מכוניות חשמליות הופכות לפופולריות ככל שתקנות זיהום האוויר מחמירות ומאלצות את יצרני הרכב לייצר מכוניות "ירוקות" יותר, וככל שביקוש הצרכנים עולה וברצונם להיפטר מהתלות בדלקי מאובנים וליהנות ממכוניות מתקדמות, חזקות ומרווחות, ובעיקר זולות לאחזקה באופן משמעותי, אם כי עדיין יקרות לרכישה.עם עלייתם של כלי הרכב החשמליים מגיעים לא מעט מונחים ומושגים חדשים, ובמאמר זה נסביר כמה מהמונחים החשובים ביותר בתחום הרכבים החשמליים, כדי שתהיו מעודכנים בטכנולוגיה המתפתחת במהירות.

פולקסווגן iD.4 בעמדת טעינה מהירה

רכב חשמלי טהור (BEV)

רכב עם מנוע חשמלי המופעל רק בעזרת אנרגיה המאוחסנת בסוללה נטענת.מכוניות אלה מייצרות אפס פליטות מזהמים מאחר ואין בהם מנוע בעירה פנימית. בין רכבי ה- BEV הפופולריים בישראל נמנים טסלה מודל 3, ג'ילי גיאומטרי C, יונדאי איוניק, קיה EV6, ו- BYD אטו 3.

רכב היברידי נטען (PHEV)

רכב היברידי נטען הינו רכב המשלב מנוע חשמלי ומנוע בנזין מסורתי, בו ניתנת הסוללה לטעינה גם בחיבור לעמדת טעינה. ברכבי PHEV מותקנת לרוב סוללה קטנה המאפשרת נסיעה חשמלית ללא פליטת מזהמים לטווח מוגבל של 40-70 ק"מ.

קילוואט

קילוואט (kW) הינה יחידת מידה של הספק חשמלי. 1 קילוואט = 1,000 וואט. מנועים חשמליים ועמדות טעינה נמדדים בהספק החשמלי שהם מסוגלים להפיק. ככל שההספק גבוה יותר כך המנוע חזק יותר ועמדת הטעינה טוענת את הסוללה בקצב מהיר יותר (בהתאם לקצב המרבי בו תומכת הסוללה).

קוט"ש

קוט"ש - ראשי תיבות של קילוואט לשעה. מייצג את כמות האנרגיה החשמלית שמסוגלת לספק סוללה למשך שעה. לדוגמה, סוללה בקיבולת 75 קוט"ש מסוגלת לספק עד 75 קילוואט למשך שעה, ולאחר מכן תתרוקן.

קיבולת סוללה

קיבולת הסוללה מתייחסת לכמות האנרגיה שניתן לאחסן בסוללה.הקיבולת נמדדת בקילוואט לשעה (קוט"ש) ומשפיעה באופן ישיר על טווח הנסיעה של רכב חשמלי, כךשקיבולת סוללה גבוהה יותר מאפשרת טווח ארוך יותר.

טווח נסיעה חשמלי

טווח נסיעה חשמלי מתייחס למרחק שרכב חשמלי יכול לנסוע בטעינה אחת מלאה של הסוללה. הטווח המקובל ברכבים חשמליים עומד על 300-500 ק"מ בתנאי אמת ויכול להשתנות בהתאם לדגם הספציפי ולתנאי הנהיגה. גם גורמים כגון טמפרטורה, הפעלת מזגן, ומשקל הנוסעים והציוד ברכב משפיעים על טווח הנסיעה.

פולקסווגן iD.4 בעמדת טעינה מהירה

טעינת רכב חשמלי

על מנת להשתמש ברכב חשמלי יש לטעון אותו באמצעות כבל ייעודי במגוון דרכים - שקע ביתי סטנדרטי, עמדת טעינה ביתית, או עמדת טעינה ציבורית. הזמן שלוקח לטעון רכב חשמלי תלוי בסוג עמדת הטעינה, טכנולוגיית הסוללה וגודל הסוללה.

טעינה ביתית AC

הדרך המומלצת ביותר לטעינת הרכב הינה בעמדת טעינה ביתית ייעודית בזרם AC אשר אורכת כ- 8 שעות אך הטעינה בה מתבצעת בדרך כלל בלילה או בזמן שהרכב אינו בשימוש. שימוש בעמדה זו שומר על אורך חיי הסוללה, ותעריפי הטעינה זולים משמעותית ביחס לעמדות ציבוריות. עמדות טעינה ביתיות פועלות בהספקים הנעים בטווח של 3.6-22 קילוואט, וככל שההספק גבוה יותר כך הטעינה מהירה יותר. קיימת גם אופציה לטעינה בשקע ביתי סטנדרטי אשר יכולה להימשך שעות רבות, אינה מבוקרת, ואינה תקנית, כך שיש להשתמש בה רק אם לא קיימת ברירה אחרת.

טעינה ציבורית מהירה DC

אם אין ברשותכם עמדת טעינה ביתית, או אם יצאתם לטיול ארוך ויש צורך לטעון את הסוללה בדרך, תוכלו להשתמש בעמדת טעינה ציבורית מהירה הפועלת בזרם DC. עמדות אלו פרושות במתחמי קניות ובתחנות דלק שונות, ומסוגלות לטעון רכב חשמלי תוך 30 עד 120 דקות, או לספק תוספת טווח משמעותית תוך דקות ספורות בהתאם ליכולת הטעינה של הסוללה, ולהספק הטעינה של עמדת הטעינה, הנע לרוב בטווח של 50-150 קילוואט. יצרני הרכב ממליצים להמעיט בטעינות מהירות, ולהטעין את הסוללה בעמדות טעינה מהירות רק בטווח של 20-80% מקיבולת הסוללה כדי לשמור על אורך חיי הסוללה ולאפשר טעינה מהירה כמובטח. מתחת ל- 20% ומעל ל- 80% מקיבולת הסוללה, קצב הטעינה יורד.

סופרצ'ארג'ר

סופרצ'ארג'ר (Supercharger) הינו השם המסחרי של עמדות טעינה אולטרה מהירות אשר פיתחה טסלה במיוחד עבור דגמיה.עמדה מסוג זה יכולה לטעון את רכבי טסלה במהירות גבוהה משמעותית ביחס למרבית עמדות הטעינה הציבוריות, והיא זמינה לרכבי טסלה בלבד.

בלימה רגנרטיבית

בלימה רגנרטיבית הינה טכנולוגיה המשמשת ברכבים חשמליים להמרת האנרגיה הקינטית במהלך בלימה לאנרגיה חשמלית המשמשת לטעינת הסוללה. כך ניתן להאריך את טווח הנסיעה ולהפוך את הרכב ליעיל יותר. ברכבים חשמליים רבים ניתן לבחור את עוצמת הבלימה הרגנרטיבית כך שבתנאים מסויימים אף ניתן לנהוג בדוושה אחת ללא שימוש בבלמים כלל.

סוללת ליתיום-יון

הסוללה הינה הרכיב היקר והחשוב ביותר ברכב חשמלי, וברוב המקרים מבוססת ליתיום. סוללה מקבילה למיכל דלק ברכב בנזין וקובעת את טווח הנסיעה המרבי. מארז הסוללה מצוי בדרך כלל מתחת לרצפת המרכב וכולל עשרות מודולים נפרדים של סוללות. בכל אחד מהמודולים קיימים עשרות תאי סוללה קטנים.

סוללת מצב מוצק

סוללות מצב מוצק הן סוללות הדור הבא הכוללות אלקטרוליט מוצק במקום אלקטרוליט נוזלי המצוי בסוללות המסורתיות. טכנולוגיה זו מאפשרת לסוללות להיות קלות, בטיחותיות וקומפקטיות יותר.

בלאי הסוללה

ביצועי הסוללה נפגעים לאורך זמן, כך שהקיבולת יורדת בהדרגה ואיתה גם טווח הנסיעה המרבי. קיימים מגוון גורמים אשר יכולים להאיץ את בלאי הסוללה, ביניהם גיל, טמפרטורה, ריבוי טעינות מהירות, ונהיגה פרועה המלווה בתאוצות חזקות.

אחריות על הסוללה

אחריות על הסוללה מתייחסת למשך הזמן ולתנאים שבהם היצרן יכסה את עלות התיקונים או החלפת הסוללה.חשוב לקחת נתון זה בחשבון בעת רכישת רכב חשמלי, שכן החלפת סוללה עלולה להיות יקרה מאוד. מקובל לספק לסוללה אחריות למשך 6-8 שנים עם התחייבות להחליפה אם קיבולת הסוללה יורדת מתחת ל- 70% מהקיבולת המקורית.

מנוע חשמלי

מנוע חשמלי הוא מקור ההנעה ברכב חשמלי, ונהנה מפשטות מכנית, מידות קומפקטיות ביחס למנועי בעירה פנימית ויעילות אנרגטית גבוהה באופן משמעותי. המנוע החשמלי ממיר אנרגיה חשמלית מהסוללה לאנרגיה מכנית כדי להניע את גלגלי הרכב. מנועים חשמליים יכולים להיות מותקנים על כל אחד מצירי ההנעה ברכב או בכל אחד מהגלגלים.

מנוע חשמלי של פיאט 500e

צריכת אנרגיה

נתון צריכת האנרגיה מקביל לנתון צריכת הדלק ברכב עם מנוע בנזין, ונמדד בדרך כלל בק"מ לקוט"ש או בוואט/שעה לק"מ. לדוגמה, ברכב עם סוללה בקיבולת 60 קוט"ש וצריכת אנרגיה של 5 ק"מ לקוט"ש אפשר לצפות לטווח נסיעה של 300 ק"מ. הנתון מייצג את היעילות האנרגטית של מערכת ההנעה, וככל שצריכת האנרגיה נמוכה יותר כך ניתן להגיע לטווח נסיעה גדול יותר.

תמסורת ישירה / תיבת הפחתה

ברכבים חשמליים אין צורך בתיבת הילוכים הודות למומנט וליעילות הגבוהים של המנועים החשמליים. עם זאת יש צורך בתמסורת ישירה או בשמה השני תיבת הפחתה. למעשה זוהי תיבה עם יחס העברה אחד המותקנת בין המנוע לגלגלים ומגדילה את המומנט המגיע לגלגלים כדי לאפשר למנוע עבודה בסל"ד מופחת התורמת לפעולה שקטה ויעילה יותר של מערכת ההנעה.

חרדת טווח

בניגוד לרכבי בנזין אשר ניתן לתדלק במהירות בתחנת הדלק הקרובה ולהמשיך בנסיעה אל היעד, ברכבים חשמליים הטעינה ארוכה ועמדות הטעינה המהירות אינן נפוצות כמו עמדות התדלוק הרבות בכל תחנות הדלק. עובדה זו גורמת לאחת הבעיות המונעות מעבר לרכבים חשמליים והינה חרדת טווח הנובעת מפחד הנהג להיתקע באמצע הדרך עם סוללה ריקה ללא עמדת טעינה קרובה.

V2L (vehicle to load)

מדובר במערכת המאפשרת להשתמש באנרגיית הסוללה שברכב עבור טעינת רכבים חשמליים אחרים או הפעלת מכשירי חשמל ביתיים בהספק גבוה. רכבים התומכים ב- V2L מגיעים עם מכשיר קומפקטי המתחבר לשקע הטעינה, אשר בצידו השני שקע סטנדרטי המאפשר חיבור של כל מכשיר חשמלי.

פראנק (Frunk)

מנועים חשמליים נהנים ממידות קטנות ולכן משאירים נפח גם לתא מטען קדמי בנוסף לתא מטען אחורי. תא המטען הקדמי מכונה Frunk שהינו קיצור של Front Trunk - תא מטען קדמי באנגלית.