Mașină electrică

O mașină electrică (de asemenea, e-car, mașină electrică ) este o mașină cu acționare electrică.

La începutul dezvoltării automobilului în jurul anului 1900 și în deceniul următor, vehiculele alimentate electric au jucat un rol important în traficul orașului. Cu toate acestea, progresele în construcția vehiculelor cu motor cu ardere internă și rețeaua de benzinării le-au deplasat. Abia în anii 1990 producția de vehicule electrice a crescut din nou. În anii 2000, bateriile puternice pe bază de litiu au fost adaptate vehiculelor.

La sfârșitul anului 2019, numărul global de mașini cu taxă plug-in și vehicule utilitare ușoare era de 7,89 milioane. Comparativ cu nivelul de 1,40 milioane de la sfârșitul anului 2015, aceasta este o creștere de aproape șase ori și o creștere medie de 54,1% pe an.

Definiții

Diferite definiții și delimitări sunt utilizate pentru termenul „mașină electrică”. În ceea ce privește tipul și clasa vehiculului , acestea corespund cu lema „ automobile ”. Electricitatea pentru acționare poate fi obținută de la acumulatori , condensatori , celule de combustibil sau linii aeriene (de exemplu, în troleibuze și camioane ) sau generată cu ajutorul motoarelor cu ardere internă sau a dispozitivelor de stocare a volantului . Cu toate acestea, Autoritatea Federală Germană pentru Transportul Motorului înțelege că vehiculele electrice sunt doar cele „cu o sursă exclusiv de energie electrică”, English Battery Electric Vehicle (BEV) . Vehiculele „cu cel puțin doi convertoare de energie diferite și două sisteme diferite de stocare a energiei” sunt considerate vehicule hibride .

poveste

În 1821, Michael Faraday a arătat cum se poate genera o rotație continuă cu electromagnetismul , creând astfel baza acționării electrice . Începând cu anii 1830, diferite variante de motor electric și baterie au fost utilizate pentru a crea diverse vehicule electrice și modele de masă, de exemplu de Sibrandus Stratingh și Thomas Davenport . Davenport și-a testat motorul electric pe o model de locomotivă, pe care a lăsat-o să-i întoarcă pe un cerc de șine cu un diametru de aproximativ un metru. În jurul anului 1832 se spune că Robert Anderson a construit un cărucior electric în Aberdeen .

În noiembrie 1881, Gustave Trouvé a prezentat o mașină electrică la Târgul Internațional al Energiei din Paris .

Prima mașină electrică germană cunoscută a fost construită de mașina Coburg care lucrează A. Flocken cu mașina electrică Flocken în 1888 . Mașina este, de asemenea, considerată a fi prima mașină de călători electrică cu patru roți din lume .

Primele înregistrări de glorie și timpurii (aprox. 1896–1912)

Autonomia vehiculelor istorice era de aproximativ 100 de kilometri. Până în 1900, 40% din mașinile din SUA erau alimentate cu abur, 38% electrice și doar 22% erau benzină. Aproape 34.000 de vehicule electrice erau înmatriculate în SUA, cel mai mare număr din lume la acea vreme. În 1912 majoritatea vehiculelor electrice au fost vândute până în prezent. După aceea, cota de piață a scăzut. Între 1896 și 1939, în întreaga lume au fost înregistrate 565 de mărci de mașini electrice.

Primul documentat record de viteză pentru un vehicul de teren a fost stabilit de franceză pilot de curse Gaston de Chasseloup-Laubat la 18 decembrie 1898 cu masina electrica Jeantaud Duc de Charles Jeantaud în Achères , în apropiere de Paris, la 62.78 kmh. În lunile următoare s-a întrecut reciproc la Achères cu belgianul Camille Jenatzy , până când a stabilit în cele din urmă primul record peste 100 km / h cu mașina electrică La Jamais Contente cu 105,88 km / h.

Vehicul de nișă (aprox. 1910-1990)

Declinul mașinilor electrice a început în jurul anului 1910. Gama mult mai mare și disponibilitatea uleiului ieftin pentru carburanții carburatorului au fost (printre altele) factori în scăderea cererii de mijloace de transport electrice. Pornirea motoarelor pe benzină folosind starterul în loc de pornire a devenit, de asemenea, mult mai convenabilă. Sub influența Standard Oil, benzina a devenit principalul combustibil în Statele Unite și în toate țările influențate de Standard Oil.

Cu toate acestea, acționarea electrică s-a putut răspândi în vehiculele care obțin energia de conducere de pe liniile aeriene ( locomotivă electrică , troleibuz , tramvai ) sau o generează singure ( acționare diesel-electrică ).

Una dintre nișele în care s-au păstrat autovehiculele electrice a fost, de asemenea, transportul local, cu dube mici de livrare pentru livrarea zilnică a sticlelor de lapte în Marea Britanie și părți din Statele Unite , laptele plutește . Alte aplicații de nișă au fost și sunt stivuitoare și cărucioare pentru bagaje acționate electric .

Din anii 1960 încoace, creșterea densității traficului a condus la primele măsuri de reducere a emisiilor. În acest context, mașina electrică a apărut din nou. În 1967, de exemplu, a fost format un grup de lucru interparlamentar în Bundestag pentru a reforma impozitarea vehiculelor cu scopul de a promova electromobilitatea. Cu toate acestea, timp de decenii, astfel de progrese nu au avut niciun impact practic.

Renaștere (1990-2005)

Eforturile de a alimenta mașinile cu motoare electrice au fost luate în considerare din ce în ce mai mult după criza petrolului declanșată de războiul din Golf din anii 1990. Regulamentul elaborat de CARB și adoptat ca o lege în California în 1990, care stipulează că treptat trebuie oferite vehicule fără emisii , a obligat industria auto să dezvolte produse. În Germania, evoluțiile individuale progresive, cum ar fi scuterul electronic Simson SR 50 Gamma , nu ar putea supraviețui pe piață fără sprijin legal.

Din ce în ce mai mult, au fost utilizate noi tipuri de acumulatori ( acumulator de hidrură de nichel-metal și ulterior acumulator de litiu-ion ) în locul acumulatorilor de plumb anteriori. Exemple sunt Volkswagen Golf CitySTROMer , BMW E1 sau Mercedes A-Class .

Din 1996-1999, General Motors a construit General Motors Electric Vehicle 1, GM EV1, o serie de electrice vehicul într - o ediție de aproximativ 1100. Toyota a construit în jur de 1500 din RAV4 EV complet electric , Nissan în jur de 220 din Nissan Hypermini și Honda Honda EV Plus . Producția majorității mașinilor electrice a fost întreruptă după relaxarea legislației CARB și oprirea livrărilor (vezi și Cine a ucis mașina electrică? ).

Diferite vehicule ușoare au fost produse în Europa încă din anii 1990 , cum ar fi CityEL , The twike sau Sam vehicul electric . PSA Peugeot Citroën a produs în jur de 10.000 de mașini cu motor electric din 1995 până în 2005 (Saxo, Berlingo, 106, partener), care au fost oferite doar în Franța, țările Benelux și Marea Britanie.

Din 2003 încoace, mașinile electrice au fost dezvoltate în principal de companii, mai mici sau independente de vehicule de serie au fost transformate, cum ar fi Citysax sau Stromos mașini mici .

Evoluții din 2006

În 2006 a fost prezentată mașina sport Tesla Roadster de la nou-înființatul producător Tesla , care arăta posibilitățile tehnice actuale cu o autonomie de aproximativ 350 km și performanța sa de conducere. Intrarea Tesla pe piață este văzută ca un catalizator pentru interesul crescând ulterior pentru mașinile electrice din întreaga lume, deoarece a obținut recorduri necunoscute anterior în ceea ce privește autonomia, performanța de conducere și viteza de încărcare cu Roadster și Modelul S introduse în 2012 și Rețea de încărcare a supraîncărcătorului .

Din 2007 încoace, mulți producători consacrați au anunțat noi dezvoltări.

În 2009, Mitsubishi i-MiEV a început ca prima mașină electrică de mari dimensiuni. General Motors a introdus pe decembrie 2010 mașina hibridă Chevrolet Volt pe piața SUA; varianta sa germană, Opel Ampera, a atras o acoperire mediatică considerabilă. Tot în 2010 a apărut pe piață Nissan Leaf , care a fost cea mai bine vândută mașină electrică din lume până în 2020.

Alte lansări importante de mașini electrice în 2012 au fost micile Smart ED și Renault Zoé. În 2013 Kia Soul EV , Ford Focus Electric și VW e-up! . BMW i3 , introdus și în 2013, a provocat senzație nu numai cu sistemul său de acționare, ci și cu celula de pasageri din carbon.

În 2014, Deutsche Post AG a provocat senzație pentru că a început să fabrice o autoutilitară de livrare electrică special concepută pentru scuterele de stradă .

Tesla Model 3 este în producție din iulie 2017 și a fost livrat în Europa din februarie 2019. Acest lucru a făcut ca serviciile modelelor anterioare Tesla să fie disponibile la un preț semnificativ mai mic și să devină cea mai bine vândută mașină electrică din multe locuri.

Tehnologia vehiculului

Proprietăți generale

Spre deosebire de motoarele cu ardere internă, motoarele electrice nu au o turație minimă la ralanti și furnizează un cuplu ridicat de la un punct mort într-un interval foarte mare de turații . Prin urmare, mașinile electrice nu au nevoie de cutie de viteze (manuală sau automată) , ambreiaj și convertor de cuplu pentru a porni. Multe alte componente care sunt predispuse la reparații sau care necesită întreținere pot fi, de asemenea, renunțate (consultați Reparații și întreținere ). Necesitatea electrică de curent alternativ pentru transformarea de obicei a bateriilor de conducere furnizate curent continuu , o electronică de putere .

Motoarele electrice sunt mult mai silențioase decât motoarele pe benzină sau diesel, aproape fără vibrații și nu emit gaze de evacuare dăunătoare. Ele constau de obicei din mai puține piese și sunt mai mici pentru aceeași putere, eficiența lor de 85-95% este semnificativ mai mare decât cea a unui motor modern cu ardere internă cu o medie de 25%. Datorită densității mai mici de energie a acumulatorilor în comparație cu combustibilii fosili din tancuri, masa mașinilor electrice tinde să fie mai mare decât cea a automobilelor convenționale și autonomia lor este mai mică (vezi Gama ). Timpii de încărcare sunt mult mai mari decât procesele de alimentare corespunzătoare (vezi timpul de încărcare ). Mașinile electrice de astăzi recuperează energia de frânare prin recuperare .

Aranjamentul componentelor, așa-numitul concept de utilizare a spațiului, s-a schimbat, de asemenea. În cazul caroseriei unui vehicul cu motor cu ardere, multe componente sunt dispuse în jurul unității principale, în timp ce în cazul unei mașini electrice, componentele pot fi montate într-un mod mult mai descentralizat. Componentele esențiale diferă în ceea ce privește spațiul și forma: motorul și radiatorul, de exemplu, sunt mai mici, iar sistemul de baterii poate fi amplasat în diferite zone ale caroseriei, în funcție de conceptul vehiculului. Acest lucru are și avantaje:

• O secțiune frontală mai aerodinamică este posibilă datorită orificiilor de admisie de aer mai mici pentru răcitoare.
• Există mai mult spațiu pentru un design anti-prag al capătului frontal (spațiu pentru tije și plăci de contact).
• Cerința de spațiu mai mică permite, de asemenea, un unghi de direcție mai mare și, astfel, un cerc de rotire semnificativ mai mic . (Exemplu Škoda Enyaq iV : cercul de cotitură de numai 9,3 metri este cu aproape trei metri mai mic decât cel al Kodiaq-ului oarecum la fel de mare și chiar cu un metru mai mic decât cel al mașinii mici Fabia .)
• Centrul de greutate poate fi semnificativ mai mică datorită bateriei grele sub podea; acest lucru are ca rezultat un comportament mai bun la conducere și mai multă siguranță împotriva răsturnării.
• Electrificarea sistemelor servo pentru frâne și direcție facilitează implementarea sistemelor automate de funcționare sau asistență.
• Ampatament poate fi mai mare cu aceeași lungime totală; acest lucru creează mai mult spațiu pentru pasageri și un confort mai mare la conducere.
• Acționările electrice nu necesită nicio întreținere.

Majoritatea vehiculelor electrice legale de stradă au, pe lângă bateria mare de acționare, un alt acumulator mic, de obicei o baterie plumb-acid de 12 volți. Se încarcă prin intermediul bateriei de acționare și furnizează o parte din componentele electronice de la bord, dar mai presus de toate iluminarea vehiculului, în special luminile de avertizare - chiar dacă bateria de acționare a fost dezactivată (de exemplu, din cauza descărcării sau a unui accident).

Concepte de vehicule

Mașinile electrice pot fi diferențiate în conformitate cu principiul lor de construcție:

• Mașini electrice nou dezvoltate (așa-numitul design de scop), în care nu trebuie făcute compromisuri constructive în implementare. Acest avantaj tehnic este compensat de dezavantajul economic al cheltuielilor unice ridicate pentru noua dezvoltare, motiv pentru care acest concept necesită un număr mare de producție. Exemplele includ BMW i3 , Nissan Leaf , Tesla Model S , Tesla Model X , Tesla Model 3 , Renault Zoé , BYD e6 , Chevrolet Bolt , Streetscooter , Porsche Taycan , VW ID.
• Mașinile electrice ca adaptare a mașinilor convenționale (așa-numita conversie): Aici, componentele motorului cu ardere internă sunt înlocuite cu cele ale motorului electric al unui vehicul convențional. Acest lucru necesită compromisuri constructive, deoarece motorul electric și bateria sunt montate în spațiul de instalare existent. Efortul redus de dezvoltare este compensat de costurile ridicate ale pieselor pentru componentele de acționare personalizate, motiv pentru care acest lucru este potrivit pentru cantități mici de producție. Atât Toyota RAV4 EV , cele aproximativ zece mii de mașini electrice franceze începând din 1990 de către PSA Peugeot Citroën și Renault din „seria electrică” (Saxo, Berlingo, 106, Partner, Clio, Kangoo), cât și Mitsubishi Electric Vehicle , care a fost lansat în Europa în 2010 Prima mașină electrică produsă în serie din lume (aproximativ 17.000 de vehicule la nivel mondial pe an) (într-o formă ușor modificată comercializată și de PSA ca Citroën C-Zero sau Peugeot Ion) și Elektro-Smart se bazează pe acest cost- metodă eficientă de dezvoltare. Aceste vehicule necesită aproximativ 12-20 kWh de energie electrică pentru 100 km în viața de zi cu zi. De la sfârșitul anului 2013, VW e-up! a oferit, din 2014, VW e-Golf . Alte exemple sunt MINI E și BMW ActiveE utilizate în perioada premergătoare dezvoltării BMW i3 .
• Mașinile electrice, ca dotare de vehicule de serie, precum Stromos și Citysax, permit micilor producători să fabrice mașini electrice. Este instalat un nou tren de acționare produs în serie sau motorul electric este fixat la cutia de viteze standard. Performanța de conducere, autonomia și consumul sunt similare cu cele de la adaptările la mașinile de producție convenționale de la marii producători. Costurile mai mari de producție datorate producției în serie mică sunt compensate de opțiunile flexibile de adaptare la cerințele clienților și de utilizarea vehiculelor uzate care nu sunt disponibile ca versiune electrică sau ca bază.

conduce

Spre deosebire de motoarele cu ardere internă, motoarele electrice pornesc independent sub sarcină cu cupluri foarte mari. Controlerul de viteză, un ansamblu de electronică de putere , controlează unitatea. Motoarele electrice pot fi cuplate mecanic la roți în diferite moduri, mai ales prin angrenaje de reducere și arbori de acționare , integrate în roată ca motor al butucului roții sau z. B. în cazul conversiilor prin transmisia manuală existentă .

Datorită gamei mari de viteză utilizabilă a motoarelor electrice, vehiculele electrice nu necesită transmisii manuale sau ambreiaje eliberabile , dar de obicei sunt instalate angrenaje de reducere . Motoarele electrice pot funcționa în ambele direcții și, prin urmare, nu necesită o marcă de mers înapoi separată. Cu toate acestea, sunt disponibile transmisii cu două trepte care pot fi schimbate sub sarcină, în special pentru vehiculele cu greutate medie și grea. Ar trebui să poată obține până la cinci la sută din gama. Astfel de transmisii cu două trepte sunt, de exemplu, scalabile în anumite trepte și grade atunci când producătorii oferă diferite ieșiri ale motorului ca alternative pentru un model de vehicul. Dacă există mai multe motoare de acționare (de exemplu câte unul pentru puntile față și spate), motoarele electrice pot fi, de asemenea, optimizate pentru diferite intervale de viteză.

Motoarele electrice sunt mai simple și au semnificativ mai puține piese mobile decât motoarele cu ardere internă. Sunt în mare parte răcite cu aer și, ocazional, răcite cu apă .

Diferite tipuri de motoare pot fi utilizate pentru a conduce mașini electrice:

• Motoare de curent continuu
  • Motor perie
  • Motor DC fără perii
• Motoare sincrone
  • Motor sincron cu magnet permanent
  • Motor sincron excitat separat
• Motor de reticență
  • Motor sincron de reticență
  • Motor cu reluctanță comutat
• Motor asincron (mașină cu inducție)
• Motor de flux axial

Motor sincron cu magnet permanent

Mașina sincronă trifazată cu magnet permanent are un randament ridicat de peste 90%, un cuplu specific ridicat (5 Nm / kg) și o putere specifică ridicată (1 kW / kg). Prin urmare, acestea sunt cele mai utilizate unități pentru e-mobile.

Mașinile sincrone permanent excitate nu au perii de carbon , colectoare sau inele de alunecare pentru comutare și excitație și, prin urmare, nu necesită întreținere și uzură.

Invertorul trifazat obligatoriu este de obicei capabil să funcționeze în patru cadrane, deci poate fi utilizat în ambele direcții de deplasare pentru funcționarea motorului și în funcționarea generatorului pentru recuperare . Același circuit poate fi utilizat și pentru a încărca bateria de acționare din rețeaua trifazată. Prin urmare, integrarea unui sistem de încărcare normală cu curent alternativ sau a unui sistem de încărcare rapidă trifazată într-o mașină electrică este posibilă fără efort suplimentar semnificativ.

Motor sincron excitat separat

Cu motoarele sincrone excitate separat, câmpul magnetic este generat de electromagneti în loc de magneți permanenți . Avantajele sunt economisirea magneților de pământuri rare și costuri mai mici de fabricație. Pe de altă parte, există pierderi în eficiența electromecanică în comparație cu unitatea sincronă excitată cu magnet permanent. Motoarele sincrone excitate separat sunt utilizate, de exemplu, în Renault Zoé și e-Smart.

Motor asincron

Mașina asincronă cu rotor în cușcă de veveriță, proiectată ca un rotor cu tijă dublă, poate fi utilizată numai pentru mașinile electrice dacă un invertor trifazat controlat cu frecvență și amplitudine este conectat în amonte. Aceasta este singura modalitate de a obține un cuplu de pornire ridicat, o gamă largă de viteze și un nivel ridicat de eficiență.

Motoarele asincrone sunt mai ieftine de fabricat decât motoarele sincrone cu magnet permanent și, spre deosebire de acestea, nu au cuplu de frânare atunci când sunt oprite. Cu toate acestea, acestea sunt mai puțin eficiente. Motoarele asincrone se pot recupera și folosind invertoare cu patru cadrane. Unele mașini electrice au un set mixt de motoare asincrone și sincrone.

Motor DC

Motoarele de curent continuu au avut o semnificație istorică doar la mașinile electrice. Mașina de serie , care este predestinată pentru aceasta datorită curbei sale caracteristice (cuplu mare de pornire, viteză variabilă fără control), este ușor de controlat, recuperabilă prin inversarea polarității înfășurării de câmp și poate fi temporar supraîncărcată. Cu toate acestea, are dezavantajul că nu necesită întreținere din cauza comutării (uzura periei). Rezistențele din amonte și ulterior o modulație a lățimii impulsului au intrat în discuție pentru control.

Motor de reticență

Un motor cu reluctanță comutat acționează autoutilitara electrică de livrare Chloride Lucas produsă în anii 1980 ; motoarele sincrone de reticență sunt, de asemenea, discutate ca acționări electrice ale mașinilor. În i3, BMW se bazează pe o soluție hibridă constând dintr-un motor sincron excitat permanent și un motor de reticență. În caz contrar, motoarele de reticență nu au jucat până acum niciun rol pe piața de masă.

Motoarele de reticență se gestionează fără pământuri rare, sunt robuste și fiabile. Sunt eficiente la viteze mari, dar au doar un nivel moderat de eficiență în intervalul de viteză mai mic. Acest lucru ar putea fi îmbunătățit printr-un angrenaj de reducere, dar numai cu compromisuri în ceea ce privește eficiența electrică-mecanică.

Alte concepte ale motorului

Ca o alternativă suplimentară a fost discutată o acționare asincronă de mare viteză cu un angrenaj planetar în aval . Cu acest din urmă concept, sistemul este mai ușor decât o unitate sincronă. Pe de altă parte, eficiența electromecanică este puțin mai slabă.

În unele părți din literatură, motorul cu flux axial este descris ca fiind foarte benefic pentru mașinile electrice. Sunt foarte compacte, cu un raport mare putere-greutate și un grad ridicat de eficiență, indiferent de viteză. Cu toate acestea, până acum au fost utilizate doar în prototipuri (de ex. Renovo Coupe). Mercedes-Benz a anunțat dezvoltarea unor motoare cu flux axial de înaltă performanță pentru mașinile electrice în august 2021.

Proiectare motor butuc roata

Un design pentru acționare este motorul butucului roții. Motorul este adăpostit direct în roată, de obicei în interiorul jantei. Cu acest tip de tracțiune, trenurile de tracțiune și carcasa de transfer la roți sunt omise , ceea ce simplifică structura și creează libertate pentru proiectarea în panoul de podea. Cu toate acestea, spațiul de instalare trebuie, de obicei, să fie împărțit cu frâna și se acceptă o masă mai mare care nu este suspendată. De asemenea, motoarele sunt mai expuse influențelor de mediu. Motoarele butucului roții se găsesc adesea la vehiculele cu cerințe reduse în ceea ce privește dinamica de conducere . Ele pot fi găsite, de exemplu, pe biciclete electrice, scutere electrice și vehicule comerciale. Până în prezent, aceștia nu s-au putut stabili în autoturisme de serie, dar fac obiectul unor activități de cercetare și dezvoltare.

Frânare regenerativă (recuperare)

În modul generator, motoarele electrice sunt potrivite pentru conversia energiei cinetice (energie cinetică) înapoi în energie electrică ( recuperare ). Când frânăm și conducem în jos, energia este returnată acumulatorului care altfel ar fi transformată în pierderi de căldură prin frâne mecanice sau frâna motorului. În traficul pe distanțe lungi, efectul de economisire este mai mic decât în ​​traficul pe oraș și pe distanțe scurte, deoarece există mai puține operațiuni de frânare.

La frânarea puternică, puterea maximă a generatorului la motoare poate fi depășită; numai o parte din puterea de frânare poate fi apoi transformată în energie electrică. Alte pierderi apar ca urmare a pierderilor semnificative de rezistență în generator, electronice de încărcare și acumulator la curenți mari.

Odată cu recuperarea, consumul de energie urbană poate fi redus cu până la 30%. Această valoare este atinsă și cu troleibuzele .

Durata de viață a bateriei nu este afectată de recuperare; dimpotrivă, este de așteptat o ușoară îmbunătățire datorită economisirii bateriei.

Recuperarea a condus la introducerea unui nou sistem de pedale în unele mașini electrice, conducerea cu o singură pedală . Aceeași pedală este utilizată pentru a accelera și a frâna.

Vehiculele electrice hibride folosesc, de asemenea , condensatori cu strat dublu ca stocare a energiei pentru a putea procesa ieșiri mai mari în ciuda bateriilor mai mici. Aceasta înseamnă că ratele de recuperare de peste 40% pot fi atinse în traficul urban.

Consum și eficiență

Consumul și eficiența iau în considerare cifra de afaceri a energiei în interiorul vehiculului (de exemplu, de la benzinărie sau priză - de la rezervor la roată ). Considerații suplimentare cu privire la generarea de energie electrică și energia primară utilizată ( la roată ) au loc sub termenul umbrelă echilibru ecologic (a se vedea paragraful echilibru ecologic ).

Consumul pentru a compara toate tipurile de mașini a fost dat în Europa în conformitate cu NEDC până în august 2017 . Un BMW i3, de exemplu, folosește apoi 12,9 sau 13,5 kWh / 100 km, în funcție de echipament. În aceeași broșură de vânzări, BMW însuși indică un consum „orientat către client” de 14-18 kWh / 100 km. Renault specifică un consum standard de 14,6 kWh / 100 km pentru Zoé. Gama cu bateria de 22 kWh este estimată între 240 km în condiții bune și 115 km în condiții de frig în exterior. Consumul este în consecință între 9,2 și 19,1 kWh / 100 km. Un e-Golf consumă 12,7 kWh / 100 km. În propriul test, ADAC a determinat un consum mediu de 18,2 kWh / 100 km pentru e-Golf. Tesla specifică un consum mediu pentru modelul său S în conformitate cu standardul ECE R-101 standard pentru vehiculele hibride de 18,1 kWh / 100 km. Valorile standard sunt supuse acelorași abateri de la consumul real ca la vehiculele cu ardere internă.

In Europa, noul WLTC / WLTP procedura de testare pentru tipul testarea de modele noi și noi variante de motorizare a fost introdusă la 1 septembrie 2017 și a devenit obligatorie de la 1 septembrie, 2018 , în cazul vehiculelor noi înregistrate. Există o imagine de ansamblu a mașinilor electrice cu informații conform WLTP .

Eficiența conversiilor de energie din vehicul determină eficiența generală a unui automobil. Motoarele electrice au, de obicei, randamente de 90 până la 98% , electronica asociată pentru încărcarea și conducerea randamentelor în jur de 95%. Acumulatorii obțin eficiențe de încărcare / descărcare de aproximativ 90-98%. Acest lucru are ca rezultat un grad de eficiență mult mai mare pentru acționările electrice de la priză decât pentru acțiunile cu motoare cu ardere.

Eficiența motoarelor pe benzină este de maximum 35%, cea a motoarelor diesel auto de maxim 45%. Cu toate acestea, în funcționare practică, această eficiență optimă este atinsă rareori și apar pierderi suplimentare din cauza cutiilor de viteze cu mai multe trepte din trenul de acționare. Prin urmare, într-un vehicul cu ardere internă, mai puțin de 25% din energia combustibilului este convertită în medie în energie cinetică. Această proprietate este deosebit de eficientă în funcționarea cu sarcină parțială, unde eficiența motoarelor cu ardere internă scade brusc. Aici diferența de eficiență este deosebit de mare în comparație cu motorul electric. Deoarece automobilele circulă aproape întotdeauna la sarcină parțială în traficul orașului , acționarea electrică este chiar mai eficientă aici. Spre deosebire de un motor cu ardere internă, un motor electric nu consumă nicio energie la ralanti sau când nu este oprit pentru o perioadă scurtă de timp.

Potrivit lui Valentin Crastan , un vehicul pe benzină are o eficiență medie a rezervorului la roată de 20%, ceea ce înseamnă că, cu un consum de 6 litri la 100 km, trebuie folosite 52,6 kWh de energie; energia utilă mecanică este de 10,5 kWh. Un vehicul electric, pe de altă parte, are o eficiență de aproximativ 65%, ceea ce duce la un consum de energie electrică de 16 kWh / 100 km. Alte surse dau aproximativ 70-80%.

Stocare a energiei

Punctul central în dezvoltarea mașinilor electrice este stocarea energiei . Deoarece un automobil, cu excepția vehiculelor de linie aeriană, cum ar fi troleibuzele, nu este în mod normal conectat la rețeaua electrică în timpul conducerii, sunt necesare dispozitive de stocare a energiei cu o putere și densitate de energie ridicate. Mașinile electrice pot atinge valori similare cu mașinile alimentate cu motoare cu ardere internă (de exemplu, Renault Zoé , Chevrolet Bolt , Tesla Model 3 , Tesla Model X , Tesla Model S ). Există mașini electrice cu o autonomie de până la aproximativ 600 km la o singură încărcare a bateriei (începând din 2016, de exemplu Tesla Model S); bateria lor de acționare cântărește câteva sute de kilograme. Mașinile electrice mici cu o rază de acțiune de 150 km au baterii de acționare cu o masă de aproximativ 200 kg (exemplu: VW e-up !, 230 kg; începând cu 2017). Bateriile electrice ale mașinilor cântăresc de obicei între 300 și 750 de kilograme, în funcție de modelul specific. Ca regulă generală, mașinile electrice au nevoie de aproximativ 15 kilowați-oră de energie electrică la 100 de kilometri. Bateria necesară pentru aceasta cântărește aproximativ 150 kg. Multe mașini electrice își pot încărca bateriile la 80% în 30 de minute la stațiile de încărcare rapidă.

Prețul bateriilor sunt principalul factor pentru costurile de vehicule. Experții anticipează costuri semnificativ mai mici pentru bateriile de tracțiune în următorii 10 ani. Dezvoltarea tehnologiei bateriilor care a avut loc în ultimii ani a adus, de asemenea, scăderea constantă a prețurilor și, împreună cu alte perturbări de pe piață, conduce la o dinamizare a dezvoltării mașinilor electrice din partea producătorilor.

Litiu, plumb sau nichel

În trecut, majoritatea mașinilor electrice foloseau tipuri de baterii, cum ar fi bateriile cu plumb sau nichel-cadmiu , care durau doar aproximativ o oră la viteză maximă sau care puteau parcurge 40-130 de kilometri cu o singură încărcare. Acumulatorii de plumb, mai ales dacă sunt proiectați pentru o stabilitate ridicată a ciclului, au o densitate redusă a energiei - sunt foarte grei pentru conținutul de energie oferit. Stabilitatea ciclului adesea mai scăzută și durata de viață, de asemenea, le limitează utilizarea, astfel încât practic nu mai sunt utilizate în noile dezvoltări. Sunt încă utilizate în vehicule electrice mai mici și în industrie, cum ar fi transportoare de podea ( stivuitoare ).

Intervalele de la 300 km la 500 km și mai mult sunt posibile cu bateriile pe bază de litiu (de exemplu, baterii litiu-ion , fosfat de litiu-fier și litiu-polimer ) și sunt, de asemenea, implementate (de exemplu, cu Tesla Model S , Tesla Model X , Chevrolet Bolt , Renault Zoé ). Aceste tipuri de acumulatori au o densitate a energiei relativ mare în raport cu greutatea. De asemenea, se folosesc baterii la temperaturi ridicate , de exemplu bateria Zebra . În unele vehicule care anterior conduceau baterii cu plumb sau nichel-cadmiu, acestea au fost înlocuite cu baterii litiu-ion. În acest fel, s-ar putea realiza un multiplu al gamei originale.

Cu seturile de baterii NiCd, NiMH și plumb-acid, trebuie blocate doar blocuri parțiale din mai multe celule. Acumulatorii de litiu au nevoie de sisteme electronice complexe de gestionare a bateriilor (BMS), circuite de protecție și echilibrare, deoarece se defectează rapid în caz de supraîncărcare sau descărcare profundă. Pentru ca întregul sistem de baterii să nu fie necesar să fie înlocuit în cazul unui defect într-o singură celulă, acesta poate fi proiectat pentru înlocuirea individuală a celulei.

Capacitatea bateriei

Capacitatea (conținutul energetic tehnic) al bateriei de acționare este una dintre cele mai importante variabile determinante pentru utilizabilitatea și economia mașinilor electrice. Pot fi identificate două strategii opuse pentru dimensiunea bateriei.

• Creșterea dimensiunii bateriei: Aceasta permite o gamă foarte largă fără încărcare intermediară și prelungește durata de viață a bateriei. Bateria este încărcată mai puțin, atât din punct de vedere al capacității sale, cât și din punct de vedere al consumului de energie și poate atinge numere de cicluri care corespund duratei de viață a întregului vehicul. Pe de altă parte, greutatea vehiculului și costurile de investiții cresc brusc. Acestea din urmă, în special, pot fi parțial compensate de efectele economiilor generate de producția în serie și de dezvoltarea tehnică ulterioară. Bateriile mari pentru mașinile electrice în prezent (2018) stochează energie în jur de 100 kWh, ceea ce este suficient pentru o autonomie de peste 600 km cu un consum de vehicul de la 15 kWh la 25 kWh la 100 km. Exemple sunt Tesla Model S , Tesla Model X , NIO ES8 , Jaguar I-Pace , Audi e-tron . Pe de altă parte, autobuzele cu baterii au, de asemenea, capacități mai mari de 600 kWh pentru a atinge distanțe de aproximativ 600 km.
• Utilizarea unei baterii relativ mici: Avantajele sunt greutatea redusă a vehiculului și, de asemenea, costurile de achiziție mult mai mici. Cu toate acestea, acest concept necesită o infrastructură de încărcare strânsă, performantă, de exemplu în parcări (a se vedea stația de încărcare (vehicul electric) ). Bateriile în sine sunt încărcate puternic în timpul funcționării și, prin urmare, se uzează mai repede. Exemple în acest sens sunt Streetscooter , Renault Twizy , e.GO Life .

Dependența de temperatură a sistemelor de baterii

Toate sistemele de baterii au în comun faptul că puterea de ieșire este redusă la temperaturi mai mici (sub aproximativ 10 ° C), deoarece mobilitatea suporturilor de încărcare scade. Unele sisteme de baterii (NiMh, polimer de litiu) pot îngheța sub aproximativ −20 ° C. Capacitatea disponibilă este greu influențată de temperatură, totuși, dacă capacitatea de încărcare a curentului mai mică este luată în considerare tehnic de BMS care limitează puterea de ieșire și curentul motorului. Bateria de acționare se încălzește în timpul funcționării din cauza pierderilor interne. În schimb, temperaturile ridicate (peste aproximativ 30 ° C) favorizează puterea de ieșire datorită mobilității suporturilor de încărcare, dar sunt nefavorabile pentru pierderile interne și pentru îmbătrânirea calendaristică. Pentru a evita astfel de restricții, unii producători își temperează sistemele de baterii. Aceasta poate include încălzirea pentru anotimpurile reci, dar și răcirea. Covoarele electrice de încălzire și răcirea cu aer sunt adesea utilizate. Unii producători folosesc, de asemenea, lichide ca mediu de încălzire sau răcire.

O excepție sunt sistemele cu temperatură ridicată (de exemplu, bateriile zebra ), care sunt independente de temperaturile externe, dar necesită energie suplimentară pentru a-și menține temperatura.

Perioada de valabilitate a sistemelor de baterii

Practic, două aspecte diferite se disting atunci când vine vorba de îmbătrânire. Îmbătrânirea calendaristică descrie scăderea capacității (degradare) chiar și fără utilizare, deseori accelerată de temperaturi nefavorabile. Durata de viață a ciclului, pe de altă parte, depinde de numărul de cicluri de încărcare și descărcare până când apare o reducere definită a capacității în comparație cu capacitatea inițială. Chiar și metoda de încărcare și curenții de încărcare și, bineînțeles, tipul de baterie influențează factori.

Începând din 2019, pachetele de baterii din mașinile electronice realizează cel puțin 1500 până la 3000 de cicluri de încărcare până când capacitatea de încărcare a scăzut la 80%. Chiar și în ipoteze conservatoare, o mașină electrică cu o autonomie de 450 km poate parcurge cel puțin 450.000 km înainte ca bateria să fie înlocuită; în cazul optimist, sunt posibile chiar și 1,35 milioane km. Se așteaptă o creștere suplimentară a numărului de cicluri. Bateriile litiu-ion actuale sunt proiectate pentru a fi încărcate rapid. Aceasta înseamnă încărcarea cu puteri de încărcare peste 1  C , ceea ce permite timpi de încărcare mai mici de o oră. Pentru sistemele moderne de baterii, producătorii specifică de obicei o încărcare normală de 0,5 C la 1 C (o celulă de 100 Ah poate fi încărcată în mod normal cu curenți de 50-100 A).

Potrivit producătorului, bateriile litiu-fosfat de fier realizează mai mult de 5000 de cicluri la o adâncime de descărcare respectivă de 70%. Cu 300 de cicluri de încărcare pe an, adică aproximativ un proces de încărcare pe zi, acest lucru este în ordinea mărimii care este suficientă pentru o durată medie de viață a mașinii, mai ales că capacitatea completă este rar utilizată și ciclurile plate de încărcare conduc în general la o durată de viață mai lungă . Aceste tipuri de baterii au fost în principal subvenționate și utilizate în China. Datorită densității energetice specifice mult mai mici, bateriile NMC (oxid de litiu-nichel-mangan-cobalt) sunt mai susceptibile de a fi folosite în zilele noastre, dar nu mai au stabilitatea ciclului ridicat.

Un studiu realizat în 2013 de Plug in America între 126 de șoferi ai Tesla Roadster (corespunde cu aproximativ 5% din vehiculele vândute) cu privire la durata de viață a bateriilor a arătat că, după 100.000 de mile = 160.000 km, bateriile au încă o capacitate rămasă de 80 la 85 la sută a fost prezent. Uzura redusă este atribuită reglării temperaturii între 18 ° C și 25 ° C și ciclului standard de încărcare plană (între 90% și 10% în loc de 100% și 0%). Mașinile marca Tesla sunt cunoscute din SUA, care au parcurs deja 800.000 km.

În ceea ce privește durata de viață a bateriei, de exemplu, Tesla (pentru modelul S) oferă o garanție de opt ani cu un kilometraj nelimitat pentru bateriile sale de 85 kWh. Alți producători încearcă să reducă riscul unui defect al bateriei sau al uzurii excesive de la proprietarii de vehicule folosind sisteme de închiriere a bateriei. Citroën (C-Zero), Peugeot (Ion) și BMW (i3 pentru o capacitate rămasă de 70%) oferă o garanție de opt ani sau 100.000 km. Nissan subliniază că doar 0,01% din modelul Nissan Leaf (3 din 33.000 de exemplare vândute în Europa) a avut bateria înlocuită din cauza unui defect (extern).

Sisteme de gestionare a bateriei (BMS)

Circuitele electronice, așa-numitele sisteme de gestionare a bateriilor (BMS), sunt utilizate pentru acumulatori , care preiau „controlul încărcării și descărcării, monitorizarea temperaturii, estimarea și diagnosticarea intervalului”. Perioada de valabilitate depinde în mare măsură de condițiile de utilizare și de respectarea limitelor de funcționare. Sistemele de gestionare a bateriei, inclusiv gestionarea temperaturii, previn supraîncărcarea dăunătoare și, eventual, critică pentru siguranță sau descărcarea profundă a celulelor bateriei și stările critice de temperatură. În cazul ideal, BMS de înaltă calitate permite monitorizarea fiecărei celule și îi permite să reacționeze înainte de defectarea sau deteriorarea celulei sau a întregului modul al bateriei. Informațiile de stare pot fi, de asemenea, salvate și citite în scopuri de diagnostic și întreținere.

Condensatoare

Au existat încercări de a combina condensatori și acumulatori de câțiva ani . Condensatorul preia sarcina maximă și protejează acumulatorul. Orașului MAN Leului este produs într - o versiune hibrid într - o serie mică , în care sunt utilizate condensatoare. În Shanghai / China, pe de altă parte, există autobuze experimentale care utilizează supercondensatoare ca singurul dispozitiv de stocare pentru energie de acționare și le încarcă la stații. Ca de stocare a energiei dispozitiv , condensatori dublu strat sunt cu mult superioare acumulatorului , în special în ceea ce privește al densității de putere și practic toți parametrii cu excepția densitatea de energie . Acestea ajung doar la aproximativ 5 Wh / kg și, prin urmare, sunt cu aproximativ 20 de factori mai slabi decât acumulatorii. Cu toate acestea, condensatoarele nu au nicio limitare la curentul de încărcare și descărcare. Acest lucru este deosebit de avantajos la frânare și pornire. Eficiența unui condensator este aproape o sută la sută, deoarece nici o conversie chimică are loc, dar există o constantă de auto-descărcare de gestiune , care este de obicei mai mare decât cea a acumulatorilor. Nu există nicio limită a numărului de cicluri de încărcare. Datorită curbei diferite de tensiune a unui condensator (proporțională cu rădăcina pătrată a energiei stocate), totuși, acumulatorii nu pot fi pur și simplu schimbați cu condensatori - sunt necesare alte regulatoare de viteză pentru tensiuni electrice foarte variabile și mici , deoarece altfel doar o mică parte din energia stocată poate fi utilizată.

Standarde de încărcare

Există diferite standarde pentru încărcarea bateriei de acționare a mașinilor electrice:

• Încărcarea poate fi efectuată la prize de 230 volți utilizând o cutie de control în cablu (ICCB). O priză Schuko de uz casnic cu o siguranță de 10 A permite transmisia de aproximativ 2,3 kW, ceea ce duce la un timp de încărcare relativ lung. „Dopul de camping” albastru monofazat CEE-Cara poate fi încărcat permanent cu 16 A, deci poate fi încărcat cu 3,7 kW. La o conexiune trifazată CEE , datorită amperajului mai mare (de exemplu, 32 amperi) și până la trei faze, încărcarea poate fi efectuată mult mai rapid, cu condiția să fie susținută de încărcătorul din vehicul ( încărcător de bord ). Cu o siguranță de 16 A și un încărcător trifazat, pot fi transmise în jur de 11 kW, cu 32 A în jur de 22 kW.
• Tip 1 bușonul permite o singură fază de curent alternativ de încărcare cu până la 7,4 kW (230 V, 32 A). Este utilizat în principal la modelele de mașini din Asia și este destul de neobișnuit în Europa.
• De tip 2 bușonul ( „Mennekes“ dopul) este folosit în Europa la stațiile de încărcare de perete și AC publice de stații de încărcare și suporturi de încărcare cu până la 43 kW.
• CHAdeMO priza permite curentului de încărcare de până la 50 kW și este utilizat în principal de către producătorii de automobile japoneze. Au fost înființate și stații de încărcare publice în Europa.
• În Europa, sistemul de încărcare combinată (CCS) extinde mufa de tip 2 la o mufă Combo 2 cu contacte suplimentare pentru încărcarea cu curent continuu. Mufele CCS sunt utilizate de stațiile de încărcare rapidă, cum ar fi B. Ionitatea utilizată.
• Stațiile de încărcare rapidă ale producătorului vehiculului Tesla („ Supercharger ”) utilizează o priză de tip 2 modificată în America de Nord. Mufa CCS este utilizată în Europa din 2018.

Timp de incarcare

Stațiile de încărcare rapide în prezent (începând cu 09/2020) oferă capacități de încărcare de până la 350 kW. Cu un consum tipic al unei mașini electrice de 15-20 kWh pentru o autonomie de 100 km, se poate calcula aproximativ că puteți reîncărca o autonomie de 100 km în aproximativ 5 minute.

Timpul de încărcare depinde de o parte de capacitatea de încărcare a stației de încărcare și, pe de altă parte, de echipamentul tehnic al mașinii electrice.

Stațiile de încărcare de tip 2 cu o putere de 22 kW sunt foarte frecvente în Germania și Europa. Aceasta percepe o autonomie de 100 km într-o oră.

Stațiile de încărcare pentru acasă se încarcă de obicei cu aproximativ 11 kW de putere, ceea ce corespunde aproximativ puterii unei conexiuni de aragaz. Aceasta percepe o autonomie de 100 km în aproximativ 2 ore.

În principiu, încărcarea este posibilă și de la o priză de uz casnic. Acestea sunt disponibile peste tot, dar sunt posibile doar capacități de încărcare de 3,5 kW, ceea ce înseamnă că o autonomie de aproximativ 150 până la 200 km poate fi realizată în decurs de 7-10 ore de la încărcare.

La Universitatea de Stat din Pennsylvania, una este bateria de litiu-fosfat de fier (LEP) dezvoltată, care poate încărca energie electrică în decurs de zece minute pentru o distanță de 290 km. Bateriile LEP ar trebui să fie ieftine de produs, deoarece elementul rar cobalt poate fi eliminat. Pentru a compensa dezavantajele unei baterii LEP, bateria este încălzită la o temperatură de funcționare de 60 grade Celsius prin conducerea electricității printr-o folie subțire de nichel. În plus, această temperatură de funcționare permite reducerea suprafeței electrodului de grafit, ceea ce ar trebui să facă bateria mai durabilă. Potrivit calculelor oamenilor de știință, ar trebui să fie posibil să circulați 3,2 milioane de kilometri cu o baterie cu o utilizare zilnică de 50 de kilometri.

Gamă

Mașinile electrice oferă acum autonomii de 400 km și mai mult pe încărcare a bateriei (vezi graficul din dreapta).

O prezentare generală a gamei de modele actuale poate fi găsită în Mașinile electrice în producție de masă .

Informațiile producătorului se bazează pe cicluri de test standardizate, cum ar fi WLTP și, ca și în cazul vehiculelor cu motoare cu combustie, deviază de la operațiunea practică individuală.

Extensie de autonomie

Practic, capacitatea bateriei mașinilor electrice este suficient de mare pentru majoritatea tuturor călătoriilor și doar câteva călătorii, cum ar fi plecarea în vacanță , necesită utilizarea stațiilor de încărcare rapidă, înlocuirea bateriei sau utilizarea ofertelor de car sharing. Un studiu publicat în 2016 a rezultat că gama de mașini electrice obișnuite în prezent, cum ar fi Ford Focus Electric sau Nissan Leaf, este suficientă pentru 87% din toate călătoriile. Cu toate acestea, intervalele variază foarte mult, în funcție de viteza vehiculului electronic, temperatura exterioară, în special utilizarea încălzirii și a aerului condiționat duc la o reducere semnificativă a razei de acțiune.

Pentru a crește și mai mult raza de acțiune , sunt folosite uneori dispozitive suplimentare pentru generarea de energie electrică în sau pe vehicul, așa-numitele „ extensoare de distanță” sau extensoare de distanță .

• Funcționare hibridă: În cel mai simplu caz, în vehicul este transportată o unitate de generare a energiei cu combustibil . Unitatea hibridă de serie funcționează și cu acest principiu , dar cu un generator de energie instalat permanent integrat în tehnologia de control. Dacă bateria poate fi încărcată și direct din rețeaua electrică, acest tip de vehicul este cunoscut sub numele de hibrid plug-in . Este văzut ca o formă de tranziție între motorul cu combustie internă și vehiculele electrice. Combinația de acționare electrică cu acumulator și motor cu ardere cu generator permite o gamă largă independentă de punctele de încărcare. Cu toate acestea, atunci când funcționează cu combustibil, nu se aplică conceptele pe care se bazează electromobilitatea . Soluții precum Mindset sau AC Propulsion au venit cu soluții pentru a transporta motorul cu combustie numai atunci când este necesar . Amândoi s-au bazat pe generatoare care au fost instalate în sau pe mașina electrică după cum este necesar, dar nu au putut prevala. Un alt exemplu este BMW i3 cu echipamentul suplimentar „Rex” oferit de fabrică, unde bateria nu este încărcată specific, ci doar reținută, păstrând astfel caracteristicile mașinii electrice.
• Pilele de combustibil: ca alternativă la generatoarele de benzină sau motorină, se mai văd celulele de combustibil . Când sunt utilizate, energia suplimentară sub formă de hidrogen sau alcooli cu greutate moleculară mică ( metanol , etanol ) sau amoniac este transportată de-a lungul și transformată în electricitate în vehicul. Utilizarea acestei tehnologii este contracarată în prezent de dezavantajele celulelor de combustibil, cum ar fi durata de viață scurtă, costurile ridicate, lipsa unei rețele de stații de alimentare și eficiența scăzută în producția de combustibil și conversia în vehicul (a se vedea și vehiculele cu celule de combustibil ).
• Celule solare: în vehiculele cu consum redus de energie pot, de asemenea, în vehicul celule solare integrate (VIPV de la extind acoperirea vehiculului englezesc integrat vehicul fotovoltaic integrat vehicul fotovoltaic ' ). Producătorii fac publicitate cu raze suplimentare de până la 70 de kilometri ( Lightyear One ) și 34 de kilometri ( Sono Sion ) zilnic în condiții ideale. Conform calculelor efectuate de Institutul Fraunhofer pentru sisteme de energie solară (ISE), vehiculele electrice disponibile în comerț echipate cu un acoperiș din celule solare ar putea genera între 2000 și 3500 km de autonomie suplimentară pe an în condiții bune (presupunând randamentul solar mediu) la Freiburg ). Practic, este dificil să faci energia utilizabilă, întrucât energia generată cu tensiune scăzută de la celulele solare trebuie alimentată în bateria de înaltă tensiune a mașinii, a cărei funcționare în sine costă energie. Bateriile de joasă tensiune sunt de obicei prea mici. VIPV nu s-au putut stabili până acum din cauza contribuției reduse aduse de celulele solare la gamă și a nivelului ridicat de efort implicat în integrare. Până în prezent există doar vehicule conceptuale (de exemplu, Lightyear One, Sono Sion).
• Transmisie cu pedală: o transmisie suplimentară cu pedală la vehiculele ușoare poate susține, de asemenea, o propulsie pur electrică; aceasta a fost implementată în Twike , de exemplu .

Sisteme de baterii schimbabile

Sistemele de baterii înlocuibile sunt promovate ca o posibilă soluție pentru perioadele lungi de încărcare. Bateria descărcată a unui vehicul este schimbată automat cu o baterie încărcată la stații fixe în câteva minute. Acest proces necesită proiecte standardizate, conexiuni și o montare standardizată corespunzător pe vehicule.

Primele proiecte pentru o rețea general accesibilă de stații de încărcare și stații de schimbare a bateriilor au fost în Israel și Danemarca (vezi Better Place ). Bateriile nu aparțineau proprietarului vehiculului, ci au fost înlocuite pe baza unui sistem de depunere.

Producătorul chinez de mașini electrice NIO a creat un sistem de stații de schimbare a bateriei în China începând cu 2020, care cuprinde 170 de stații în ianuarie 2021 și urmează să fie extins la 500 de stații până la sfârșitul anului 2021. Prima stație europeană urmează să fie construită în Norvegia în septembrie 2021. Vehiculele se vând fără baterii și pot fi închiriate în sistem și schimbate în orice moment.

Aer conditionat

Datorită gradului lor ridicat de eficiență, acționările electrice degajă mici pierderi de căldură în mediul înconjurător și nu produc deloc căldură atunci când staționează. Pentru a încălzi mașina sau a dezgheța geamurile atunci când temperatura exterioară este scăzută, sunt necesare încălzitoare. Datorită consumului redus de energie al unității, totuși, consumatorii suplimentari de energie sunt mult mai semnificativi și utilizează o parte din energia stocată în baterie, ceea ce are un impact puternic asupra gamei, mai ales iarna împreună cu alte efecte sezoniere. O formă simplă, dar foarte consumatoare de energie, sunt registrele electrice de încălzire care pot fi încorporate în ventilație. Între timp, pompele de căldură mai eficiente din punct de vedere energetic sunt utilizate în unele cazuri. Pot fi folosite și ca aer condiționat pentru răcire vara . Scaunele încălzite și ferestrele încălzite aduc căldura direct în zonele care trebuie încălzite și astfel reduc și necesarul de încălzire pentru interior. Mașinile electrice își petrec adesea timpul liber în stațiile de încărcare. Acolo, vehiculul poate fi preîncălzit înainte de începerea călătoriei fără a împovăra bateria, așa cum este cazul unui încălzitor electric auxiliar . Atunci este necesară mai puțină energie pentru încălzire sau răcire în deplasare. Între timp, sunt disponibile și aplicații pentru smartphone-uri care pot fi utilizate pentru a controla încălzirea de la distanță.

Siguranță

Protecția ocupanților și a altor persoane implicate în accident

În ceea ce privește protecția ocupanților, mașinile electrice sunt considerate cel puțin la fel de sigure ca vehiculele cu combustie. În testele de impact până în prezent (2021), aceștia au obținut în general notele superioare în conformitate atât cu Euro NCAP, cât și cu NCAP din SUA .

Măsurile constructive pentru protejarea pietonilor, bicicliștilor și a altor utilizatori ai drumului pot fi implementate la fel de bine cu o mașină electrică ca și cu alte mașini. Cu toate acestea, un potențial de risc suplimentar poate rezulta din masa mai mare a vehiculului datorată bateriei și, prin urmare, energia cinetică care acționează asupra celeilalte părți în accident, în cazul unei coliziuni.

Riscuri de incendiu și măsuri de stingere

Datele statistice bazate pe numărul încă scăzut de vehicule din 2019 sugerează că mașinile electronice ard mult mai rar decât vehiculele cu motoare cu ardere internă. Cazurile individuale de ardere a mașinilor electrice atrag în prezent o mare atenție a presei, dar având în vedere totalul a aproximativ 15.000 de incendii de vehicule anual numai în Germania, acestea nu indică un risc special de incendiu. Încărcarea vehiculelor în parcări cu mai multe etaje și garaje subterane nu reprezintă un factor de risc suplimentar dacă instalația electrică este corectă.

Cu toate acestea, gestionarea arderii mașinilor electrice reprezintă noi provocări pentru serviciile de avarie și pompierii. Asigurătorii de științe și accidente au dezvoltat planuri pentru a face față acestor provocări.

• În cazul unui incendiu pe baterie, este necesară mult mai multă apă de stingere .

• O baterie litiu-ion - care z. B. a fost deteriorat într-un accident - poate declanșa o reacție chimică, care poate provoca incendiul bateriei numai după o întârziere. Scufundarea vehiculului sub caroserie sau a întregului vehicul într-o baie de apă, care se propagă ocazional și a fost deja efectuată în cazuri individuale, nu este recomandată de pompierii germani și de DGUV, sau doar în cazuri excepționale întemeiate. În schimb, vehiculul ar trebui să fie parcat într-un loc sigur pentru câteva zile. Containere ignifuge au fost achiziționate de la unele pompieri și servicii de remorcare pentru îndepărtare.
• Dacă apa de stingere și apa de răcire intră în contact cu interiorul bateriei, acestea sunt deosebit de încărcate și necesită un tratament special înainte de a intra în sistemul de canalizare.
• Există riscul de electrocutare a lucrătorilor de salvare la contactul cu componentele de înaltă tensiune, ceea ce DGUV consideră „improbabil din cauza proiectării”. Ca soluție, de exemplu, în Baden-Württemberg au fost procurate mănuși de protecție speciale de înaltă tensiune pentru serviciile de urgență.
• La fel ca în cazul tuturor incendiilor vehiculelor, există, de asemenea, un pericol pentru sănătate în autovehiculele electrice de la evacuarea toxinelor respiratorii . Nu s-a cercetat încă dacă aceste toxine respiratorii sunt mai toxice în mașinile electrice. În general, aparatele de respirație sunt recomandate sau prescrise pentru toate incendiile vehiculului, indiferent de tipul de acționare .

Pe de altă parte, unele provocări tipice în cazul unui incendiu în vehiculele cu combustie sunt mai puține sau chiar eliminate în cazul mașinilor electrice:

• De exemplu, în cazul unui incendiu al bateriei în mașinile electrice, există relativ puțină formare de fum .
• Temperaturile focului și radiația de căldură sunt mai scăzute.
• Nu există riscul răspândirii focului din cauza consumabilelor care curg în timpul arderii.
• Sarcina de incendiu a unei mașini în flăcări este determinată în principal de interior și tinde să fie mai mică într-un vehicul cu baterie decât într-un vehicul cu combustie complet alimentată.

Modernizarea vehiculelor de serie cu motor cu ardere internă

Unele instalații de reconversie oferă conversia motoarelor cu ardere în acționări electrice. Adesea, numai motorul cu combustie este schimbat cu un motor electric, iar transmisia manuală este lăsată în vehicul. Acest lucru este mai puțin necesar din punct de vedere tehnic, dar are mai ales motive juridice. Dacă și cutia de viteze este înlocuită, întregul vehicul trebuie să fie reînmatriculat, ceea ce implică un efort considerabil și nu este economic pentru cantități mici. În Germania, de exemplu, Citysax și German E-Cars lucrează la modernizarea sau utilizarea vehiculelor de serie ca model de bază.

Având în vedere constrângerile structurale indicate mai sus, convertirea unui automobil convențional într-o mașină electrică are sens doar într-o măsură limitată în ceea ce privește rentabilitatea (costurile de conversie), în funcție de alte circumstanțe (infrastructura de încărcare, disponibilitatea vehiculului etc.). Utilizarea vehiculelor uzate poate reduce semnificativ costurile.

Standardizare internațională și standarde pentru vehicule

Reglementările uniforme sunt destinate creșterii competitivității internaționale și, astfel, a profitabilității și răspândirii vehiculelor electrice. Prin urmare, UE, SUA și Japonia și-au prezentat planurile pentru un acord internațional la 17 noiembrie 2011 la Bruxelles și vor acum să câștige alte țări la proiect. În mod specific, două grupuri de lucru informale pentru vehicule electrice urmează să fie înființate în cadrul Acordului privind reglementările tehnice globale din 1998, fiecare dintre acestea tratând aspecte de siguranță și de mediu ale vehiculelor și schimbând și dezvoltând abordări de reglementare internaționale.

Platforma națională germană pentru mobilitate electrică a elaborat o foaie de parcurs extinsă pentru viitoarea standardizare în sectorul vehiculelor electrice.

Echilibrul de mediu

În plus față de cel mai discutat echilibru de CO ₂ , praful fin, oxidul de azot și poluarea fonică joacă, de asemenea, un rol. Se face distincția între sarcina directă în timpul utilizării vehiculului și sarcina indirectă în timpul fabricării vehiculului, precum și furnizarea de resurse în timpul consumului pe parcursul întregului ciclu de viață (de exemplu, electricitate). Pe lângă cifrele absolute, comparația cu vehiculele cu motoare cu ardere internă joacă un rol deosebit de important în politică.

Sold CO ₂

În cazul mașinilor electrice, emisiile de CO ₂ nu apar în mașină în sine, ci mai degrabă în timpul generării de energie electrică și a fabricării vehiculului și în special a bateriei. Bilanțul de mediu al automobilelor este adesea legat doar de consumul direct de energie sau combustibil (de la rezervor la roată = de la rezervor la roată) și de emisiile de poluanți sau gaze care sunt dăunătoare climatului. De asemenea, se folosește o analiză de la roată (de la sursă la roată), care include, de asemenea, eficiența și emisiile pentru furnizarea de energie. Comparații mai cuprinzătoare realizează o analiză a ciclului de viață (evaluarea ciclului de viață, „ACV”). O parte a acestui bilanț include: de asemenea, costurile de fabricație și eliminare a vehiculului, furnizarea energiei de acționare și emisiile de zgomot.

Conform unui studiu realizat de Universitatea Tehnică din Eindhoven, un e-car cauzează aproximativ 65% mai puțin CO ₂ decât un vehicul comparabil cu un motor cu combustie. Comparativ cu un Mercedes C 220d, un Tesla Model 3 și- a egalizat „rucsacul” de CO ₂ cauzat de producția de baterii după doar 30.000 km.

Potrivit unui studiu IFEU realizat în 2019 și actualizat în 2020, o mașină electrică cu o capacitate a bateriei de 48 kWh introdusă pe piață în 2020 generează cu aproximativ 30% mai puține gaze cu efect de seră pe întreaga durată de viață, inclusiv fabricarea, comparativ cu un motor pe benzină vehicul după 12 ani și 150.000 km. Comparativ cu un motor diesel comparabil, este cu aproximativ 23% mai puțin. Datorită creșterii preconizate a ponderii energiilor regenerabile în mixul de energie electrică din Germania, se estimează un echilibru ecologic îmbunătățit semnificativ pentru 2030.

Atunci când se ia în considerare întregul ciclu de viață al produsului, mașinile electrice, inclusiv bateriile, au performanțe mai bune decât vehiculele cu motor cu ardere atât în ceea ce privește consumul de energie, cât și emisiile de gaze cu efect de seră . Numai dacă electricitatea de la centralele pe cărbune este utilizată pentru a opera vehiculul electric și bateriile sunt fabricate într-o fabrică tehnologic mai puțin avansată, bilanțul de gaze cu efect de seră al mașinilor electrice este mai mare decât cel al mașinilor cu motoare cu ardere internă. Atunci când se utilizează mixul mediu european de energie electrică , vehiculele electrice cu baterie emit cu 44 până la 56% sau cu 31 până la 46% mai puțin CO ₂ decât vehiculele cu motoare cu combustie, în funcție de abordarea utilizată (analiza simplificată a roții sau analiza ciclului de viață complet al produsului) . Trebuie menționat aici că ponderea surselor regenerabile în mixul de energie electrică a crescut în ultimii ani, ceea ce înseamnă că aceste emisii de CO ₂ au scăzut în continuare. Producția unei mașini electrice consumă mai multă energie decât cea a unei mașini cu motor cu combustie. Potrivit unui studiu din 2010, aproximativ 15% din impactul total asupra mediului al mașinilor electrice se datorează fabricării acumulatorilor .

2020 a fost publicat în revista Nature Sustainability, un studiu care arată amprenta de CO ₂ a mașinilor electrice pe întregul ciclu de viață (d. H. Fabricare, funcționare și reciclare) atât pentru 2015, cât și pentru analiza viitorului. Autorii au studiat mai întâi media globală și apoi au împărțit lumea în 59 de regiuni, pe care apoi le-au analizat individual pentru a identifica diferențele regionale. Au ajuns la concluzia că, încă din 2015, utilizarea unei mașini electronice medii ar fi produs semnificativ mai puțin dioxid de carbon în comparație cu o mașină medie alimentată cu fosile. Conform acestui fapt, mașinile electronice au fost întotdeauna mai ecologice decât motoarele cu combustie atunci când au fost încărcate cu energie electrică, a căror producție a dus la mai puțin de 1100 g CO ₂ / kWh. Peste 90% din producția mondială de energie electrică este sub acest nivel de emisie. În general, autorii au ajuns la concluzia că mașinile electronice erau deja mai ecologice decât motoarele cu combustie în 2015 în 53 din cele 59 de regiuni din întreaga lume, reprezentând 95% din traficul rutier. În medie, emisiile de la e-cars au fost cu 31% mai mici decât cele de la motoarele cu combustie. Câteva excepții sunt țări precum Polonia sau Estonia , unde producerea de energie electrică se bazează în principal pe arderea combustibililor fosili cu emisii intensive, cum ar fi șistul petrolier sau cărbunele . În plus, avantajul climatic al mașinilor electronice se va îmbunătăți și mai mult în viitor, odată cu scăderea preconizată a emisiilor generate de generarea de energie electrică, astfel încât în ​​viitor chiar și cele mai ineficiente mașini electronice vor avea un echilibru climatic mai bun decât cele mai eficiente motoare cu ardere . În general, trecerea la mașinile electrice ar reduce cu siguranță emisiile de gaze cu efect de seră în majoritatea regiunilor lumii, chiar presupunând că această electrificare a transportului nu ar fi însoțită de o decarbonizare a producției de energie electrică.

În documentația certificatului de mediu „Ciclul de viață” publicată în 2014, Mercedes-Benz compară pe larg Clasa B în versiunile de motoare electrice și cu combustie pe parcursul întregului ciclu de viață. În consecință, Clasa B cu acționare electrică provoacă cu 27% mai puțin CO ₂ decât varianta pe benzină (presupunere: amestecul de energie electrică din UE în acel moment). Institutul german pentru cercetare în domeniul energiei și mediului Heidelberg (IFEU) a examinat, de asemenea, amprenta de carbon a vehiculelor electrice în cadrul proiectului UMBReLA (bilanțuri de mediu pentru electromobilitate).

Într-un studiu, Volkswagen compară balanța de CO ₂ a Golfului cu benzină, motorină, gaz natural și acționări electrice, ținând cont de întregul ciclu de viață (inclusiv 200.000 km, factori de energie primară, mix electric german, producția de mașini și baterii) . E-Golf atinge 120 g / km, motorina 140 g / km (propulsie pe gaz natural: 151 g / km; benzină: 173 g / km). Datorită tranziției energetice în avans în Germania, studiul extrapolează un bilanț de CO ₂ de 95 g / km pentru vehiculul electric și 114 g / km pentru motorina pentru 2030 , ceea ce înseamnă că Golf Diesel provoacă cu 20% mai mult CO ₂ decât E-Golf comparabil. Cu toate acestea, din cauza lipsei de date fiabile, studiul nu ia în considerare o posibilă „a doua viață” a bateriei sau, dacă este cazul, reciclarea bateriei.

În funcție de energia primară utilizată, vehiculele electrice mută emisiile pentru funcționarea lor departe de vehicul în locurile în care este produsă energia electrică pentru funcționarea lor. Acestea pot fi reduse dacă se utilizează energii primare fără emisii, de exemplu din sectorul regenerativ . Potrivit unui studiu Shell, 15-20% din emisiile de CO ₂ ale motoarelor cu ardere internă apar în producția și furnizarea de combustibili.

Reciclarea acumulatorului

Dioxidul de carbon este produs în timpul fabricării acumulatorilor . Studiile efectuate in peer-revizuite literatura de specialitate vin la valori de aproximativ 70 kg până la 75 kg de CO ₂ pe kWh din capacitatea bateriei. Un studiu al Ministerului suedez al Mediului din 2017, pe de altă parte, valorile nominale de 150 - 200 kg dioxid de carbon per kWh de capacitate a bateriei. Electrify-BW critică prezentarea studiului suedez din cauza lipsei ipotezelor de bază. Studiul și rezultatele sale au fost preluate de multe ori, deși baza de date era deja învechită când a fost publicată. Printre altele, unele mass-media au scris un rucsac foarte mare de CO ₂ pentru mașini electronice , după care autorii au declarat într-un comunicat de presă emis special în acest scop că mass-media a citat greșit studiul de multe ori. Studiul oferă doar o indicație de 150 până la 200 kg CO ₂ pe capacitatea bateriei kWh, care este o valoare medie curentă. Acest lucru poate fi ușor redus, de ex. B. prin utilizarea sporită a energiilor regenerabile în producția de baterii. Studiul nu conține nicio comparație cu mașinile cu motoare cu ardere internă. În 2019 a fost publicată o actualizare a așa-numitului „studiu suedez”, în care autorii au corectat valorile date în 2017 pe baza literaturii mai recente la aproximativ jumătate din valorile originale. În conformitate cu aceasta, emisiile de CO ₂ în producția celui mai frecvent utilizat tip NMC sunt în jur de 61 până la 106 kg echivalenți de CO ₂ .

Potrivit unui studiu al Institutului pentru Energie și Tehnologie de Mediu, aproape o treime din materialul necesar bateriilor se reflectă în echilibrul ecologic al vehiculului electric.

Reciclarea bateriilor litiu-ion dezafectate necesită încă multă energie, care până acum a fost neprofitabilă din punct de vedere economic. Chiar și dezmembrarea nu poate fi automatizată datorită numeroaselor sisteme de baterii diferite. Bateriile uzate de la vehicule electrice care sunt încă funcționale, dar nu mai au capacitatea maximă, pot fi folosite ca stocare a energiei pentru industria sau casele unifamiliale cu sisteme fotovoltaice. De exemplu, bateriile uzate de la BMW i3 sunt utilizate în terminalul de feriboturi din Portul Hamburg ca unități mari de stocare cu o capacitate de doi megawați pentru a compensa fluctuațiile sau vârfurile cererii în rețeaua electrică din Hamburg . Procesele de producție ale producătorilor de automobile, cu potențialul lor de reducere a costurilor, pot influența și alte domenii ale industriei energetice.

Într-un studiu pentru Agenția Europeană de Mediu din 2016, Öko-Institut și compania de cercetare Transport & Mobility Leuven afirmă că 70% mai multă energie este utilizată pentru fabricarea unei mașini electrice decât pentru fabricarea unui vehicul convențional, în timp ce cantitatea de energie necesară în funcționarea este ridicată este mai mică.

La reciclarea bateriilor auto, există diferite abordări, cum ar fi topirea sau prelucrarea mecanică. Cu acest din urmă proces, în prezent este posibilă o rată de reciclare a materialelor de peste 90%, prin care amprenta producției de CO ₂ poate fi redusă cu până la 40%. Cercetătorii de la Institutul Fraunhofer lucrează cu parteneri industriali din 2016 la un nou proces de reciclare eficientă din punct de vedere material și energetic, care se concentrează pe mărunțirea electrohidraulică folosind unde de șoc.

Reciclarea bateriilor litiu-ion (LIB) de la vehiculele scoase din uz este reglementată în Uniunea Europeană prin directivele 2000/53 / CE și 2006/66 / CE. Primul se ocupă cu reciclarea vehiculelor la sfârșitul ciclului lor de viață. Pentru piesele cu potențial de risc crescut, cum ar fi bateria unui vehicul electronic, este necesară îndepărtarea și manipularea separată. Acest lucru este reglementat în Directiva privind bateriile 2006/66 / CE, care prevede răspunderea extinsă a producătorului pentru producătorii de baterii. Ei trebuie să acopere toate costurile sistemului de colectare, procesare și reciclare. Bateriile pentru vehicule sunt listate ca baterii industriale. În ceea ce privește procesul de reciclare, LIB-urile se încadrează în categoria „alte baterii”, pentru care doar 50% din greutatea medie este reciclată.

Pe de altă parte, nu există încă cerințe tehnice și legale clare pentru reciclarea bateriilor e-car deteriorate, de exemplu cauzate de accidente de circulație.

Într-un studiu realizat de Institutul Fraunhofer pentru cercetarea sistemelor și inovării (ISI) din 2020, randamentul preconizat din dezmembrare este estimat la 210-240 de euro pe tonă de baterii. Jumătate din venituri este reprezentată de aluminiu, un sfert de oțel și un sfert suplimentar de cupru. Reciclarea reală a celulelor este, totuși, mult mai complexă și nu erau încă disponibile cifre exacte. În plus, problema este îngreunată de diferitele modele ale bateriilor. Evaluarea de mediu a procesului de reciclare este la fel de incertă, doar datele de laborator spun în favoarea reducerii gazelor cu efect de seră.

Plantele din Europa

Fabrica Redux din Bremerhaven poate procesa 10.000 de tone din toate tipurile de baterii litiu-ion pe an. O altă instalație mare de reciclare este în prezent instalația de reciclare Umicores LIB, care tratează 7.000 de tone pe an (2018). La sfârșitul lunii ianuarie 2021, Volkswagen a pus în funcțiune o uzină pilot pentru reciclarea bateriilor de înaltă tensiune la uzina Volkswagen din Salzgitter , care poate procesa 3.600 de baterii (1.500 de tone) pe an. Bateriile de la vehiculele de testare și accident sunt în curs de procesare; urmează să fie extins în jurul anului 2030 și poate fi extins.

Emisiile directe ale vehiculului

Mașinile complet electrice sunt vehicule fără emisii . Nu emit gaze de eșapament și, prin urmare, sunt clasificate în cea mai înaltă clasă de eficiență a CO ₂ . Această evaluare compară vehiculele numai în funcție de greutatea și emisiile lor în timpul funcționării. Li se permite să călătorească fără restricții în zonele de mediu germane și, de exemplu, respectă reglementările privind „ emisiile zero ” care sunt în vigoare în California din 1990 pentru controlul poluării aerului.

Reducerea semnificativă a zgomotului poate fi realizată cu zgomotul din traficul rutier . Motoarele electrice sunt silențioase, deoarece nu produc zgomote puternice de admisie sau evacuare. Zgomotul mai mic al motorului este deosebit de vizibil în autobuze , camioane și două roți motorizate . Zgomotele din anvelope-drum care domină la viteze mai mari corespund cu cele ale acționărilor convenționale. Aproximativ 50% din populație este atât de afectată de zgomotul din trafic încât este de temut riscurile pentru sănătate. 15% riscă să sufere de probleme cardiovasculare. Deoarece mașinile electrice sunt înecate de zgomotul altor vehicule până la aproximativ 40 km / h și, prin urmare, sunt mai greu de perceput acustic de către utilizatorii drumurilor, cum ar fi copiii, bicicliștii și pietonii cu deficiențe de vedere, producătorii de vehicule au început în 2012 să standardizeze dispozitivele pentru emisie de zgomote de avertizare dependentă de viteză, așa-numitele sisteme acustice de alertare a vehiculelor (AVAS). După Japonia și SUA, instalarea sistemelor de avertizare acustică este, de asemenea, planificată legal pentru noi tipuri de vehicule în UE de la 1 iulie 2019 (și de la 1 iulie 2021 pentru toate tipurile). În spatele acestei cereri se află asociații care reprezintă persoane cu deficiențe de vedere.

În martie 2016, AVAS a fost prescris pentru 50 de țări; La o reuniune a grupului de lucru al ONU la Geneva, în septembrie 2016, partenerii de negociere au convenit asupra interzicerii unui comutator de pauză pentru sunetul de avertizare care ar putea fi activat de șofer.

La mașinile electrice, emisiile fine de praf sunt produse doar într-o mică măsură prin uzura anvelopelor și prin procesele de frânare ( praf de frână ). Acesta din urmă poate fi redus prin sisteme de recuperare a energiei . Cu toate acestea, cel mai mare potențial de evitare este oferit de lipsa gazelor de eșapament de la motoarele cu ardere internă, care poate duce la boli respiratorii grave.

Consum de energie sursă-roată (bine la roată)

(O considerație legată doar de tehnologia vehiculului (rezervor-roată) are loc în secțiunea Consum și eficiență .)

Ca și în cazul consumului de energie, limitele de observare trebuie respectate cu atenție și trebuie luați în considerare factorii de energie primară. Acestea pot fluctua în funcție de anul analizat, procedura de investigație, furnizorul de energie electrică, țara și alți factori și se pot schimba în unele cazuri foarte dinamic din cauza schimbărilor de pe piața energiei electrice. Diferite standarde și instituții utilizează factori diferiți și utilizează metode de calcul diferite. Renovarea infrastructurii are ca rezultat și emisiile de CO ₂ , dar utilizarea mașinilor electrice poate reduce efectul de seră.

Studii externe mai recente ajung la concluzia că peste două treimi din originea energiei electrice utilizate pentru încărcarea bateriilor se reflectă în factura ecologică.

Necesarul de energie în kWh / 100 km, care este determinat într-un ciclu de conducere standardizat (în Europa, NEDC ) este utilizat ca informație de bază . Acesta mapează consumul de energie între priză și bicicletă (de la rezervor la roată ). Pentru a determina eficiența sistemului general „auto” ( bine la roată ), trebuie luate în considerare și pierderile din amonte în timpul generării, conversiei și transmiterii de energie . De grade de eficiență a centralelor electrice tradiționale diferă foarte mult în ceea ce privește utilizarea energiei primare . În funcție de tipul centralei electrice, acestea sunt cuprinse între 35% (centrală cu lignit) și 60% ( centrală cu ciclu combinat ). Transformările și pierderile de linie din rețeaua electrică trebuie, de asemenea, luate în considerare. Prin urmare, consumul de energie primară al unei mașini electrice la încărcarea pe rețeaua publică de energie electrică (mix electric) este mai mare decât consumul de energie electrică „de la priză”. Această considerație generală este exprimată într-un factor de energie primară , care este înmulțit cu consumul pur al vehiculului. Determinarea acestui factor se poate dovedi foarte diferită din cauza diferitelor limite de observare, perioade de timp, baze de calcul și evoluții dinamice pe piața energiei, care devin relevante atunci când se compară diferite sisteme.

Din 2016, un factor de energie primară de 1,8 a fost stabilit pentru producerea de energie electrică în Germania, în conformitate cu Ordonanța de economisire a energiei (EnEV) . Înainte, factorul 2.6 era în vigoare din 2009, care fusese deja redus la 2,4 la 1 mai 2014. Datorită conversiei sursei de energie în cursul tranziției energetice , utilizarea energiei primare continuă să se schimbe. Pentru considerații locale, tarife speciale la electricitate și în alte țări, se aplică valori diferite în funcție de mixul electric utilizat. În Austria, de exemplu, subvențiile pentru mașinile electrice sunt legate de dovada utilizării primare a energiei electrice din surse de energie 100% regenerabile.

Comparația vehiculelor pe benzină și diesel

Dacă se ia în considerare pierderile din extracția, rafinarea, explorarea, forarea și transportul / furnizarea de combustibili fosili ( bine la rezervor ), un studiu elvețian din 2008 are ca rezultat eficiența furnizării benzinei 77,5%, motorină 82 %, Gaze naturale 85% (factori de energie primară de 1,29 / 1,22 / 1,17). Conform estimărilor, Ordonanța germană de economisire a energiei dă valoarea la 1,1. Conform estimărilor din 2001, la aceste pierderi de aprovizionare se adaugă pierderile legate de construcții în mașină (rezervor-roată). La acționările motorului cu ardere internă , acestea sunt mult mai mari decât la acționările electrice datorită nivelului redus de eficiență (cu funcționarea ideală a motorului Otto, eficiența motorului este de 36%), faza de pornire la rece ineficientă și funcționarea cu sarcină parțială. Dacă convertiți consumul direct de combustibil în kWh / 100 km, valorile sunt mult mai mari decât la vehiculele electrice.

Dacă se ia acum ca bază eficiența ideală a motorului pentru motoarele cu ardere internă, se ajunge la un factor de energie primară de 3,58 pentru motoarele pe benzină atunci când se ia în considerare capacitatea de roată . Cu un factor de energie primară de 2,97 (autoturism) sau 2,71 (vehicul utilitar), motoarele diesel au performanțe ceva mai bune, dar totuși mai slabe, decât vehiculele electrice.

Comparația vehiculelor cu celule de combustibil

De asemenea, vehiculele cu pile de combustie au o eficiență generală mai mică decât vehiculele electrice pure. Acestea necesită, de asemenea, un rezervor de stocare a hidrogenului , de exemplu . Producția de hidrogen și stocarea (compresie până la 700 bari sau lichefiere până la aproximativ -253 ° C) sunt foarte consumatoare de energie. Dacă hidrogenul este generat din energii regenerabile prin electroliză , pierderile adăugate din electroliză și compresie până la 700 bari sunt de 35%. Împreună cu eficiența generării de energie a celulei de combustibil de aproximativ 60%, există pierderi de aproximativ 61% pe drumul de la generatorul de energie la motorul de acționare din vehicul. Pentru același traseu, pierderile de încărcare și descărcare ale unei baterii litiu-ion sunt de doar 10-20%. Pierderile de energie ale unui vehicul cu celule de combustibil sunt, prin urmare, mai mari decât cele ale unei mașini electrice cu baterie. Prin urmare, costurile energetice ale vehiculelor electrice cu baterie pură sunt semnificativ mai mici decât cele ale vehiculelor cu pile de combustibil care generează hidrogen folosind electricitate (electroliză). Există o abundență de energie solară, trebuie doar folosită, iar natura nu este nici eficientă din punct de vedere energetic, spune Robert Schlögl de la Institutul Max Planck pentru conversia energiei chimice din Mühlheim ad Ruhr. Dezavantajul major al hidrogenului este transportabilitatea redusă. Dar alți combustibili, cum ar fi amoniacul, pot fi, de asemenea, produși într-un mod ecologic folosind energie regenerabilă și conduc vehicule electronice cu pile de combustibil. Într-un studiu comandat de un operator de stație de alimentare cu hidrogen în 2019 pentru a compara ciclul de viață al ambelor motoare, Institutul Fraunhofer pentru sisteme de energie solară (ISE) a ajuns la concluzia că vehiculele cu pile de combustibil pot avea o amprentă de carbon mai favorabilă în emisiile de gaze cu efect de seră decât vehiculele electrice. Acest studiu comandat a fost puternic criticat în lumea profesională.

Studii

Potrivit unui studiu realizat de BDEW , mașinile electrice cu un mix de energie electrică german au înregistrat în 2018 cu 60% mai puține emisii de CO ₂ decât mașinile comparabile cu motoare pe benzină sau diesel.

În august 2017, Öko-Institut a publicat un studiu potrivit căruia electromobilitatea era deja superioară mașinilor convenționale în ceea ce privește amprenta de carbon a mixului de electricitate la acel moment, cu aproximativ 30% energii regenerabile . Studiile privind evaluarea întregului ciclu de viață efectuate în Elveția confirmă afirmația că numai atunci când se operează cu energie electrică pură pe cărbune, echilibrul de mediu al mașinilor electrice poate fi mai slab decât cel al vehiculelor cu motoare cu ardere internă. Calculul comparativ pentru bateriile litiu-ion moderne nu a fost luat în considerare în mod concludent. Procesele de producție îmbunătățite reduc costurile de fabricație și îmbunătățesc în continuare echilibrul ecologic al mașinilor electrice.

Potrivit unui studiu realizat de Centrul de date pentru combustibili alternativi al Departamentului Energiei din SUA, emisiile anuale de CO ₂ ale unui vehicul electric mediu în SUA s-au ridicat la aproximativ 2,2 tone în 2015 (valoarea totală a energiei, la roată , la 19.000 km parcurși). Emisiile au variat în funcție de intensitatea emisiilor de energie electrică între abia 0,5 kg în Vermont până la 4,3 tone în Virginia de Vest, cu generarea de energie din cărbune. În schimb, un vehicul cu combustie medie a emis 5,2 tone de CO _{2 în} timp ce conducea aceeași distanță .

Începând cu 2020, producătorilor de autoturisme din UE li se va permite în medie 95 de grame de emisii de CO ₂ per mașină condusă pe kilometru - se vor aplica penalități dacă sunt încălcate. Aceasta corespunde unui consum de patru litri la 100 de kilometri. Deoarece clienții cumpără și SUV-uri și berline, producătorii auto trebuie să vândă mașini electrice, chiar dacă aceasta ar fi o afacere în pierdere. Din 2020, vânzarea unei mașini electrice are o valoare suplimentară de 12.400 de euro pentru Mercedes datorită evitării amenzilor, 11.900 de euro pentru BMW și 11.400 de euro pentru VW. Cu mașinile electrice, penalitățile vor fi minime dacă acestea reprezintă nouă la sută din producția totală din 2020, adică puțin sub 1,5 milioane de unități.

Institutul Fraunhofer pentru Sisteme si Innovation Research (ISI) a publicat un studiu în ianuarie 2020 , conform căruia un vehicul electric are 15 până la 30% a emisiilor de gaze cu efect de seră decât o mașină convențională modernă comparabilă în echilibrul general al producției, utilizării și a fazelor de reciclare peste Acest lucru s-ar îmbunătăți în continuare odată cu avansarea tranziției energetice și utilizarea exclusivă a energiilor regenerabile în producția de mașini electronice, care în prezent determină cu 70 până la 130% emisii mai mari de gaze cu efect de seră decât o mașină convențională. una convențională, prin urmare necesită o utilizare regulată. Un vehicul cu o baterie mare, dar cu kilometri reduși, care încarcă mixul german de energie electrică, este cu greu mai bun decât o mașină convențională. În plus față de emisiile de gaze cu efect de seră, studiul analizează și impactul asupra mediului pe întregul ciclu al unei mașină. Comparativ cu o mașină convențională, mașina electrică are dezavantaje în ceea ce privește emisiile fine de praf, absorbția apei, acidificarea și toxicitatea umană , care apar în primul rând în timpul producției de baterii. Pe de altă parte, există avantaje în acest sens cu smog-ul de vară , supra-fertilizarea , necesarul de spațiu și emisiile de gaze cu efect de seră. Cu toate acestea, unele dintre dezavantaje, cum ar fi acidificarea, nu mai pot face diferență în comparație cu mașinile electrice peste 10 ani.

resurse

Mașinile electrice cu o rază de acțiune mai mare de 150 km, care au fost construite încă din anii 2010, utilizează baterii cu tehnologie litiu (vezi # Litiu sau plumb sau nichel ). În plus față de bilanțul de CO ₂ , extracția materiilor prime litiu și cobalt este, de asemenea, discutată în bilanțul lor de mediu .

Mass-media critică adesea efectele extracției materiei prime asupra mediului și asupra oamenilor. În producția de materie primă litiu, de exemplu, zone întregi din sudul Argentinei ar fi conduse spre deșertificare prin supraexploatarea apelor subterane, iar zeci de mii de indigeni ar fi privați de mijloacele de trai de bază. Aceste rapoarte au primit, de asemenea, contracritică. O publicație a Institutului de Tehnologie Carlow ajunge la concluzia că exploatarea litiului nu are efecte asupra mediului, care sunt neobișnuite în exploatarea metalelor și, ca și în cazul altor forme de exploatare, este necesară doar o reglementare adecvată pentru a menține extracție ecologică. În nordul Portugaliei, unde se pregătește producția de litiu, există o puternică rezistență din partea ecologiștilor.

Potrivit lui Maximilian Fichtner , director la Institutul Helmholtz pentru depozitarea energiei electrochimice din Ulm , 3840 litri de apă sunt evaporați pentru litiu într-o baterie cu o capacitate de 64 kWh. Aceasta corespunde consumului de apă în producția a 250 de grame de carne de vită, 10 avocado, 30 de căni de cafea sau o jumătate de pereche de blugi.

Pentru cobalt, principala zonă minieră este de 60% în Republica Democrată Congo , din care 80% este un produs secundar al exploatării industriale a cuprului; până la 20% din cobaltul extras este extras în exploatarea la scară mică . ASM promovează munca copiilor , funcționează cu măsuri de siguranță reduse sau deloc și rezultă, printre altele, în contactul direct al lucrătorilor cu metale grele (în special uraniu) în piatră, dar pe de altă parte reprezintă un mijloc de trai important pentru populația locală.

economie

Într-un test comparativ efectuat de ADAC în octombrie 2018, aproximativ jumătate din mașinile electrice au fost mai ieftine din punct de vedere al costurilor totale decât mașinile comparabile cu motoare pe benzină sau diesel.

durata de viata

Durata de viață a vehiculelor electrice, inclusiv a bateriei, ar trebui să fie mult mai lungă decât cea a vehiculelor cu combustie. Există rapoarte care vorbesc despre o durată de viață de peste 800.000 km. Pierderea autonomiei ar trebui să fie de doar 5,45% peste 350.000 km. Producătorii de autoturisme oferă de obicei o garanție de 8 ani sau 160.000 km de performanță la conducere cu cel puțin 70% din capacitatea inițială a bateriei. La Universitatea de Stat din Pennsylvania, a fost dezvoltată o baterie cu baterie litiu-fosfat de fier (LEP), care este încălzită prin trecerea curentului printr-o peliculă subțire de nichel la o temperatură de funcționare de 60 grade Celsius, ceea ce face posibilă reducerea suprafeței electrodului de grafit. face bateria să dureze mai mult. Potrivit calculelor oamenilor de știință, ar trebui să fie posibil să circulați 3,2 milioane de kilometri cu o baterie cu un kilometraj zilnic de 50 de kilometri.

consumul de energie

Datorită faptului că trenul de rulare este de trei ori mai eficient din punct de vedere energetic, vehiculele electrice consumă mult mai puțină energie decât vehiculele cu motor cu combustie. Într-un EcoTest publicat în ianuarie 2020, între 14,7 kWh și 27,6 kWh de energie electrică a trebuit să fie folosită pentru mașinile testate pentru a conduce 100 km.

Rezultatele măsurătorilor de consum pe vehiculele electrice iau în considerare uneori doar consumul în timpul conducerii, dar nu și pierderile care apar la încărcarea bateriilor, care se situează între 10 și 25%. APE ciclu (SUA) ia , de asemenea , pierderea de sarcină în considerare.

Costurile energiei

Costurile energetice ale unei mașini electrice în comparație cu un vehicul cu combustie depind în esență de evoluția prețurilor la electricitate sau combustibili. În cazul mașinilor electrice, prețul este, de asemenea, în mare măsură determinat de opțiunile de cumpărare: în timp ce stațiile de încărcare rapidă din Germania trebuie să plătească de obicei între 42 și 79 de cenți pe kWh după creșterea prețului de către unii operatori în 2020, prețurile la puțini cenți pe kWh cu ajutorul unui sistem fotovoltaic intern posibil, la stațiile de încărcare ale unor lanțuri de vânzare cu amănuntul sau utilități municipale, electricitatea pentru mașinile electrice poate fi încărcată gratuit încă din iunie 2021 (vezi și stația de încărcare (vehicul electric ) # Încărcare gratuită ). Unii angajatori permit, de asemenea, reîncărcarea gratuită la locația companiei.

Datorită acestor diferențe de preț, costurile energetice ale unei mașini electrice depind foarte mult de circumstanțele individuale și pot fi atât semnificativ mai mici, cât și (atunci când se încarcă numai la stațiile de încărcare rapide) semnificativ mai mari decât pentru un vehicul cu combustie. În 2021, un studiu realizat de Leaseplan a determinat costurile medii ale energiei electrice pentru mașinile electrice de 78% din costurile combustibilului unui motor cu combustie pe baza prețului electricității casnice din Germania, 62% pentru Austria și 56% pentru Elveția.

În cazul combustibililor convenționali, pe lângă fluctuațiile de preț legate de piață datorate impozitului pe CO ₂ , prețurile sunt de așteptat să crească cu aproximativ 16 cenți pe litru până în 2025.

costul de achiziție

Costurile mai mici de consum și întreținere sunt compensate în prezent de costuri de achiziție chiar mai mari pentru vehiculele electrice, în care atât numărul mai mic de unități, cât și acumulatorii își au partea lor. Costurile de achiziție ale mașinilor electrice scad constant din cauza cantităților mai mari. Se așteaptă ca din 2027 costurile de achiziție ale mașinilor electrice să fie mai mici decât cele ale motoarelor cu ardere din toate segmentele .

În plus, costurile de achiziție sunt de obicei subvenționate. În Germania, aceasta a fost de până la 9.000 de euro pe vehicul din iulie 2020. Există, de asemenea, stimulente fiscale din partea statului pentru mașinile companiei . Există și alte subvenții din partea statelor federale, cum ar fi voucherul electronic BW din Baden-Württemberg cu 1000 de euro pentru uz comercial. Există calculatoare online pe Internet care pot fi utilizate pentru a calcula subvenția maximă în funcție de locație.

Mașini electrice ieftine

De exemplu, o mașină electrică care este produsă cât mai ieftin este e.GO Life . Această mașină electrică este disponibilă în Germania de la 13.000 de euro după deducerea subvenției de 9.000 de euro. Dacia primăvară este vândut pentru aproximativ 12.000 de euro , după o subvenție. China Suda SA01 este vândută în Germania de la aproximativ 9000 de euro după subvenție. Dartz Nikrob EV este vândut în Europa pentru aproximativ 10.000 de euro înainte de subvenții. Acesta din urmă se bazează pe Wuling Hongguang Mini EV , care este oferit în China fără subvenții pentru aproximativ 4.000 până la 5.000 de euro și este în prezent cea mai bine vândută mașină electrică de acolo (din mai 2021).

Închiriere baterie

Renault și colab. oferă modele de închiriere pentru baterii. Acest lucru este destinat să elimine riscul clientului și, mai presus de toate, teama de dispozitive de stocare a energiei care se vor uza prematur. În plus, prețul de achiziție al vehiculului este redus, dar cu investiții de bază mai mari, prețurile de închiriere dependente de kilometri sunt adesea în același interval cu costurile de combustibil ale modelelor comparabile. Din 2013 z. B. puteți închiria bateria de unitate a Nissan Leaf de la 79 € / lună. Acest lucru corespunde cu 9,48 € / 100 km cu un kilometraj de 10.000 km pe an.

Costuri de reparații și întreținere

Costurile de reparații și întreținere ale mașinilor electrice sunt semnificativ mai mici decât costurile corespunzătoare pentru mașinile cu motoare cu ardere internă, deoarece mașinile electrice sunt mult mai simplu construite.

În cazul mașinilor electrice, sunt omise următoarele elemente tipice ale unui vehicul cu combustie și, prin urmare, costurile de întreținere și reparații asociate:

• Sistem de evacuare, inclusiv convertor catalitic ;
• Lanț de distribuție sau curea dințată;
• Alternator, inclusiv cureaua trapezoidală
• Ambreiaj ;
• Starter ;
• Pompa benzina ;
• Filtre de combustibil , filtre de ulei și filtre de aer de ardere ;
• Arborele cardanic pe vehiculele cu roți din spate sau cu tracțiune integrală.

O componentă suplimentară a unei mașini electrice este bateria de tracțiune, inclusiv gestionarea termică a acesteia.

Următoarele componente dintr-o mașină electrică au o structură mai simplă sau sunt supuse unei stresuri mai mici și, prin urmare, sunt mai puțin susceptibile de a suferi de defecte:

• Motorul în patru timpi, cu numeroasele sale piese în mișcare și foarte solicitate termic, este adesea afectat de defecte, în timp ce motoarele electrice durează de obicei mai mult decât vehiculul și necesită întreținere mică sau deloc.
• Într- un vehicul cu combustie , cutia de viteze trebuie să fie întotdeauna concepută ca o cutie de viteze manuală ( cutie de viteze manuală sau automată) și, prin urmare, este semnificativ mai complexă și susceptibilă decât cutiile de viteze fixe obișnuite în mașinile electrice.
• De frânele sunt stresați semnificativ mai puțin, deoarece majoritatea proceselor de decelerare sunt efectuate prin recuperare. În consecință, plăcuțele de frână și discurile / tamburile de frână trebuie schimbate mai rar.

Pe de altă parte, anvelopele mașinilor electrice pot fi supuse la stresuri mai mari datorită cuplului ridicat disponibil de la stat atunci când vehiculul este condus corespunzător și apoi trebuie schimbate mai frecvent.

În cazul unei mașini electrice, nu sunt necesare următoarele lucrări de întreținere, obișnuite pentru vehiculele cu ardere:

• Schimbare de ulei
• Schimbare filtru ulei, filtru aer și filtru combustibil;
• Schimbare bujie (pentru vehicule cu motoare pe benzină),
• Test de emisii ,
• Schimbarea lanțului de distribuție sau a curelei dințate,
• Schimbarea curelei trapezoidale.

Într- o analiză a cheltuielilor efective de întreținere și reparații de către proprietarii de mașini, organizația de consumatori din SUA Consumer Reports a constatat că acestea sunt doar cu aproximativ jumătate mai mari pentru mașinile electrice și estimează că o mașină electrică va reduce costurile de întreținere cu aproximativ 4.600 USD pe parcursul cursului. din viața sa. și provocând costuri de reparații. Se presupune că economiile datorate progresului tehnic în mașinile electrice vor fi și mai mari în viitor.

Costurile asigurării

În primele de asigurare de răspundere civilă și de asigurare cuprinzătoare pentru o mașină electrică tind să fie un pic mai ieftin în Germania decât în cazul automobilelor cu un motor cu combustie. Analizele primelor complet complete de portalurile de comparație Verivox și Check24 au ajuns la concluzia în 2020 și 2021 că majoritatea mașinilor electrice sunt mai ieftine de asigurat decât un vehicul de ardere comparabil.

Trebuie remarcat faptul că asigurarea se bazează de obicei pe producția continuă, care în cazul mașinilor electrice este de obicei semnificativ mai mică decât puterea maximă.

În unele țări, anumite componente fiscale nu se aplică asigurărilor , de exemplu în Austria taxa de asigurare legată de autovehicule .

cost total

Principalele motive pentru care mașinile electrice sunt mai ieftine decât vehiculele pe benzină sau diesel comparabile sunt mai puține componente, mai puțină uzură, costuri mai mici de întreținere, amortizare mai mică și subvenții mari.

În ianuarie 2017, o comparație a costurilor ADAC a arătat că cinci mașini complet electrice disponibile în Germania sunt mai ieftine în ceea ce privește costurile totale decât mașinile comparabile cu o unitate convențională. Calculul a inclus: prețul de cumpărare, amortizarea, costurile cu combustibilul sau electricitatea, costurile atelierelor și anvelopelor, precum și taxele și asigurarea cu o perioadă de păstrare de cinci ani. A fost inclusă și prima de achiziție disponibilă în Germania. Kilometrajul diferit a fost calculat.

Într-un test comparativ efectuat de ADAC în octombrie 2018, aproximativ jumătate din mașinile electrice au fost mai ieftine din punct de vedere al costurilor totale decât mașinile comparabile cu motoare pe benzină sau diesel.

În ianuarie 2020, Institutul Fraunhofer pentru cercetarea sistemelor și inovării (ISI) va publica un studiu care spune că anumite vehicule electrice sunt deja mai ieftine în ceea ce privește costurile totale. Și în următorii 5-10 ani, vehiculele electrice ar avea un avantaj mai mare în raport cu partenerii lor convenționali. Principalele motive pentru acest optimism sunt scăderea costurilor producției de acumulatori, energia electrică care se așteaptă să devină mai ieftină după 2020 și creșterea prețului petrolului, deoarece această materie primă devine din ce în ce mai redusă.

Într-un test comparativ din iulie 2020, ADAC a constatat că multe mașini electrice sunt semnificativ mai ieftine din punct de vedere al costurilor totale decât motoarele diesel și benzină comparabile. În plus față de scăderea prețurilor de bază pentru mașinile electrice, o primă de achiziție crescută de 9.000 de euro a fost adăugată în Germania din iulie 2020 (6.000 de euro de la stat, 3.000 de euro de la producător). În plus, mașinile electrice au costuri semnificativ mai mici de energie și întreținere. Costurile au avut în vedere: asigurarea, taxa vehiculului, cheltuielile de întreținere și reparații, uzura anvelopelor, costurile cu combustibilul sau electricitatea, o cotă forfetară pentru spălarea mașinii sau îngrijirea mașinii, precum și amortizarea vehiculului. Acesta din urmă a jucat un rol major.

Economie și garanție

Economia mașinii electrice depinde de durabilitatea acesteia. Majoritatea unei mașini electrice este la fel ca un motor cu ardere internă. În timp ce durata de viață a mașinilor cu motoare cu ardere internă este limitată de durata de viață a motoarelor, durata de viață a mașinilor electrice este limitată de durata de viață a bateriei de acționare . De regulă, o baterie a unității nu cedează brusc, ci își pierde continuu capacitatea în timp și cicluri de încărcare. Prin urmare, producătorii oferă de obicei o garanție de 60-75% din capacitatea maximă inițială pe o perioadă de 5 până la 8 ani sau un kilometraj de 100.000 km și mai mult.

Cu toate acestea, primele rapoarte de experiență indică faptul că există foarte puține cazuri de garanție și că bateriile de acționare durează mult mai mult.

Aspecte energetice și electromobilitate

Electromobilitatea este un cuvânt cheie politic care este utilizat pe fondul utilizării vehiculelor electrice pentru transportul de pasageri și mărfuri și furnizarea infrastructurii necesare pentru încărcarea pe rețeaua electrică. Cuvântul electromobilitate este, de asemenea, un termen colectiv pentru caracteristicile speciale, precum și concepte alternative de vehicule și trafic, dar și restricții care apar cu vehiculele electrice în viața de zi cu zi.

Există unele locuri în întreaga lume în care autovehiculele cu motoare cu ardere internă nu sunt permise și care sunt adesea denumite fără autovehicule . Acestea includ, de exemplu, diverse locații elvețiene. Deseori acolo sunt permise doar vehiculele electrice. Cu toate acestea, multe dintre aceste vehicule electrice, în mare parte mici și înguste, sunt pe drum, pentru meșteri, ca vehicule de livrare, ca taxiuri sau livrări la hotel. De asemenea, pe insula germană Helgoland din Marea Nordului , Juist și Wangerooge sunt, conform reglementărilor de circulație, o interdicție fundamentală a vehiculelor. Cele câteva vehicule cărora li se permite să circule pe insule sunt în mare parte vehicule electrice.

Cererea de energie: Ponderea consumului total de energie electrică

În Germania, 10 milioane de vehicule electronice sunt prognozate pe drumurile germane până în 2030, ceea ce ar crește cererea de energie electrică cu 3-4%. În cazul unui milion de mașini electrice, care corespunde cu aproximativ 2% din toate vehiculele, trebuie să fie generate în jur de 3 TWh de energie electrică, ceea ce corespunde cu jumătate la sută din cererea actuală de energie electrică din Germania. Toate transporturile publice locale și pe distanțe lungi cu energie electrică din Germania necesită aproximativ 15 TWh de energie electrică pe an, ceea ce corespunde cu puțin sub 3% din consumul brut de energie electrică.

În 2020, Ministerul Federal al Mediului a estimat că cererea suplimentară de energie electrică datorată electrificării complete a 45 de milioane de mașini în Germania este de 100 TWh pe an, ceea ce corespunde cu aproximativ o șesime din cantitatea de energie electrică consumată în Germania în acel moment.

Încărcați pe rețelele electrice

Încărcarea automobilelor electrice în același timp ar putea teoretic supraîncărca rețeaua electrică actuală. Simultaneitatea factor spune, totuși, că acest lucru nu este cazul. Pentru a-l exclude în continuare, extinderea rețelelor electrice ajută. O altă modalitate este utilizarea bateriilor reîncărcabile ca tampon.

Bateriile ca tampon în stațiile de încărcare

Pentru a elibera rețeaua electrică și a permite stații de încărcare ultra-rapide chiar și în zone fără o conexiune puternică de alimentare, stațiile de încărcare sunt din ce în ce mai echipate cu propria baterie ca tampon care poate stoca temporar energia electrică. În acest fel, tamponul poate fi încărcat lent de la rețeaua electrică (de exemplu, în momentele în care energia electrică este ieftină) și apoi poate transfera rapid electricitatea la mașina electrică. Acest tampon permite, de asemenea, utilizarea centralelor eoliene și solare în vecinătatea directă a stației de încărcare. (vezi și centrala electrică de stocare a bateriei )

Bateriile din mașinile electrice ca tampon

Ar exista, de asemenea, efecte pozitive în rețeaua electrică dacă mașinile electrice nu își încarcă bateriile într-o rețea electrică inteligentă în momentele în care cererea de energie electrică este mare și trebuie acoperită prin pornirea centralelor electrice de vârf (în principal gaz), dar în momentele în care există un surplus de energie electrică regenerabilă este disponibil. În acest scop, trebuie luat în considerare faptul că comerțul cu CO ₂ existent în generarea de energie electrică înseamnă că cererea de energie electrică apare ca un nou consumator de energie electrică în rețeaua de electricitate - fără a fi alocate mai multe certificate pentru aceasta. Pe măsură ce numărul vehiculelor electronice crește, presiunea pe piața energiei electrice va crește în viitor. Cu toate acestea, acest lucru este relevant doar pentru un număr mai mare de vehicule. Öko-Institut din Freiburg a pregătit un raport final , în numele Ministerului Federal al Mediului , ca parte a proiectului multi ani OPTUM 2011.

Conceptul „ Vehicle to Grid ” are în vedere ca stocarea energiei în mașinile electrice și hibride să poată fi utilizată ca stocare tampon pentru rețeaua electrică publică. Deoarece chiar și mașinile electrice parchează mai mult decât conduc și pot fi conectate la o stație de încărcare de cele mai multe ori, ar fi posibil să se tamponeze fluctuațiile din generarea de energie electrică din energii regenerabile sau să se compenseze sarcinile de vârf. Nissan cu Nissan cu Leaf-to-Home în Japonia și compania e8energy cu sistemul lor DIVA din Germania oferă deja astfel de sisteme pentru integrarea într-un sistem de stocare a bateriilor de casă. Cu toate acestea, acest mod de funcționare crește uzura acumulatorului, care ar trebui compensată cu un control extern mai extins de către un furnizor de servicii energetice sau un operator de rețea cu un model de facturare corespunzător. Pentru a atinge capacitatea tampon totală a tuturor centralelor electrice germane de pompare (aproximativ 37,7 GWh), aproximativ 3,77 milioane de vehicule electrice ar trebui să participe în același timp, fiecare cu 10 kWh din capacitatea bateriei. Cu 15 kWh la 100 km specificați mai sus, aceasta corespunde unei game de aproximativ 65 km. O conversie a întregului parc auto german din aproximativ 42 de milioane de mașini în mașini electrice ar avea deja ca rezultat această capacitate tampon dacă în medie fiecare vehicul furnizează doar 1 kWh (corespunzând unei distanțe de 6,5 km) ca tampon în rețea.

Infrastructura de încărcare

Stații de încărcare accesibile publicului

Există peste 19.000 de locații publice cu peste 54.000 de puncte de încărcare disponibile în Germania (începând cu 02/2020). Acestea sunt situate în principal în zonele metropolitane și în orașele mai mari. În plus, există supraalimentatoare ale companiei de la Tesla, Inc. , exclusiv pentru vehiculele proprii, punctele de încărcare private din garaje și proprietăți nu sunt incluse în aceste cifre. Rețeaua de puncte de încărcare accesibile publicului este în continuă extindere.

Orașe cu cele mai accesibile puncte de încărcare accesibile publicului din Germania

rang	oraș	Puncte de încărcare
1	Hamburg	882
2	Berlin	779
3	Munchen	762
Al 4-lea	Stuttgart	389
5	Dusseldorf	211
Al 6-lea	Leipzig	168
Al 7-lea	Ingolstadt	148
A 8-a	Koln	141
9	Dortmund	125
10	regensburg	101
Stare: mai 2019, sursă: www.emobilserver.de

Multe puncte de încărcare necesită înregistrare prealabilă la operatorul punctului de încărcare sau un card universal care poate fi utilizat pentru a încărca în multe stații de încărcare. Nu toate punctele de încărcare sunt accesibile 24/7. Cele trei tipuri comune de conectori de astăzi sunt Type 2, Chademo și CCS. Performanța stației de încărcare și tehnologia de încărcare instalată în vehicul se reflectă direct în timpul de încărcare. În orașe și municipii, veți găsi de obicei stații de încărcare de tip 2 mai lente (11 kW sau 22 kW putere de încărcare). De-a lungul autostrăzilor și străzilor aglomerate veți găsi mai ales stații de încărcare rapidă cu așa-numitele încărcătoare triple (Chademo, CCS, tip 2) cu o putere de încărcare de 50 kW în mare parte. Recent, au fost instalate și stații de încărcare ultrarapide cu o putere de încărcare de până la 350 kW. Cu astfel de capacități de încărcare - cu condiția ca vehiculul să aibă un încărcător adecvat - puteți reîncărca o autonomie de 500 km în aproximativ 10 - 20 de minute.

În Europa, Directiva 2014/94 / UE introduce standardul de încărcare CCS ( Combined Charging System ), care permite diverse metode de încărcare AC și DC cu tipurile sale de tip 2 și Combo 2 . El este susținut de producătorii auto europeni. În timp ce încărcarea curentului alternativ cu cea de tip 2 a fost deja stabilită, o primă stație publică de 50 kW de curent continuu de tip CCS a fost inaugurată la Wolfsburg în iunie 2013.

Începând cu 17 martie 2016, ordonanța privind cerințele tehnice minime pentru construcția și funcționarea în condiții de siguranță și interoperabilitate a punctelor de încărcare accesibile vehiculelor electrice este publică în vigoare în Germania (Ordonanța coloanei de încărcare - LSV). Acesta pune în aplicare cerințele UE în legislația germană și prevede dispoziții suplimentare. Regulamentele introduse pentru construcția și funcționarea stațiilor de încărcare au fost discutate anterior controversat în faza de proiectare.

Mulți angajatori, restaurante, operatori de parcări, centre comerciale, comercianți cu amănuntul etc. oferă opțiuni de tarifare care permit încărcarea gratuită sau utilizează un proces de facturare standardizat prin intermediul rețelelor de tarifare . Este de remarcat faptul că companii precum Aldi, Lidl, Ikea, Kaufland, Euronics și altele oferă stații de încărcare gratuite în parcările lor. Reîncărcarea gratuită în timpul cumpărăturilor servește drept reclamă pentru clienți.

Diverse site-uri web, cum ar fi B. GoingElectric sau LEMnet sau Chargemap oferă asistență în găsirea punctelor de încărcare și planificarea traseului. Stațiile de încărcare sunt, de asemenea, înregistrate în sistemele de navigație ale mașinilor electrice.

Încărcare inductivă și linii aeriene

Un sistem de conector de încărcare inductivă fără contact (fără contacte deschise), dar cu fir, a fost deja implementat în General Motors EV1 în anii '90 .

O viziune este instalarea sistemului de încărcare pentru mașinile electrice pe carosabil. În timpul călătoriei sau la parcare, energia poate fi apoi transferată fără contact prin inducție . Până în prezent, aceste sisteme au fost implementate doar în zone industriale închise și pe rutele de autobuz. Încărcarea inductivă la stațiile de autobuz, de exemplu, se practică în Genova și Torino din 2002 și a fost testată în practică la Braunschweiger Verkehrsbetriebe pe o linie de autobuz cu baterii cu vehicule de la Solaris din martie 2014 . Compania americană Proterra testează și autobuze cu baterii cu stații de încărcare la stații.

În testele cu stocare a condensatorilor din Shanghai, secțiuni scurte de catenară au fost instalate la stațiile pe care autobuzul le poate atinge cu consolele retractabile. Un principiu foarte similar a existat deja în anii 1950 cu autobuzele giroscopice , dar acolo energia a fost stocată în volante. În special în transportul public cu opriri fixe, această metodă de încărcare intermediară scurtă oferă posibilitatea de a planifica capacitatea necesară a bateriei și astfel vehiculul costă semnificativ fără a restrânge prea mult autonomia vehiculelor.

Rețelele catenare nu sunt, de asemenea, necunoscute în transportul public urban. Unele companii de transport au o istorie lungă de utilizare a troleibuzelor . Recent au existat propuneri de utilizare a unor astfel de sisteme, de ex. B. utilizare pentru camioane pe benzile de încărcare de pe autostrăzi.

Finanțarea transporturilor și impozite

Cu o pondere tot mai mare de vehicule electrice în traficul rutier, va exista o restructurare a finanțării rutiere. Impozitele pe energie (anterior: taxa pe uleiurile minerale) sunt percepute în prezent pe combustibili în Germania . Datorită principiului actual de acoperire generală , aceste taxe plătite nu pot fi compensate cu cheltuielile pentru întreținerea și / sau modernizarea drumurilor și a infrastructurii într-un scop specific. Impozitele pe energie se ridică în prezent la benzină 7,3 cenți / kWh pentru motorină 4,7 cenți / kWh, GPL 1,29 cenți / kWh. În Germania de azi, aproximativ 40% din electricitate este taxată cu taxe și impozite. Cu un preț mediu de energie electrică de 29,14 cenți / kWh (începând cu 2014), se datorează 3,84 cenți / kWh pentru impozitele generale ( taxa pe electricitate și taxa de concesiune ). În plus, prețul energiei electrice include și diverse taxe de 6,77 cenți / kWh pentru tranziția energetică , la care nu participă flota de vehicule cu combustibil fosil. Taxa de vânzare se datorează și pentru toate formele de energie .

Datorită necesității mai mici de energie a vehiculului electric, există venituri fiscale semnificativ mai mici pe kilometru parcurs. Cu un număr tot mai mare de vehicule electrice, ratele actuale de impozitare au ca rezultat venituri mai mici pentru bugetul general de stat din conducerea mașinii. Cu toate acestea, dacă luați în considerare faptul că mașinile electrice vor fi semnificativ mai scumpe de cumpărat decât mașinile alimentate cu benzină în viitorul apropiat, trezoreria statului încasează mai multe taxe de vânzare atunci când cumpără o mașină electrică decât atunci când cumpără o mașină alimentată cu benzină.

Autosuficiență energetică

Mașinile cu motoare cu ardere internă au nevoie de benzină sau motorină, o mașină electrică are nevoie de electricitate. În majoritatea țărilor, energia electrică este importată într-o măsură mai mică sau generată folosind o proporție mai mică de surse de energie importate decât este necesară pentru producția de benzină sau motorină. Unele țări cu potențial eolian și hidroenergetic ridicat, precum Norvegia, pot trece teoretic fără a importa surse de energie.

Cu toate acestea, electricitatea poate fi generată și local și decent prin intermediul energiilor regenerabile. De exemplu, un proprietar de proprietate sau de casă cu condițiile adecvate poate acoperi el însuși o mare parte din necesarul său de energie electrică (a se vedea și autosuficiența energetică ).

Dezvoltarea pieței și cadrul politic

La nivel mondial

Durată

Inventarul global estimat al vehiculelor electrice cu baterie

an			bucată
2010			20.000
2011			50.000
2012			110.000
2013			220.000
2014			400.000
2015			720.000
2016			1.180.000
2017			1.930.000
2018			3.270.000
2019			4.790.000
Sursa: Agenția Internațională pentru Energie

La sfârșitul anului 2019, 7,9 milioane de autoturisme și vehicule comerciale ușoare din întreaga lume ar putea fi încărcate extern (EV-uri plug-in). Dintre acestea, 3,8 milioane în China și puțin sub 1,5 milioane în SUA.

Cele mai bine vândute modele, cumulative

model			bucată
1. Modelul Tesla 3			645.000
2. Nissan Leaf			490.000
3. Tesla Model S			305.000
4. Renault Zoé			231.000
5. Seria CE BAIC			203.000
Stare: septembrie 2020

Modelul Tesla 3 , introdus în 2017, este cea mai bine vândută mașină electrică din lume, cu peste 645.000 de unități (începând cu septembrie 2020).

Nissan Leaf , introdus în 2010, urmează pe locul doi, cu aproximativ 490.000 de unități (începând cu septembrie 2020).

Sedanul de lux Tesla Model S urmează pe locul trei, cu aproximativ 305.000 de unități (începând din septembrie 2020).

Cea mai vândută mașină electrică din lume a fost Tesla Model S în 2015, 2016 și 2017. În 2018 a fost înlocuită de Tesla Model 3.

Dezvoltarea pieței

Diverse studii prezic o dezvoltare similară cu cea a camerelor digitale, care au înlocuit camerele analogice etc., așa-numitul punct de basculare . Mașina electrică este considerată o tehnologie perturbatoare . Într-un studiu din 2011, firma de consultanță McKinsey a arătat ce tip de vehicul este cel mai economic la prețul benzinei sau al bateriei. În consecință, cu un preț al combustibilului de peste 1 USD pe litru și un preț al bateriei sub 300 USD pe kWh, mașina electrică cu baterie ar fi cea mai economică. De fapt, începând cu noiembrie 2013, prețul combustibilului în multe țări era de peste 1 USD pe litru, iar prețul bateriei era sub 200 USD pe kWh.

Potrivit unui interviu publicat în 2017 cu fizicianul german Richard Randoll, numărul de mașini electrice cu baterie vândute în întreaga lume se dublează la fiecare 15 luni. Această creștere exponențială va duce la „sfârșitul final al motorului cu ardere internă” încă din 2026.

Comerțul cu autovehicule joacă, de asemenea, un rol major în răspândirea mașinilor electrice. Potrivit New York Times, dealerii auto deseori sfătuiesc să nu cumpere o mașină electrică dacă nu sunt familiarizați cu noua tehnologie, deoarece comercianții cu amănuntul câștigă mai mult din întreținerea mașinilor cu motoare cu ardere internă. Potrivit Asociației Naționale a Dealerilor de Automobile, dealerii auto câștigă de trei ori mai mult din service decât din vânzările de automobile. Mașinile electrice necesită mai puține servicii. Comerțul reprezintă un obstacol în răspândirea electromobilității.

Uniunea Europeană a înăsprit legile privind emisiile de CO _{2 de} la autovehicule, cu obiectivul de 95 g / km pentru 2020. Calculul se bazează pe consumul flotei producătorilor de vehicule. Așa-numitele super-credite, o formă de compensare climatică , au fost negociate pentru mașinile electrice . Vânzarea unei mașini electrice fără emisii reduce consumul total al flotei în mod disproporționat. Efecte similare apar și în politica climatică din SUA, a se vedea Economia medie a combustibilului corporativ . Susținătorii, inclusiv guvernul german și industria automobilistică germană, consideră acest lucru ca un stimul de piață pentru electromobilitate; oponenții se referă la aceasta ca o subvenție pentru industria auto, a cărei presiune legală pentru a dezvolta vehicule cu emisii reduse este relaxată și, în caz contrar, datorate amenzi pentru depășirea valorile limită sunt evitate.

În 2017, Tesla Model S a fost pentru prima dată cel mai bine vândut vehicul de lux din Europa, cu 16.132 de unități - o creștere de 30% față de anul precedent. Era înaintea Mercedes S-Class (13.359 vehicule) și BMW Seria 7 (11.735 vehicule). În SUA, Modelul S a fost cel mai bine vândut automobil de lux din 2014.

Cei mai mari producători de mașini complet electrice în 2019

Producător	unități
Tesla (SUA)	367.000
BYD (China)	226.000
Alianța RNM	202.000
BAIC (China)	161.000
BMW Group	151.000
Grupul VW	142.000
RNM = Renault-Nissan-Mitsubish, sursă: de.statista.com

Cota de piață a bateriilor cu mașini electrice pe țară

țară	Cota de piață 2019	Cota de piață 2020
Norvegia Norvegia	45,6%	59,1%
Olanda Olanda	13,7%	20,3%
Suedia Suedia	4,2%	8,8%
Austria Austria	2,8%	6,4%
Germania Germania	1,7%	6,7%
Franţa Franţa	2,3%	7,1%
Elveţia Elveţia	3,5%	6,0%
Sursa: open-ev-charts.org

Subvenții de stat pentru electromobilitate

În multe țări există numeroase subvenții pentru a încuraja trecerea de la mașinile cu motoare cu ardere internă la mașinile cu motoare electrice. O subvenție este subvenția la cumpărarea unei mașini noi (vezi Germania , Norvegia , Franța etc.). O altă subvenție este scutirea de impozite (a se vedea Germania , Norvegia etc.). În schimb, mașinile cu motoare cu ardere internă sunt dezavantajate. Pentru aceasta, sunt datorate taxe mai mari pentru CO ₂ (a se vedea certificatele de CO ₂ în UE etc.). Există limite de viteză de ex. B. Tempo 100 km / h pe unele autostrăzi din Austria , din care sunt excluse mașinile electrice. Există interdicții de conducere z. B. Interzicerea conducerii motorinei în unele orașe din Germania. În plus, unele țări stabilesc un an din care mașinile noi cu motoare cu ardere internă nu mai pot fi vândute (de exemplu , Norvegia , Olanda , California , Marea Britanie etc.). În UE, consumul flotei unui producător nu mai poate depăși o anumită valoare a CO ₂ , ceea ce îi determină pe producători să vândă mașini electrice.

Europa

Uniunea Europeană promovează mașini electrice, printre altele, prin limitarea media emisiilor de dioxid de carbon ale flotelor auto vândute de companiile de automobile (95 g emisii de dioxid de carbon pe kilometru). Într-un studiu din aprilie 2020 s-a constatat că chiar și dumpingul de preț pentru mașinile electrice ar fi util pentru producătorii de mașini, deoarece emisiile zero ale mașinilor electronice vândute ar putea fi numărate de două ori din motive de politică de finanțare în 2020 (de 1,67 ori în 2021 ). Companiile ar putea evita penalizările către UE prin vânzarea de suficiente mașini electrice sau ar putea vinde mașini convenționale mai profitabile, prin care tipurile grele ar fi favorizate în continuare. Autorii continuă să critice că 5% din flota produsă poate fi exclusă de la început.

Germania

Autoritatea Federală pentru Transportul cu Motor păstrează statistici extinse cu privire la numărul de vehicule și la noile înmatriculări în Germania.

Durată

Numărul de mașini pur electrice a crescut de 215 ori între începutul anului 2008 și începutul anului 2021. Creșterea medie a fost de 51,2% pe an.

Data	Durată	modificare
1 ianuarie 2008	1,436
1 ianuarie 2009	1.452	+ 1,1%
1 ianuarie 2010	1.588	+ 9,4%
1 ianuarie 2011	2.307	+ 45,3%
1 ianuarie 2012	4.541	+ 96,8%
1 ianuarie 2013	7.114	+ 56,7%
1 ianuarie 2014	12.156	+ 70,9%
1 ianuarie 2015	18,948	+ 55,9%
1 ianuarie 2016	25.502	+ 34,6%
1 ianuarie 2017	34.022	+ 33,4%
1 ianuarie 2018	53.861	+ 58,3%
1 ianuarie 2019	83,175	+ 54,4%
1 ianuarie 2020	136.617	+ 64,3%
1 ianuarie 2021	309.083	+ 126,2%

Reprezentarea grafică a dezvoltării populației

Înregistrări noi

Noile înmatriculări ale mașinilor electrice s-au dezvoltat după cum urmează:

sfert			bucată
2018 Q1			9.014
2018 Q2			8,037
T3 2018			7.173
2018 Q4			11,321
Primul trimestru al anului 2019			15.798
2019 Q2			15.028
T3 2019			16.539
2019 Q4			14,910
2020 Q1			25.509
2020 Q2			18.061
T3 2020			53.414
2020 Q4			95.063
2021 Q1			64,672
2021 Q2			84.014
Înmatriculări de mașini electrice noi (fără hibrizi) în Germania

Între decembrie 2019 și decembrie 2020, numărul de mașini nou-înmatriculate complet electrice (cu excepția hibrizilor) a crescut cu 660% (de la 5.748 la 43.671) în fiecare lună. Ponderea lor din toate mașinile nou înmatriculate a crescut de la 2,0% la 14,0%.

Modele

Tabelul următor prezintă primele 10 modele de mașini electrice în funcție de noile înmatriculări din Germania.

rang	model	2018	2019	2020	2021 ianuarie - iul.
1	Renault Zoe	6.360	9.431	30.376	10.642
2	Modelul Tesla 3	5	9.013	15.202	14.208
3	VW e-up!	1.019	465	10.839	18,027
Al 4-lea	ID VW.3	-	-	14,493	15.095
5	Hyundai Kona Electric	368	3.521	14.008	11.226
Al 6-lea	Smart Fortwo Electric Drive	4.204	5.287	11.544	9.609
Al 7-lea	VW e-Golf	5.743	6.898	17,438	1.544
A 8-a	BMW i3 BEV	3.792	9.117	8.629	6.412
9	Audi e-tron	-	3.578	8.135	4.675
10	Opel Corsa-e	-	-	6.016	6.245

Finanțarea de stat

German Guvernul Federal În 2009, un plan național de dezvoltare pentru mobilitate electrică și a fondat o platformă națională pentru mobilitate electrică cu diverse măsuri de sprijin pentru a sprijini eforturile de dezvoltare pentru a intensifica vehiculelor electrice. Acesta a stabilit obiectivul „ca până în 2020 nu mai puțin de un milion și până în 2030 chiar și șase milioane de vehicule electrice să fie pe drumurile germane”. Acest obiectiv este clar ratat.

De când lansarea pe piață a fost lentă, politicienii au creat Legea privind electromobilitatea în 2015 , care permite municipalităților să promoveze electromobilitatea prin parcare privilegiată și zone de încărcare și deschiderea benzilor de autobuz , printre altele . Cu toate acestea, proporția șoferilor germani care pot beneficia de benzile de autobuz care au fost eliberate este probabil să fie destul de redusă. În plus, scopul benzilor de autobuz este zădărnicit, iar această cerere este criticată ca activism politic nesustenabil. Pentru a-l distinge de alte vehicule, o plăcuță de înmatriculare E poate fi solicitată din octombrie 2015 . Vehiculele electrice care au fost înmatriculate pentru prima dată înainte de 1 ianuarie 2016 au fost scutite de taxa de vehicule timp de 10 ani . De la începutul anului 2016, această perioadă a fost scurtată la cinci ani, după care se aplică o rată de impozitare redusă. În septembrie 2016, Bundestag a decis ca acest regulament să fie retrospectiv de 10 ani de la 1 ianuarie 2016. Spre deosebire de autovehiculele mai mari, vehiculele electrice ușoare (inclusiv clasa L7e) sunt în prezent scutite de bonusul de mediu, în ciuda caracterului lor ecologic mai mare , care a fost criticat de membrii Verzilor .

Organizațiile de lobby ale producătorilor de automobile, precum Asociația Industriei Auto și BDI , au militat agresiv în rândul politicienilor federali germani în 2015/2016 pentru subvenționarea de stat a mașinilor electrice și înființarea unei rețele de stații de încărcare. În mai 2016, guvernul federal a introdus o primă de achiziție de 4.000 EUR pentru mașinile pur electrice și 3.000 EUR pentru vehiculele plug-in. Valoarea totală a finanțării este de 1,2 miliarde de euro, 600 de milioane de euro de la guvernul federal și 600 de milioane de la industrie. Guvernul federal a planificat 100 de milioane de euro pentru stațiile de încărcare și încă 200 de milioane de euro pentru stațiile de încărcare rapidă. 20% din flota federală de vehicule ar trebui să fie electrică în 2017. Din fondurile puse la dispoziție în acest scop, doar 2,4% au fost solicitate la mijlocul lunii iunie 2018. În același timp, obiectivul unui milion de mașini electrice în 2020 a fost redus la jumătate.

Consiliul Federal a cerut într - o rezoluție din 23 septembrie 2016 din anul 2030 ar trebui să li se permite nici mașini cu motoare cu ardere internă. De asemenea, decizia a fost adresată Comisiei UE de a permite autoturismelor fără emisii numai în întreaga Uniune Europeană până cel târziu în 2030. Baza este Acordul de la Paris , care stipulează că lumea ar trebui să fie neutră în CO ₂ începând cu 2050 . Pentru a realiza acest lucru, noile înmatriculări ale mașinilor cu motoare cu ardere internă trebuie oprite încă din 2030.

Austria

Austria			bucată
2015			5.032
2016			9,073
2017			14.618
2018			20.813
2019			29.523
2020			44,498
Flota de autovehicule cu acționare pur electrică

În 2010, guvernul federal austriac și-a stabilit și obiectivul de a crește numărul de mașini electrice pe drumurile Austriei la 200.000 până în 2020. La sfârșitul anului 2020, însă, erau de fapt doar 44.498.

În 2016, reprezentanții Ministerului Transporturilor și Mediului au anunțat o finanțare pentru achiziționarea și distribuția de mașini electrice în valoare de 72 milioane EUR. 48 de milioane de euro din acestea sunt destinate susținerii achizițiilor și vânzărilor. Persoanele private ar putea primi 4.000 EUR, cluburile, instituțiile și companiile 3.000 EUR atunci când cumpără o mașină pur electrică; toate grupurile au putut primi 1.500 de euro pentru o mașină electrică hibridă. Regulamentul s-a aplicat achizițiilor între 1 ianuarie 2017 și sfârșitul anului 2018. Au existat plăcuțe de înmatriculare cu inscripții verzi pentru aceste vehicule. Acest lucru a fost asociat cu privilegii, de exemplu atunci când parcați sau utilizați benzile de autobuz. 24 de milioane de euro au venit fiecare de la Ministerul Mediului, Ministerul Transporturilor și importatorii de automobile. Cel puțin 12.000 de subvenții au fost finanțate cu 48 de milioane EUR. ÖAMTC și VCÖ au criticat subvențiile drept stimulente greșite.

În primăvara anului 2018, a devenit cunoscut faptul că Ministerul Federal pentru Sustenabilitate și Turism, condus de ministrul federal Elisabeth Köstinger, intenționează să scutească mașinile electrice de la „ Immissionsschutzgesetz - Luft ” - restricții de viteză („IG-L”) care se aplică în locurile de pe Autostrăzile și autostrăzile austriece . Acest lucru a urmat principiul că doar acei utilizatori ai drumurilor - și anume conducătorii de vehicule cu motoare cu ardere internă - care, spre deosebire de vehiculele electrice fără emisii, sunt de fapt responsabili pentru valorile excesiv de mari ale poluanților atmosferici care duc la activarea acestor restricții impuse de sistemele de control al traficului , luați măsurile corespunzătoare Sub rezerva restricțiilor. Aceasta înseamnă, de exemplu, că vehiculelor cu motor cu combustie li se permite să circule cu maximum 100 km / h pe unele autostrăzi, în timp ce mașinile electrice sunt scutite de această limită de viteză.

Începând din iulie 2020, finanțarea pentru achiziționarea de mașini electrice pentru persoane fizice, asociații, instituții și companii a crescut la 5.000 EUR. În plus, subvențiile pentru stațiile de încărcare private au fost majorate la 600 EUR și stațiile de încărcare din clădirile de apartamente la 1.800 EUR. Finanțarea este încă legată de achiziția principală de energii regenerabile.

În timp ce noile înmatriculări de mașini pe benzină și diesel au scăzut semnificativ comparativ cu 2019 (-39% și -28%), noile înmatriculări de mașini complet electrice au crescut cu 72,8% față de 2019.

Elveţia

Potrivit Oficiului Federal de Statistică, ponderea autoturismelor pur electrice în numărul total de autoturisme a crescut în 2019 de la 0,4% în anul precedent la 0,6%. În același an, au fost înmatriculate peste 28.716 vehicule complet electrice și 13.165 vehicule electrice noi cu baterie și 4.271 hibrizi plug-in noi; adică 4,2% și 1,6% din vehiculele noi și, în consecință, 5,6%.

Există diferite măsuri de subvenționare pentru mașinile electrice în Elveția. De exemplu, mașinile electrice au fost scutite de impozitul pe autovehicule la 4% din valoarea vehiculului.

China

În China , guvernul a lansat o campanie în 2008 sub motto-ul „Zece orașe, o mie de vehicule”.

La mijlocul anului 2014, guvernul chinez a decis să renunțe la TVA la achiziționarea unei mașini electrice din septembrie 2014 până în 2017 și să acorde o primă de achiziție de până la 10.000 de dolari.

Există restricții privind mașinile în marile orașe chineze. La Beijing, de exemplu, doar 150.000 de mașini au putut fi înmatriculate în 2016. Dintre acestea, 60.000 au fost rezervate mașinilor electrice. Admiterile se acordă prin loterie. Deci, numai fiecare 665 de solicitanți poate obține aprobarea pentru o mașină pe benzină.

În octombrie 2016, s-a anunțat că China lucrează la un plan de introducere a unei cote de mașini electrice de la 1 ianuarie 2018. Conform proiectului de lege de la acea vreme, fiecare producător de automobile ar trebui să vândă cel puțin opt la sută din vehiculele sale în China ca mașini electrice. Dacă un producător nu îndeplinește această cotă, producătorul trebuie să cumpere credite de la alți producători care depășesc această cotă sau își reduc propria producție. Cota ar trebui apoi mărită în fiecare an. China impune taxe de import de 25% vehiculelor străine. Dacă doriți să evitați acest lucru, trebuie să creați o societate mixtă cu un producător chinez ca producător. BMW lucrează cu producătorul auto chinez Brilliance, VW cu FAW și SAIC.

În China, un total de 718.000 de vehicule cu motoare electrice au fost vândute în primele trei trimestre (ianuarie-septembrie) din 2018, o creștere de 80% față de aceeași perioadă a anului precedent. Dintre acestea, 540.000 erau mașini pur electrice, restul erau vehicule hibride. Cota de piață pentru noile înregistrări este de 4,5 la sută. 90 la sută din vehiculele electrice provin de la producători chinezi, cum ar fi B. BYD , BAIC și Roewe . Doar Tesla cu o cotă de 3 la sută și BMW cu o cotă de 2 la sută au fost în continuare cei mai puternici dintre producătorii străini. Piața de lux este dominată de Tesla și NIO și nu mai este de către producătorii germani așa cum era. Datorită întreruperii subvențiilor, piața a început să scadă din septembrie 2019.

Franţa

Franța acordă un fel de bonus de casare atunci când schimbă o mașină veche cu un motor cu combustie pentru un vehicul nou cu un motor electric de până la 10.000 de euro. Un hibrid plug-in mai primește 6.500 de euro.

Toți cei trei mari producători francezi de automobile Citroën, Renault și Peugeot au mașini electrice în programul lor actual de vânzări și pot privi înapoi la o istorie mai lungă a mașinilor electrice oferite, chiar dacă la scară mică.

La începutul lunii iulie 2017, ministrul francez al mediului a anunțat că Franța ar dori să-și ia rămas bun de la înregistrarea mașinilor cu motoare cu ardere internă până în 2040. Vor să fie CO _{2 -} neutri până în 2050 .

În martie 2017, în Franța au fost înmatriculate peste 100.000 de mașini electrice.

Aproximativ 80% din energia electrică consumată în Franța este generată din energia nucleară (vezi Energia nucleară din Franța ).

Marea Britanie

Vânzările de mașini electrice din Marea Britanie au crescut rapid din 2014 .

La sfârșitul lunii aprilie 2019, au fost înmatriculate peste 210.000 de mașini și camionete electrice . Aceasta corespunde unei cote de 2,7% din totalul înmatriculărilor de mașini noi.

Achiziționarea de vehicule electrice este subvenționată de guvern în Marea Britanie. La 1 ianuarie 2011, a fost introdus programul de finanțare „Plug-in Car Grant”. Inițial, achiziționarea unei mașini electrice a fost subvenționată cu 25% din costurile de achiziție până la maximum 5.000 de lire sterline (5.700 de euro). Cu toate acestea, suma maximă de finanțare din martie 2016 - în funcție de nivelul emisiilor și autonomia pur electrică a mașinii - a fost de doar 4.500 sau 2.500 de lire sterline (5.100 sau 2.850 de euro). În mai 2018, erau înmatriculate 148.465 de mașini electrice eligibile. Din februarie 2012 a existat și un program „Plug-in Van Grant”, care acordă o subvenție de 20% până la 8.000 de lire sterline (9.100 de euro) pentru achiziționarea unei autoutilitare electrice. Această subvenție a fost utilizată de 4.490 de ori până în martie 2018.

Marea Britanie dorește să interzică vânzarea de vehicule noi diesel și pe benzină - inclusiv hibrizi - din 2035. Mașinile cu motoare cu ardere internă ar trebui să dispară de pe străzi până în 2050; în Scoția, acest lucru se va aplica chiar din 2045. Vehiculele diesel vor fi taxate pe drumurile aglomerate începând cu 2020. Există discuții despre interdicțiile de conducere în centrele orașelor. Scopul este de a reduce poluanții atmosferici, în special în orașe.

India

Mașinile electrice din India sunt fabricate în principal de două companii auto naționale, și anume Mahindra Electric și Tata Motors . Guvernul încearcă să promoveze producția indigenă cu inițiativa „Make in India” și dorește ca companiile să obțină 30% din materiile prime din India.

În ianuarie 2013, atunci prim-ministrul indian Manmohan Singh a anunțat Planul național de misiune a mobilității electrice, care își propune să pună peste 15 milioane de vehicule electrice pe drumuri până în 2020 prin măsuri de politică financiară și monetară. Printre altele, se spune că proiectul plătește subvenții de până la 150.000 de rupii pentru mașinile electrice. Guvernul își propune să realizeze vânzări anuale de 7 milioane de vehicule electrice până în 2020. Schema de subvenții se numește FAME și urmează să fie sprijinită cu măsuri pentru construirea infrastructurii. Abrevierea FAME (Faster Adoption and Manufacturing of [Hybrid] Electric Vehicles) înseamnă introducerea și producția mai rapidă a vehiculelor electrice (hibride) în India.

Motivele introducerii vehiculelor electrice în India sunt în principal creșterea poluării aerului și creșterea prețului benzinei. Guvernul indian își dorește, de asemenea, să- și țină promisiunile din acordul climatic de la Paris , motiv pentru care a anunțat în 2016 că va permite doar mașini cu energie electrică din 2030.

Un sondaj al grupului de interese SMEV a arătat că vânzările de vehicule electrice în 2016 au crescut cu 37% comparativ cu anul precedent. Cu toate acestea, doar 8% din cele aproximativ 25.000 de vehicule erau mașini electrice, majoritatea împotriva scuterelor electrice. Potrivit SMEV, lipsa unei infrastructuri de bază este cea mai mare problemă.

Olanda

În 2015, în Olanda au fost înmatriculate 43.000 de vehicule electrice (inclusiv hibrizi conectabili). În 2019, ponderea noilor înregistrări a fost de 9,0%. În 2016, parlamentul din Țările de Jos a decis să dezvolte o strategie care să permită mașini noi complet electrice numai din 2025.

Norvegia

200.000 de vehicule electrice sunt înregistrate în Norvegia (începând cu 01.2019). Guvernul norvegian a creat o serie de avantaje de stat și stimulente financiare (aproximativ 20.000 de euro pe vehicul), astfel încât mașinile electrice sunt, în unele cazuri, mai ieftine decât vehiculele cu motor cu combustie. Mașinile complet electrice sunt scutite de TVA (25%), taxa pe vehicule și impozitul pe autovehiculele noi. Mașinile electrice pot fi conduse pe lângă blocaje de trafic pe multe benzi de autobuz. Parcarea este gratuită, la fel ca și feriboturile fiordului și utilizarea rutelor de taxare. Până la începutul anului 2019, realimentarea la stațiile de încărcare publice a fost, de asemenea, gratuită, dar rotația nu a funcționat, așa că s-a decis la începutul lunii martie 2019 introducerea taxelor.

În Norvegia , nouă la sută din toate mașinile noi din 2013 erau mașini electrice. În februarie 2015, 21% din toate mașinile noi erau electrice. În 2016, această pondere a crescut la 29%, iar în 2017, la 39,3%. În 2020, această valoare a depășit 54%.

În iunie 2017, pentru prima dată, în Norvegia au fost înregistrate mai multe mașini cu motor electric (52%) decât cele cu motor cu combustie pură. În planul lor național de transport 2018–2029, autoritățile norvegiene de transport și-au propus să interzică vânzarea de vehicule noi cu motoare cu ardere internă începând cu 2025. Doar vehiculele grele pot fi alimentate cu motoare pe benzină sau diesel. Planul a fost elaborat de autoritățile de stat pentru drumuri, căi ferate, litoral și aerodromuri și ar trebui să fie prezentat parlamentului norvegian în primăvara anului 2017 pentru aprobare și punere în aplicare.

În septembrie 2018, cota de piață din Norvegia pentru noile înmatriculări de autoturisme cu motoare pe benzină a scăzut la 16% și la motoarele diesel la 12%. Observatorii au văzut motorul cu ardere internă pe cale să devină un produs de nișă.

În septembrie 2020, ponderea mașinilor electrice în noile înmatriculări din Norvegia a fost de 61,5 la sută, iar cea a hibrizilor conectabili a fost de 20 la sută suplimentară, ceea ce a dus împreună la 81,6 la sută.

Statele Unite

În august 2016, au fost vândute 500.000 de vehicule cu încărcare electrică (inclusiv plug-in-uri). Autobuzele cu baterii sunt testate în diferite orașe.

Compania Tesla, Inc. , cu sediul în California, este singurul producător care produce numai mașini electrice pe scară largă. Aceasta are trei modele diferite în top 10 și o cotă de piață actuală de 78% (începând cu 10/2019). În Statele Unite, există asistență financiară / recompense de cumpărare pentru mașinile electrice, în funcție de stat.

În al treilea trimestru al anului 2018, Tesla a obținut un profit de 311 milioane de dolari. Acesta este al treilea trimestru cu profit pentru Tesla de când a devenit public în 2010. Pentru o lungă perioadă de timp, criticii au considerat că Tesla nu este niciodată profitabilă și, prin urmare, nu este viabilă. În septembrie 2018, Tesla Model 3 a fost cel mai bine vândut model de mașină din SUA după vânzări și al patrulea model de mașină cel mai bine vândut din SUA după numărul de unități.

În California, mașinile noi cu motoare cu ardere internă nu vor mai putea fi înregistrate din 2035.

Motorsport

• Formula E a luat în 2014 pe curse si se bazeaza in principal circuite stradale .
• În Formula SAE , cunoscută și sub numele de cursă universitară, vehiculele electrice Formula Student participă deja din 2010. O mașină electrică din această serie de curse deține recordul pentru cea mai rapidă accelerare a unei mașini de la 0 la 100 km / h. Vehiculul Grimsel de la ETH Zurich și Universitatea Lucerne de Științe și Arte Aplicate în iunie 2016 la aerodromul militar Dübendorf în 1,513 secunde.
• Electric GT: 2017 începe o nouă serie de curse Electric GT cu 10 echipe și 20 de piloți. Un vehicul Tesla Model S modificat în versiunea P100D va fi folosit ca vehicul .
• La urcarea pe dealul Pikes Peak din 2013, o motocicletă electrică (Lightning Electric Superbike) a fost câștigătoare în grupa tuturor motocicletelor pentru prima dată, cu un timp de 10: 00.694 minute. Pe 28 iunie 2015, o mașină electrică a câștigat cursa în toate clasele pentru prima dată pe vârful Pikes. Locul doi a fost câștigat și de o mașină electrică. Mașinile electrice ajunseseră deja pe locurile 2 și 3 în 2014. În 2018, Volkswagen a stabilit un nou record de parcurs sub 8 minute cu Romain Dumas .

• Peugeot și Toyota au demonstrat adecvarea mașinilor de curse cu energie electrică pură în discurile record de pe Nürburgring . Pe 27 aprilie 2011, Peugeot EX1 a depășit 20,8 km Nordschleife în 9: 01,338 minute, Toyota TMG EV P001 a îmbunătățit această valoare pe 29 august 2011 7: 47,794 min În mai 2017 a prezentat. Peter Dumbreck în NIO EP9 de 1000 kW puternic cu 6: 45.9 un alt nou record de tur.
• Există, de asemenea, multe competiții pentru vehiculele electrice care se concentrează pe adecvarea pentru utilizarea și autonomia zilnică , mai degrabă decât pe experiența vitezei în sine. În Elveția, de exemplu, Tour de Sol a avut loc anual din 1985 până în 1993 ca o demonstrație a eficienței tehnologiei solare și a electromobilității. În Germania, eRUDA („electric în jurul Ammersee”) este cel mai mare raliu electric; a avut loc în 2013 pentru prima dată. E-Cannonball a avut loc în Germania în fiecare an din 2018 .
• În ianuarie 2017, o mașină complet electrică a participat la raliul Paris-Dakar și a parcurs întregul traseu de 9.000 km prin Argentina, Paraguay și Bolivia. Vehiculul a fost special conceput și construit pentru cursă. Mașina avea un motor de 250 kW (340 CP) și o baterie de 150 kWh. Bateria consta din mai multe module. Fiecare modul poate fi încărcat separat folosind un cablu de alimentare pentru a accelera procesul de încărcare.
• Roborace va deveni prima serie de curse din lume pentru vehicule electrice autonome și este programată să înceapă în 2017. Va folosi aceleași piste care sunt folosite în Campionatul FIA Formula E și se bazează pe calendarul de curse al campionatului. Zece echipe, fiecare cu două vehicule, vor participa la o cursă de o oră ca parte a evenimentelor. Fiecare echipă de curse ar trebui să fie echipată cu aceleași mașini de curse. Cu toate acestea, algoritmii în timp real și inteligența artificială a vehiculelor trebuie să fie programate independent.

Jucării și modele

Modelele cu mașină electrică au fost vândute de mult ca jucării și sunt foarte populare, deoarece vehiculele cu funcționare electrică pot fi operate în condiții de siguranță în încăperi închise, nu necesită lubrifianți, pot parcurge distanțe mai mari decât jucăriile sau modelele cu transmisie cu arc și sunt mai ușor de implementat cu dimensiuni reduse decât vehiculele alimentate cu abur sau cu motor cu ardere internă. Aceste mașini pot fi reduse la modele de mașini reale cu mai mult sau mai puțină atenție la detalii, precum și produse fanteziste. Mașinile de jucărie și modelele acționate electric folosesc în majoritate baterii de unică folosință, mai rar acumulatori. În cazul jucăriilor și modelelor de mașini mai simple, există de obicei doar un simplu comutator pentru a pune în funcțiune modelul; modelele și jucăriile mai scumpe pot fi controlate de la distanță, prin care acestea pot fi fără fir sau prin cablu. În primul caz, telecomenzile radio sunt utilizate în cea mai mare parte și, mai rar, telecomenzile cu infraroșu sau cu ultrasunete. Există și curse cu mașini electrice controlate de la distanță.

Vezi si

• Lista mașinilor electrice în serie

literatură

• Klaus Hofer: E-Mobility Electromobility: sisteme de vehicule electrice. 2. revizuit Ed., VDE-Verlag, Berlin 2015, ISBN 978-3-8007-3596-9 .
• Achim Kampker : producția de vehicule electrice. Springer Vieweg, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-642-42021-4 .
• Anton Karle: Electromobilitatea: elemente de bază și practică. 4. actualizare Ediție. Fachbuchverlag Leipzig în Carl-Hanser-Verlag, München 2020, ISBN 978-3-446-46078-2 .
• Christian Milan: Modele de afaceri în electromobilitate: rentabilitatea mașinilor electrice și a bateriilor de tracțiune. tradiție, Hamburg 2013, ISBN 978-3-8495-5184-1 .
• Oliver Zirn: Electrificarea în tehnologia vehiculelor : Fundamente și aplicații. Fachbuchverlag Leipzig în Carl-Hanser-Verlag, München 2017, ISBN 978-3-446-45094-3 .
• Gijs Mom: „Eșecul” electromobilului timpuriu (1895–1925). Încearcă să reevaluezi . În: Technikgeschichte, Vol. 64 (1997), H. 4, pp. 269-285.
• Glosar pentru tot ce are legătură cu electromobilitatea. În: Electric Drive , nr. 3/2019, pp. 64-65

Link-uri web

• Tomi Engel: Mai puțin de 120 de grame? (PDF; 124 kB) Societatea germană pentru energie solară , 14 august 2007 (studiu privind electromobilitatea).; accesat la 6 noiembrie 2018 
• Philipp Nobis, Christoph Pellinger, Thomas Staudacher: eFlott: Analize științifice ale electromobilității. Versiune lungă. (PDF; 8,2 MB) Centrul de cercetare pentru industria energetică , octombrie 2011 (comandat de studiu: E.ON Energie AG).; accesat la 6 noiembrie 2018 
• Portalul „Electromobilitate”. Agenția pentru Energii Regenerabile; accesat la 6 noiembrie 2018 
• Electromobilitate. Dekra; accesat la 6 noiembrie 2018 
• Vehicule electrice rutiere. Centrul de cercetare pentru industria energetică , 5 februarie 2017(studiu privind integrarea vehiculelor electrice rutiere în industria electricității).; accesat la 6 noiembrie 2018 
• Mașină electrică / electromobilitate. În: punctul de întâlnire Agenda21. 1 septembrie 2017(amprenta de carbon și durabilitatea mașinilor electrice).; accesat la 6 noiembrie 2018 
• Martin Wietschel și colab.: Probleme sociopolitice de electromobilitate. (PDF; 2,4 MB) (Nu mai este disponibil online.) Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research , 19 octombrie 2011, arhivat din original la 13 decembrie 2013 .; accesat la 6 noiembrie 2018 
• Mașină electrică / electromobilitate: iluzie sau oportunitate? Federația pentru Mediu și Conservarea Naturii Germania (BUND), 2 februarie 2011.; accesat la 6 noiembrie 2018 
• Materii prime pentru baterii: mașinile electronice: o afacere aparent curată. zdf.de , 9 septembrie 2018.; accesat la 15 ianuarie 2019 
• Expoziție "electro + mobil. Trecut și prezent al unei tehnologii viitoare"

Observații

1. ↑ 3,77 milioane × 10 kWh = 37,7 GWh.
2. ↑ 42 milioane × 1 kWh = 42 GWh> 37,7 GWh.
3. ↑ Surplată CHP, suprataxă EEG, suprataxa § 19, suprataxă offshore și suprataxă AbLa.

Dovezi individuale