Jak fungují elektromobily

Za poslední roky zažíváme skutečně bouřlivý rozmach elektromobilů. Čím dál více států podporuje subvenční programy a dotuje jejich pořízení, automobilky následují tento příklad a investují velké částky do výzkumu e-mobility a zdá se, že i náš každodenní život je jimi naplněn: na reklamních plakátech, nabíjecích stanicích, ve zprávách, prostě všude. Mnoho lidí, kteří vyrostli na spalovacích motorech, se však ptá, jak vlastně vozy na elektrický pohon fungují. Čím jsou tak výjimečné, jak se dají nabíjet a jaký mají příkon? Odpovědi na všechny tyto otázky naleznete níže.

Letmý historický přehled

Elektromobily máme teprve od 21. století a podnik Tesla je prakticky vynalezl? Kdepak! Ačkoli lidé často nabývají dojmu, že elektricky poháněné motory existují sotva dvacet let, pravdou je, že ve skutečnosti vznikly ještě dříve než nám dobře známé zážehové agregáty. Přesně tak, první automobily s elektrickým pohonem existovaly již na začátku 19. století, tedy dobrých 50 let před prvními funkčními benzinovými motory.

Obvykle se hovoří o roce 1881, kdy Francouz Gustave Trouvé představil první funkční elektromobil, který jel pozoruhodnou rychlostí 12 km/h. To byl ovšem pouhý počátek, protože krátce poté již následoval intenzivní technický rozvoj a s ním i četná další vylepšení.

I první vozidlo, které překonalo prahovou rychlost 100 km/h, bylo poháněno elektřinou a na přelomu století už byly ulice Paříže, Londýna a zejména New Yorku plné automobilů poháněných elektřinou.

K jejich oblibě přispělo několik dobrých důvodů. Byly mnohem snazší na obsluhu, což je činilo atraktivními i pro nezkušené řidiče, a neznečišťovaly je neustále olejem a sazemi. Navíc byly oproti raným spalovacím strojům výrazně tišší a považovaly se za bezpečnější. Celkový dojem kazila pouze jejich cena a také dojezd, jenž byl ovšem ve městech s necelými 100 kilometry úplně přijatelný.

Teprve když automobilka Ford zavedla masovou výrobu osobních automobilů na benzin a začalo se stále častěji jezdit na venkov, kde nebyly žádné dobíjecí stanice, konkurence se stala čím dál tím více tísnivou. Ke konci třicátých let minulého století pak elektromobily zdánlivě beze stopy zanikly.

V současnosti tedy můžeme spíše hovořit o oživení staré technologie, o níž se myslelo, že byla ztracena. Jenže tentokrát, na rozdíl od minulosti, elektromobily přišly, a nehodlají zase odejít.

Jak takový elektromotor funguje?

I na tuto otázku je poměrně snadné odpovědět. Většina vozidel má v podstatě dva motory, které jsou společně s akumulátorem umístěny pod podlahou vozu. Motor je přímo spojen s nápravou a pohání ji. Akumulátorem se rozumí výkonná baterie s velkou kapacitou, která dodává pohonné jednotce potřebnou energii.

Základním principem tohoto pohonu je přeměna elektrické energie na mechanickou. Za tímto účelem se v elektromotoru nachází tzv. rotor – elektrický magnet -, který je obklopen statory, tj. nepohyblivými magnety. Pokud nyní rotorem protéká proud energie, vytvoří se magnetické pole a stejné póly se vzájemně odpuzují, což vede k otáčení rotoru. Poté, co změní svou polohu, se tok proudu obrátí a znovu se roztočí. Tento proces se opakuje vysokou rychlostí, a tak se pohánějí kola vozidla.

Zajímavé je také to, že účinnost přeměny je výrazně vyšší než u spalovacích vozů. Zatímco tam se obvykle pohybuje mezi 30 a 40 %, elektromobily dosahují efektivity až kolem 95 %. Znamená to, že se do okolí uvolňuje mnohem méně energie, která by se tím pádem zbytečně ztrácela.

Jaké jsou různé typy elektromobilů?

To byl jednoduše řečeno způsob fungování podobného pohonu, jaký se vyskytuje v plně elektrických vozidlech. Kromě těchto zástupců však existují i jiné modely, které bychom zde rádi stručně představili.

Plug-in automobily: Jak již název napovídá, jedná se v podstatě o vozidla, která mohou být poháněna jak elektrickým, tak spalovacím motorem. Stejně jako auta na čistě bateriový pohon je lze nabíjet na dobíjecích stanicích, ale jejich akumulátor disponuje podstatně menší kapacitou. Většinou tato auta startují za pomoci akumulátoru a užívají jej tak dlouho, dokud výkon příliš nevzroste. V takových případech naskočí spalovací motor a převezme pohon.

Hybridní elektromobily: Tato vozidla jsou podobná právě zmíněným plug-inům, ale liší se tím, že je nelze přímo nabíjet na stojanech. Potřebnou elektřinu si vyrábějí během jízdy, tedy přesněji řečeno při brzdění. Tento proces se nazývá rekuperace, tj. zpětné získávání energie vzniklé během brzdění, kterou generátor převádí na elektřinu. Elektromotor obvykle pouze poskytuje podporu a není schopen samostatné jízdy.

Jak je to s nabíjením u elektroaut?

Přejděme nyní k bodu, který byl dříve považován za velkou Achillovu patu e-mobility, ale dnes se naprosto změnil. Neboť neméně lidí se i nadále oprávněně zajímají o to, jaké různé nabíječky jsou pro elektromobily a kde si svůj vůz mohou vůbec nabít.

Na otázku ohledně nabíječek není vždy snadné odpovědět paušálně, protože existují různá zařízení v závislosti na tom, jak rychle chcete nabíjet, zda stejnosměrným nebo střídavým proudem, a v neposlední řadě také na tom, jaké vozidlo vlastníte. EU naštěstí pro tyto účely zavedla zásadní požadavek, který zavazuje výrobce a poskytovatele dobíjecích stanic k používání jednotných zástrček. Důležité jsou zde tzv. konektory Mennekes typu 2 a konektory CCS. Pomocí nich se dá bezproblémově cestovat po celé Evropě. Před koupí vozidla si ujasněte, jakými konektory bude vaše budoucí auto vybaveno a zda by jste si mohli představit, případně používat adaptér.

Na druhý dotaz je odpověď mnohem jednoznačnější. Koneckonců možností nabíjení přibývá doslova rok co rok. V dnešní době už není výjimkou, že jsou supermarkety nebo veřejná parkoviště opatřena dobíjecími stojany. V zásadě ovšem platí, že větší města jsou i nadále výrazně lépe vybavena než třeba venkovské obce.

A nakonec je tu možnost nabíjení vašeho elektromobilu doma. K tomu stačí běžná zásuvka, ale daleko vhodnější bude průmyslová, která přes noc spolehlivě nabije většinu vozidel.

Pokud plánujete vozidlo pravidelně nabíjet doma, je navíc vhodné pořídit si tzv. wallbox. Toto zařízení lze individuálně přizpůsobit potřebám vašeho auta a dodává mu potřebnou elektřinu velice šetrným způsobem.

A jak to vypadá s příkonem?

Mnohým lidem se při pomyšlení na spotřebu paliva na 100 kilometrů vybavují konkrétní čísla. Ale jaké jsou tyto hodnoty v elektromobilu? Samozřejmostí je, že i zde dochází ke značným výkyvům v závislosti na výrobci, modelu a v neposlední řadě na individuálním stylu jízdy. V zásadě však můžeme říci, že nejběžnější vozidla mají spotřebu kolem 12 až 20 kW/h, přičemž představitelé vyšší střední třídy mají kapacitu baterií kolem 100 kilowatthodin. Z tohoto důvodu je možné se správným vozem ujet na plně nabitou baterii přes 500 km.

 Na závěr 

Při pohledu na dějiny elektromotorů to trochu připomíná osud. Již tehdy měly oproti spalovacím motorům převahu, avšak nemohly se prosadit kvůli příliš vysokým nákladům a chybějící infrastruktuře. Podmínky se naštěstí změnily, a protože dnes hraje rozhodující roli také, nebo možná právě, ekologie, elektromobilita zažívá zaslouženou renesanci. Vzhledem k tomu, že fungování jejich pohonného ústrojí je relativně jednoduché a mechanicky méně složité než u klasického pohonu, vyžadují tato vozidla také méně pravidelnou údržbu a opravy, což nám dává o důvod víc, proč se těšit na elektrickou budoucnost.