Sisepõlemismootori (ICE) ja elektrimootori (EM) vaheline lahing kujutab endast transpordi ajaloo kõige olulisemat muutust enam kui sajandi jooksul. Samal ajal kui möirgav ICE tugineb liikumise loomiseks kontrollitud plahvatustele ja keerukatele mehaanilistele ühendustele, kasutab peaaegu hääletu elektrimootor elektromagnetvälju, et pakkuda kohest ja tõhusat võimsust juba esimesest pöördest alates.
Esiletused
Elektrimootorid saavutavad peaaegu kohese tippmomendi, mis tagab suurepärase kiirenduse.
Sisepõlemismootorid pakuvad vedelkütuse abil palju kiiremat energiavarude täiendamist.
Elektrimootorite lihtsus toob kaasa oluliselt madalamad pikaajalised hoolduskulud.
Sisepõlemismootoriga sõidukid kaotavad suurema osa oma energiast jääksoojusena, samas kui mootorid on väga tõhusad.
Mis on Sisepõlemismootor (ICE)?
Soojusmasin, milles kütus põleb koos oksüdeerijaga põlemiskambris, tekitades kõrgsurvegaasi, mis liigutab kolbe.
Kaasaegsed bensiinimootorid muudavad tavaliselt vaid umbes 20–35% kütuseenergiast tegelikuks liikumiseks.
Mootori kitsas võimsusvahemikus hoidmiseks vajavad nad mitmekäigulist käigukasti.
Keskmine mootor sisaldab sadu liikuvaid osi, sealhulgas ventiilid, kolvid ja väntvõll.
Jäätmesoojus on märkimisväärne kõrvalsaadus, mis nõuab keerukat vedelikjahutussüsteemi ja radiaatorit.
Põlemisel tekivad heitgaasina süsinikdioksiid, lämmastikoksiidid ja tahked osakesed.
Mis on Elektrimootor (EM)?
Elektromehaaniline seade, mis muundab elektrienergia mehaaniliseks energiaks magnetvälja vastastikmõju abil.
Elektrimootorid on uskumatult tõhusad, muundades sageli üle 85–90% energiast liikumiseks.
Need tekitavad maksimaalse pöördemomendi nullpöörde juures, võimaldades kiiret kiirendust ilma keeruka käigukastita.
Tüüpilisel mootoril on ainult üks või kaks liikuvat osa, mis vähendab oluliselt mehaanilist kulumist.
Need võivad pidurdamise ajal toimida generaatoritena, suunates energiat tagasi akusse regeneratiivpidurduse kaudu.
Elektrimootorid ei tekita lokaalseid heitgaase ning töötavad minimaalse müra ja vibratsiooniga.
Võrdlustabel
Funktsioon
Sisepõlemismootor (ICE)
Elektrimootor (EM)
Energiatõhusus
20–35% (madalam)
85–95% (kõrgem)
Liikuvad osad
Sadu (ventiilid, kolvid jne)
Väga vähe (rootor/laagrid)
Tippmoment
Saavutatakse kõrgematel pööretel
Saadaval koheselt alates 0 p/min
Edastusvajadused
Mitmekäiguline (6–10 käiku)
Ühekiiruseline (tavaliselt)
Hooldus
Sagedane (õli, filtrid, süüteküünalde vahetus)
Minimaalne (jahutusvedelik, laagrid)
Energia salvestamine
Vedelkütusepaak
Keemiline akupakett
Tankimiskiirus
Kiire (3–5 minutit)
Aeglasem (20 minutist mitme tunnini)
Müratase
Kõrge (põlemine/heitgaas)
Väga madal (elektromagnetiline sumin)
Üksikasjalik võrdlus
Toite edastamine ja jõudlus
Sisepõlemismootor on nagu sportlane, kes vajab soojendust; see peab saavutama teatud kiiruse (RPM), enne kui see tõeliselt vedama hakkab. Seepärast vajavad autod palju käike – et hoida mootorit oma „magusas asendis“. Elektrimootor seevastu on pigem nagu lüliti; hetkel, kui seda sisse lülitate, saate täisvõimsuse, pakkudes sujuvat ja jõulist kiirendust, millele sisepõlemismootor lihtsalt ei suuda ilma äärmise keerukuseta vastu astuda.
Keerukus ja usaldusväärsus
Kui vaadata bensiiniauto kapoti alla, näeb labürinti rihmadest, voolikutest ja anduritest, mis kõik peavad rikke vältimiseks laitmatult töötama. Kuna elektrimootor on palju lihtsam, võib rikkeid palju vähem olla. Puudub õlivahetus, süüteküünlad ja hammasrihmad, mis peaksid katkema, mis üldiselt pikendab jõuülekande eluiga.
Energiahaldus
Bensiin on uskumatult energiatihe, võimaldades autol läbida 640 kilomeetrit paagiga, mille täitmine võtab vaid minuteid. Suurem osa sellest energiast läheb aga radiaatori ja heitgaaside kaudu soojuse näol raisku. Elektriautod (EV-d) kasutavad küll palju paremini oma energiat, kuid nende akud on rasked ja nende „täitmine“ võtab kauem aega. Kompromiss seisneb kiire tankimise mugavuses ja elektrienergia äärmises efektiivsuses.
Keskkonna- ja helimõju
Sisepõlemismootoriga sõidukid on linnades peamine lokaliseeritud õhusaaste ja müra allikas, mis võib mõjutada rahvatervist. Elektrimootorid on madalatel kiirustel praktiliselt vaiksed ega tekita heitgaase. Kuigi mootori elekter tuleb kuskil toota – millega sageli kaasnevad keskkonnakulud –, on mootor ise linnakeskkonnas palju „puhtam“ naaber.
Plussid ja miinused
Sisepõlemismootor
Eelised
+Pikk sõiduulatus
+Kiire tankimine
+Madalam esialgne ostuhind
+Laialdane remonditöökodade võrgustik
Kinnitatud
−Madal energiatõhusus
−Kõrged hoolduskulud
−Mürane töö
−Summutitoru heitgaasid
Elektrimootor
Eelised
+Uskumatu efektiivsus
+Hetkeline pöördemoment/kiirendus
+Madalad tegevuskulud
+Vaikne ja sujuv
Kinnitatud
−Pikemad laadimisajad
−Raske aku kaal
−Kõrgem ettemaks
−Leviala varieerub olenevalt ilmast
Tavalised eksiarvamused
Müüt
Elektrimootorid on uus ja seni läbiproovimata tehnoloogia.
Tõelisus
Elektrimootorid on tegelikult varasemad kui sõidukites kasutatavad bensiinimootorid. Neid on rongides, liftides ja tööstusmasinates usaldusväärselt kasutatud aastakümneid juba ammu enne tänapäevaste elektrisõidukite levikut.
Müüt
Sisepõlemismootorid on keskkonnale paremad, kui nad kasutavad „puhast” kütust.
Tõelisus
Isegi biokütuste puhul on põlemise põhifüüsika ebaefektiivne. Põlemisprotsessis kaotate alati rohkem energiat soojuseks kui elektromagnetilise muundamise teel.
Müüt
Elektrimootorid ei kesta nii kaua kui bensiinimootorid.
Tõelisus
Üldiselt on vastupidi. Tööstuslikud elektrimootorid on sageli ette nähtud aastakümnete pikkuseks pidevaks kasutamiseks. Elektrisõiduki eluiga piirab tavaliselt aku, mitte mootor ise.
Müüt
Elektrimootoriga ei saa sügavast lombist läbi sõita.
Tõelisus
Autode elektrimootorid on täiesti suletud seadmed. Need ei vaja õhuvõtuava nagu bensiinimootor, mistõttu on neil väiksem tõenäosus „seiskuda” või saada veekahjustusi kui traditsioonilisel mootoril.
Sageli küsitud küsimused
Miks on elektriautodel tavaliselt ainult üks käik?
Elektrimootoritel on väga lai võimsusvahemik, mis tähendab, et nad saavad pöörelda vahemikus 0 kuni 18 000 p/min, pakkudes samal ajal palju võimsust. Bensiinimootor töötab hästi ainult väikeses vahemikus (nt 2000–4000 p/min), seega vajab see mitut käiku, et rattad pöörleksid erineval kiirusel, samal ajal kui mootor selles vahemikus püsib. Mootor on piisavalt paindlik, et kogu vahemikuga toime tulla vaid ühe käiguga.
Mis on regeneratiivpidurdus?
Kui elektriautos jala gaasipedaalilt eemaldada, muutub mootori roll vastupidiseks. See hakkab toimima generaatorina, kasutades auto edasiliikumismomenti elektri tootmiseks. See tekitab pidurdusefekti, mis aeglustab autot ja samal ajal annab energiat tagasi akusse – midagi, mida bensiinimootor ilma lisaseadmeteta teha ei saa.
Kas elektrimootorid lähevad kuumaks nagu bensiinimootorid?
Need tekitavad küll elektritakistuse ja hõõrdumise tõttu mõningast soojust, kuid oluliselt vähem kui sisepõlemismootor. Kuigi bensiinimootor töötab umbes 93 °C juures ja toodab heitgaase palju kõrgemal temperatuuril, püsib elektrimootor palju jahedam, kuigi see kasutab siiski väikest jahutusahelat, et hoida elektroonikat ja magneteid optimaalsel temperatuuril.
Kas elektrimootorit saab ise parandada?
Harrastaja jaoks on see palju raskem. Kuigi bensiinimootor on mehaaniliselt keerukas, on see kontseptuaalselt lihtne (säde, kütus, õhk). Elektrimootorid hõlmavad kõrgepingesüsteeme ja spetsiaalset jõuelektroonikat, mille käsitsemine ilma professionaalse väljaõppe ja korraliku ohutusvarustuseta võib olla ohtlik.
Kas elektrimootor kaotab võimsust, kui aku tühjeneb?
Üldiselt mitte. Auto arvuti haldab energiavarustust, et hoida jõudlust ühtlasena. Kui aku on aga äärmiselt tühi (tavaliselt alla 5–10%), võib süsteem akuelementide kaitsmiseks minna „avariirežiimi“, mis vähendab märgatavalt teie tippkiirust ja kiirendust.
Kumb on parem raskete koormate vedamiseks?
See on täielik dilemma. Elektrimootoritel on piisavalt pöördemomenti, et raskeid koormaid paigalt hõlpsalt liigutada. Pukseerimine tekitab aga tohutu aerodünaamilise takistuse, mis tühjendab akut palju kiiremini kui kütusepaaki. Praegu jäävad sisepõlemismootoriga veoautod pikamaaveoks standardiks, kuna neid saab kiiresti tankida.
Kas elektrimootorid üldse häält teevad?
Need tekitavad kõrget vingumist või suminat, mida põhjustavad kiiresti vahelduvad magnetväljad ja jahutusventilaatorid. Madalal kiirusel on paljud elektrisõidukid nii vaiksed, et seadusega nõutakse neilt kunstliku jalakäijate hoiatusheli tekitamist, et inimesed neid lähenemas kuuleksid.
Miks on sisepõlemismootoriga autod ikkagi odavamad kui elektriautod?
Mootor ise pole kallis osa – see on aku. Oleme sisepõlemismootorite masstootmist täiustanud üle 100 aasta. Akutehnoloogia laienedes ja kaevandusprotsesside tõhusamaks muutudes peaks kahe süsteemi hinnavahe kaduma.
Otsus
Valige sisepõlemismootor, kui sõidate sageli pikki vahemaid piiratud infrastruktuuriga piirkondades või vajate suurt pukseerimisvõimet madalamate esialgsete kuludega. Valige elektrimootor, kui soovite suure jõudlusega ja vähese hooldusega igapäevast sõidukit, mis pakub suurepärast tõhusust ja nullheitmelist töötamist.