvítí zeleně. Sešlápnete pedál. Řidič benzinového náklaďáku mizí za horizontem a dívá se do zpětného zrcátka. Toto je klasická metafora. Ale zdůrazňuje skutečnou mechanickou pravdu. Na začátku byly elektromobily mainstream. Možná nemají kontrolu nad poslední mílí.
Rozdíl není magický. To je fyzika. Je to v operačním systému.
Rozdíl mezi rychlým a rychlým
Fanoušci aut znají rozdíl. Rychlý znamená zrychlení. Toto je doba od 静止状态 do určité rychlosti (například z 0 na 60 mph). Rychlý znamená maximální rychlost. To je maximální rychlost, kterou vůz dokáže udržet v přímém směru.
Elektromobily jsou rychlejší. Zatím neprokázali, že jsou rychlejší na velké vzdálenosti.
Zvažte spuštění. Elektromotor okamžitě produkuje maximální točivý moment. Točivý moment je točivá síla. To je síla, která žene auto dopředu. U benzínového motoru trvá vytvoření tlaku čas. Potřebuje zrychlit. Potřebuje přeřadit.
Elektromobily nemají tradiční převodovku. Motor je přímo spojen s koly. K přenosu elektřiny dochází okamžitě. Žádné zpoždění. Žádné změny převodů. Akcelerace je lineární a brutální.
Benzinové vozy mají složitější pohonné ústrojí. Motor přenáší výkon na převodovku. Převodovka mění převodové stupně tak, aby motor zůstal ve svém výkonovém pásmu. Tento proces vyžaduje čas. Vytváří mezery ve zrychlení. Dochází také ke ztrátě energie. Asi 15 % výkonu benzinového motoru je promarněno v součástech převodovky. To se nazývá ztráta přenosu.
Vyhráváme sprint s efektivitou od 0 do 60
Koňská síla může být zavádějící. Benzinová a elektrická auta mohou mít stejný výkon. Používání elektromobilů roste. Proč? Méně pohyblivých částí. Snižuje tření. Je to efektivnější.
Tato účinnost znamená rychlost z klidu.
Vezměme si jako příklad 2017 Tesla Model S P100D s aktualizovaným Ludicrous režimem. Tesla nezveřejnila oficiální údaje o výkonu. V Road & Track dyno testujeme naše kola. Na zemi byl jeho výkon 588 koní. To je z důvodů účinnosti nižší než výkon motoru, ale je důležité pro zrychlení.
Motor Trend testoval stejný vůz. Doba zrychlení z 0 na 60 mil/h byla 2,275 sekundy. Ve své době to bylo nejrychlejší sériové auto, jaké kdy bylo testováno. Zrychlení je obtížné. Gravitace je velmi silná.
Ale tady je problém. Pokud bude Tesla soutěžit s Ferrari LaFerrari, Porsche 918 a McLaren P1, superauta je nakonec doženou. Tyto benzinové hybridy mají vyšší maximální rychlost. Vynikající aerodynamika při vysokých rychlostech. Jejich motory mohou podporovat výkon nad 150 mph. Motory Tesla běží na limitu. To neplatí pro benzínová vozidla.
Doba, kdy byl zemní plyn stále hlavním proudem
Pokud si nemůžete dovolit superauto, zvažte Dodge Challenger SRT Hellcat. Tohle je svalové auto. Je hlučný. Je to neúčinné. Je rychlý jiným způsobem.
Hellcat má přeplňovaný 6,2litrový motor V8. Vyrábí 840 koní. Zrychlí z 0 na 60 mph za 3,4 sekundy. Je pomalejší než Tesla. Jeho maximální rychlost je však 303 mph. Tesla P100D má nižší špičkovou rychlost. Nemůže udržet tuto rychlost dlouho bez přehřátí nebo dosažení elektronických limitů.
Benzínové motory mají široký výkonový rozsah. Mohou se otáčet vysokou rychlostí. Dokážou udržet rychlost. Elektromotory mají vynikající okamžitý točivý moment. V tak kompaktním balení jsme ještě nedosáhli trvale vysoké rychlosti.
Elektromobily vítězí v rychlostních závodech ve stoje. Předjíždějí na startu. Vyhrál jsem prvních 200 yardů. Ale benzínová auta se svými složitými převodovkami a burácejícími motory si stále zachovávají korunu čisté a trvalé rychlosti. Rozhovor ještě neskončil. Stačí změnit jízdní pruhy.
Zrychlení je oblast, kde v současnosti dominují elektrická vozidla (EV). Zrychlení na 60 mph trvá jen několik sekund. Udržení takového výkonu ve vysokých rychlostech však odhaluje zásadní chybu současných jednostupňových převodovek, na které spoléhá většina elektromobilů. Průmysl si začíná uvědomovat, že hrubý točivý moment při uvedení na trh nestačí.
Inženýři nyní zkoumají vícerychlostní převodovky pro elektrická vozidla.
Proč elektromobily potřebují převodovky?
Absence tradiční převodovky uměle snižuje maximální rychlost. Jednostupňová převodovka dobře zvládá točivý moment v nízkých otáčkách, ale v dálničních rychlostech bojuje s účinností. Motor se musí otáčet neuvěřitelně vysokou rychlostí, aby si udržel hybnost, což vybíjí baterii a omezuje maximální rychlost.
Specializovaný přenos funguje jako prostředník. Řídí přenos energie a chrání dojezd baterie. Cíl je jednoduchý: umožnit autu jet vysokou rychlostí po dlouhou dobu bez plýtvání energií. Mělo by být stejně účinné při rychlosti 100 mph jako 20 mph.
Dosah baterie je svatý grál. Většina elektrických vozidel má maximální dojezd 250 až 310 mil. Pokročilá převodovka by mohla tento rozsah zvýšit. Udržuje systém jednoduchý. Zasahuje pouze v případě potřeby pro optimalizaci účinnosti při vysokých rychlostech.
Teslova tajná zbraň?
Kolují zvěsti, že Tesla vyvíjí nový elektrický pohon. Důkaz? Nárokovaný čas z nuly na 60 mil/h za 1,9 sekundy pro nadcházející Tesla Roadster. Tento druh zrychlení zahrnuje složitější hnací ústrojí než současná jednostupňová konfigurace.
Dokud se tak nestane, Model S Plaid drží vedení se svým 2,3sekundovým sprintem. Je rychlý. Ve vysokých rychlostech je ale neúčinný.
Mýtus o křivce točivého momentu
Zde je kontrola technické reality. Elektromotor produkuje stejné množství točivého momentu bez ohledu na rychlost. Spalovací motory mají křivku točivého momentu. Dosahují maximálního výkonu.
Elektromobil většinou nevyužívá veškerý dostupný točivý moment. Nejedná se o omezení baterie, ale o omezení převodových poměrů. Stejně jako vůz na plyn nemůže využít všechen svůj inzerovaný výkon, ani elektromobil nemůže poskytnout svůj plný potenciál točivého momentu bez správné mechanické asistence.
Vnitřní spalování vs. elektrický: porucha
Debata mezi benzinovými a elektromobily často postrádá nuance případů použití.
Jsou elektromobily lepší než auta na plyn?
Z hlediska udržitelnosti ano. Benzinová auta ale mají stále výhodu v čistém výkonu a celkovém dojezdu.
Co je lepší pro životní prostředí?
Elektromobily produkují méně výfukových emisí. Benzínové motory vypouštějí kouř a oxid uhličitý. Dopad elektrických vozidel na životní prostředí je pozitivní, pokud síť nebude napájena pouze uhelnými elektrárnami.
Jaké jsou kompromisy?
Elektromobily nabízejí nižší provozní náklady a nulové lokální emise. Nemají výkon při vysokých otáčkách a flexibilitu rozsahu jako tradiční spalovací motory.
Proč se držet benzínu?
Benzinová auta fungují lépe při trvale vysokých rychlostech. Motory jsou v některých kontextech mechanicky jednodušší na výrobu a údržbu. Nevyžadují dobíjecí infrastrukturu.
Jsou elektromobily ekonomicky proveditelné?
Ano. Díky nižším nákladům na energii a údržbu je vlastnictví elektromobilů v průběhu času levnější. Počáteční cena je často vyšší, ale dlouhodobá úspora se sčítá.
