אופנוע חשמלי, איך זה עובד?
תוכן
ביצועים מוגברים והפעלה על סוללה, לפעמים בעיה בטעינה
אין תמיכה מצד סוכנויות ממשלתיות בקידום אמצעי התחבורה ה"ירוק" הזה
בענף הרכב, חלקם של כלי רכב חשמליים עבר את רף 1% בשוק הצרפתי בסוף 2015: הוא נשאר נישה, אבל נישה קטנה, שמתחילה לעגן בשטח, הודות להשתתפותם של מרכזי שחקנים בתעשיית הרכב (רנו-ניסאן, ב.מ.וו, מרצדס, קיה, פולקסווגן, PSA, סיאט) ופעילותם של מצטרפים חדשים השוק גדל פי ארבעה במהלך 5 השנים הבאות.
ואופנועים בכל זה? בשנת 2019 לבדה, רכב חשמלי עבר 1% משוק הדו-גלגלי (1,3% בצרפת ב-2020). אנחנו אפילו לא ברמת הנישה עדיין, רק ברמת הקרוקט של הכלב בתחתית הקערה. זאת למרות ההשתתפות הגוברת של רוכבי אופנועים גדולים (BMW, KTM, Harley-Davidson, Polaris) ופעילותם של מצטרפים חדשים (Zero Motorcycle, Energica, Lightning...). הדינמיות כיום מגיעה בעיקר מהקטנועים, כולל מותגים היסטוריים כמו Vespa עם Elettrica שלה. כאן אנחנו מדברים יותר על מותגים לא ידועים לפני כמה שנים כמו Cake, Niu, Super Socco, Xiaomi.
בצרפת, כמעט 10 שנים לאחר הקמתה ב-2006, Zero Motorcycles עדיין מכרה רק 50 מכוניות בשנה, אמר לנו ברונו מולר, המנהל שלה בצרפת, בתערוכת הרכב האחרונה של פריז. ב.מ.וו הייתה אז היחידה שהחזיקה בקטנוע C Evolution משלה, שנמכרה בכ-500 יחידות בשנה, הרבה מעבר לציפיות והתחזיות של היצרן הבווארי ושל ההדרה הצרפתית.
מאז, אין יותר שבוע בלי לראות קונספט חדש של דו-גלגלי חשמלי, וחודש בלי דגמים חדשים של אופנועים חשמליים.
עולם האופנועים באופן מסורתי שמרני יותר מעולם הרכב, ויתרה מכך, הוא אינו נהנה מאותם תמריצי מס המאפשרים לחברינו 6300WD לנהוג בשתיקה, בסבסוד על ידי עמיתיהם (זכור כי קניית מכונית חשמלית מאפשרת לך לנצל את היתרון מהבונוס של 10 אירו, גדל ל-000 אירו אם תיפטר מהישן. אשר אוטונומיה אמיתית ומטענים הם לא פחות.גם אם הם משתפרים משנה לשנה.
ואז יש שאלת המחיר: אופנוע חשמלי עדיין יקר. טווח האפס, שמחיריו ירדו מאז, מתחיל ב-10 אירו ומגיע עד ל-220 אירו (או אפילו כמה אלפים נוספים עם אפשרויות טעינה מהירה), בעוד שהקטנוע של BMW מופיע מ-17 אירו ואנרג'יקה יותר מ-990 אירו כמו. Harley Livewire. לפיכך, כרטיס הכניסה גבוה, גם אם עלויות המשתמשים יצטמצמו מאוד לאחר מכן. Zero Motorcycles טוענת שעלות ה"דלק" נעה בסביבות 15 אירו לכל 400 קילומטרים ואופנועים שדורשים תחזוקה מינימלית למדי. אה, פתאום זה נהיה קצת יותר מעניין.
אבל אגב, איך עובד אופנוע חשמלי?
מנוע
כדי להבין איך מנוע חשמלי עובד צריך כמה מושגי פיזיקה בסיסיים. האם כולכם ידעתם שבהתאם לקוטביות שלהם, מגנטים יכולים למשוך או לדחות זה את זה? ובכן, אם אתה יודע את זה, אתה חמוש להבין איך מנוע חשמלי עובד: בעצם, פשוט שים שני חלקים מגנטיים פנים אל פנים, שהקוטביות שלהם בכיוונים מנוגדים: החלק הנייח של המנוע נקרא סטטור. כאשר זרם עובר דרכו, הוא מושך את הקוטביות ההפוכה: הוא ממוקם על ציר, ולכן הוא מתחיל להסתובב ונקרא רוטור. ככה. אז מספיק שהרוטור יהיה מחובר לציר ההולכה: אז האנרגיה החשמלית הופכת למכנית. כאן יש לך מספיק אנרגיה לרוץ מג'יק מיקסר סופר בלנדר מ-Télé-Achat ("כן Maryse, הודות ל-320 האביזרים שלה אתה יכול להכין גם גזר מגורר משובח וגם מילקשייק טעים" / "נהדר, פייר וכל זה בסכום צנוע של 199,99 יורו בלבד, עם גוף שובר מאמן בונוס ") או, במקרה הטוב, להזיז את המכונית. אנחנו שם.
על הנייר, למנוע חשמלי יש יתרונות רבים: מעט חלקים נעים, פחות חיכוך מכני (ולכן מוגבל "בזבוז כוח"), ללא נוזלים פנימיים (ולכן ללא ניקוז או נזילות), צרכי קירור מופחתים (חלקם מרוצים מסביבתם) אוויר ולכן גם לא דורשים קירור נוזלי מורכב), שלא לדבר על העיקר: ללא פיצוצים פנימיים, ללא זיהום, שקט עבודה גדול ומומנט מירבי במהירויות הסיבוב הנמוכות ביותר. פשטות העיצוב שלו מבטיחה גם עמידות מעולה. בניגוד למנוע בעירה פנימית, מנוע חשמלי לא צריך להיות מחומם: אפשר לעלות על האופנוע, להדליק גם את הגז! סוף סוף, וואט... (כן, הבדיחה הזו מבאסת, אבל עדיין הייתי חייב לפרסם אותה איפשהו...).
עכשיו בואו ניקח צעד אחורה: במה אנחנו מאכילים אותו, המנוע הזה?
סוללות: דווקא Li-Ion או Ni-Mh?
בניגוד לרכבים היברידיים קלים כמו טויוטה פריוס, מצברים לאופנועים חשמליים נטענים. לכן יש לכך שתי השלכות: הפוטנציאל שלהם חייב להיות גדול יותר, וגם הטכנולוגיה שלהם שונה.
סוללות נטענות הן בדרך כלל יון ליתיום טכנולוגיית (ליתיום-יון), חזקה פי שלושה לאותו נפח (אך גם הרבה יותר יקרה) מהטכנולוגיה השנייה, ניקל מתכת הידריד (Ni-Mh). לאנרגיה יש סוללות ליתיום פולימר. לסוללות ליתיום-יון יש גם פחות אפקט זיכרון, ומכאן הקביעות הגדולה ביותר שלהן לאורך זמן. לפיכך, Zero מבטיח יותר מ-300 קילומטרים, תוך שמירה על לפחות 000% מקיבולת הסוללה. מצד שני, הסיכונים של קצר חשמליים גדולים יותר עם Li-Ion: ומכאן המכונות המורכבות יותר, שהן למעשה כבדות ויקרות יותר.
כתוצאה מכך, המחקר מואץ ברמת הסוללה לקיבולת גדולה יותר גם בקומפקטי יותר, וגם עם פחות מתכות נדירות.
לפיכך, הביצועים של רכב חשמלי תלויים בעוצמת המנוע, כמו גם ביכולת הסוללות להבטיח שביצועים אלו נשמרים לאורך זמן רב ככל האפשר, תוך טווח פעולה.
כיום, קיבולת הסוללה של קטנוע BMW C Evolution היא 11 קוט"ש, בעוד שטווח האפס מבוסס על מכונות הנעות בין 3,3 ל-13 קוט"ש. רק ל-Energica יש סוללה של 21,5 קוט"ש.
גורם נוסף: משקל. כך, ב.מ.וו מבטיחה טווח של מאה ק"מ לקטנוע שלה (שעדיין שוקל 265 ק"ג), בעוד שה-Zero יכול לנסוע מ-66 ק"מ לכל היותר (ב-2015 ל-FX ZF3.3 הקטן, ששוקל 112 ק"ג בלבד) ל-312 ק"מ (DS ו-DSR ZF13.0 עם Power Tank, הסוללה הנוספת שמביאה את כל העניין. לשם השוואה, Harley-Davidson הציעה כ-80 ק"מ של טווח על אב הטיפוס של Livewire שלה, מופעל על ידי סוללות של 7 קילוואט, בעוד ה-KTM Freeride-e בגרסאות אנדורו או סופרמוטו לא הצליח להגיע רחוק עם סוללות של 2,6 קילוואט-שעה. 30 דקות של החלקה-פָּארק והופ אבל זה נכון שהאחרון היה צריך להישאר קל ככל האפשר. אנרג'יקה מכריזה על 400 קילומטרים של טווח (בערים), אבל במציאות אנחנו דווקא מקיפים 180 קילומטרים, שזה עדיין הרבה יותר מעשרות קילומטרים לפני כמה שנים. כיום, רכב דו-גלגלי חשמלי יכול לחרוג באופן סביר מטווח של 100 ק"מ.
אבל זה המקום שבו המשוואה נעשית מסובכת, שכן אתה צריך למקם את הסמן בצורה חכמה בין סוללות גדולות למשקל מוגבל, בידיעה שהמשקל מבזבז סוללה... לא קל. בכל מקרה, אנחנו כבר יכולים לראות ב-13 קוט"ש Zero Motorcycles DS ו-DSR ערך מכובד מאוד, אפילו כמעט בלעדי! כדי לשים את הדברים בפרספקטיבה, דעו של-BMW X5 40th (Plug-in Hybrid) יש 9,2 קילוואט-שעה של סוללות המאפשרות לרכב השטח הגדול הזה, במשקל 2,2 טון, לנסוע כשלושים קילומטרים במצב כל-חשמלי; לניסאן ליף 2016 יש 30 קוט"ש, טוענת לטווח של 250 ק"מ ונוסע 200 ק"מ במציאות.
חידוש
סוללה מורכבת מסוללות/תאים רבים. אפס הוא 128. כשהם מתחילים להיטען במלואם, בדרך כלל בסביבות 85%, ה-BMS (מערכת ניהול הסוללות) מחלק אלקטרונים. וככל שיש יותר תאים, לוקח יותר זמן למיין אותם כדי לשלוח אותם למקום הנכון. כתוצאה מכך, לסוללה לוקח יותר זמן להיטען באחוזים האחרונים. זו הסיבה שחלק מהיצרנים מדברים הרבה על זמני טעינה של כ-80%.
מכיוון שזמן הטעינה הוא בעיה נוספת עם רכבים חשמליים. כי טעינת הסוללה נמשכת זמן רב. אולי מערכת החלפה מהירה כגון חבר ושחקכפי שהתחלפו סוסים בימי הביניים פוסט מרוצי שליחים. חלקם כבר עובדים על זה ומציעים מושגים כמו המודלים של Gogoro או Silence, אבל לא נראה פתרון בטווח הקצר.
טעינה ברשת
לכן, בהיעדר החלפה מהירה, עליך לטעון את הסוללה על רשת החשמל. הבעיות כאן פשוטות ומתייחסות לכיול של זרימות אנרגיה נכנסות ויוצאות. בשקע רגיל בקיר בבית, אין מזל שהזרימות הן הנמוכות ביותר: אז ספור מקסימום 1,8 קוט"ש או כמה שעות טעינה בהתאם להספק הסוללה והמטען. אז סוללה של 5,6kWh עם מטען 600W דורשת 9 שעות טעינה, אבל רצוי לבדוק אותה אצל חשמלאי כי היא תצטרך לזרום שעות על גבי שעות ויש למנוע מכם התחממות יתר.
טעינה במסופים
לטרמינלים מסוג 3 (סגנון Autolib) יש חישת עומס בטרמינל ויכולים לזרום עד 3,7 קוט"ש. לבסוף, מסופי הטעינה המהירה ומגדשי העל של טסלה יכולים לטעון עד 50 קילוואט. רוב האופנועים, לעומת זאת, אינם מצוידים לקבל שקעים מהירים במיוחד אלה (למעט אנרג'יקה עם שקע CCS). עם זאת, כמו ה-Zero, הם יכולים להשתמש באביזר "Charge Tank", הפועל כמגבר ומטעין את דגם ה-13 קוט"ש תוך כ-3 שעות ואת דגם ה-9,8 קוט"ש תוך כשעתיים.
במכוניות, חלק מהיצרנים עוזרים ללקוחות לצייד עמדת טעינה מהירה בבית ולעיתים נהנים מתמיכה מלאה בתפעול. נכון לעכשיו, האופניים לא מציעים שום דבר שווה ערך, אך יש לציין כי ב-12 התקבל חוק "זכות לדוג" בבתים משותפים: אם אחד מהבעלים המשותף יגיש בקשה להתקנה של שקע טעינה בחניון או בחלק המשותף, לא ניתן לסרב לו (לחשבונך).
יוקרה זה חלל...
החל מ אף פעם לא היה מאושר 1899 (המכונית הראשונה שעברה את ה-100 קמ"ש כבר הייתה מכונית חשמלית), הבעיה עם מכוניות חשמליות הייתה פשוטה: אנחנו מדביקים את הסוללות לרצפה כי כבר יש מקום, וזה גם מקשיח את כולו ואז נוכל למלא אוֹתָם. באופנועים, הבעיה קשה יותר, ולכן האתגר של המהנדסים הוא להתאים כל דבר לחלל הזמין באופנוע, בעצם (הומור קשה, שם) מוגבל.
למעצבים יש גם תפקיד על ידי שילוב הסוללות המכוערות הללו. כמו ה-Brammo, ה-Zros הראשונים נראו כמו מקררים עם גלגלים עם הסוללות המשולבות בצורה גרועה מבחינה אסתטית, אבל הדברים השתפרו מאז. לדוגמה, ה-Harley-Davidson Livewire טוב בלהסתיר את המשחק שלו כמו גם את Energy of the Ego RS +. בינתיים, אופנועים חשמליים מתרחקים מהמוזרויות על הגלגלים, כפי שהיו בהתחלה. הטכנולוגיה המודרנית מאפשרת גם לנטר את רמת הטעינה או לתכנת אותה באמצעות אפליקציות בסמארטפון. כל זה מאפשר לך למצוא אופנוע, לעקוב אחר צריכתו בכל נסיעה ולקבל את האוטונומיה שלו בזמן אמת.
לכן, לצורך הפיתוח שלו, אופנועים חשמליים חייבים להיות מסוגלים להסתמך על פיתוח תשתיות, מה שיכול רק לתרום לדמוקרטיזציה שלו ולהורדת המחירים. זו תמצית המשימה של GEME, תנועת האופנועים החשמליים האירופית, שתהיה נוכחת ב-EVER הבא במונקו.
