Една от най-важните характеристики на електромобила е какъв е пробега му при определен капацитет на батерията. Батерията е най-скъпата част в един електромобил представляваща около 60% от неговата себестойност. Дори да приемем, че цената за 1 кВтч на ниво клетка в момента е $100 (нещо, което Елън Мъск твърди, че Tesla ще постигне през 2019 г.), то на ниво батерия тази цена става $150 за кВтч, т.е. 100 кВтч батерия струва от порядъка на $15,000.

По принцип, ползвателите на електромобили не ги интересува колко е голяма батерията, това което ги вълнува е колко далече ще стигнат с нея, като всеки би искал да извлече максимален пробег от възможно най-малка батерия. Такова едно предизвикателство повдига въпроса за ефективността, тъй като дори едно малко – 10% увеличение на ефективността би означавало икономия от $1500 от цената на електромобила, което по автомобилните стандарти е нещо огромно.

Много често когато стане въпрос за различни електромобили хора задават следните въпроси: „Каква е причината различните електромобили да имат различни ефективности?“, „Защо има различия в измерванията в САЩ и Европа?“, „Защо има такива големи различия между сравнително еднакви автомобили?“, „Ако приемем, че Hyundai Ioniq има разход от 11.5кВтч/100км, а Nissan Leaf има 15кВтч/100км, тоест Hyundai Ioniq за същото изминато разстояние ще използва 20% по-малко ел. енергия, то означава ли, че Hyundai може да има 20% по-малка батерия и въпреки това да постигне пробега на Leaf?“.

Всички електромобили публикуват данни за разхода им на ел. енергия, обикновено даден в кВтч за 100км. Това показва каква енергия ви е необходима за да изминете 100 км, или с други думи, ако разхода ви е 20кВтч/100км с батерия от 100кВтч бихте изминали 500 км. В САЩ и Европа тези данни се получават след определени стандартизирани тестове, които до определена степен трябва да представляват много близко приближение на реалните условия. Това е и причината винаги да има някакво разминаване между публикуваните цифри и данните, на които вие ставате свидетели всеки ден.  В Европа от края на миналата година всички автомобили се изпитват по WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Procedure) теста, който замени остарелия и силно нереалистичен NDEC (New European Driving Cycle) тестови цикъл. В САЩ стандарта, по който се изпитват всички автомобили се нарича EPA и според всички специалисти неговите резултати са една идея по-близки до реалността в сравнение с европейския WLTP.

Не е далече деня, в който всички автомобили в цял свят били те електрически или с ДВГ ще бъдат стандартизирани по т.нар. RDE (Real Driving Emissions) тест, чиято цел е да затвори пропастта между публикуваните данни и реалния разход. Дотогава обаче имайте едно наум, че колкото и внимателно да шофирате едва ли бихте постигнали стойностите дадени от производителя на автомобила.

Условно начините, по които може да се по-добри ефективността на един електромобил могат да се групират по следния начин:

          Батерия и зареждане

          Тягов двигател и силова електроника

          Помощни системи

БАТЕРИЯ И ЗАРЕЖДАНЕ

И двата теста, за които споменахме взимат в предвид ефективността  и на процеса на зареждане. Тук се включват както КПД-то на зарядното устройство в колата, така и КПД-то на самата батерия. Ролята на автомобилното зарядно е да превръща променливия ток от мрежата в постоянен, с който се зарежда батерията, като много важно за литиевите клетки е напрежението и тока да бъдат много точни контролирани. Всяко зарядно също така разполага с мощни филтри, чиято цел е да се предотврати връщането на електромагнитен шум обратно в мрежата. За осъществяването на тези функции в зарядното устройство протичат няколко процеса на преобразуване. Първо, променливия ток се преобразува в постоянен с помощта на PFC boost конвертор, след което се разполага втори DC/DC конвертор, чиято основна цел е контролиране на напрежението и големината на тока.

Всеки конвертор използва най-различни електронни превключващи елементи като IGBT транзистори, диоди, бобини, кондензатори, трансформатори и др. Всички тези устройства от своя страна имат при работата си собствени загуби, като в повечето случаи, дадена характеристика, (висока честота например) може да е добра за едното устройство и лоша за другото.

Когато зареждаме батерията ние всъщност прокарваме ток към нея, при което се реализират електрически загуби в следствие на вътрешното съпротивление , както на клетките в батерията, така и на кабелите и шините, по които протича той. Затова зарядното, както и цялата система на батерията оказват съществено влияние върху цялостната ефективност на електромобила.

ТЯГОВ ДВИГАТЕЛ И СИЛОВА ЕЛЕКТРОНИКА

При карането на електромобил, съхраняваната в батерия DC енергия бива преобразувана в променлив ток, който захранва тяговия двигател. Това става с помощта на инвертор, който подобно на конвертора използва мощни IGBT транзистори за да създаде синусоидален променлив ток с определени големина и напрежение. В двигателя, благодарение на закона на Лоренц променливия ток създава въртящ момент, който от своя страна задвижва колелата на автомобила. С други думи за ефективността на тази система са критични не само способността на инвертора да създаде синусоидален променлив ток и на двигателя да преобразува този ток във въртящ момент, но също и успешното взаимодействие между тях. Напълно е възможна ситуация, при която високоефективен двигател може да реализира огромни загуби в инвертора.

Освен да задвижват ефективно автомобила друго важно качество на всеки един двигател и инвертор е способността им също толкова ефективно да го спират, като преобразуват движението му обратно в енергия. За тази способност роля играят както самата работа на тези устройства, така и тяхната кинематична схема или с други думи – тяхното разположение в автомобила. Ако електромобила е със задно задвижване например явно това ще се отрази негативно на способността му да регенерира енергия, тъй като по-силен спирачен момент върху задните колела силно би влошило неговата управляемост.

ПОМОЩНИ СИСТЕМИ

Всеки автомобил има помощни системи като охладителна, развлекателна, светлинна, отоплителна, вентилационна, които се захранват от батерията. Такива товари се наричат паразитни и понякога могат да бъдат причина за голяма част от общия разход на енергия. При един елктромобил например, който се движи с ниска скорост в условията на много студено или много топло време разхода за паразитните товари може да е колкото разхода му за задвижване.