Skillnader mellan fossilbil och elbil bra att förstå

uppdaterad 241229

SAMMANFATTNING

Lite mer förståelse kring elbilens dynamik underlättar körandet under lite mer krävande förhållanden utan att behöva drabbas av räckviddsångest som de oerfarne elbilföraren lätt hamnar i från början

På vintern i motvind upplever man att batteriet töms avsevärt fortare i en elbil än bensintanken gör i en bensin eller dieselbil nedan kallad fossilbil det  har sina naturliga förklaringar i både ovana och fysik.

Elbilen drar visserligen bara 20-25% av vad fossilbilen gör. Men en fossilbil med en 60 liters tank har med sig 600kwh medan en elbil med 60kwh batteri har med sig bara 6 liter bränsle som jämförelse.

Fossilbilens dåliga verkningsgrad med hög milförbrukning av bränsle tar den igen i högre farter och kyla då en fossilbil har betydligt högre verkningsgrad vid högbelastning och uppvärmningen klarar spillvärmen av i fossilbilen. Elbilen får nagga på räckvidden för att hållas varm och luftmotståndet slår obönhörligt vid motvind eller högre fart utan någon kompensation med  bättre verkningsgrad som fossilbilen.

ELBILEN

Den största faktorn som påverkar en elbils räckvidd är luftmotståndet. Ju mer luftmotstånd desto högre elförbrukning och kortare räckvidd. Kraften som krävs för att övervinna en bils luftmotstånd är beroende av fordonets   CD-värdet (strömlinjeform och frontarean på bilen), bilens hastighet i kvadrat och luftens densitet. Dubbla hastigheten ger 4-dubbelt luftmotstånd osv. Detta är allmänt känt.

En elbils effektivitet ( verkningsgrad) är hyggligt linjär över hela dess hastighetsspann – det innebär att drivlinan jobbar ungefär lika effektivt i 10 km/h som i 80km/h. I realiteten innebär det att ju snabbare du åker desto mer el drar bilen Om man vill köra en elbil riktigt långt skall man köra så långsamt som möjligt som är runt 30km/h.En viss basförbrukning av el finns som gör att förbrukningen är högre i hastigheter under ca  30 km/tim.

De faktorer tillverkaren kan påverka är CD-värdet (luftmotståndet) på bilen. Det innebär att ett mindre fordon som dessutom är bättre aerodynamiskt utformat behöver ett mindre batteri för att nå en viss räckvidd, det innebär i sin tur en billigare bil och kanhända fler sålda fordon (Eftersom kostnaden för batteriet utgör en så stor del av totalkostnaden på bilen).

FOSSILBILARNA

Samma förhållande gäller inte för traditionella fossilbilar.

Luftmotståndet, strömlinjeform m påverkan av frontarean (CD) påverkar även fossilbilar, men effektiviteten ( verkningsgraden ) i en traditionell drivlina är inte linjär. Istället sammanfaller flera olika parametrar som gör en fossilbil är som mest effektiv runt 80km/h. Den främsta orsaken till detta är att motorn måste arbeta hårdare för att övervinna luftmotståndet, vilket då gör att den arbetar mer effektivt.

En bensinmotor som arbetar under hård belastning utvinner betydligt mer energi ur bränslet än om den hade gått på tomgång eller med lågt effektuttag, därför kan man kosta på sig att bygga fyrkantiga bilar eftersom man vet att det ökade luftmotståndet till stor del kompenseras av motors höjda effektivitet.

Det är också anledningen till varför elbilister ser mycket starkare reduktion i räckvidd när man drar släp jämfört med fossilbilsägare där fossilmotorn jobbar mycket mer effektivt med släp påhängt vilket kompenserar för det ökade motståndet.

VIKTENS BETYDELSE

Elbilar väger rätt mycket mer än fossilbilar

Förhållandet hastighet/förbrukning och vikt/förbrukning har en skärning vid ca 70kmh

Innan skärningspunkten så betyder vikten mer för förbrukningen, efter punkten minskar viktens betydelse och luftmotståndet tar över

JÄMFÖRELSE MELLAN 2 ELBILAR

Jämför jag förbrukningssiffror mellan min Niro EvV med en Tesla så drar Niron mindre vid låga farter då den väger mindre och Teslan mindre vid höga farter pga det låga CD talet. Optimal hastighet för min elbil är 105 km/h då kommer jag 38 mil på motorväg och vid 70km/h är räckvidden  50 mil och i genomsnitt 44 mil med min körprofil med 50% motorväg

VARFÖR BEHÖVS INTE VÄXLAR PÅ ELBILAR

Vore det inte intressant att kunna ”växla ner” effekten när man kör i tex 120 km/h för att få längre räckvidd? Om man alltså kunde välja att lägga i en växel för att få lägre effekt men längre räckvidd. Blir det helt enkelt för mycket som kan gå sönder, och för liten vinst?

Det är så en evighetsmaskin fungerar. Oavsett om man växlar upp eller ner så kommer det fortfarande krävas samma effekt för att få bilen att röra sig framåt.

Växlar man ner så blir motståndet mindre, men då måste motorn varva mer. Växlar man upp så får motorn lägre varv men får jobba hårdare.

En elmotor kan starta med motstånd redan från 0 rpm och jobba sig upp till fullt varvtal. En förbränningsmotor kan inte jobba under 300 – 700 rpm (beroende på många olika faktorer), och behöver därför både en koppling och växellåda.

EFFEKTENS BETYDELSE FÖR HASTIGHET

Luftmotståndet ändras med kvadraten som tidigare nämnts

Men Effekten som krävs för att övervinna luftmotståndet är hastigheten upphöjt till 3.

Ökar man  farten från 100 till 200  så åtgår det 8 ggr mer effekt.

Av det kan man förstå att man kan förlänga räckvidden markant om man kör lite långsammare. Min elbil har en räckvidd på 44 mil i genomsnitt 50 mil om jag kör i 70  km/h, 38 mil om jag kör 105 km/h och 28 mil om jag kör 120 km/h. Räckvidden räknas till tom tank i praktiken måste man dra av 4 mil (10% kvar  av batterikapaciteten) för marginal kvar när man tankar.

Vill man bygga bil med dubblad toppfart måste man  ha 8 ggr så hög motoreffekt. Detta är också skälet till varför de flesta supersportbilar går ungefär lika fort trots att det skiljer flera hundra hästar mellan dem. Skall dom upp över ~340 km/h så går det åt väldigt mycket mer effekt i motorn.

HJÄLPMEDEL SOM FINNS

Elbilen ger förslag på var man ska ladda under en långfärd och håller det aktuellt under färden och ändrar vid behov. Det finns appar i mobilen man kan använda och snabbt se var laddställen finns efter vägen.

De flesta som kör längre sträckor åker ofta samma vägar med samma mål år efter år  i jobbet eller privat besöker släkten ,åker till storstan eller fjällen etc- Man tankar ofta på samma ställen och vet var de stora stationerna ligger . Samma med elbilar. Hela laddnätet hyggligt utbyggt 2024 och man ser enkelt beläggningen i app och sällan man behöver vänta om man använder hjälpmedlen.

De få gånger jag behöver snabbladda använder jag Circle K och har några andra som alternativ, Bara plugga in och bilen känns igen och debitering på tankkortet . I alternativ har jag bensinkortet kopplat till den kedjan och får identifierar mig lätt som en plätt

Lite överkurs för den som vill lära sig mer

Jag har gjort ett planeringskort som klara ut räckvidden jag får ut beroende på medelförbrukningen under körningen. Lika vasst som bilens planeringssystem om man kan räkna i huvudet då man hela tiden ser medelförbrukningen.Min tumregel jag vet att jag tappar ca 2 mil av bilens räckvidd för varje kwh/10mil som medelförbrukningen ökar  och bilen går ca  40 mil Tex vid 105 drar den idealiskt sommartid 17,1 kwh/10 mil Kör jag med förbrukningen 20 tappar jag 6 mil på räckvidden som vid 105 är 38 mil men måste tanka senast efter 28 om jag startat på 100 % och vill ha 10% 4 mil kvar i tanken. (29 mil blir det vid exaktare beräkning enligt laddplaneraren

I praktiken klarar man beräkningen i huvudet när man känner bilen och har koll på bilens räckvidd från medelförbrukningen.

VINDENS PÅVERKAN

Mot eller medvind påverkar förbrukningen och man kan räkna med 10% högre förbrukning vid motvind och 10% lägre förbrukning vid medvind med elbil

VINTERNS PÅVERKAN

På vintern ökar förbrukningen ungefär 20% i södra Sverige på Niro EV som har värmepump för uppvärmning och det anses som ett bra värde för elbilar,

TIPS När det är vinter och kallt elbil

  • snabbladda gärna under kortare raster för att hålla batteriet varmt
  • kör inte fortare än 80-90
  • Håll batteriet fulladdat i större utsträckning ladda till 100% oftare
  • varmgarage om möjligt

Vinter ,hård motvind och släpvagn  får en dramatisk påverkan på räckvidden för en elbil. Kör man mycket under sådana förhållanden  får man ladda ofta och då måste man ha en elbil  som kan ta emot höga effekter vid  snabbladdning och ladda 10-80% under 30 min

VÄRT PÅMINNA IGEN VARFÖR ”TANKEN TÖMS” PÅTAGLIGT SNABBARE I EN ELBIL

Värt att notera är att även om elbilen är mindre effektiv i höga farter är den fortfarande effektivare med en förbrukning kring 2 kwh/mil medan fossilbilen drar i sig 7-10 kwh/mil. Skillnaden är mängden energi man får med sig på färden .

 Ju mindre energi man får med sig ju mindre körsträcka får man och förbrukningen blir då också mer påtaglig och kanhända extremt påtaglig  när det är vinter och kallt och man drar släp i hård motvind då får man fylla på el ofta. Fossilmotorn arbetar effektivare med hårdbelastning och värmen kostar inget det är ju motorförluster i värme .