Elektromobily rozvázaly konstruktérům ruce | E15.cz
Partnerem projektu je ChargeUp

Elektromobily rozvázaly konstruktérům ruce, říká Michal Tolar z Kia Czech

Auto slouží nejen k dopravě, ale i jako zdroj energie. Když má dost, zvládne spotřebu elektřiny rodinného domu i na 14 dní.
Auto slouží nejen k dopravě, ale i jako zdroj energie. Když má ...
Michal Tolar, manažer rozvoje a vzdělávání ve společnosti Kia Czech
Michal Tolar, manažer rozvoje a vzdělávání ve společnosti Kia ...
1/2

Kratší přístrojová deska, plochá podlaha, méně prostoru pro pohonnou jednotku. Auta na elektřinu otevírají designérům nové možnosti. Laik by se nejspíš divil, jak moc tvar vozu se spalovacím motorem ovlivňuje například objemný chladič na předku vozidla. Stejně tak individuální doprava na elektřinu přináší nové konstrukční výzvy – rozměrný a těžký akumulátor, brzdný systém, který jej umí dobíjet, nebo složitější mechanismus vytápění pomocí tepelného čerpadla. „Dnes už přestává platit, že elektromobily jsou konstrukčně jednodušší, ale díky moderním technologiím je lze ovládat mobilem nebo využít jako zdroj energie pro celou domácnost,“ říká Michal Tolar, manažer rozvoje a vzdělávání ve společnosti Kia Czech. 

 

 

 

V čem se zejména liší konstrukce elektromobilu od vozu se spalovacím motorem?

Zajímavý moment z hlediska konstrukce a aerodynamiky je, že elektroauto nepotřebuje chladič, který jinak výrazně omezuje design přední části vozu, protože je to poměrně velká plocha směřující kolmo nahoru. Konstruktéři často mluví o tom, že jim v tomto směru elektromobil rozvazuje ruce. Další rozdíl je v tom, že pohon 4×4 lze řešit instalací dvou elektromotorů, každého na jedné nápravě. Odpadá tak kardanová hřídel a podlahu v kabině lze nechat rovnou, bez výrazného tunelu. A vzhledem k tomu, že pohonné ústrojí je podstatně jednodušší, může být s nadsázkou kufr vepředu i vzadu. Obecně designéři říkají, že elektromobily jim dávají obrovské pole možností si hrát.

Nakolik je obtížné dostat elektrický pohon do auta, které bylo původně koncipováno pro spalovací motor?

Nejsložitější je umístění akumulátoru, protože musíte vyměnit celou platformu – podvozek, což je součást, která se většinou dělá mimo výrobní závod a přichází od dodavatele (v případě značky Kia se jedná o podvozky vlastní výroby, poznámka redakce). Ten musí připravit profil podvozku tak, aby se dal zespodu akumulátor nainstalovat. S elektromotorem problém není, v motorovém prostoru je pro něj místa dost. Přestavit konvenční auto na elektřinu lze, opačně, myslím si, to možné není. 

Zmínil jste jednoduchost pohonné jednotky. Můžete to popsat blíže?

V elektromobilu chybí spojka, protože když je třeba couvat, motor se umí točit i na druhou stranu. Převodovka obvykle nemá rychlosti, je tam jen koncový převod a diferenciál. A samotný motor je podstatně jednodušší. Chybějí rozvody, vačkové hřídele, zdvihátka, ventily a řada dalších součástí. Z akumulátoru jde stejnosměrný proud, invertor jej změní na střídavý, a díky tomu se může elektromotor skládat více méně jen z hřídele s permanentními magnety, ložisek, která ji drží, a obalu neboli statoru s elektrickým vinutím. V zásadě mě nenapadá, co by se na tom mohlo porouchat. 

Jaké další zásadní odlišnosti by se našly?

Za prvé jsou to brzdy. Když sešlápnete brzdový pedál, není tam na rozdíl od běžného auta přímá vazba na brzdy na kolech. Místo toho řídící jednotka měří intenzitu toho sešlápnutí, vytváří protitlak a zároveň aktivuje stupeň rekuperace, která vytváří energii a dobíjí akumulátor. Až když její brzdný efekt nestačí, aktivují se samotné brzdy, a to tak, že k tomu určený elektromotor jakoby sešlápne brzdový pedál. Za druhé jsou to vytápění a chlazení. Kompresor klimatizace je poháněn elektromotorem, a ne spalovacím motorem přes převod. Tepelný výměník topení pak není vyhříván chladicí kapalinou motoru, ale elektricky. Pokud máte tepelné čerpadlo, tak je v autě ještě druhý výměník tepla a v něm zase neproudí chladicí kapalina, ale médium klimatizace. To je kompresorem tlačeno do interiéru. 

Jsou tedy elektromobily celkově jednodušší, nebo ne?

Jednodušší možná byly první generace elektromobilů, které přišly na trh a obsahovaly opravdu jen základní komponenty. Dnes bych řekl, že už to neplatí a začíná to být spíše obráceně. O co jednodušší je pohon, o to složitější je zmíněný systém topení a klimatizace. Zejména tepelné čerpadlo je poměrně komplikované z hlediska chladírenského okruhu a všech možných přepouštěních ventilů. Také v akumulátoru je dnes spousta součástek. Nejsložitější auto, které si lze v současnosti koupit, je plug-in hybrid, který kombinuje spalovací motor s elektrickým pohonem. Jsou to vlastně dvě auta v jednom.

Mezi výhodami aut na baterie se často uvádí méně náročný, a tedy levnější servis. Může elektromobilista očekávat, že na něm skutečně ušetří?

Menší náročnost přináší a do budoucna bude přinášet zejména to, že elektroauta jsou online, mají v sobě sim kartu, takže některé služby, aktualizace či updaty lze vyřešit z domova po internetu. Z pohledu nákladů to ale takový rozdíl není. Odpadají některé spotřební díly a kapaliny, zejména olejové hospodářství, na druhé straně mechanik autorizovaného servisu musí při prohlídce udělat desítky úkonů, aby auto prověřil ze všech stran. Když jsme orientačně počítali úsporu za servis, při pětiletém provozu je to zhruba deset tisíc korun. Mnohem zásadnější úspora se bude odvíjet od toho, kolik majitel vozidla ujede ročně kilometrů a za kolik bude nabíjet. Na veřejné dobíječce může zaplatit i přes 20 korun za kilowatthodinu, naopak doma či v práci se může dostat na dvě koruny za kilowatthodinu. To pak kilometr jízdy vyjde třeba na 40 haléřů.

Elektroautům se vytýká, že jsou kvůli baterii těžší. Jak velký je rozdíl v hmotnosti a nakolik se to projevuje v rychlejším opotřebení pneumatik a brzd?

Náš model Niro existuje ve variantách hybrid, plug-in hybrid a elektromobil s dvěma variantami akumulátoru. Plug-in hybrid je oproti hybridu těžší o 100 kilogramů, u elektromobilu s menším 40kilowatthodinovým akumulátorem hmotnost proti hybridu narůstá o 177 kilogramů a u vozu s 64kilowatthodinovým akumulátorem o 322 kilogramů. Pneumatiky se pak skutečně mohou opotřebovávat rychleji, pro brzdy to ale vzhledem k brzdnému účinku rekuperace vůbec platit nemusí.

Jak byste třeba kamarádovi popsal jízdní vlastnosti elektromobilu?

Zrovna nedávno jsem něco podobného absolvoval. E-Niro disponuje výkonem 150 kilowatt, což už je úroveň silnějších spalovacích motorů, a točivý moment je na maximu od nulových otáček až zhruba po šest tisíc, kdy trochu poklesne, což ani nezaznamenáte. Nadšení řidičů tak obvykle budí zátah, jaký auto předvádí po sešlápnutí plynového pedálu. Elektromobil ale vyžaduje změnu myšlení a schopnost plánovat trasu s přestávkami pro dobíjení. Vybít ho do nuly a pak rychle nabít na rychlodobíječce není ideální způsob užívání.

Můžete podobně shrnout i další užitné vlastnosti?

Zásadně se liší to, co nazýváme infotainmentem. Existuje mnohem větší interakce mezi autem a mobilním telefonem řidiče. Ten může najednou přes mobil vůz dálkově ovládat, ráno třeba ještě před vyjetím zapnout topení, otevřít na dálku kufr, když do něj chce někdo něco uložit, ověřit si úroveň dobití akumulátoru, zkontrolovat reporting o závadách. Ještě zajímavější jsou ale takzvané technologie V2X.

Co to znamená?

V podstatě jde o to, že auto slouží nejen k dopravě, ale i jako zdroj energie. My teď nabízíme V2L, kdy auto můžu využít jako zdroj 230voltové zásuvky s výkonem 3,6 kilowattu, což stačí pro napájení většiny běžných spotřebičů. Pak je technologie V2V, kdy jeden elektrovůz může dobíjet jiný elektrovůz. V2H zase znamená, že se elektromobil stane součástí energetiky rodinného domu. Při nízkém tarifu se nabije a pak lze levnější elektřinu spotřebovávat až do nastavené kapacity akumulátoru v době vysokého tarifu. Například 64 kilowatthodin z e-Nira by vám rodinný dům napájelo dva týdny, když nebudete elektřinou topit.

Auto slouží nejen k dopravě, ale i jako zdroj energie. Když má dost, zvládne spotřebu elektřiny rodinného domu i na 14 dní.Autor: profimedia

Mluvil jste o prostorové variabilitě, nabízí elektroauta celkově více prostoru?

Už jsem zmiňoval rovnou podlahu bez středového tunelu, díky čemuž prostor nabyde. Stejně tak jiné řešení vytápění umožňuje zkrátit délku přístrojové desky od čelního skla a tím dopřát více prostoru pro nohy. Ale abych nezůstal jen u kladů, na zadních sedadlech se kvůli akumulátoru umístěnému pod sedáky, není-li umístěn po podlahou mezi nápravami, sedí trochu výše nebo s více pokrčenými koleny.

Elektromobil je v podstatě elektrické zařízení, které pracuje s velmi vysokým napětím. Jak je to s bezpečností?

Z mého pohledu je bezpečnější, než když se pohybuji doma. Tam když vezmu hřebík a dám ho do zásuvky, dostanu ránu elektrickým proudem. V elektroautě se nestane nic, protože řídící jednotka čeká, až se vůz propojí s nabíječkou, pak se teprve na kontaktech konektoru objeví napětí. V případě, kdy nemám nastartováno, je hlavní akumulátor odpojen. K napájení běžných okruhů slouží tradiční 12voltový akumulátor. Až po povelu nastartovat se ověří elektroizolace auta a funkčnost všech systémů a akumulátor se aktivuje, což znamená, že se sepnou hlavní relé, která z něj vyvedou napětí ven. Akumulátor se deaktivuje také v případě jakéhokoli nárazu či spuštění airbagů. Jeho schránka je vodotěsná, přesto jsou v ní snímače vody, které akumulátor opět umí deaktivovat. Tlakovými snímači a deaktivací je ošetřena také možnost „nafukování“ článků. Kvůli servisu a manipulaci je pak v každém autě bezpečnostní konektor, kterým se akumulátor rozpojí. Můžete sáhnout na jeho kladný i záporný pól a nestane se nic.

A jak si elektrická vozidla vedou v klasických crash testech?

Za prvé je třeba říct, že mají úplně stejné podmínky, jako auta se spalovacím motorem. Když se podíváte na stránky Euro NACP, bez problémů sbírají pět hvězdiček, protože vynikají asistenčními systémy. Dnes totiž platí, že vozidlo dostane maximálně tři hvězdy v samotném crash testu a čtvrtou a pátou si vydobude právě různými bezpečnostními technologiemi.

 

Návrat do speciálu