Для собственного понимания решил сравнить запас и расход энергии для электрической и бензиновой машины. Да, Zeekr 001 мощнее, крупнее и значительно тяжелее Volkswagen Polo, но тем нагляднее разница. Цифры весьма говорящие получились.
Как считал
Емкость батарей электромобиля измеряется в киловатт-часах, которые являются мерой энергии. Её легко пересчитать в системную единицу, Джоуль: 1 кВт*ч=3,6 МДж.
Литры бензина тоже переводятся в Джоули и кВт*ч. Для расчёта я брал плотность топлива 0,75 кг/л (середина гостовского диапазона) и низшую теплоту сгорания в 44 МДж/кг. Результаты приведены на инфографике ниже.
Обратите внимание на разницу в запасе энергии: Zeekr с его внушительной по меркам электрокаров батареей на 100 кВт*ч располагает в пять раз меньшей энергией, чем «Фольц». В этом главная проблема электромобилей: удельная «калорийность» аккумуляторов пока сильно уступает бензину.
Сравниваем КПД
Но электромобиль отчасти отыгрывается за счёт высокой эффективности электромотора и самого шасси. Для двигателей внутреннего сгорания КПД является очень переменчивой величиной, например, на холостом ходу эффективный КПД равен нулю, потому что мотор работает исключительно на преодоление механических потерь. Декларируемый КПД до 40-45% — это, во-первых, величины для лучших ДВС (в основном дизелей), во-вторых, на оптимальных режимах работы. А оптимальным с точки зрения эффективности обычно является район невысоких оборотов с нагрузкой на уровне 70-80% от максимальной — в жизни такой почти не используется. У электромоторов КПД тоже меняется в зависимости от нагрузки и оборотов, но не так сильно. И в целом он раза в 2-3 выше.
Электромобили более эффективны аэродинамически: у них плоское днище и ниже потери на «внутреннюю аэродинамику» — обдув радиаторов, подкапотного пространства и так далее.
А как зимой?
Зимой разница будет меньше, потому что автомобиль тратит на обогрев салона «бесплатную» энергию, которая в любом случае уходит в окружающую среду. А электромобиль расходует скромные запасы собственной батареи. На днях писал про зимнюю езду на Zeekr 001 с расходом в районе 40 кВт*ч на 100 км: в пересчёте на бензиновые метрики получается 4,3 л/100 км. Впрочем, и бензиновая машина зимой тратит больше, особенно в режиме коротких поездок (когда мотор и трансмиссия не успевают прогреваться).
Я знаю, что электромобили пока заряжаются в основном от ТЭЦ, которые вместе с ЛЭП и зарядными устройствами съедают эффективность, уравнивая положение. Этот расчёт я сделал, скорее, ради фана, а не для выпячивания плюсов электромобиля (которые пока перечёркивает низкий запас энергии и отсутствие «зелёных» источников).
Почему не ампер-часы?
Читатели не первый раз спрашивают, почему я указываю емкость батарей в кВт*ч, а не А*ч. Ампер-часы были привычной мерой для 12-вольтовых аккумуляторов, но не подходят для сравнения батарей с разным напряжением. Для электромобилей А*ч используются только применительно к отдельным ячейкам или емкости электродов. В паспортных данных электромобилей указывается энергетическая емкость батарей в кВт*ч.
