Motocykl elektryczny, jak to działa?
Zawartość
Poprawiona wydajność i praca po wyczerpaniu baterii, czasami problematyczne ładowanie
Brak wsparcia rządowego dla promowania tego ekologicznego środka transportu
W sektorze motoryzacyjnym udział pojazdów elektrycznych przekroczył 1% na rynku francuskim pod koniec 2015 r.: pozostaje niszą, ale małą niszą, która zaczyna zakotwiczać się na terytorium dzięki udziałowi dużych graczy w branży motoryzacyjnej (Renault-Nissan, BMW, Mercedes, Kia, Volkswagen, PSA, SEAT) oraz aktywizm nowych podmiotów. W ciągu następnych 5 lat rynek wzrósł czterokrotnie.
A motocykle w tym wszystkim? Tylko w 2019 roku pojazdy elektryczne przekroczyły 1% rynku jednośladów (1,3% we Francji w 2020 roku). Nie jesteśmy jeszcze nawet na poziomie niszy, tylko na poziomie psiego krokieta na dnie miski. I to pomimo rosnącego udziału dużych motocyklistów (BMW, KTM, Harley-Davidson, Polaris) i aktywności nowych uczestników (Motorcycle Zero, Energica, Lightning…). Dzisiejszy dynamizm pochodzi głównie ze skuterów, w tym historycznych marek, takich jak Vespa ze swoją Elettricą. Tutaj mówimy więcej o nieznanych markach sprzed kilku lat, takich jak Cake, Niu, Super Socco, Xiaomi.
We Francji, prawie 10 lat po powstaniu w 2006 roku, Zero Motorcycles nadal sprzedawało tylko 50 samochodów rocznie, powiedział Bruno Muller, jej dyrektor na Francję, podczas ostatniego Salonu Samochodowego w Paryżu. BMW było wtedy jedynym, które zachowało własny skuter C Evolution, sprzedając około 500 sztuk rocznie, znacznie przekraczając oczekiwania i prognozy bawarskiego producenta i francuskiego wyjątku.
Od tego czasu nie było tygodnia bez nowej koncepcji elektrycznego dwukołowca i miesiąca bez nowych modeli motocykli elektrycznych.
Świat motocyklowy jest tradycyjnie bardziej konserwatywny niż świat motoryzacyjny, a ponadto nie korzysta z takich samych ulg podatkowych, które pozwalają naszym przyjaciołom z napędem na cztery koła jeździć w ciszy, będąc subsydiowanymi przez ich rówieśników (pamiętaj, że zakup samochodu elektrycznego pozwala skorzystać z premia w wysokości 6300 euro, zwiększona do 10 000 euro, jeśli pozbędziesz się starego. Jednak „Równość” jest wypisana na frontonie wszystkich naszych ratuszów, ale hej… Mentalność musi ewoluować, aby zintegrować rzeczywiste lub domniemane przeszkody, wśród których rzeczywista autonomia i ładowarki są nie mniejsze, nawet jeśli poprawiają się z roku na rok.
Jest też kwestia ceny: motocykl elektryczny jest nadal drogi. Gama Zero, której ceny od tego czasu spadły, zaczyna się od 10 220 euro i rośnie do 17 990 euro (lub nawet kilka tysięcy więcej z opcjami szybkiego ładowania), podczas gdy skuter BMW jest wystawiany od 15 400 euro, a Energica kosztuje ponad 30 000 euro, jak np. Harley Livewire. Tak więc bilet wstępu jest wysoki, nawet jeśli koszty użytkowników są później znacznie obniżone. Zero Motorcycles twierdzi, że koszt „paliwa” to około 1 euro na 100 kilometrów i motocykle, które wymagają dość minimalnej konserwacji. Ach, nagle robi się trochę ciekawiej.
Ale tak przy okazji, jak działa motocykl elektryczny?
silnik
Aby zrozumieć, jak działa silnik elektryczny, potrzeba kilku podstawowych pojęć z fizyki. Czy wszyscy wiedzieliście, że w zależności od biegunowości magnesy mogą się przyciągać lub odpychać? Cóż, jeśli to wiesz, jesteś uzbrojony, aby zrozumieć, jak działa silnik elektryczny: w zasadzie po prostu umieść dwie części magnetyczne twarzą w twarz, z biegunowością w przeciwnych kierunkach: nieruchoma część silnika nazywa się stojanem. Kiedy przepływa przez niego prąd, przyciąga przeciwną biegunowość: znajduje się na osi, w ten sposób zaczyna się obracać i nazywa się wirnikiem. Lubię to. Wtedy wystarczy, że wirnik jest podłączony do osi przekładni: wtedy energia elektryczna staje się mechaniczna. Tutaj masz wystarczająco dużo energii, aby biegać Magiczny mikser Super Blender od Télé-Achat („tak, Maryse, dzięki jego 320 akcesoriom możesz zrobić zarówno drobno startą marchewkę, jak i pyszne koktajle mleczne” / „Doskonały Pierre, a wszystko to za niewielką kwotę tylko 199,99 euro, z kuponem na dodatkowe ciało trenera” ) lub w najlepszym przypadku przesunąć samochód. Jesteśmy tam.
Na papierze silnik elektryczny ma wiele zalet: niewiele ruchomych części, zmniejszone tarcie mechaniczne (a tym samym ograniczone „straty energii”), brak płynów wewnętrznych (a zatem brak odpływów i wycieków), mniejsze zapotrzebowanie na chłodzenie (niektóre są zadowolone z otoczenia) .powietrze i dlatego też nie wymagają skomplikowanego chłodzenia cieczą), nie wspominając już o najważniejszym: brak wewnętrznych eksplozji, brak zanieczyszczeń, świetna cisza pracy i uzyskiwanie maksymalnego momentu obrotowego przy najniższych prędkościach obrotowych. Prostota jego konstrukcji gwarantuje również doskonałą trwałość. W przeciwieństwie do silnika spalinowego, silnik elektryczny nie musi się nagrzewać: możesz wsiąść na rower, odpalić gaz! Wreszcie waty… (tak, ten żart jest do bani, ale i tak musiałem go gdzieś opublikować…).
Teraz cofnijmy się o krok: czym go karmimy, ten silnik?
Baterie: więcej Li-Ion czy Ni-Mh?
W przeciwieństwie do lekkich pojazdów hybrydowych, takich jak Toyota Prius, akumulatory motocykli elektrycznych można ładować. Ma to więc dwie konsekwencje: ich potencjał musi być większy, inna jest też ich technologia.
Zwykle są to akumulatory litowo-jonowa technologia (Li-Ion), trzykrotnie mocniejsza przy tej samej objętości (ale też znacznie droższa) niż druga technologia, Wodorek niklu (Ni-Mh). Energica ma baterie litowo-polimerowe. Baterie litowo-jonowe mają też mniejszy „efekt pamięci”, stąd ich największa regularność w czasie. Tym samym Zero obiecuje ponad 300 000 kilometrów przy zachowaniu co najmniej 80% pojemności baterii. Z drugiej strony ryzyko zwarcia jest większe w przypadku akumulatorów litowo-jonowych: stąd bardziej złożone maszyny, które w rzeczywistości są cięższe i droższe.
W rezultacie badania na poziomie akumulatorów przyspieszają, aby uzyskać większą pojemność, również przy większej zwartości, a także przy użyciu mniej rzadkich metali.
Zatem osiągi pojazdu elektrycznego zależą od mocy silnika, a także od zdolności akumulatorów do zapewnienia utrzymania tych osiągów tak długo, jak to możliwe, z zasięgiem.
Dziś pojemność baterii skutera BMW C Evolution wynosi 11 kWh, podczas gdy seria Zero bazuje na maszynach o pojemności od 3,3 do 13 kWh. Tylko Energica ma baterię 21,5 kWh.
Kolejny czynnik: waga. Tym samym BMW gwarantuje zasięg stu kilometrów dla swojego skutera (który wciąż waży 265 kilogramów), podczas gdy Zero może przejechać maksymalnie od 66 kilometrów (w 2015 roku dla małego FX ZF3.3, który waży zaledwie 112 kilogramów) do 312 kilometrów. km (DS i DSR ZF13.0 z Power Tank, dodatkową baterią, która łączy całość. Dla porównania, Harley-Davidson oferował około 80 km zasięgu na swoim prototypie Livewire zasilanym z akumulatorów 7 kWh, podczas gdy KTM Freeride-e w Enduro lub wersje Supermoto nie mogły zajść daleko z akumulatorami 2,6 kWh przez 30 minut jazdy na deskorolce-park i chmielu, ale to prawda, że ten ostatni musiał pozostać jak najlżejszy. Energica reklamuje zasięg 400 kilometrów (w miastach), ale w rzeczywistości obracamy się raczej wokół 180 km, czyli wciąż dużo więcej niż kilkadziesiąt kilometrów kilka lat temu. Dziś elektryczny jednoślad może rozsądnie przekroczyć zasięg 100 km.
Ale tutaj równanie staje się trudne, ponieważ musisz inteligentnie umieścić kursor między dużymi bateriami a ograniczoną wagą, wiedząc, że waga marnuje baterię… Nie jest to łatwe. W każdym razie 13 kWh Zero Motorcycles DS i DSR możemy już uznać za bardzo zaszczytną, wręcz niemal ekskluzywną wartość! Aby spojrzeć na to z innej perspektywy, wiedz, że BMW X5 40th (hybryda plug-in) ma 9,2 kWh akumulatorów, które pozwalają temu dużemu 2,2-tonowemu SUV-owi przejechać około trzydziestu kilometrów w trybie całkowicie elektrycznym; Nissan Leaf z 2016 roku ma 30 kWh, ma zasięg 250 km i pokonuje 200 km w rzeczywistości.
napełniać
Bateria składa się z wielu baterii/ogniw. Przy zera 128. Kiedy zaczynają się w pełni ładować, zwykle około 85%, BMS (system zarządzania baterią) rozdziela elektrony. A im więcej komórek, tym więcej czasu zajmuje ich posortowanie w celu wysłania we właściwe miejsce. W rezultacie ładowanie baterii do ostatniego poziomu procentowego trwa dłużej. Dlatego niektórzy producenci dużo mówią o czasach ładowania na poziomie około 80%.
Ponieważ czas ładowania to kolejny problem w przypadku pojazdów elektrycznych. Ponieważ bateria długo się ładuje. Być może ideałem byłby system szybkiej wymiany, np podłącz i graj, jak zmieniały się konie w sztafetach średniowiecza. Niektórzy już nad tym pracują i proponują koncepcje, takie jak modele Gogoro czy Silence, ale żadne rozwiązanie nie pojawia się w najbliższym czasie.
Ładowanie w Internecie
Dlatego w przypadku braku szybkiej zmiany należy naładować akumulator z sieci. Tutaj problemy są proste i związane z kalibracją przychodzących i wychodzących przepływów energii. Szkoda, że w normalnym gniazdku ściennym w Twoim domu przepływy są najniższe: dlatego oblicz maksymalnie 1,8 kWh lub kilka godzin ładowania, w zależności od pojemności akumulatora i ładowarki. Tak więc akumulator 5,6 kWh z ładowarką 600 W wymaga 9 godzin ładowania, ale dobrze jest, aby zainstalował go elektryk, ponieważ będzie musiał działać przez wiele godzin i należy zapobiec przegrzaniu.
Ładowanie na terminalach
Terminale typu 3 (w stylu Autolib) mają kontrolę obciążenia w terminalu i mogą przepływać do 3,7 kWh. Wreszcie terminale szybkiego ładowania i superładowarki Tesli mogą ładować do 50 kWh. Z drugiej strony większość motocykli nie jest przystosowana do przyjmowania tych superszybkich gniazd (z wyjątkiem Energiki z gniazdem CCS). Jednak, podobnie jak Zero, mogą korzystać z akcesorium „Charge Tank”, które działa jak wzmacniacz i pozwala naładować model 13 kWh w około 3 godziny, a model 9,8 kWh w około 2 godziny.
W samochodach niektórzy producenci pomagają klientom wyposażyć stację szybkiego ładowania w domu, a czasem cieszą się pełnym wsparciem dla operacji. W tej chwili motocykl nie oferuje nic równoważnego, ale należy zauważyć, że 12 lipca 2011 r. uchwalono ustawę o „prawie do połowów” we wspólnotach mieszkaniowych: jeśli jeden ze współwłaścicieli wystąpi o instalację gniazdka do ładowania na parkingu lub w części wspólnej, nie można mu odmówić (dla swojego konta).
Luksus to przestrzeń...
Począwszy od Nigdy nie byłem szczęśliwy 1899 (pierwszy samochód, który przekroczył 100 km/h był już samochodem elektrycznym), problem samochodów elektrycznych był prosty: akumulatory przyklejamy do podłogi, bo miejsca już jest, dodatkowo przyczynia się to do usztywnienia w całości, a następnie możemy je wypełnić. W motocyklach problem jest bardziej złożony, więc wyzwaniem dla inżynierów jest zmieszczenie wszystkiego w przestrzeni dostępnej na motocyklu, zasadniczo (złożony humor) ograniczonej.
Projektanci również mają do odegrania pewną rolę, integrując te nieestetyczne baterie. Podobnie jak Brammo, pierwsze Zero wyglądały jak lodówki na kółkach z estetycznie źle zintegrowanymi bateriami, ale od tego czasu sytuacja się poprawiła. Na przykład Harley-Davidson Livewire dobrze ukrywa swoją grę, podobnie jak Energy Ego RS+. Tymczasem motocykle elektryczne odchodzą od mody na wózki inwalidzkie, tak jak na początku. Nowoczesne technologie pozwalają również na monitorowanie poziomu naładowania czy programowanie go za pomocą aplikacji w smartfonie. Wszystko to pozwala znaleźć motocykl, śledzić jego zużycie podczas każdej podróży i mieć jego autonomię w czasie rzeczywistym.
Dlatego dla swojego rozwoju motocykle elektryczne muszą móc liczyć na rozwój infrastruktury, co może jedynie przyczynić się do jego demokratyzacji i obniżenia cen. To esencja misji GEME, europejskiego ruchu motocykli elektrycznych, który będzie obecny na kolejnej wystawie EVER w Monako.
