Auto >> Fordonsteknik >  >> Elbil

Elbilar blir tyngre, men borde biltillverkare försöka förenkla och lägga till lätthet?

Att minska koldioxidutsläppen i transporter är av avgörande betydelse för att undvika den värsta av den förestående klimatkatastrofen, och elbilar kommer att spela en stor del av detta. Batterier och tillhörande teknik lägger dock till en viktstraff som minskar effektiviteten och säkerheten.

Det är något EV-marknaden har brottats med ett tag. Problemet förvärras av det faktum att många köpare kräver större räckvidd – vilket vanligtvis innebär att storleken på en bils batteri ökar.

De bästa litiumjonbatterierna kommer att kräva 5-6 kg extra celler för varje extra kilowattimmes kapacitet och detta kanske bara ger dig en extra räckvidd på fyra miles. Fem kilo bensin skulle i jämförelse få en typisk familjelucka ytterligare 35-40 mil.

Du kanske undrar varför detta är ett problem. När allt kommer omkring producerar en elbil inga avgasutsläpp oavsett om den väger 1500 kg eller 5000 kg. Problemet är flera:tyngre elbilar producerar partiklar från däckslitage (och bromsdamm i mindre utsträckning), de är farligare i händelse av en olycka med risken att en passagerare dödas ökar med 12 procent för varje ytterligare 500 kg, och slutsatsen är att större, tyngre batterier drar mer energi att ladda.

På den sista punkten kommer nästan alla elnät runt om i världen att debitera en elbil med mindre miljökostnader än att köra en bensin- eller dieselbil en motsvarande sträcka, men det är fortfarande en faktor om vi verkligen vill minska koldioxidutsläppen i transporter.

Kostnaden för en dödsolycka

I Storbritannien skulle en dödsolycka 2019 resultera i en total kostnad på cirka 2,2 miljoner pund. Förra året (2020) dödades 1472 trafikolyckor, vilket kostade cirka 3,2 miljarder pund för ekonomin – och det är innan du lägger till de mycket viktigare effekterna på människors liv och återverkningar från dessa faktorer.

En typisk elbil väger någonstans i området 20-25 procent mer än en likvärdig bensindriven bil, eller ungefär 350 kg för något som en C-segments SUV. Om vi ​​tar siffran att dödsfall är 12 procent mer sannolikt för varje 500 kg, ökar risken för att en passagerare dödas med 8,4 procent om vi krockar i en typisk C-segments-SUV.

Rent monetärt kan denna viktökning lägga till ytterligare 300 miljoner pund till kostnaden för dödliga trafikolyckor per år, för att inte tala om ytterligare 120 människor döda när de egentligen inte borde vara det.

Naturligtvis är detta ett väldigt förenklat sätt att se på saker, men att förbättra säkerheten borde vara en lika viktig faktor i framtida transporter som att minska koldioxidutsläppen.

Effektivitetsfaktorn

Vikt är en av de två största faktorerna när det kommer till en elbils verkliga effektivitet – bakom aerodynamiken. På en platt väg är det faktiskt inte mycket till hinder, men lägg till en backe eller stanna och börja in i ekvationen och vikten blir plötsligt mycket viktigare.

Det finns ingen hård och snabb siffra på exakt hur vikt påverkar effektiviteten; det finns så många variabler att det är svårt att beräkna. Ett enkelt sätt att se på det är dock det faktum att om du fördubblar storleken på ett batteripaket så fördubblar du inte bilens räckvidd. Detta beror till stor del på viktens inverkan.

Just nu, och som nämnts överst i artikeln, driver branschen folks förväntningar på att ett större batteri motsvarar mer räckvidd. Få människor ägnar för lite uppmärksamhet åt antalet miles per kilowattimme de kommer att uppnå, eftersom det inte är särskilt publicerat. När du väl har kört några av de avancerade tyska elektriska SUV:arna och noterat mindre än 3 mi/kWh, skulle dock din önskan att veta den "sanna" effektiviteten hos en EV öka avsevärt.

Bättre kommunikation runt miles per kilowattimme behövs för att dessa siffror ska komma in i vårt vardagliga folkspråk – som MPG har gjort med bensin- och dieselbilar. Detta kan vara en faktor för elbilstillverkare som vill spara vikt eftersom vi, konsumenter, förstår hur ineffektiva vissa av de större bilarna kan vara och kräver bättre. Förbehållet här är dock att viktbesparing kostar pengar i material, innovation och – potentiellt – utbud.

Är elbilar med kortare räckvidd ett svar?

Delvis, ja. Mazda anser att kortare räckvidder är bättre för de flesta, för det mesta – det är därför de utrustat sin första elbil, MX-30, med ett skumt batteri på 35,5 kWh. De noterade också att lättare celler förbättrar en bils körning och hantering och är mindre miljöpåverkande att tillverka. Även om den sista punkten är diskutabel, är den förra inte det.

Honda antog samma sätt att tänka med sin e, och MINI Electric har likaså kort räckvidd. Skälet bakom alla dessa bilar är att de kommer att användas övervägande i stads- eller utomstädsmiljöer, och de allra flesta människor kör mindre än 30 miles per dag. När man ser på det så är en maximal räckvidd på 150 mil plötsligt vettig.

På kort sikt är att erbjuda elbilar med kortare räckvidd faktiskt en vettig väg att gå för de flesta biltillverkare. Batteri- och materialteknik kommer snabbt att komma ikapp med möjligheten att batterivikter halveras (eller fördubblas) när solid state-batterier blir livskraftiga i mitten av 2020-talet, vilket gör det till ett kortsiktigt offer.

Det kanske bästa vi som individer kan göra är att tänka om våra behov och inställning till personlig transport. Om vi ​​90 procent av tiden skulle klara oss med en elbil med kortare räckvidd och lättare batteri, kommer vi att spara pengar, minska våra miljökostnader och potentiellt vara säkrare. De 10 procenten skulle kunna fyllas med en hyrbil, eller helt enkelt bygga i tid till långa resor för snabbladdning.

Radikalt tänkande:Kör bara mindre?

Det sista svaret på vad som visserligen är ett komplext pussel där det inte finns ett enda "rätt" svar är helt enkelt att köra mindre. Medan trafiknivåerna snabbt har återhämtat sig till nivåer före pandemi, väcker minskning av koldioxidutsläppen i våra resor en enkel fråga:Behöver vi verkligen köra så mycket som vi gör?

Svaret är "nej" för de allra flesta människor. Att minska onödiga resor är det enklaste och snabbaste sättet att minska utsläppen och förbättra säkerheten för dem som behöver vara på väg. Aktivt resande, som cykling, tillsammans med samåkning och kollektivtrafik behöver spela en större roll i våra liv i framtiden. Att arbeta hemifrån och genomföra möten elektroniskt har dessutom varit en så integrerad del av många av våra liv i nästan två år att att gå tillbaka till pendling och fysiska möten – i många fall – är ett steg i efterhand.

Allt ovan

Denna omtanke om hur vi tar oss runt är uppenbarligen det svåraste att ändra på. Människor är vanedjur och vi, som en nation på en liten ö, förlitar oss mycket mer på bilar än vi kanske borde. Det finns dock mycket att säga för elbilstillverkare som förenklar och lägger till lätthet till de bilar de producerar. Vissa nationer beskattar tunga fordon (Frankrike lägger en skatt på 10 euro på varje kg över 1800 kg för bensin- och dieselbilar – elbilar är undantagna för närvarande), men det största inflytandet borde komma från oss, konsumenten, som röstar med våra plånböcker.